저체온요법(Hypothermia)은
허혈상태에 있는 뇌 신경세포에 매우 효과적인 보호효과를 보인다고 알려져 있으나, 전신저체온요법(Systemic Hypothermia, SH) 사용시의 부작용(떨림, 저혈압, 부정맥, 감염
등)으로 인해 임상에서 급성 뇌경색환자의 치료를 위해 제한적으로 사용되었다.
반면, 뇌허혈부위의 국소저체온요법(Focal Hypothermia, FH)은 전신적인 부작용을 최소화하고 신경세포 보호효과를 나타낼 수 있으리라
기대되나, 아직 전신저체온요법과 비교하여 그 효과가 뚜렷하게 밝혀지지 않았었다.
최근 Stroke 학회지에 뇌경색
동물모델을 이용해서 전신저체온요법(Systemic Hypothermia, SH)과 국소저체온요법(Focal Hypothermia, FH)의 신경보호효과를 실험한 논문이 발표되어 소개하고자 한다.
본 연구는 Sprague–Dawley rat을
대상으로 intraluminal occlusion의 방법을 이용해서 중대뇌동맥 폐색(Middle Cerebral Artery occlusion, MCA occlusion)을 유도하여 45분 후에 reperfusion시켜 1시간 경과 후에 무작위선정방법을 이용해서 전신저체온요법 4시간, 국소저체온요법 4시간, 전신저체온요법 24시간, 국소저체온요법 24시간
등으로 군을 나누어 실험을 진행했다.
MRI로
Brain의 Temperature Map을 확인하였고, 목표체온은 32 ℃로 했으며, MRI를
이용해서 MCA occlusion을 확인하고 허혈성 병소(ischemic
lesion)가 동측성 대뇌반구(Ipsilateral Cerebral Hemisphere)의 25~45%에 해당하는 경우만 포함시켰다.
전신저체온요법(Systemic Hypothermia,
SH) 4시간 군에서, 마취 하에 저체온치료 적용 후
15분 이내에 체온이 목표치로 떨어졌고, 4시간 동안 전신저체온요법을 적용한 후, 우리로 옮겨서 저절로 체온이 회복되게 하였다. 원래 체온으로 회복되기까지는 150분 가량이 걸렸고 회복속도는 0.03 ℃/min 정도였다.
국소저체온요법군은, 적용 전 동측성
대뇌반구/대측성 대뇌반구(Ipsilateral/Contralateral
Hemisphere)의 온도를 잰 후 cooling device를 이용하여 국소 허혈성반구(Ischemic Hemisphere)에 cooling을 시작했다. 15분 이내에 동측성 반구(Ipsilateral Hemisphere)의
온도가 목표치까지 떨어졌으나, 대측성 반구(Contralateral Hemisphere)나
전신 체온에는 거의 영향이 없었다. 4시간 또는 24시간
적용 후 cooling device를 중지했고, 중지 후 7분 이내에 원래 상태로 온도가 올라갔다. 체온상승(Rewarming) 속도는 0.5 ℃/min로 기록 되었다.
실험결과, 전신저온요법 적용 모델에서
뇌경색의 크기, 부종(Edema)의 정도, 염증(Inflammation)의 정도 모두 대조 군에 비해 감소했고, 국소저체온요법은 4시간 군에서는 대조 군과 차이가 없었으나 24시간 군에서는 전신저체온요법과 마찬가지로 보호효과를 보였다. 또한, 뇌경색 30일째의 섬유증 반흔(Fibrotic
Scar) 형성이 저체온요법(전신저체온요법 4시간, 국소저체온요법 24시간)군에서
적게 나타나, 신경단위의 재생(Neuronal Regeneration)에도
저체온요법이 도움이 될 가능성에 기대를 모았다.
본 연구에서 국소저체온요법(Focal Hypothermia,
FH)이 전신저체온요법(Systemic Hypothermia, SH)보다 긴 시간을 필요로 하는 이유에 대해서는 뇌 뿐만 아니라 말초기관의 저체온치료
영향과 국소저체온요법 시에 상대적으로 체온상승(rewarming)이 빠르게 일어나서 나타난 부정적인
영향 등으로 분석되었다.
향후, 저체온요법의 신경보호 중재(Hypothermia Mediated Neuroprotection) 기전을 명확히 밝히게 된다면, 부작용 없이 뇌경색 환자를 치료하는 방법을 찾게 될 것이다.
본 연구는 아직은 제한적이기는 하지만, 국소저체온요법이
전신적 부작용을 동반하는 전신저체온요법을 대체해서 뇌경색 환자의 신경보호효과를 기대할 수 있다는 긍정적인 결론을 얻었다고 평가된다.
※ Source : Alba Vieites-Prado, Ramón Iglesias-Rey, Héctor
Fernández-Susavila, Andrés da Silva-Candal, Emilio Rodríguez-Castro, Olli H J
Gröhn, Sven Wellmann, Tomás Sobrino, José Castillo, Francisco Campos From the
Clinical Neurosciences Research Laboratory, Clinical University Hospital,
Health Research Institute of Santiago de Compostela(IDIS), Universidade de
Santiago de Compostela, Spain(A.V.-P., R.I.-R., H.F.-S., A.d.S.-C., E.R.-C.,
T.S., J.C., F.C.); Department of Neurobiology, AI Virtanen Institute for
Molecular Sciences, University of Eastern Finland, Kuopio(O.H.J.G.); and
Division of Neonatology, University of Basel Children's Hospital(UKBB),
Switzerland(S.W.). Protective Effects and Magnetic Resonance Imaging
Temperature Mapping of Systemic and Focal Hypothermia in Cerebral Ischemia. Stroke.
2016 September 4; Volume 47, Issue 9: 2386-96. doi:
10.1161/STROKEAHA.116.014067. Epub 2016 Aug 4.
