• 제목/요약/키워드: GABA/benzodiazepine receptor

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Oxytocin의 자궁수축작용에 미치는 Diazepam의 영향 (Effect of Diazepam on the Oxytocin Induced Contraction of the Isolated Rat Uterus)

  • 박윤기;이승호;권오철;하정희;이광윤;김원준
    • Journal of Yeungnam Medical Science
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    • 제9권2호
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    • pp.359-381
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    • 1992
  • Benzodiazepine계 약물들은 진정 최면제의 대표적인 약물로서, 중추신경계에서의 그 작용은 gamma amino butyric acid(GABA) 수용체와 짝지워져 있는 benzodiazepine 수용체를 통해서 나타나며 또한 뇌에 있는 synaptosome에서 전위 의존성 calcium channel을 통한 calcium의 섭취를 억제함으로써 진정작용 및 최면 작용이 나타난다. 이와 아울러 말초 장기에서도 benzodiazepine 수용체와 GABA 수용체가 발견 되었는데 이들의 기능과 상호관계는 잘 알려져 있지 않다. 이에 본 실험에서는 benzodiazepine계통의 대표적인 약물이며 중추신경과 말초 장기에 동시에 작용하는 diazepam이 흰쥐 적출자궁의 자발 수축 및 oxytocin 유발 수축에 미치는 영향을 검색하고, 이러한 diazepam의 효과와 GABA 수용체 및 calcium과의 상호관계를 검색함으로써 그 작용기전을 추구해 보기 위하여 다음과 같은 실험을 하였다. 난소를 제거한 후 estrogen(17 beta-estradiol : $500{\mu}g/kg/day$)을 4일 동안 전 처치한 흰쥐의 자궁을 적출하여 등척성 장력을 측정함으로써 그 수축력의 변화를 관찰하였다. Diazepam과 GABA 수용체 효현제 및 그 봉쇄제들이 자궁절편의 자발 수축과 oxytocin 유발 수축에 미치는 영향을 검색하였고, 또 이들 약물의 작용에 관련된 calcium 동원기전에 대하여 관찰하여 다음과 같은 결과를 얻었다. Diazepam은 흰쥐 적출자궁의 자발수축 및 oxytocin 유발수축을 농도 의존적으로 억제하였다. GABA, GABA A 수용체 효현제인 muscimol, GAGA A 수용체의 상경적 봉쇄제인 bicuculline, GABA A 수용체의 비상경적 봉쇄제인 picrotoxin, GABA B 수용체 효현제인 boclofen, 그리고 GABA B 수용체 봉쇄제인 delta-aminovaleric acid는 흰쥐 적출 자궁의 자발 수축 및 oxytocin 유발수축에 아무런 영향을 미치지 않았다. 자발 수축 및 oxytocin 유발수축에 대한 diazepam의 억제 작용은 GABA 수용체 효현제 및 봉쇄제의 영향을 받지 않았다. 그러나 bicuculline은 diazepam의 억제 작용에 상가적으로 작용하였는데, bicuculline의 이러한 작용은 muscimol에 의해서 길항되지 않았다. 정상 PSS 내에서 diazepam에 의해 억제되었던 자발수욱 및 oxytocin유발수촉은 calcium의 첨가 및 calcium inophore인 A23187의 첨가로 일부 회복되었다. Calcium 배제 용액내에서는 diazepam이 calcium 첨가로 인한 수축력 회복을 방해하였으며 calcium inophore인 A23187에 의한 수축력 증가는 막지 못하였다. 또 세포외액에 calcium이 결핍된 상태에서는 oxytocin 자체에 의한 수축을 방해하지 못하였으나 이어 첨가된 calcium에 의한 oxytocin 유발 수축의 증가는 일부 억제하였다. 이상의 실험결과로 미루어 볼 때 diazepam은 자궁의 자발수측 및 oxytocin 유발 수축을 억제할 수 있으며, 이러한 작용은 GABA 수용체 의존성이 아닌 세포외액의 calcium의 유입을 억제함으로써 나타나는 것으로 사료된다.

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뇌조직내 Benzodiazepine 유사물질과 스트레스-불안 반응 (Brain Benzodiazepine-like Molecules and Stress-anxiety Response)

  • 하정희
    • Journal of Yeungnam Medical Science
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    • 제16권1호
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    • pp.25-33
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    • 1999
  • 세계적으로 그 처방률이 높은 약물들 중 하나인 benzodiazepine계 약물은, 강력한 불안해소작용, 항경련작용, 최면작용 및 근이완작용을 가지고 있다. Benzodiazepine계 약물의 약리작용기전과 관련하여 불안장애의 병인에서 각종 신경전달계의 역할은 밝혀지고 있다. Benzodiazepine 약물은 편도체와 같은 변연계, 우측 시상하부 및 raphe nuclei에서 GALA성 신경전달을 조절함으로써 불안해소 작용을 나타내는 것으로 보고되었으며, 공포와 스트레스로 인해 유발되는 행동에 있어서 편도체의 역할은 이미 여러 보고를 통해 시사된 바 있다. 본 종설에서는 GABA성 신경전달 조절작용이 있다고 보고된 내인성 benzodiazepine 수용체 배위자의 불안 및 스트레스 반응의 인지 조절작용 및 기억 형성과정 조절작용 등에 관한 연구결과들을 종합하여 본 결과 내인성 benzodiazepine 수용체 배위자들이 불쾌한 학습과정에 동반되는 스트레스와 불안의 정도에 영향을 미침으로써 기억 형성과정을 조절한다는 생각을 뒷받침해 주었다. 또한 각종 행동 검사후 나타나는 뇌조직의 benzodiazepine 유사 물질의 부위별(편도체, 해마, 중격) 농도 감소는 행동 검사에 수반되는 스트레스 및 불안 정도에 비례하므로, 이러한 물질의 감소는 스트레스 및 불안에 대한 변연계의 일반적인 반응으로 생각된다. 부가적으로 이러한 결과는 변연계의 $GABA_A$/benzodiazepine 수용체 복합체는 생체의 스트레스 및 불안반응의 생리, 생화학적 면에서 중추적인 역할을 한다는 생각을 할 수 있게 하는 결과라 할 수 있다.

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Sedative-Hypnotic and Receptor Binding Studies of Fermented Marine Organisms

  • Joung, Hye-Young;Kang, Young Mi;Lee, Bae-Jin;Chung, Sun Yong;Kim, Kyung-Soo;Shim, Insop
    • Biomolecules & Therapeutics
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    • 제23권5호
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    • pp.479-485
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    • 2015
  • This study was performed to investigate the sedative-hypnotic activity of ${\gamma}$-aminobutyric acid (GABA)-enriched fermented marine organisms (FMO), including sea tangle (FST) and oyster (FO) by Lactobacillus brevis BJ20 (L. brevis BJ20). FST and FO were tested for their binding activity of the $GABA_A$-benzodiazepine and 5-$HT_{2C}$ receptors, which are well-known molecular targets for sleep aids. We also measured the sleep latency and sleep duration during pentobarbital-induced sleep in mice after oral administration of FST and FO. In $GABA_A$ and 5-$HT_{2C}$ receptor binding assays, FST displayed an effective concentration-dependent binding affinity to $GABA_A$ receptor, similar to the binding affinity to 5-$HT_{2C}$ receptor. FO exhibited higher affinity to 5-$HT_{2C}$ receptor, compared with the $GABA_A$ receptor. The oral administration of FST and FO produced a dose-dependent decrease in sleep latency and increase in sleep duration in pentobarbital-induced hypnosis. The data demonstrate that FST and FO possess sedativehypnotic activity possibly by modulating $GABA_A$ and 5-$HT_{2C}$ receptors. We propose that FST and FO might be effective agents for treatment of insomnia.

개의 기관근 수축성에 미치는 GABA의 효과 (Effect of GABA on the Contractility of Isolated Canine Trachealis Muscle)

  • 구철회;권오철;최은미;이광윤;김원준
    • Journal of Yeungnam Medical Science
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    • 제11권2호
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    • pp.314-322
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    • 1994
  • 개의 기관 평활근에서 GABA수용체의 존재여부를 검정하고, 아울러 GABA와 diazepam의 작용기전을 추정해 보기 위하여 다음과 같은 실험을 하였다. 개의 기관을 절재하여 $4^{\circ}C$의 Tyrode 영양액내에서 폭 2mm 길이 15mm의 수평 근절편으로 만들었다. 기관근 절편은 양끝을 견사로 결찰하여 1 ml의 Tyrode 영양액이 함유되어 있는 적출근편실험조 내에서 등척성 장력을 측정하여 polygraph에 그 수축력을 묘기하였다. 실험조내의 영양액의 온도는 $37^{\circ}C$로 유지시키고, 95%산소와 5% 이산화탄소의 혼합 기체를 공급하여 pH를 7.4로 유지하였다. 실험조 내에 장치된 두개의 백금선 전극을 통하여 전기장자극을 가하고 전기장자극유발 수축에 대한 GABA와 diazepam 및 GABA 수용체 길항제들의 상호작용을 관찰하였다. GABA와 diazepam은 기관지 절편의 수축반응을 같은 양상, 같은 정도로 유의하게 억제하였다. GABA와 Diazepam에 의한 수축억제작용은 $GABA_A$ 수용체 봉쇄제인 bicuculline에 의해서는 유의하게 길항되었으나 $GABA_B$ 수용체 봉쇄제인 ${\delta}$-Aminovaleric acid 에 의해서는 전혀 영향을 받지 않았다. 이상의 결과로 보아 본 실험의 조건하에서 개의기관 평활근에는 $GABA_A$ 수용체가 존재하며, GABA와 diazepam은 말초형의 $GABA_A$ 수용체에 작용하여 콜린성신경지배에 의한 기관근 수축을 억제한다고 사료된다.

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가미희첨환(加味稀僉丸)이 GABA성(性) 신경전달에 미치는 영향에 관한 연구 (Effect of Gamiheichumhwan Extract on the GABAergic Neurotransmission)

  • 서종훈;김동현;이동웅;김근우;구병수
    • 동의신경정신과학회지
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    • 제19권1호
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    • pp.43-54
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    • 2008
  • Objective: The aim of this study is to evaluate the anticonvulsive effects of Gamiheichumhwan extract and to explain its action in GABAergic neuromodulation of the rat brain. Method: The extracts of Gamiheichumhwan were investigated for their inhibitory effect on GABA transaminase activity, their influence on brain GABA and glutamate levels, their agonistic activity on GABA/benzodiazepine receptor and anticonvulsive action using in vitro and in vivo assays. Results: 1. The extract inhibited dose-dependently GABA transaminase (GABA-T) activity by 4.6% and 18.9%, respectively at dosages of 250 mg/kg and 500mg/kg mouse (p.o.). 2. Brian GABA level was increased to 72.0% and brain glutamate level was decreased to 9.6% at a dosage of 500 mg/kg mouse (p.o.). 3. The extract suppressed [3H]Ro15-1788 binding to rat cerebral cortical membrane by $81.4{\pm}0.8%$ at a dosage of 3.2 mg, suggesting its agonistic activity on GABA/benzodiazepin receptor. 4. The extract showed anticonvulsive effect by lengthening the onset time of convulsion, shortening the convulsion duration and diminishing the lethality. Conclusion : It is suggested that Gamiheichumhwan can be used to somnipathy and adapted to treatment and prevention of epilepsy or convulsion.

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홍삼 사포닌의 항불안 효과 (Anxiolytic Effect of Ginseng Total Saponin)

  • 류성민;박형배;이종범;하정희;박진규
    • 생물정신의학
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    • 제4권1호
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    • pp.102-107
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    • 1997
  • 홍삼사포닌분획의 항불안작용의 양상을 검색하고자 사포닌분획을 사용하여 실험 동물에서 항불안작용을 검색하고 이들의 작용을 benzodiazepine의 대표적 약물인 diazepam의 효과와 비교하여 보았다. 실험동물에서 항불안효과의 검정을 위하여 생쥐에게 각각 상이 한 단일성분 함량을 지닌 여러분획들을 투여 후 elevated plus maze법을 사용하여 항불안효과를 비교, 관찰하였다. 실험결과 홍삼 ginsenoside Rg1, Rf 및 Re 등의 함량이 보다 높은 TSI 분획에서 항불안 효과를 관찰하였다. 중추신경계에 작용하여 진정효과를 나타내는 약물 중 특히 항불안제의 작용에 관여하는 신경전달물질 수용체로 현재까지 가장 주목을 받고 있는 것은 GABA A-benzodiazepine 수용체-chloride통로 복합체에 있는 benzodiazepine 수용체이다. 본 실험결과 관찰한 홍삼 사포닌의 항불안작용의 기전 규명을 위한 접근방법으로 홍삼 사포닌의 benzodiazepine 수용체에 대한 수용체 결합력을 관찰하고자, 흰쥐의 대뇌 피질을 검체로 하여 benzodiazepine 수용체에 대한 [$^3H$] Ro15-1788 결합 실험을 실시하였다. 홍삼 사포닌 분획들은 benzodiazpine 수용체에 결합하는 반응성을 보였으며, ginsenoside Rb, Re 및 Rd등의 함량이 높은 TSIV 분획이 가장 높은 결합력을 나타내었는데, 이 분획에서는 항불안 작용을 관찰할 수 없었다. 이상의 결과에서 볼 때 홍삼사포닌은 항불안작용을 나타내었으며, 이 항불안작용과 benzodiazepine 수용체에 대한 결합력과의 연관성은 관찰되지 않았다.

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Flavonoid in Clover Honey Exerts a Hypnotic Effect via Positive Allosteric Modulation of the GABAA-BZD Receptor in Mice

  • Han, Kyoung-Sik;Yang, Hyejin;Yoon, Minseok
    • 한국식품영양학회지
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    • 제30권6호
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    • pp.1364-1369
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    • 2017
  • There is a growing demand for natural sleep aids due to various side effects of long-term administration of pharmacological treatments for insomnia. Honey has been reported to exhibit numerous potential health benefits, and it is hypothesized that honey may favorably affect insomnia treatment. Therefore, this study was performed to investigate the possible hypnotic effect of clover honey (CH) and to determine its in vivo mechanism. The total flavonoid content (TFC) of CH and fractions extracted with ethylacetate (EtOAc) and $H_2O$ was measured. The pentobarbital-induced sleep test using $GABA_A$-benzodiazepine (BZD) agonists and antagonists was conducted to evaluate the potential mechanism of action behind the sedative-hypnotic activity of CH in mice. The results showed that administration of 500 and 1,000 mg/kg of CH significantly (p<0.01) reduced the sleep latency to a level similar to that of diazepam (DZP, 2 mg/kg), and 1,000 mg/kg of CH significantly (p<0.01) prolonged the sleep duration, which was comparable to that of DZP (2 mg/kg). Administration of the EtOAc fraction with a higher TFC significantly reduced the sleep latency at 50 to 200 mg/kg and prolonged the sleep duration at 100 to 200 mg/kg, which were comparable to those after administration of DZP (2 mg/kg). However, co-administration of CH and EtOAc with flumazenil, a specific $GABA_A-BZD$ receptor antagonist, blocked the hypnotic effect. Our findings suggest that the hypnotic activity of CH may be attributed to allosteric modulation of $GABA_A-BZD$ receptors. The TFC of CH is expected to be a key factor that contributes to its hypnotic effect.

Isolation of a sleep-promoting compound from Polygonatum sibiricum rhizome

  • Jo, Kyungae;Kim, Hoon;Choi, Hyeon-Son;Lee, Seung-Su;Bang, Myun-Ho;Suh, Hyung Joo
    • Food Science and Biotechnology
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    • 제27권6호
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    • pp.1833-1842
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    • 2018
  • The aim of this study was to identify sleep-promoting substance from Polygonatum sibiricum rhizome extract (PSE) with the regulation of sleep architecture. PSE showed a decrease in sleep latency time and an increase in the sleeping time. In the electroencephalography analysis of rats, PSE (150 mg/kg) showed an increase of non-rapid eye movement by 38% and a decrease of rapid eye movement by 31% compared to the control. This sleep-promoting activity was found to be involved in the $GABA_A$-BDZ receptor. The chemical structure of the pure compound was determined by the $^1H$ and $^{13}C$ nuclear magnetic resonance spectroscopy and gas chromatography mass spectrometry analysis; active compound was glyceryl-1-monolinoleate. The commercial standard glyceryl-1-monolinoleate showed a similar inhibitory concentration on [$^3H$]-flumazenil binding to $GABA_A$-BDZ receptors with final active fraction of PSE. The results indicate that glyceryl-1-monolinoleate is a major active compound responsible for the PSE-derived sleep promotion.

유산균 발효 천마의 수면유도 효과 (Sleep Inducing Effect of Gastrodia elata Fermented with Lactic Acid Bacteria)

  • 이경호;이기형;김병수;최영호;김충환
    • 생약학회지
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    • 제44권3호
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    • pp.281-285
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    • 2013
  • Ethanol extract of Gastrodia elata fermented with Lactobacillus brevis was highly effective on the duration of pentobarbital hypnosis in mice. Pretreatment of mice with ethanol extract of the fermented Gastrodia elata (200 mg/kg, p.o.) prolonged markedly the duration of pentobarbital sleeping time and reduced the sleep latency. The mechanism of the extract of the fermented Gastrodia elata was investigated to inhibit the binding of $^3H$-Flumazenil, a selective benzodiazepine receptor antagonist, to benzodiazepine receptor of mice cortices. $IC_{50}$ value from displacement of $^3H$-Flumazenil binding was 62 ${\mu}g/mL$ at the treatment of the fermented Gastrodia elata. Therefore, these finding, such as increase of sleeping time and reduction of sleep latency, was examined by elevated concentration of GABA and parishin C, which were increased by Lactobacillus brevis.