[김영진박사] 제 1장 마약은 왜 중독을 일으키나?

[김영진 박사 =덴탈뉴스 ]
5. 길항제(Antagonist)
• 길항제는 수용체에 대한 효현제의 작용을 봉쇄함으로써 수용체를 불활성화 시키므로 일명 차단제라 부른다. 길항제는 그 작용면에서 경쟁적 길항제와 비경쟁적 길항제로 분류.
• 경쟁적 길항제; 수용체에 결합되는 양이 경쟁적 길항제와 해당 효현제의 상대적인 농도에 의해 결정된다.
• 길항제의 농도가 증가하면 수용체가 길항제에 의해 봉쇄되는 정도가 커지 지만 이때 효현제의 농도를 증가시키면 길항제가 도로 수용체로부터 유리.

길항제는 효현제와 마찬가지로 수용체와 결합하지만 수용체를 활성화시키지 않는다. 길항제는 단지 수용체와 결합하여 수용체를 점유함으로써 내부에서 생성된 물질이나 외부에서 들어 온 물질이 수용체와 결합할 수 없게 함으로써 사실상 수용체가 활성화되지 못하도록 작용하는 것이다.(예; Antibiotics, Naloxone, Varenicline, Resveratrol 등) 길항제에는 경쟁적 길항제와 비경쟁적 길항제가 있다.

·경쟁적 또는 상경적 길항제(competitive antagonist)
길항제와 효현제가 같은 수용체에 경쟁적으로 결합하는 경우를 말한다. 즉 일정한 반응을 위해 필요한 효현제의 농도를 증가시키면 효현제의 효과가 커지게 되는데 경쟁적 길항제는 수용체와 가역적으로 결합하므로 효현제의 농도를 올리면 길항제의 작용이 상쇄되고 효현제의 최대반응(Emax)을 일으킬 수 있다.

·비경쟁적 또는 상경적 길항제(non-competitive antagonist)
길항제와 효현제가 서로 다른 수용체에 결합하거나 같은 수용체에 결합하되 길항제의 수용체에 대한 친화력이 매우 높거나 공유결합 등 비가역적 방식으로 수용체와 결합하는 경우를 말한다. 이러한 경우에는 효현제의 농도를 증가시켜도 길항제의 작용이 상쇄되지 않고 효현제의 최대반응도 (Emax)가 낮아진다. 즉 상경적 길항제는 일정한 효능제의 농도 하에 길항제의 농도가 증가함에 따라 효능제의 효과가 점진적으로 억제되나 효능제의 농도가 충분히 높으면 주어진 농도의 길항제는 작용하지 않는 경우이다.

따라서 길항제 농도가 일정하다면 효능제의 Emax는 변하지 않는다. 앞에서 언급한 효능제 농도의 대수좌표대 반응으로 표시한 sigmoidal 곡선으로 표시할 때 상경적 길항제의 존재 시에는 최대 효과는 그대로이면서 곡선은 오른쪽으로 이동한다. 두 곡선에서 길항제가 없을 때의 ED50을 나타내는 효능제 농도를 D1, 상경적 길항제의 존재(농도 A)시 EC50을 나타내는 효능제 농도를 D2라 하면 이 두 용량비는 해리상수 KA와의 Schild equation으로 나타낼 수 있다.

6. 수용체와 효현제의 도해

다시 한번 쉽게 풀어서 설명하면, 수용체(receptor)란 그림에서와 같이 세포표 면이나 세포 내에 있으면서 효현제와 결합하여 생리작용을 매개하는 특이성이 있는 표적거대분자(specialized target macromolecule)를 의미한다. 효현제가 이와 같은 특정 수용체와 결합하는 이유는 그 효현제가 위 그림에서와 같이 수용체에 결합하기에 적합한 특징적인 화학구조를 가졌기 때문이다.
이와 같이 효현제는 어떠한 생체활동이나 기능에 반드시 필요한 물질로써 길항 제와 정반대인 개념이다. 따라서 수용체와 효현제의 관계는 화학구조와 생리작 용 사이의 관계, 즉 화학적이나 생리적으로 서로 꼭 맞는 구조활성 상관관계 (structure-activity relationship)에 있는 물질들을 호칭한다.

7. 수용체와 길항제의 도해
수용체와 결합할 수 있는 효현제는 수용체의 외형이나 화학구조와 적합한 특징적인 형태를 가진 성분이기 때문에 화학구조를 약간만 변화시키더라도 그 작용이 없어지거나 크게 변화한다. 이는 외형상의 구조적 차이에 의할 수도 있고 그림과 같이 구조는 꼭 맞더라도 형질을 결정하는 화학적 구성의 차이에 의하여 나타날 수도 있다. 이렇게 구조나 화학성분을 변화 시킨 약물의 작용이 없어지거나 크게 변화하는 것은 구조-활성 상관관계 (structure-activity relationship)가 성립되지 않기 때문에 발생되는 길항제 현상이다.
 

페니실린이나 세팔로스포린은 항균효과를 나타내는 기본 구성성분인 6-aminopenicillinaic acid나 7-aminocephalosporanic acid가 세균의 세포벽구성 효현제인 단백질 펩타이드와 꼭 맞지만 생리적 기능이 전혀 다른 길항제 화학구조물로써 이를 받아들인 세균은 세포벽의 기능상실로 결국 사멸에 이르게 되는 것이다. 이는 벽돌 대신 벽돌 모양의 스티로폼으로 집을 짓다가 결국에는 구조를 지탱하지 못하고 무너지게 되는 이치와 같다. 또한 효현제의 구조를 부 분적으로 바꾸면 물리, 화학적 성질 뿐 아니라 친화력, 상호작용 등이 달라져서 효현제로써의 기능이 상실되고 길항제로 작용하는 경우도 있다.

예를 들면 Morphine은 중추억제 작용이 있으나 Morphine에서 물 1분자를 제거한 비슷한 물질인 Apomorphine은 구토중추의 흥분과 같은 중추흥분 작용을 나타내는 일종의 Morphine 길항제가 되는 것이다.

인용문헌: ‘치과처방의 완성’ (대한민국학술원 선정, 교육부 지정 2020 우수학술도서)
 

김영진 박사
• 건강보험심사평가원 상근 심사위원 역임
• 보건복지부장관 위촉 금연진료의료인 교육강사