리도카인과 pH가 삼차신경절세포의 tetrodotoxin-저항성 소디움전류에 미치는 영향
EFFECTS OF LIDOCAINE AND pH ON THE TETRODOTOXIN-RESISTENT SODIUM CURRENTS FROM RAT TRIGEMINAL ROOT GANGLION NEURONS
소속 상세정보
이상철/Seon-Kyung Cho
조선경/김여갑/김여갑/류동목/김형찬/이백수/윤옥병/진택현/Yeo-Gab Kim/Hyung Chan Kim/Sang-Chull Lee/Yeo-Gab Kim/Dong-Mok Ryu/Baek-Soo Lee/Ok-Byung Yoon/Taek-Hyun Jin
KMID : 0355619980240030330
Abstract
V.결 론
구강악안면영역의 염증성 통각과민의 기전과 염증시 국소마취제 리도카인의 마취효과 감
소기전을 규명하기 위하여 염증상태에서 동통의 전달에 중요한 신호로 예상되는 TFX-저항
성 소디움통로에 미치는 pH와 Idocaine의 효과를 흰쥐 삼차신경절 뉴론에서 whole-cell
patch clamp 방법을 통해 조사한 바, 다음과 같은 결과를 얻었다.
1. 성숙한 흰쥐의 삼차신경절세포에는 TTX에 다른 민감성을 보이는 두 가지 전류,즉
TFX-민감성 전류와 TFX-저항성 전류가 존재하였다.
2. TTX-저항성 소디움전류는 세포외 pH의 변화에 따라 그 크기와 전류-전압 관계가 유
의하게 변화되었으며, 세포외 pH가 낮아지면 전류의 크기는 감소하고 활성화에 더 큰
전압이 필요하였다.
3. 세포외 pH의 변화는 TTX-저항성 소디움통로의 활성화와 비활성화 전압의존성에도
영향을 미쳐, 세포외 pH가 낮아지면 활성화와 비활성화 곡선이 저분극 방향으로 이동
되었다.
4. 국소마취제인 리도카인은 용량 의존적으로 TTX-저항성 소디움전류를 억제하였으며,
pH가 낮아질수록 차단효과가 낮아지는 것으로 나타났다
5. 리도카인은 TTX-저항성 소디움통로의 비활성화 곡선을 20 mY 가량 과분극 방향으로
이동시켰다.
6. 리도카인이 TTX-저항성 소디움통로의 비활성화에 미치는 영향은 세포외 p班(반) 6.3,
pH 8.3모두에서 pH 7.3에 비해 크게 감소하였다.
7. 세포외 PH 8.3 일 때 0.1mM 리도카인을 적용시 리도카인을 가하지 않은 상태의 세포
외 pH 7.3일 때에 비하여 -20mV 이상 비활성화 곡선이 과분극 방향으로 이동하여 세
포외 pH 7.3에서 0.ImM 리도카인을 가하였을 때와 결과적으로 유사한 비활성화 정도
를 보였으나,세포외 pH 6.3에서 리도카인을 적용시 리도카인이 가하여지지 않은 세포
외 pH 7.3일 때와 비교하여 비활성화 전압의존성에 있어 큰 차이를 보이지 않았다.
이상으로 리도카인은 TTX-저항성 소디움통로를 차단하여 소디움이온의 유입을 막고
TfX -저항성 소디움통로가 비활성화상태에 도달할 확률을 증가시켜 차단작용을 증강시키는
것으로 생각된다. 세포외 수소이온농도가 증가되면 TFX-저항성 소디움통로의 활성화 역치
가 낮아지고 전류의 크기가 감소되어 신경의 흥분성이 생리적 pH일 때에 비하여 감소되어
질 것으로 생각되지만, 이때에 리도카인을 가하면 리도카인의 이온화 상태의 증가와 TFX-
저항성 소디움통로의 비활성화 확률을 증가시키는 작용이 크게 감소되기 때문에 생리적 PH
에서 리도카인을 가하였을 때에 비하여 신경의 흥분성이 더욱 증가되어짐을 알 수 있다.
#초록#
The extracellular PH has been known to be lowered under the condition of chronic
inflammation, and the tetrodotoxin-resistant sodium currents(TTX-r INa )
is thought to responsible for the inflammatory pain. We investigated the effects of PH
and lidocaine on the TTX-r INa in sensory neurons derived from abolt
rat trigeminal root ganglion(TRG) using whole-cell patch clamp technique to evaluate
the underlying mechanisms of the poor analgesia following the administration of local
anesthetic solutions into or around the area of the of inflammation. The results are as
follows:
1. Two types of INa showing different sensitivity to TTX, TTX-sensitive
and TTX-resistant INa , were expressed in the rat TRG neurons.
2. The amplitude and the current-voltage(Ⅰ-Ⅴ) relationship of TTX-r INa
were significantly affected by the changes of extracellular pH. The acidification
of external pH reduced the current amplitude and shifted the Ⅰ-V relation to the
depolarizing directions.
3. The change of extracellular PH also affected the voltage-dependence of activation and
steady-state inactivation of TTX-r sodium channels. The voltage-dependence of the
channel shifted to a depolarizing direction by the elevated concentration of external
hydrogen ion.
4. Lidocaine suppressed TTX-r INa in a dose-dependent manner, and
inhibitory effect of lidocaine decresed as the external PH lowered.
5. Lidocaine significantly shifted the activation and steady-state inactivation curves of
TTX-r sodium channel to a hyperpolarizing direction by about -20 mV.
6. The effects of lidiocaine on TTX-r sodium channel producing an increase in the
probability of channel inactivation greatiy decreased when the external pH was changed
to 6.3 or 8.3
7. The 0.1mM lidocaine applied at PH 8.3 shifted the steady-state curve to a
hyperpolazizing direction by -20mV compared to that obtained at lidocaine-free pH 7.3
condition. In contrast, the steady-state inactivation curve obtained in the presence of 0.1
mM lidocaine at pH 6.3 614 not showed any significant difference to that obtained at
lldocaine-free pH 7.3 condition.
These results suggest that the inhibitory action of lidocaine on the TTX-r sodium
channel may be derived from the modificition of channel gating as well as blockade of
channel pore. The reduced extracellular PH may reduce the TTX-rINa
and increase the threshold for activation of TTX-r sodium channels. which may be
responsible for the decresed neuronal excitability in the acidified environment. In the
presence of lidocaine, however, the sensory neuron is thought to be more excitable in
the acidic condition than in physiological PH, which may be due to the decreased
lidocaine-induced inactivation of TTX-r sodoum channel as well as reduced amount of
hydrophobic neutral from of lidocaine in acidosis.
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