KR100571691B1

KR100571691B1 - 심확장(心擴張) 장해 치료제

Info

Publication number: KR100571691B1
Application number: KR1020007008732A
Authority: KR
Inventors: 가와스미히사시; 아베유지; 사토나오야; 기타다요시미
Original assignee: 미쯔비시 가가꾸 가부시끼가이샤
Priority date: 1998-02-12
Filing date: 1999-02-10
Publication date: 2006-04-17
Also published as: EP1062948B1; EP1062948A1; CN1198617C; WO1999040919A1; CA2320627C; KR20010040837A; CN1296411A; JP4635339B2; DE69941897D1; CA2320627A1; ATE454151T1; EP1062948A4

Abstract

2-(1-피페라지닐)-5-메틸벤젠술폰산 유도체 혹은 그 염, 또는 이들의 수화물 혹은 용매화물을 유효성분으로 함유하는, 심확장 장해의 치료 또는 예방제.

Description

심확장(心擴張) 장해 치료제{REMEDIES FOR CARDIAC DILASTOLIC DISORDERS}

본 발명은 심확장 장해 치료 혹은 예방제에 관한 것으로서, 상세하게는 2-(1-피페라지닐)-5-메틸벤젠술폰산 유도체 혹은 그 염, 또는 이들의 수화물 혹은 용매화물을 유효성분으로 함유한 심확장 장해 치료 혹은 예방제에 관한 것이다.

심장은 동맥을 통해 혈액을 순환시키는 펌프로 작용하는 기관중에서 가장 중요한 기관의 하나이다. 그 펌프기능은 확장기능과 수축기능의 두 가지 기능으로 나누어 진다. 정상적인 심장에서는 심실은 확장기에 여러 가지 계통으로부터 순환되는 혈액으로 충만되어 있다. 이에 대하여, 심실을 충만시키는 혈액은 심장 수축시에 압력 기울기를 가지고 대동맥을 통해 방출되어 전신순환을 하게 된다.

한편, 질환을 가진 심장에서 심기능에 장해가 일어나면 심박출량 (心拍出量; cardiac output)이 저하하여 체순환(體循環)이 불충분하게 된다. 어느 정도까지의 심기능의 저하이면, 생체는 자신이 가진 보상 메카니즘에 의해 이들 기능을 유지하고자 하지만, 심기능 장해가 계속되면 결국에는 적어도 심부전증을 일으키게 된다.

종래에는 "심부전(心不全)"이 "수축 부전"과 동일한 것으로 이해되는 경우가 많았으나, 실제로는 박출량으로 나타내어지는 수축능이 정상적으로 유지되고 있음에도 불구하고 "심부전"을 나타내는 예는 심부전 환자들중의 40% 정도에 달한다고 보고되어 있다. 더욱이, 역으로, 명백한 "수축 부전"이 존재하는데도 "심부전"을 나타내지 않는 환자도 20% 이상되는 것으로 보고되어 있기도 하다 (Pouleur H. et. al.: Focus on diastolic dysfunction: a new approach to heart failure therapy. Br. J. Clin. Pharmacol. 28: 41s, 1989). 근래에는 좌심실의 신전성(伸展性)의 장해, 즉 심장 확장 장해가 심부전증과 긴밀하게 관련되어 있다는 것이 인정되고 있다.

심장기능의 병태생리를 이해함으로써 심장의 수축 기능장해에 대해 새로운 확장 기능장해의 개념이 인식되기 시작함에 따라 점차 그 중요성이 인식되어, 심부전증의 병태생리에서의 확장 기능장해의 역할에 초점이 집중되고 있다.

이들 상황을 고려하여 미국에서도 ACC (미국 심장학회; American College of Cardiology)/AHA (미국 심장협회; American Heart Association)의 특별작업 부회가 1995년에 발표한 심부전의 평가와 치료에 관한 가이드라인 ["ACC/AHA Task Force Report; Guidelines for the Evaluation and Management of Heart Failure. Circulation. 92:2764∼2784, 1995"]의 보고서 중에서도 『확장 기능장해에 의한 심부전은, Doppler-2차원 초음파 심장 촬영술 혹은 방사성 핵종 조영술, 또는 심장 카테테르법을 이용할 경우, 수축 부전으로 인한 심부전과는 구별되어야 하고, 심부전에 대한 치료의 방침은 환자의 심장기능의 병태로서 구별하여, 심수축 부전 환자와 심확장 부전 환자로 나누어 치료하는 것이 바람직하다』고 하고 있다.

그러나 실제로는 심근 (cardiac muscle)에 대한 직접적인 작용에 의하여 심확장 부전을 효과적으로 치료할 수 있는 약물 요법은 전혀 없다 [Katz AM: Interplay between inotropic efftects of cyclic adenosine monophosphate on the myocardial cell. Circulation (Suppl) 82: 1, 1990].

심확장 장해는 심부전증 환자들에서 뿐만 아니라 압부하(pressure load) 및 용량 부하(dosage load) 등에 의해 진행하는 심 비대, 패혈증, 전신성 쇼크, 허혈후 심근증, 돌발성 심근증 및 당뇨병성 심근증 등의 각종 병인에 의한 심근 장해 환자에서도 발견할 수 있다.

임상적으로는 집중 치료실에 입원하는 환자로서 심원성(心原性) 및 비심원성 급성 순환 부전상태를 나타내는 환자에 있어서 심확장 기능장해가 중요한 문제로서 취급되고 있다.

근래에 이러한 심근의 "확장 장해"에 대한 임상적인 문제점이 밝혀져서 보편적으로 이해됨에 따라, 심근의 "확장 장해"의 공통적인 병태생리로서 심근 세포내에서의 소기관인 근소포체(筋小胞體)에서의 비정상적인 Ca²⁺ 흡수가 확장 장해의 병태의 중심적 역할을 한다는 가설에 많은 관심이 집중되고 있다.

즉, 심근의 수축 및 확장은 세포질내의 유리 Ca²⁺ 농도에 의존한다. 심수축시에 근소포체로부터 세포질속으로 방출된 Ca²⁺가 심확장시에 다시 근소포체 속으로 흡수될 때에, 질환이 있는 심장에 있어서는 그 Ca²⁺흡수능이 저하해 있어, 심확장시에 세포내 Ca²⁺농도의 상승이 일어난다. 근소포체 속으로의 Ca²⁺의 흡수는 소포체막에 존재하는 Ca²⁺-ATPase로 불리우는 Ca²⁺펌프에 의하여 일어나고 있고, 여러 가지 병적인 심장에 있어서 이러한 Ca²⁺흡수능의 저하는 널리 Ca²⁺-ATPase 활성저하와 함께 일어나고 있는 것이 보고되어 있다 [Angel Zarain-Herzberg, Nasir Afzal, Vijayan Elimban and Naranjan S. Dhalla: Decreased expression of cardiac sarcoplasmic reticulum Ca²⁺pump ATPase in congestive heart failure due to mmyocardial infarction. Molecular and Cellular Biochemistry 163/164: 285∼290, 1996, Ulrich Schmidt, Maria Carles, Roger H. Hajjar, Thomas G. DiSalvo, Marc J. Semigran, G. William Dec, Jagat Narula, Ban-An Khaw, Judith K. Gwathmey: Abnormal Sarcoplasmic Reticulum Ca²⁺Activity and Uptake in Human Heart Failure. J. Am. Coll. Cardiol. 27 (Suppl A): 56A, 1996, D. Lagadic-Gossmann, K. J. Buckler, K. Le Prigent and D. Feuvray: Altered Ca²⁺handling in venticular myocytes isolated from diabetic rats. Am. J. Physiol. 270: H1529-H1537, 1996 참조].

그렇다면, 심근의 "확장 장해"는, 종래의 심질환의 정의에 따라 항상 분류될 수만 없는 수많은 질환의 기초병태로서, 근소포체의 Ca²⁺-ATPase 활성의 저하를 수반하는 공통적인 병태생리에 근거한 기초병태로서 위치를 가지고 있다.

그런데 아미노벤젠술폰산 유도체는 심근 혹은 혈관 평활근에서의 세포내 칼슘이온의 과잉축적을 억제하는 작용, 즉 질환을 가진 심장에서의 세포외로부터의 칼슘이온의 과잉 유입을 억제하는 작용을 가진 것으로 알려져 있다 (일본국 특개평 3-7263호 공보). 또한, 이들 화합물은 심장 장해, 심장자극 전도 장해 등을 억제 또는 경감함으로써 허혈성 심질환, 심부전증, 고혈압 및 부정맥 등에 대한 유용한 예방 혹은 치료제가 될 수 있다는 것이 개시되어 있다 (일본국 특개평 3-7263호 공보 및 일본국 특개평 4-139127호 공보). 그러나, 이들공보에는 2-(1-피페라지닐)-5-메틸벤젠술폰산 유도체 혹은 그 염, 또는 이들의 수화물 혹은 용매화물이 상기한 종래의 기술로서는 해결할 수 없었던, 심근 세포막내의 근소포체의 Ca²⁺ 흡수능의 저하를 주특징으로 하는 세포내 Ca²⁺동태이상(動態異常)에 대해 예방적 혹은 치료적으로 유용하다는 것, 또한 이러한 Ca²⁺동태이상으로 인한 심장의 수축/확장 사이클에서의 "확장 장해"에 대해 예방적 혹은 치료적으로 유용하다는 것에 대해서는 그 시사된 바도 없고 언급된 바도 없다.

본 발명의 목적은 심확장 장해의 치료 혹은 예방을 위한 의약을 제공함에 있다.

본 발명자들은 상기한 문제점들을 해결하고자 예의 연구를 거듭한 결과, 2-(1-피페라지닐)-5-메틸벤젠술폰산 유도체 혹은 그 염, 이들의 수화물 혹은 용매화물로 된 군으로부터 선택되는 화합물이 바람직한 효과, 즉 심근 근소포체의 Ca²⁺ 흡수능 저하를 예방 혹은 치료할 수 있으며, 따라서 이들 화합물에 의해 심확장 기능을 개선할 수 있는 효과를 발견하였다. 더욱이, 이들 화합물에 의해 심근의 운동능(運動能)도 동시에 개선하는 효과를 발견하였다. 이들 발견에 근거하여 본 발명자들은 본 발명을 완성하였다.

즉, 본 발명은 2-(1-피페라지닐)-5-메틸벤젠술폰산 유도체 혹은 그 염, 이들의 수화물 혹은 용매화물을 유효성분으로 함유하는, 심확장 장해의 치료 혹은 예방제에 관한 것이다.

본 발명의 바람직한 실시형태로서는, 2-(1-피페라지닐)-5-메틸벤젠술폰산 유도체 1수화물을 유효성분으로 함유하는, 심확장 장해의 치료 혹은 예방제, 상세하게는, (1) 상기한 유효성분들중의 어느 하나를 함유하는, 심원성(心原性) 순환 부전 환자에서의 심확장 장해의 치료 혹은 예방제, 및 (2) 상기한 유효성분들중의 어느 하나를 함유하는, 비심원성 순환 부전 환자에서의 심확장 장해의 치료 혹은 예방제를 포함한다.

또한, 본 발명의 다른 실시형태로서는, 상기한 의약을 포유동물에 투여하여 심근 근소포체의 Ca²⁺ 흡수능의 저하를 치료 혹은 예방하는 방법과, 심근확장 기능장해의 개선방법과, 상기한 의약을 포유동물에 투여하여 심근 확장 기능의 개선에 따른 심근 운동능의 저하를 개선하는 방법, 및 2-(1-피페라지닐)-5-메틸벤젠술폰산 유도체 혹은 그 염, 이들의 수화물 혹은 용매화물의 상기한 약물 제조를 위한 용도를 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명의 약물이 허혈후 재관류한 심근 국소(局所)에서의 심기능 (%SS)에 대해 유의한 심기능 개선작용을 나타낸 다이아그램.

도 2는 본 발명의 약물이 허혈후 재관류한 심근의 근소포체의 Ca²⁺ 흡수능의 저하를 in vivo에서 예방적으로 개선하는 작용을 나타낸 다이아그램.

도 3은 본 발명의 약물이 비허혈 영역에서의 Ca²⁺ 흡수능에 거의 영향을 미치지 않는 것을 나타낸 다이아그램.

도 4는 본 발명의 약물이, 허혈후 재관류한 심근의 이미 저하해버린 근소포체의 Ca²⁺ 흡수능의 저하에 대하여 in vitro에서 치료적으로 개선하는 작용 (왼쪽 도표)과 아울러 비허혈 영역에서의 활성에 대해서는 in vitro에서도 영향을 미치지 않음을 나타낸 다이아그램.

[발명을 실시하기 위한 최선의 형태]

"심확장 장해"라 함은, 심장의 수축 및 확장 사이클에서 심확장기 조기(早期)의 이완장해 및/또는 확장 조기로부터 후기에 이르는 컴플라이언스(compliance) 저하에 기인함을 주원인으로 하고, 결과적으로 불완전 심실충만을 가진 질환 상태를 말한다.

이러한 심확장 장해의 증상을 나타내는 환자들의 임상적인 특징은 무증상의 것에서부터 호흡곤난, 폐수종, 우심실 부전증, 및 운동 불내성(不耐性)까지 폭넓게 출현하며, 그 원발원인(原發原因)은 반드시 심원성뿐만 아니라 비심원성의 경우도 포함한다.

원발질환이 심원성인 심질환의 구체적인 예로서는 허혈후 심근, 확장 부전형 심부전, 압부하 및 용량 부하 등에 의해 진행하는 심비대, 및 돌발성 심근증 등을 들 수 있다. 원발질환이 비심원성인 심질환의 구체적인 예로서는 패혈증, 전신성 쇼크, 당뇨병성 심근증 등을 들 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시형태로서는 심원성 질환에서 발현하는 심확장 장해의 치료 혹은 예방이고, 바람직하게는 허혈후 심근에 따른 심확장 장해의 치료 혹은 예방이다.

본 발명의 의약은 각종 원인질환을 배경으로 가진 대부분의 심확장 장해증상에 대해 그 대부분이 공통적인 중요한 병태생리인 심근세포내의 Ca²⁺ 동태이상을 개선함으로써 심확장 장해를 개선할 수 있는 것으로 기대된다. 본 발명의 의약에서의 유효성분의 하나인 2-(1-피페라지닐)-5-메틸벤젠술폰산 유도체는 아래의 구조식을 가진다.

상기한 2-(1-피페라지닐)-5-메틸벤젠술폰산 유도체의 염의 예로서는 염산염 혹은 황산염 등의 무기산염, 아세트산염, 말론산염, 푸마르산염, 말레산염, 옥살산염, 락트산염 혹은 메타술폰산염 등의 유기산염이 있다. 이들 화합물을 그 염, 유리형태 혹은 이들의 임의의 수화물 혹은 용매화물로 하여 본 발명의 의약의 유효성분으로 사용할 수 있다. 상기한 용매화물의 제조에 사용되는 용매의 예로서는 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 아세톤, 에틸 아세테이트 및 염화 메틸렌이 있다. 본 발명의 의약에서 가장 바람직한 유효성분은 2-(1-피페라지닐)-5-메틸벤젠술폰산 유도체 1수화물이다.

본 발명의 의약의 유효성분인 2-(1-피페라지닐)-5-메틸벤젠술폰산 유도체는 그 자체가 일본국 특개평 3-7263호 공보 및 일본국 특개평 4-139127호 공보에 개시된 공지 화합물이며, 예컨대 일본국 특개평 3-7263호의 실시예 1에 기재된 방법에 따라 쉽사리 합성할 수 있고, 당업자라면 용이하게 입수가능하다. 상기한 화합물의 염, 혹은 이들의 수화물 또는 용매화물은 종래의 방법에 따라 합성할 수 있다.

어떠한 특정의 이론에 의해 한정되는 것은 아니지만, 상기한 2-(1-피페라지닐)-5-메틸벤젠술폰산 유도체는 병적인 심장에서의 심확장 장해의 주원인인 심근세포내의 근소포체의 Ca²⁺ 흡수능의 저하를 치료 혹은 예방하고, 그와 동시에 심기능 저하를 개선하는 작용을 가지고 있으므로, 본 발명의 의약은 심확장 장해의 예방 및 치료에 유효하다.

상세하게는 본 발명의 의약은 허혈 및 재관류에 의해 실험적으로 준비된 동물 모델의 질환이 있는 심장에서 상기한 근소포체의 Ca²⁺ 흡수를 유리하게 촉진하는 작용을 가질뿐만 아니라 심기능 개선효과를 나타낸다. 따라서, 본 발명의 의약은, 예컨대 허혈후 심근에서의 심확장 부전 증상의 치료에 유용하다.

또한, 본 발명의 의약은, 허혈후 심근에서의 저하한 근소포체의 Ca²⁺ 흡수능의 개선작용을 가지므로, 상기한 허혈ㆍ재관류 심근에 한정됨이 없이 마찬가지의 병태생리를 그 원인으로 가진 기타의 많은 질병, 예컨대 확장 부전형 심부전, 압부하나 용량 부하 등에 의해 진행하는 심비대, 돌발성 심근증, 패혈증, 전신성 쇼크, 및 당뇨병성 심근증 등에 따른 심확장 장해의 치료 및 예방에 사용할 수 있다.

본 발명의 의약의 유효성분인 2-(1-피페라지닐)-5-메틸벤젠술폰산 유도체, 그 염, 이들의 수화물 혹은 용매화물 그 자체를 의약으로서 환자에게 투여해도 좋으나, 일반적으로는 이들 유효성분중의 적어도 1종을 함유하는 의약 조성물로 하여 환자에게 투여하는 것이 바람직하다. 이러한 의약 조성물로서는 정제, 캡슐제, 세립제, 산제, 환제, 트로치, 설하정 혹은 액제 등의 경구투여용 제제, 혹은 주사제, 좌제, 연고제 혹은 첩부제 등의 비경구 투여용의 제제를 포함한다.

경구투여용의 정제 혹은 캡슐제는 통상적으로 단위 제형으로 제공할 수도 있고, 또한 바인더, 충전제, 희석제, 타정제, 활택제, 붕해제, 색소, 향료 및 습윤제 등의 통상적인 의약용 담체를 첨가하여 제조해도 좋다. 정제는 장용성(腸溶性) 코우팅제 제조 등의 공지의 방법에 따라 제조할 수 있다. 예컨대 정제는, 셀룰로오스, 만니톨, 혹은 락토오스 등의 충전제, 전분, 폴리비닐피롤리돈, 전분 유도체 혹은 전분 글리콜산 나트륨 등의 붕해제, 마그네슘 스테아레이트 등의 활택제, 및 라우릴 황산 나트륨 등의 습윤제를 사용하여 제조할 수 있다.

경구투여용의 액상 제제는, 수성 혹은 오일 현탁제, 액제, 에멀젼제, 시럽제, 엘릭시르제, 혹은 사용하기 전에 물 혹은 적당한 용매중에 다시 용해할 수 있는 기타의 건조 제제로 하여 제공할 수 있다. 이러한 액제는 소르비톨, 시럽, 메틸셀룰로오스, 젤라틴 및 히드록시에틸셀룰로오스, 카르복시메틸셀룰로오스, 알루미늄 스테아레이트 겔 혹은 식이용(食餌用) 지방 수소화물 등의 현탁화제, 레시틴, 소르비탄 모노스테아레이트, 아리비아 고무 등의 유화제, 아몬드 오일, 정제 코코넛 오일, 오일 에스테르 (예컨대 글리세린의 에스테르), 프로필렌 글리콜 및 에틸 알코올 (식이용 오일 포함) 등의 비수성 용매, p-히드록시벤조산 혹은 소르브산의 메틸에스테르, 에틸에스테르 혹은 프로필에스테르 등의 보존제, 및 임의의 향료 혹은 색소를 비롯한 종래의 각종 첨가제를 함유해도 좋다.

경구용 제제는 혼합, 충전 혹은 타정(打錠) 등의 공지의 방법에 따라 제조한다. 또한, 반복 배합조작을 사용하여 다량의 충전제 혹은 기타 첨가제를 함유하는 제제중에 유효성분을 분산시켜도 좋다. 비경구용 제제는 일반적으로 유효성분 (화합물) 및 멸균매체를 함유하는 액체 담체 투여량 제제로 하여 제공해도 좋다. 비경구용의 용액형 제제는 이러한 화합물을 용매에 용해하고, 멸균여과한 후에 이 용액을 적당한 바이알 혹은 앰풀에 충전하여 밀봉함으로써 제조하는 것이 일반적이다. 안정성을 높이기 위해서는 이 조성물을 동결한 다음에 바이알에 충전하여 진공하에 수분을 제거한다. 비경구용의 현탁액형 제제는 비경구용의 용액형 제제와 동일한 방법으로 제조되는데, 바람직하게는 유효성분을 매체중에 현탁하고, 예컨대 산화 에틸렌 등에 의해 멸균함으로써 제조할 수 있다. 계면 활성제 혹은 습윤제 등의 기타의 첨가제를 제제에 가하여 유효성분을 균일히 분산시켜도 좋다.

상기한 화합물 (유효성분)의 투여량은 치료와 예방의 목적, 치료 또는 예방하고자 하는 질환의 종류, 환자의 증상, 체중, 연령, 성별 등을 고려하여 적절히 결정할 수 있다. 일반적으로, 이러한 제제를 성인 1인당 1일에 약 0.01 mg ∼ 1000 mg을 경구투여한다. 바람직하게는 이 투여량을 1일당 1회 내지 수회로 나누어 투여한다.

합성예 1: 2-(1-피페라지닐)-5-메틸벤젠술폰산 유도체 1수화물의 제조

일본국 특개평 3-7263호의 실시예 1에 기재된 방법에 준하여 밀봉 튜우브 중에서 요오드화 제일구리 (0.76 g) 및 구리분말 (0.26 g) 공존하에 2-플루오로-5-메틸벤젠 술폰산 (0.76 g)과 피페라진 (3.44 g)을 160℃에서 8시간 반응시켰다. 이어서 반응 생성물을 실리카 겔 칼럼 크로마토그래피 (전개 용매 = 클로로포름 : 메탄올 : 아세트산 = 100 : 100 : 3)로 정제하여 2-(1-피페라지닐)-5-메틸벤젠술폰산 유도체의 무수결정 (0.67 g, 수율 = 65.0%)을 얻었다.

2-(1-피페라지닐)-5-메틸벤젠술폰산 유도체의 무수결정 (0.4506 g)과 증류수 (1.35 ml)를 5 ml 플라스크에 넣고, 5℃에서 2시간 교반하였다. 결정을 흡인여과하여 회수한 다음, 플라스크중에 잔류하는 결정을 여액으로 세척하여 회수하였다. 이 들 결정을 한데 모아 50℃ 및 90 mmHg에서 3시간 건조하여 백색 생성물인 2-(1-피페라지닐)-5-메틸벤젠술폰산 유도체 1수화물 (0.4485 g, 수율 93.0%)을 얻었다. 이 화합물은 아래의 원소분석 결과로부터 1수화물임이 확인되었다.

원소분석:

이론치 (1수화물 결정): C: 48.16, H: 6.62, N: 10.21, S: 11.69;

실측치 : C: 48.16, H: 6.55, N: 10.09, S: 11.87;

(참고)

이론치 (무수물 결정) : C: 51.54, H: 6.29, N: 10.93, S: 12.51

이하, 각 실시예에서는 2-(1-피페라지닐)-5-메틸벤젠술폰산 유도체 1수화물을 약물로서 사용하였다.

실시예 1: 개의 단시간 허혈ㆍ재관류 심근에서의 근소포체 Ca²⁺-펌핑 ATPase 활성 저하에 대한 개선효과 및 심기능 개선효과

잡종개 (성견, 수컷 및 암컷)를 펜토바르비탈 마취(30 mg/kg, 정맥)하여 가슴을 열어 왼쪽 관상동맥 전하강지(前下降枝)(LAD; left coronary anterior descending)의 일부를 박리하였다. 카테테르 선단 압력 변환기 (Millar; MPC-500)를 왼쪽 경동맥으로부터 좌심실까지 삽입하여 좌심실 내압과 그 1차 미분값 (dP/dt)을 측정하였다. 한쌍의 결정 프로우브(crystal probe)를 LAD 영역에 설치하여 국소(局所)의 심근 길이에서의 변화를 측정하였다. 확장기 심근 길이 (EDL: dP/dt가 급격히 상승하는 곳) 및 수축기 심근 길이 [ESL: dP/dt(-)max의 곳]를 dP/dt의 파형으로부터 측정하여 허혈ㆍ재관류 영역에서의 국소 심기능 (%SS)을 아래의 식으로 구하였다.

%SS = (EDL - ESL)/EDL × 100

수술후의 심혈행(心血行) 동태가 안정한 후에, LAD의 박리부분을 30분간 폐색한 다음, 1시간 동안 재관류하였다. 이와 동시에 상기한 허혈ㆍ재관류 국소에서의 심기능 (%SS)을 경시적으로 계속하여 측정하였다.

이들 개를 본 발명의 약물 투여군 (약물 투여군; N = 6)과 대조군 (N = 6)의 2개군으로 무작위로 구분하였다. 약물 투여군의 개들에게는 재관류 5분전에 본 발명의 의약 (3 ㎍/kg)을 오른쪽 대퇴정맥으로부터 정맥내에 투여한 다음에, 다시 30 ㎍/kg/hr로 하여 계속하여 주입하였다. 대조군의 개들에게는 마찬가지로 동일량의 생리 식염수를 투여하였다.

1시간 재관류후에 심장을 적출하여 좌심실의 허혈후 영역과 비허혈 영역에서의 심근을 채취하고, 이로부터 근소포체 Ca²⁺-ATPase 활성을 가진 분획을 추출하여 단백질 정량 (Bradford법)한 후에 -80℃에서 보존하였다. 해동한 분획을 사용하여 Ca²⁺-ATPase 활성을 측정하였다. 인/몰리브덴산 및 말라카이트 그린의 발색에 의한 비색 정량법으로 무기 인산(Pi)의 생성량을 측정 (μmoles Pi/mg 단백질/min)함으로써 활성을 구하였다.

대조군 및 약물 투여군에 있어서 허혈 이전의 값에 대한 허혈후 영역에서의 국소 심기능 (%SS)의 시간 의존성 회복율은 도 1에 나와 있다. 30분간 LAD 폐색한 다음 재관류한 심근의 수축기능은 현저하게 감소하였다. 상세하게는 대조군에서는 1시간의 재관류 동안 감소상태가 지속되었다. 약물 투여군에서는, 대조군의 경우와 비교하면, 재관류후의 영역에서 국소 심기능이 유의하게 개선되었다 (각 군에서의 시간경과에 다른 회복율을 repeated two-way ANOVA에 의해 분산 분석하였고, 군 사이에 유의차가 존재했을 때 허혈후의 각 시간에서의 t-검정을 실시하였음). 따라서, 재관류후의 허혈부 심근에서의 감소된 심기능은 재관류 직전의 본 발명의 의약투여에 의해 개선됨이 입증되었다.

이어서 각 영역에서 채취한 근소포체의 Ca²⁺-ATPase 활성분석으로부터 얻은 결과를 도 2 및 3에 나타내었다. 근소포체의 Ca²⁺-ATPase는 Ca²⁺의 농도 의존성의 활성화 패턴을 나타내었다. 즉, 활성은, Ca²⁺농도의 한계치 0.1 μM 정도에서 증가하고, 약 10 μM에서 피이크에 도달하였다. ATPase 활성은, 근소포체 Ca²⁺-ATPase의 특이적인 저해제로 알려진 탑시가린 (Thapsigarin) (1 μM)에 의해 완전히 억제되었기 때문에 근소포체로부터 유래됨이 입증되었다.

생리 식염수를 투여한 대조군에 있어서 허혈후 영역으로부터 채취한 심근의 근소포체 Ca²⁺-ATPase 활성은 비허혈 영역의 근소포체 Ca²⁺-ATPase 활성의 약 79% ([Ca²⁺] = 10 μM)이었다.

이어서 허혈후 영역과 비허혈 영역 각각에 대해 대조군과 약물 투여군 사이에 활성을 비교하였다. 허혈후 영역에 있어서, 약물 투여군의 Ca²⁺-ATPase 활성은 대조군의 경우보다 유의하게 높았다 (repeated two-way ANOVA에 의한 P＜0.05). 예컨대 10 μM의 Ca²⁺ 농도에서의 이들의 활성은 각각 0.090 ± 0.008 대 0.070 ± 0.004 [μmol Pi/mg min]이었다. 따라서, 허혈 및 재관류에 의한 감소된 근소포체 Ca²⁺ 흡수능은 재관류 직전에 본 발명의 의약을 투여함으로써 유의하게 개선되고 있음이 입증되고 있다.

또한, 비허혈 영역에서의 근소포체의 Ca²⁺-ATPase 활성은 두 개의 군사이를 비교하면 유사하였다. 이들 결과로부터 대조군과 약물 투여군 사이에는 유의차가 전혀 없음을 알 수 있다. 예컨대 10 μM의 Ca²⁺ 농도에서의 활성은 이들 두 개의 군사이에서는 거의 차이가 없었다 (약물 투여군: 0.088 ± 0.006; 대조군: 0.089 ± 0.009 [μmol Pi/mg min]).

상기한 결과로부터 본 발명의 의약은 허혈ㆍ재관류에 의한 근소포체 Ca²⁺-ATPase 활성의 감소를 개선하는 한편, 비허혈 영역에서의 ATPase 활성에는 거의 영향을 미치지 않음을 알 수 있다. 또한, 본 발명의 의약은 허혈ㆍ재관류 영역에서의 심기능의 저하도 개선하였다. 따라서, 본 발명의 의약은 심기능에 있어서 허혈후의 심기능 저하의 개선은 물론이거니와 허혈후 심근의 근소포체의 Ca²⁺흡수 장해를 개선함이 입증되었다.

실시예 2: 감소된 Ca²⁺-ATPase 활성에 미치는 약물의 직접적인 영향

실시예 1과 동일한 방법으로, 개의 LAD를 30분간 폐색한 다음에 60분간 재관류한 개의 좌심실의 허혈후 부위의 심근과 비허혈 부위의 심근으로부터 근소포체를 적출하고, 마찬가지로 하여 Ca²⁺-ATPase 활성을 측정하였다. 활성 측정시에는, 본 발명의 약물을 37℃에서 5분간 예비 인큐베이트한 후에 반응액에 ATP를 첨가하여 트리거시킴으로서 15분간의 반응에서 생성한 무기인의 양을 측정함으로써 활성을 측정하여, 본 발명의 의약의 in vitro에서의 근소포체에 미치는 직접적인 영향을 조사하였다.

각각의 허혈후 영역 및 비허혈 영역에 대하여 3개군 (각 N = 6), 즉 예비 인큐베이트시에 H₂O를 첨가한 대조군, 저농도 약물 투여군 (본 발명의 의약을 10^-7 M 투여) 및 고농도 약물 투여군 (본 발명의 의약을 10^-6 M 투여)으로 나누어 시험하였다.

시험결과에 의하면, 대조군과 비교할 경우, 저농도 약물 투여군과 고농도 약물 투여군의 비허혈 영역에서의 근소포체의 Ca²⁺-ATPase 활성에는 유의한 차이가 없었다 (대조군: 0.057 ± 0.003; 저농도 약물 투여군: 0.062 ± 0.002; 고농도 약물 투여군: 0.060 ± 0.003 [μmol Pi/mg min]). 이것은 본 발명의 의약은 허혈ㆍ재관류 장해를 받고 있지 않는 영역에서의 ATPase 활성에 미치는 영향이 거의 없음을 나타내는 것이다.

또한, 비허혈 영역의 심근에서의 활성과 비교하면, 허혈후 영역의 ATPase 활성이 유의하게 감소하였다 (P＜0.01, 허혈후 영역 대조군 대(對) 비허혈 영역 대조군, with paired 1t O-test). 감소된 활성과 비교하면, 저농도 약물 투여군은 회복경향을 나타낸 반면, 고농도 약물 투여군은 유의하게 높은값을 나타내었다 (P＜0.05 대(對) 대조군, Dannet test). 각각의 활성은 다음과 같았다: 대조군: 0.045 ± 0.005; 군: 저농도 약물 투여군: 0.057 ± 0.003; 고농도 약물 투여군: 0.062 ± 0.005 [μmol Pi/mg min].

따라서, 본 발명의 의약은 비허혈 영역에서의 근소포체의 Ca²⁺흡수능에 미치는 영향이 거의 없는 반면, 허혈ㆍ재관류에 의해 Ca²⁺흡수능이 감소된 심근 근소포체에 대해서는 in vitro에서도 직접적인 영향을 미쳐, 그 장해를 개선함을 시사하고 있다. 이들 결과는 도 4에 나와 있다.

본 발명의 의약은, 허혈후 심근의 근소포체의 Ca²⁺흡수능에 대해 in vivo에서는 그 장해에 예방적으로 작용하는 반면, in vitro에서는 상해(傷害)된 Ca²⁺-ATPase에 대해 치료효과를 발휘하여, 감소된 Ca²⁺흡수능을 개선한다. 또한, 본 발명의 의약은 in vivo에서는 근소포체에서의 Ca²⁺흡수능을 개선할 뿐만 아니라 허혈후 심근의 저하된 심기능을 개선한다.

따라서, 본 발명의 의약은 허혈후 심근 뿐만 아니라 유사한 병태생리에 기인한 각종 질환, 예컨대 확장 부전형 심부전, 압 부하 및 용량 부하에 따른 심비대, 돌발성 심근증, 패혈증, 전신성 쇼크 및 당뇨병성 심근증 등에 따른 심확장 장해의 치료에 유용하다. 따라서, 본 발명의 의약은 그 자체를 사용하여 이들 질환 자체를 치료할 수 있다.

Claims

2-(1-피페라지닐)-5-메틸벤젠술폰산 혹은 그 염, 또는 이들의 수화물 혹은 용매화물을 유효성분으로 함유하는 심확장 장해의 치료 또는 예방제.
2-(1-피페라지닐)-5-메틸벤젠술폰산 1수화물을 유효성분으로 함유하는 심확장 장해의 치료 또는 예방제.
제1항 또는 제2항에 있어서, 비심원성(非心原性) 순환부전 환자에 있어서의 심확장 장해에 사용되는 치료 또는 예방제.
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