[의약품 이야기] 모르핀(Morphine) : 대부분의 약물이 Antagonist 인 이유?

[홍성찬]

진통제만큼 인류가 절박하게 갈구한 의약품은 없다고 해도 지나치지 않다.

모르핀(Morphine)은 아편에서 추출되는 물질인데

아편때문에 영국과 중국(청나라)가 전쟁을 일으켰던 것은 다 아는 사실이지만,

단지 아편의 심각한 중독성, 환각증세 때문에 전쟁이 일어났다기 보다는

인류가 효과적인 진통제를 절박하게 갈구한 만큼 발생한 그 반작용이라고 보는 견해도 있다.

그런 절박한 사회적 수요와 연구결과, 인류가 손에 넣은

역사상 최강의 진통제 그것이 바로 '모르핀(Morphine)'이다.

그러나 제약산업과 기술이 발전하며 많은 진통제가 나왔지만

모르핀을 능가하는 제품을 개발하지는 못했다.

그만큼 모르핀은 16세기부터 마약성으로 분류되어 엄중히 사용이 통제될 때까지 만병통치약처럼 쓰였다.

*모르핀(Morphine)의 수용체가 생체내에 존재하는 이유?

모르핀은 강력한 진통작용 뿐만 아니라, 단기적으로 행복한 느낌이 들게하고 중독성을 갖게 한다.

그 이유는 무엇일까?

1970년대에 들어서야 모르핀의 약리작용을 해명하는 연구가 본격적으로 시작되었다.

그리고 미국과 스웨덴의 연구진이 인간의 뇌 속에서 모르핀이 정착하는 장소를 거의 동시에 발견했다.

생체 내에서 특정 분자를 인식/결합하여 정보를 수용하는 단백질을 '수용체(Recepter)' 라고 한다.

그런데 이상하지 않은가? 모르핀은 체내에서 합성되는 물질도 아닌 외부물질인데 왜 이런 물질의

수용체가 생체 내에 존재하는 것일까? 양귀비라는 식물만 생산하는 특수한 모르핀이란 물질을 위한

수용체를 인체가 굳이 마련해둘 이유가 없는데 말이다.

이런 사고과정으로 인하여 인체는 수용체에 결합하는 물질을 스스로 생산한다는 가설을 세우게 된다.

쉽게 말해, 모르핀과 비슷한 구조와 비슷한 작용을 하는 물질을 인체가 생산하고 있다는 추론을 하게 된 것이다.

모르핀은 생체 내 '행복' '진통' '행복한 느낌'을 연결해주는 수용체와 우연히 꼭 들어맞는 구조인 것이고

인간에게 쾌락이라는 감각을 일으키는 기존의 물질이 있다는 발견에 생화학자들은 매우 흥분했고 학계 전체가 술렁였다.

*엔드로핀(Endorphine)

인간에게 쾌락이라는 감각을 일으키는 기존의 물질의 정체는 아미노산 5개부터 약 30개가 연결된 펩티드

과학자들은 이 물질을 '엔드로핀(Endorphine)'이라 명명했다.

이 물질은 구조가 모르핀의 앞머리와 흡사한 구조로, 수용체와 결합해 모르핀과 같은 작용을 일으킨다.

*모르핀의 부작용, '의존성'

모르핀은 임시방편이지만 커다란 쾌감과 강력한 진통효과를 보인다.

하지만 스테로이드와 마찬가지로 생체 내에서 항상성을 위한 조절물질이 외부에서 지속적으로 투여되면

생체는 '현재 엔드로핀 양은 충분하다' 라고 판단하여 생산을 중단한다. 모르핀은 강한 진통효과와 더불어

중독성을 나타내기 때문에 모르핀 공급이 중단되면 생체는 엔드로핀이 부족해도 더이상 스스로 생성하지 않는다.

다시 모르핀을 투여하면 금단증상은 사라지지만 엔드로핀 생산능력은 더욱 감소하고 다음에는 더 많은 양의 모르핀이

필요하게 되는 악순환에 빠진다.

스테로이드와 모르핀과 같은 마약성 진통제의 공통점은 투여시 효과가 매우 빠르고 강력하다는 장점이 있지만

그만큼 강한 의존성을 보인다는 단점도 공통적이다. 그래서 상태가 호전되고 치료되는 듯해보이지만 장기적으로

결국 더욱 심각한 상태에 도달한다.  

정리하면 비슷한 구조는 생체내에서 비슷한 효과와 작용을 할 가능성이 높다는 것.

그리고 외부 유래 물질이 결합하는 수용체가 있다면 비슷한 구조와 작용을 하는 물질이 이미 인체내에 존재할 가능성이 크다.

이 두가지를 모르핀을 통해 생화학자들은 알게 되었다.

*마약성을 제거하고 강한 진통효과만 보이도록 개량할 수는 없는가?

신약개발에서 이익>위험성 이어야만 시판허가를 하듯이 자연에서 추출한 물질을 허가할 때도 이익이 위험성보다 커야 의약품으로 사용이 가능하다. 모르핀은 강한 진통효과를 보이는 약리작용 못지 않게 강력한 중독성을 지니기 때문에 위험성이 이익보다 크다고 판단하지만 그 효과를 능가하는 진통제가 개발되지 못하였기 때문에 제한적으로 의사의 처방/관리 감독 하에서만 사용이 가능하다. 

이러한 두가지 특성 때문에 개발 초기에 '모르핀의 강력한 중독성을 제거하고 진통작용만 남길 수 없을지 연구를 거듭했다. 마침내 1874년 영국의 화학자가 모르핀에 아세틸기를 결합한 물질을 개발했고, 아스피린으로 유명한 독일의 제약사 '바이엘(Bayer)' 이 그 연구성과를 바탕으로 신약을 개발하여 엄청난 성공을 거두었다. 

이 새로운 물질은 가래를 제거하는 진해 효과가 탁월할 뿐만아니라 출시 당시에는 중독성이 없다고 광고했다.

하지만, 사실 중독성을 해결하기는 커녕 오히려 모르핀보다도 훨씬 중독성이 강력했다.

이 신약이 바로 마약의 왕자라고 불리는

헤로인(Heroin) 이다.

약학 시사 대비 생각해볼 문제

Q1. 엔돌핀의 발견은 모르핀과 비슷한 구조의 물질이 생체 내에서 스스로 생산 할 것이라는 추론의 결과물이다.

이런 수용체에 결합하는 물질과 경쟁하는 약물을 많이 연구 개발하는데, 크게 두가지 종류로 구분한다.

이 두가지가 무엇인지 답변하고, 약물은 이 두가지 중 무엇이 더 비율이 많은지와 그 이유까지 답변하시오.

[turtter94]

감사합니다

[김호웅]

감사합니다.

[약대제발갈래]

감사합니다

[dehin]

감사합니다

[도담도담방향성!]

홍썜 글은 술술 읽히네요! 감사해요 :)

[도담도담방향성!]

Agonist vs antagonist
다음 질문은 아직.. 어렵네요.

느낌상 약물은 antagonist가 더 많을 것 같은데 좀더 생각해보겠습니다!

[세자재]

유익한 글 감사합니다

[lane99]

감사합니다~

[곧약대생3]

감사합니다