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대한생물치료정신의학회 생물치료정신의학 생물치료정신의학 제12권 제2호
발행연도
2006.12
수록면
252 - 267 (16page)

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카페인은 기저전뇌의 아데노신의 아데노신 수용체의 작용을 차단함으로써 각성을 유발하고 피질에서 서파 활동의 감소를 야기한다. 또한 카페인은 용량-의존적인 각성상태의 증가를 초래한다. 따라서 카페인의 각성 효과는 아데노신의 뇌 조직 내 농도가 증가하여 수면 압력이 상승되어 있고 각성 중추의 활동이 감소된 상태의 각성인 반면, 정상 각성 상태는 아데노신의 농도가 낮아 수면 압력이 없이 각성 중추의 활동이 증가된 상태의 각성으로 생각된다. 이 연구는 이러한 각성의 서로 다른 상태가 피질 영역별 활동의 차이로 나타날 수 있는지 보기 위하여 뇌파의 스펙트럼 분석 방법을 이용하여 활동의 정량화를 시도하였다. 더 나아가 수면박탈로 수면 압력이 증가된 상태에서의 각성과 비교하여 카페인과 아데노신의 상호작용을 고찰하였다.
Sprague-Dawley 수컷 쥐 8마리를 마취하에 뇌파 및 근전도 전극을 전두엽, 두정엽, 그리고 목근육에 각각 설치하고, 수술에서 회복된 후 뇌파/근전도 기록을 시작하였다. 기록은 10：30부터 시작하여 17：30까지 수행되었으며 13：30경에 카페인 7.5, 15, 또는 30㎎/㎏을 복강내 주사한 후, 각각의 수면-각성 단계와 그 기간 및 변화 방향을 계산하였다.
수면에 대한 카페인의 주된 효과는 활동각성의 증가와 수면의 감소로 나타났으며, 이 효과는 카페인 용량에 의존적이었다. 활동각성 기간의 증가는 그 단계의 유지기간의 증가로 야기되었고 서파수면의 감소는 서파수면 상태로 변화되는 빈도의 감소에 주로 야기되었다. 활동각성 단계에서 정적각성, 서파수면 단계로 변화가 감소되었고 그 반대로 변화는 증가되었다. 한편 수면박탈은 서파수면의 반동 증가를 초래하지 못했고 활동각성의 유의한 감소를 초래하지 못했다. 그러나 역설수면 기간의 유의한 감소를 초래하였다. 뇌파 스펙트럼 프로파일에서 수면박탈이 델타의 상대적 증가를 초래한 것을 제외하고는 수면박탈과 카페인 투여 모두 알파의 상대적 감소 및 감마의 증가를 초래하였다. 실제 진폭은 전두피질에서 25㎐ 이하 대역에서 감소와 이상 대역에서 증가, 두정피질에서 35㎐ 이하 대역에서 감소와 이상 대역에서 증가를 야기하였다. 주파수 대역별로 델타, 쎄타, 알파의 감소가 있었고 감마의 증가가 있었다. 감마의 증가는 전두피질에서 더 현저하게 나타났다.
결론적으로, 카페인에 의한 각성의 촉진은 수면-각성 상태의 천이를 한 방향으로 가속화함으로써 발생되며 그 방향은 수면박탈에 의한 방향과 반대이다. 따라서 수면박탈에서는 아데노신이 축적되어 수면 압력을 증가시키고, 수면 압력의 증가는 아데노신 수용체 길항제에 의해 차단될 수 있다. 델타 대역의 감소는 본 연구에서 사용한 최소 용량 투여 후 포화되어 최대 효능을 보인다. 이것은 뇌파의 주파수별 파워의 측정이 수면기간이나 각성기간과 같은 행동적 지표보다 더 민감한 방법임을 시사한다. 앞으로 사람에서 사용되는 정도의 카페인 투여에 의한 동물에서 효과를 검증해 보는 것이 생리학적 효과에 대한 이해를 도울 수 있을 것이다.
#Caffeine #Sleep-wake regulation #EEG #Spectrum #Adenosine #Sleep deprivation #카페인 #수면-각성 조절 #뇌파 #스펙트럼 #아데노신 #수면박탈

목차

서론
재료 및 방법
결과
고찰
요약
참고문헌

참고문헌 (40)

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1. [학술지(정기간행물)] - / 1992 / Cafeine and the central nervous system:mechanisms of action,biochemical,me-tabolic and psychostimulant effects 17 : 139 ~ 170 google schola 2. [학술지(정기간행물)] - / 1992 / Adenosine promotes burst activity in guinea-pig geniculocortical neurones through two diferent ionic mechanisms J Physiol 1992 447 : 729 ~ 753 google schola 3. [학술지(정기간행물)] - / 1984 / Adenosine analogs and sleep in rats 228 : 268 ~ 274 google schola 4. [학술지(정기간행물)] - / 1990 / The effect of 3-h and 6-h sleep deprivation on sleep and EEG spectra of the rat 36 : 73 ~ 78 google schola 5. [학술지(정기간행물)] - / 1995 / Stimulation of A1 adenosine receptors mimics the electroencephalographic effects of sleep deprivation 692 : 79 ~ 85 google schola

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