정맥주사로 투입하는 지질 유화제 (Lipid emulsion) 영양 수액

몇주 전 항암치료 중인 아버지 영양수액으로 그림과 같은 영양수액이 들어가는 것을 보고 더 알아봐야겠다 싶었습니다. 

스모프리피드 SMOFlipid 20% 주 (정주용지방유제)

제품개요: 

정제대두유, 정제올리브유, 중쇄트리글리세라이드, 정제어유 4성분으로 구성된 복합 지방유제. 칼로리보급, 필수지방산공급, 오메가 3 지방산 공급 약리작용으로 가짐. 특히 고단위의 오메가 3 지방산(EPA과 DHA)을 함유하고 있어 항염증, 면역조절작용을 나타내어 염증성 cytokine 감소, 감염 합병증 감소, 병원 입원 기간 단축 등의 효과가 나타났음.

원료약품

• 정제대두유 (E.P) 6g
• 중쇄트리글리세라이드 (E.P) 6g
•  정제올리브유(E.P) 5g
• 정제어유(고단위 오메가3 지방산함유)(E.P) 3g

성인 용법용량

성인:  1일지방으로 1~2g/kg/day(1~5ml/kg/day)으로 0.125g/kg/hr (0.75ml/kg/hr) 초과하지 않는 속도로 투여.

제품설명서 다운로드:

IN_A11APPPPP0155_00.pdf

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비경구 영양요법 (Parenteral Nutritional Treatment) 에 사용되는 MCT

지질 유화제는 환자에게 삼투압 부하 없이 많은 양의 칼로리를 제공하기 때문에 종합 비경구 영양요법(total parenteral nutritional treatment)이 필요한 환자를 위한 영양 요법의 일부로 일반적으로 사용됩니다. 일반적으로 대두유 또는 홍화유로 제조되는 이러한 에멀젼은 환자에게 필수 지방산인 리놀레산과 그 대사를 통해 아라키돈산 및 프로스타글란딘을 제공합니다. 전형적인 장쇄중성지방(LCT) 분자의 구성은 길이가 16, 18 탄소인 지방산과 미량의 더 큰 지방산을 포함하지만,
1970년대에 중쇄중성지방(MCT)으로 만든 에멀젼에 대한 보고가 과학 문헌에 등장하기 시작하여 처방되고 있습니다. 이러한 에멀젼의 트리글리세리드 분획의 지방산은 일반적으로 길이가 8-10 탄소입니다. 이러한 중쇄 지방산(MCFA)은 카르니틴 수송 형태로  전환되지 않고 간, 심장 및 신장의 미토콘드리아로 들어가 직접 산화되기 때문에 장쇄 지방산(LCFA)보다 더 빠르고 완전하게 대사됩니다. 또한, MCFA는 지방으로 저장되기보다는 우선적으로 산화됩니다. 이들의 빠른 산화는 결국 3-산화에 의해 생성된 아세틸-CoA가 트리카르복실산 순환으로의 진입을 압도할 때 케톤 형성으로 이어질 수 있습니다. 이렇게 생성된 케톤체는 신체 조직에 대한 대체  에너지원으로 작용할 수 있습니다.

정맥주사된 MCT 의 대사 및 조직 분포 연구 (Rat 모델, 1990)

이중에서도 MCT 가 혈중으로 직접 들어갔을 때 어떤 PK 를 가지게 될지 연구한 내용이 1990년에 발표된 바 있어 정리해보고자 합니다. 여기서는 rat 으로 실험한 것인데, 쥐 꼬리에 아래의 3가지 지질 구성을 섞어서 투입해서 각 장기에서 시간별로 어떻게 대사되고 이용되는지 확인한 실험입니다.

< Johnson, R., Young, S., Cotter, R., Lin, L. & Rowe, W. Medium-chain-triglyceride lipid emulsion: metabolism and tissue distribution. Am. J. Clin. Nutr. 52, 502–508 (1990).> 

간단하게 말해서, 식염수 투여군,  MCT 만 투입한 군, MCT와 LCT 를 섞어서 투입한 군(MCT 75%, LCT 25%), LCT만 투입한 군 이렇게 3가지 군으로 나누어서 정맥투여하는 모델을 구현한 것인데요. 투입한 후로부터 0, 30분, 1-2-4-8-16-24 시간 마다 희생시켜서 각 장기에서 각 MCT, LCT 들이 어떤 흔적을 남겼는지 보았습니다. 

혈액과 CO2 호흡량

먼저, 혈액 속에 얼마나 남아 있는지를 혈액 속 각 성분의 농도를 살펴보았고, 얼마나 에너지로 사용되는지 보기 위해 CO2 배출량을 측정해서 확인하였습니다. 

그 결과 MCT가 일관되게 더 많이 CO2 로 배출되는 것을 확인할 수 있어서, 이것이 에너지로 빠르게 전환되고 있음을 알 수 있었습니다. 불과 30분 부터 이 차이는 엄청 크게 나타나고 있습니다. Fig 2. 에서와 같이 30분 경에 혈장에 많은 성분들이 검출이 되는데, 한 시간 만에 빠르게 CLEAR 가 됩니다. 이 CLEAER 된 대부분의 것들이 mct 의 경우 계속 해서 CO2 성분으로 빠져나가고 있고, LCT 는 그와는 달리 50% 정도는 다른 곳으로 가는 것 처럼 보입니다.  

간, 폐, 비장

위의 그림 3,5, 6 에서는 간, 폐, 비장 등에 LCT로부터 유래된 Carbon 성분이 많이 남아 있는 것을 볼 수 있습니다. MCT 는 빠르게 베타 산화를 하기 때문에 이미 이산화 탄소로 배출되어 체내에서 사라지고 있을 수 있음을 보여줍니다. 

뇌와 심장

그림 4는 뇌에서의 현상이고, 그림 7은 심장에서의 모습을 보여줍니다. 상대적으로 MCT 의 carbon 성분이 뇌에 많이 들어간 것을 볼 수 있고, 심장은 LCT가 더 많이 간 것을 볼 수 있습니다. 

이외에 측정한 다른 조직들, 근육, 지방조직, 신장지방 등에서 모두 LCT 유래 Carbon 이 많이 검출되었습니다.

따라서 MCT 가 LCT 보다 빠르게, 완전 연소하며 활용되면서 체내에 저장되지 않음을 보여줍니다. 

24시간이 지났을 때 측정한 수치를 보면 LCT는 45% 정도로 에너지화가 되는 반면,
MCT는  CO2로 90% 정도 전환되는  것으로 보아 거의 완전 연소하며 에너지로 사용됨을 알 수 있습니다.  

 

 

1.Johnson, R., Young, S., Cotter, R., Lin, L. & Rowe, W. Medium-chain-triglyceride lipid emulsion: metabolism and tissue distribution. Am. J. Clin. Nutr. 52, 502–508 (1990).