내독소를 이용하여 흰쥐에서의 급성 폐손상을 유도한 후 호중구의 역할과 관련하여 phospholipase A₂ (PLA₂)의 작용, lipid peroxidation의 변화 및 조직에서의 산소기의 생성을 관찰하여 패혈증으로 인한 급성 호흡곤란 증후군의 발병기전을 알아보고자 본 연구를 시행하였다.
실험동물은 체중 300g 내외의 Sprague-Dawley종 흰쥐를 사용하였고 실험군은 기도내 0.5ml의 생리적 식염수를 분무한 대조군, 기도내 0.5ml의 생리적 식염수를 분무한 내독소 투여군과 내독소 투여직후 mepacrine (quinacrine hydrochloride) 50mg/kg를 복강내로 투여한 PLA₂ 억제제 투여군으로 분류하였다. 급성 폐손상의 유도후 조직 손상의 기전을 알아 보기 위하여 폐체척내의 단백 함량과 폐장내 myeloperoxidase (MPO)의 활성도, 폐세척내의 호중구의 수, PLA₂의 측정, pulmonary surfactant의 정량, γ-glutamyl transpeptidase (GGT)의 활성도, 페장에서의 malondialdehyde (MDA)의 정량, 세포 화학적 전자현미경법과 광학 및 전자 현미경을 통한 형태학적인 연구를 시행하였다.
내독소를 투여 5시간 후 폐세척액내 단백 함량의 증가와 MPO 활성도의 증가 및 호중구의 폐장내의 현저한 침윤이 관찰되었고 이러한 변화는 mepacrine에 의해 현저하게 감소되었다. 또한 PLA₂ 및 GGT의 활성도가 증가하여 내독소에 의한 proinflammatory lipid molecule의 생성이 증가하였고 이에 따라 호중구에 의한 oxidative stress의 증가를 관찰할 수 있었지만 mepacrine은 이를 현저하게 감소시켰다. 산소기의 작용에 의한 lipid peroxidation의 산물인 MDA 또한 증가하였으며 이러한 변화 즉, 호중구에서의 산소기 생성에 따른 변화들은 mepacrine에 의하여 감소되었다. 동시에 내독소 투여군에서는 surfactant의 구성 및 분비에도 변화를 가져와 oxidative stress에 따른 light density surfactant가 증가하였고, surfactant의 주성분인 heavy density surfactant는 감소되었지만 mepacrine은 이러한 변화를 감소시켰다. 형태학적 소견으로 광학 현미경하에서는 내독소에 의해 호중구의 침윤이 증가한 것을 관찰할 수 있었고 mepacrine은 이를 감소시켰다. 미세 구조상의 변화로 내독소는 호중구의 혈관내피 세포로의 유착을 증가시키고, 혈관 내피 세포의 손상, 제 2 형 폐포세포의 oxidative stress에 의한 변형을 가져왔지만 mepacrine은 이러한 병리학적 소견을 감소시켰다. 조직내 산소기의 형성을 확인하기 위하여 시행한 세포화학적 전자현미경 소견에서는 내독소 투여 후 과산화수소의 생성이 현저히 증가하였고 이러한 변화는 mepacrine에 의해 현저히 감소하였다.
이상의 연구 결과로 보아 내독소에 의한 급성 폐손상은 PLA₂의 활성화에 따른 호중구의 산소기의 생성이 그 기전의 일부인 것으로 생각되며 PLA₂에 의해 생성되는 lipid molecule이 이러한 oxidative stress의 원인인 것으로 생각된다. 따라서 PLA₂의 효과적인 억제가 ARDS의 치료에 도움을 줄 수 있을 것으로 기대된다.