Atropine
1. 개요
아트로핀(atropine)은 알칼리성 유기물인 알칼로이드의 일종으로 신경전달물질인 아세틸콜린의 무스카린 수용체와 결합하여 부교감신경을 억제하는 콜린길항제이다. 흔히 말하는 아트로핀은 단일 물질이 아니며, 두 종류의 하이오시아민(=히요스시아민) 광학 이성질체인 (-)-Hyoscyamine과 (+)-Hyoscyamine의 1:1 혼합물이다. 이렇게 두 종류의 광학 이성질체가 1:1 비율로 존재하는 혼합물을 라세미 화합물(racemic mixture) 혹은 라세미체(racemate)라고 부른다.아트로핀은 과소량 사용 시 중추신경을 흥분시키나 대량에서는 억제시키며, 눈동자 동공이 커지고 입에 침이 마르고 심장박동이 빨라진다. 주로 가지과의 식물에 함유되어 있으며 대표적으로 벨라돈나나 맨드레이크 같은 독초[1]의 독 성분으로 옛날부터 독살용으로 널리 쓰인 맹독이다. 소량으로도 극심한 환각을 일으키기 때문에 고대로부터 무당이나 마녀들이 환각상태를 경험하기 위해서도 쓰였다. 아트로핀을 추출하는 대표적인 식물인 벨라돈나의 학명인 Atropa belladonna부터가 아름다운 여인을 죽인다[2]는 뜻이다. 벨라돈나 외에 대표적으로 아트로핀을 추출할 수 있는 생약으로는 히요스엽[3], 스코폴리아근( 낭 탕근), 다투라 등이 있다.
특히 동물의 신경전달물질인 아세틸콜린의 길항제 역할을 하므로 부교감 신경을 마비시켜서 고대부터 독약이나 신경 관련 약품으로 널리 쓰였다. 또 VX 독가스 같은 신경작용제 화학무기의 작용을 억제하기 때문에 KMARK-1 같은 군용 화학무기 응급키트에 쓰인다. 따라서 신경작용제 오염이 없는 상태에서 아트로핀을 맞는다면 해로울 수 있다.
2. 작용
동물신경의 뉴런 간 신호 전달에는 아세틸콜린이라는 신경전달물질이 이용된다. 자극으로 분비된 아세틸콜린은 무스카린 수용체에 결합하여 신호 전달을 이어가며, 이후 아세틸콜린은 '아세틸콜린에스터레이스'라는 효소에 의해 분해되어야 정상적 신호전달을 계속할 수 있다. 아트로핀은 무스카린 수용체에 결합하지만 신호 전달이 일어나게 하지 않으며, 무스카린 수용체에 아트로핀과 아세틸콜린이 경쟁적으로 결합하므로 결국 아트로핀은 아세틸콜린의 작용을 억제하는 역할을 한다.아트로핀이 독약으로 작용하는 원리는 아세틸콜린의 신호를 받아들이는 무스카린 수용체에 결합해 아세틸콜린이 신호를 전달하지 못하도록 방해하는 것이다. 즉 아트로핀이 아세틸콜린보다 압도적으로 많으면 아세틸콜린이 자극신호를 전달할 수 없어 신경이 끊어진 것처럼 마비시켜 생명유지에 중요한 뇌나 신체장기의 여러 신경을 마비시켜 죽게 된다.
그런데 화학무기 중 VX 같은 신경작용제는 아세틸콜린 분해효소와 결합해서 분해작용을 방해한다. 그러니 신경작용제에 노출되면 분해되지 않는 아세틸콜린에 의해 계속 흥분상태가 이어지므로 부교감신경이 폭주해 신경작용제 오염반응이 나타난다. 그럴 때 아트로핀 주사를 놓으면 아세틸콜린의 작용을 막아 과도한 자극을 억제한다. 즉 과도하게 활성된 신경이 안정되도록 진정제 역할을 한다. 어디까지나 이독제독의 원리이기 때문에 역으로 신경이 마비되지 않도록 적절한 용량을 사용해야 한다. 그래서 야전에서는 아트로핀 주사를 최대 3방까지만 허용하고 그 이상은 군의관의 판단을 받아야 한다. 사용한 아트로핀 주사기는 가슴주머니에 꽂아서 몇 방을 사용했는지 알 수 있도록 한다. 자세한 것은 KMARK-1 문서 참조.
다만 아트로핀은 신경작용제로 인한 신체의 이상작용을 잠시 억제할 뿐 신경작용제를 중화시키지는 않으므로 궁극적으로 치료를 해 주지는 않는다. 아트로핀 주사는 신경가스로 죽어가고 있는 병사가 약간의 시간이라도 벌 수 있도록 정신줄을 붙잡을 수 있게 해 주는 최후의 수단이고, 그 병사가 후방으로 빠져서 옥심[4] 주사 등 제대로 된 의료적 처치를 받을 수 있을 때까지 증상을 잠깐 완화시켜 주는 주사라고 보는 것이 맞다.
동공확대용 국소 마취제로도 널리 쓰인다. 예를 들어 눈 망막의 병을 검진한다거나 엄격한 병역검진용 시력측정시에는 아트로핀 안약으로 동공과 수정체 조절근육을 마비시켜 동공을 확대해 검진한다. 그래서 검사 직후 밝은 데 나가면 눈이 부시다.