프로카인

프로카인은 1905년 독일의 화학자 알프레드 아이인호른에 의해 합성된 아미노 에스테르계 국소 마취제이다. 이는 코카인의 부작용을 극복하고자 개발된 최초의 합성 국소 마취제 중 하나로, 마취학의 발전에 중요한 이정표가 되었다. 주로 국소 마취에 사용되며, 특히 침윤 마취나 경막외 마취와 같은 영역에서 활용된다.

화학적으로는 파라아미노벤조산의 에스테르 유도체에 속한다. 프로카인의 가장 큰 특징은 혈관 확장 효과가 있어 흡수가 빠르고 작용 지속 시간이 비교적 짧다는 점이다. 이로 인해 단독 사용 시에는 국소 마취 효과가 오래 지속되지 않으며, 에피네프린과 같은 혈관 수축제를 함께 사용하여 효과를 연장하는 경우가 많다.

과거에는 심장 부정맥 치료에도 사용되었으나, 현재는 더 효과적이고 안전한 약물들로 대체되어 그 용도가 제한적이다. 프로카인은 파라아미노벤조산으로 대사되기 때문에, 설폰아미드 계열의 항생제와 상호작용할 가능성이 있어 주의가 필요하다.

프로카인은 1905년 독일의 화학자 알프레드 아이인호른에 의해 최초로 합성되었다. 그는 코카인의 효과적인 대체제를 찾는 연구 과정에서 이 아미노 에스테르계 국소 마취제를 개발했다. 프로카인의 발견은 당시 코카인이 지니고 있던 중독성과 심혈관계 독성 등의 심각한 부작용 문제를 해결할 수 있는 획기적인 진전이었다. 이로 인해 프로카인은 20세기 초반 가장 널리 사용되는 국소 마취제 중 하나로 자리 잡게 되었다.

초기에는 '노보카인'이라는 상품명으로 알려졌으며, 주로 침습 시술이나 외과 수술 시의 국소 마취에 사용되었다. 또한 프로카인은 심장 부정맥 치료제로도 일시적으로 활용되기도 했다. 그러나 프로카인은 작용 지속 시간이 비교적 짧고, 일부 환자에서 알레르기 반응을 일으킬 수 있다는 단점을 가지고 있었다.

이러한 한계점으로 인해 이후 작용 시간이 더 길고 효능이 강력한 아미드계 국소 마취제인 리도카인과 부피바카인 등의 개발로 그 임상적 사용은 점차 줄어들게 되었다. 오늘날 프로카인은 치과 마취 등 특정 제한된 영역에서 여전히 사용되지만, 역사적으로 현대 마취학의 발전에 중요한 초석을 마련한 약물로 평가받는다.

프로카인은 아미노 에스테르계 국소 마취제에 속하는 합성 화합물이다. 화학적으로는 파라-아미노벤조산의 에스테르 유도체이며, 분자 구조는 에스테르 결합을 통해 디에틸아미노에탄올과 연결되어 있다. 이 에스테르 결합은 프로카인의 대사와 안정성에 중요한 역할을 한다. 프로카인은 일반적으로 염산염 형태로 백색의 결정성 분말 또는 무색의 결정으로 존재하며, 물에 잘 녹는다.

프로카인의 화학적 구조는 그 약리학적 특성을 결정한다. 에스테르 결합은 혈청 내에 존재하는 효소인 콜린에스테라아제에 의해 쉽게 가수분해되어 파라-아미노벤조산과 디에틸아미노에탄올로 분해된다. 이 빠른 대사는 프로카인의 작용 지속 시간이 비교적 짧은 주요 원인이다. 또한, 파라-아미노벤조산은 술폰아미드 계열의 항생제 작용을 방해할 수 있어 임상적 주의가 필요하다.

프로카인은 다른 국소 마취제인 코카인의 부작용을 줄이기 위해 알프레드 아이인호른에 의해 합성되었다. 코카인과 달리 프로카인은 혈관 수축 작용이 없어, 에피네프린과 같은 혈관 수축제와 함께 사용되어 국소에서의 흡수를 지연시키고 마취 효과를 연장하는 경우가 많다. 프로카인의 화학식은 C13H20N2O2이다.

이러한 화학적 특성은 프로카인이 국소 마취와 심장 부정맥 치료에 사용되는 데 기초가 되지만, 에스테르계 약물에 대한 알레르기 반응 가능성과 상대적으로 낮은 효능은 임상 사용에 일정한 제한을 가져왔다. 이는 이후에 개발된 아미드계 국소 마취제가 더 널리 사용되는 이유 중 하나이다.

프로카인은 아미노 에스테르계 국소 마취제에 속하는 대표적인 약물이다. 이 계열의 약물들은 에스테르 결합을 통해 대사되며, 프로카인 에스테라아제와 같은 효소에 의해 분해된다. 프로카인의 주요 약리 작용은 신경 세포막의 나트륨 채널을 차단하여 작용 전위의 발생과 전도를 억제하는 것이다. 이를 통해 신경 섬유를 따라 전달되는 통증 신호를 차단함으로써 국소 마취 효과를 발휘한다.

프로카인의 작용 기전은 다른 국소 마취제들과 마찬가지로, 신경 세포막 내부에 위치한 나트륨 채널의 내측 수용체 부위에 결합하는 것이다. 이 결합은 채널의 활성화 게이트를 안정화시켜 채널이 열리는 것을 방지한다. 결과적으로 세포 외부에서 내부로의 나트륨 이온 유입이 차단되고, 신경 섬유의 탈분극이 억제되어 신경 전도가 차단된다. 이 효과는 주로 작은 직경의 신경 섬유 (통증과 온도 감각을 담당하는 C 섬유와 Aδ 섬유)에서 먼저 나타나며, 이후 운동 신경을 포함한 큰 직경의 섬유로 확산된다.

프로카인은 혈관 확장 작용이 비교적 강한 편이다. 이로 인해 주사 부위에서의 혈류가 증가하여 약물의 흡수와 전신 순환이 촉진되며, 결과적으로 국소 마취 지속 시간이 단축되고 전신 독성 위험이 증가할 수 있다. 이러한 특성 때문에 임상에서는 종종 에피네프린과 같은 혈관 수축제를 함께 사용하여 국소 혈류를 감소시키고, 마취 지속 시간을 연장하며 전신 흡수를 줄인다.

심장 부정맥 치료제로서의 용도는 프로카인이 심장의 나트륨 채널에도 작용하여 심근의 흥분성을 감소시키고 자동능을 억제하기 때문이다. 그러나 이 용도는 현재는 더 선택적이고 효과적인 항부정맥제들에 의해 대체되어 역사적 의미를 갖는다.

프로카인은 주로 국소 마취 목적으로 사용된다. 특히 침습적인 치과 시술에서 통증 조절을 위해 널리 활용된다. 또한 피부나 점막의 표면 마취, 신경 차단, 경막외 마취, 척추 마취 등 다양한 마취 기법에 적용될 수 있다. 과거에는 심장 부정맥의 치료제로도 사용되었으나, 현재는 더 효과적이고 안전한 항부정맥제들이 그 자리를 대체하였다.

그 화학 구조는 에스테르 결합을 가지고 있어, 혈액과 조직 내에 풍부하게 존재하는 콜린에스테라아제라는 효소에 의해 빠르게 분해된다는 특징이 있다. 이로 인해 프로카인의 작용 지속 시간은 비교적 짧은 편이며, 전신 독성의 위험도 낮다. 이러한 약동학적 특성 덕분에 짧은 시간이 필요한 시술에 적합한 마취제로 평가받는다.

프로카인은 아미노 에스테르계 국소 마취제의 대표주자로, 리도카인이나 부피바카인과 같은 아미드계 마취제와는 화학적 분류와 대사 경로에서 차이를 보인다. 에스테르계 약물은 분해 과정에서 파라아미노안식향산(PABA)을 생성하는데, 이 물질이 일부 환자에서 알레르기 반응을 유발할 수 있어 주의가 필요하다.

프로카인의 투여 방법은 주로 주사에 의한 국소 마취이며, 용도에 따라 다양한 농도와 용량이 사용된다. 가장 흔한 투여 경로는 피하 주사 또는 침윤 마취로, 수술 부위 주변의 조직에 직접 주입하여 국소적인 감각 차단을 유도한다. 또한 경막외 마취나 척수 마취와 같은 신경 차단 마취에도 사용될 수 있다. 심장 부정맥 치료를 위한 정맥 내 투여는 현재는 거의 사용되지 않는다.

투여 용량은 마취 부위의 크기, 신경 분포, 환자의 전신 상태에 따라 달라진다. 일반적인 침윤 마취에는 0.25%에서 2% 농도의 용액이 사용되며, 최대 권장 용량은 성인 기준으로 순수 프로카인 기준 약 1그램이다. 척수 마취에는 더 높은 농도(예: 10% 용액)의 소량이 사용된다. 모든 경우에서 최소 유효 용량을 사용하여 전신 독성 위험을 줄이는 것이 원칙이다.

프로카인 용액에는 종종 혈관 수축제인 에피네프린(아드레날린)이 첨가된다. 이는 국소 혈관을 수축시켜 마취제의 흡수를 지연시켜 작용 시간을 연장하고, 혈중 농도 상승을 억제하여 전신 독성을 감소시키는 효과가 있다. 에피네프린이 첨가된 용액은 말단 부위(예: 손가락, 발가락, 귀, 코)의 혈관 수축으로 인한 괴사 위험 때문에 해당 부위의 마취에는 사용을 피해야 한다.

투여 시에는 반드시 무균 기술을 준수해야 하며, 주사 전에 흡인 검사를 실시하여 의도치 않은 혈관 내 주입을 확인해야 한다. 혈관 내 주입은 급속한 흡수로 인해 중추신경계 독성(현기증, 경련)이나 심혈관계 독성(저혈압, 심장 정지)을 유발할 수 있다. 또한 프로카인은 숙신산 대사 경로를 통해 대사되므로, 숙신산 대사를 억제하는 약물과의 병용 시에는 주의가 필요하다.

프로카인은 일반적으로 안전성이 높은 국소마취제로 평가되지만, 모든 약물과 마찬가지로 부작용이 발생할 수 있다. 가장 흔한 부작용은 중추신경계와 심혈관계에 관련된 것이다. 중추신경계 부작용으로는 초기 불안, 어지러움, 이명, 구역질, 구토, 시야 흐림 등이 나타날 수 있으며, 용량이 증가하면 경련, 의식 저하, 호흡 억제로 진행될 수 있다. 심혈관계 부작용은 혈관 확장으로 인한 저혈압과 서맥, 심부정맥 등이 포함된다. 또한, 아미노 에스테르계 약물인 프로카인은 대사 과정에서 생성되는 파라아미노안식향산에 의해 드물게 알레르기 반응을 유발할 수 있다.

주의사항으로는 프로카인에 과민증이 있는 환자에게는 사용을 금지해야 한다. 술폰아미드계 항생제를 복용 중인 환자에게는 프로카인의 대사산물이 항균 작용을 길항할 가능성이 있어 주의가 필요하다. 또한, 심각한 심장 전도 장애나 심한 서맥, 쇼크 상태의 환자, 그리고 국소 감염 부위에의 주사는 일반적으로 피하는 것이 좋다. 간 기능이 심하게 저하된 환자나 콜린에스테라아제 결핍증이 있는 환자에게 투여 시에는 대사가 지연되어 독성이 증가할 수 있으므로 신중히 접근해야 한다.

투여 시 주의할 점으로는 혈관 내 주사를 피하기 위해 주사 전 반드시 흡인 검사를 실시해야 한다. 고용량을 사용하거나 광범위한 신경 차단을 시행할 때는 중추신경계 및 심혈관계 독성 징후를 면밀히 관찰하기 위해 적절한 모니터링 장비와 심폐소생술 장비, 그리고 그에 상응하는 약물을 준비해 두어야 한다. 프로카인은 에피네프린과 함께 사용되어 흡수 속도를 늦추고 작용 시간을 연장하며, 혈중 농도를 낮추어 전신 독성 위험을 감소시킬 수 있다.

프로카인은 아미노 에스테르계 국소 마취제의 대표적인 초기 약물이다. 같은 계열의 다른 약물로는 테트라카인과 코카인이 있다. 이들 아미노 에스테르계 약물은 혈장 내에서 콜린에스테라아제에 의해 빠르게 가수분해되므로, 전신 독성의 위험이 상대적으로 낮은 편이다. 그러나 이로 인해 작용 지속 시간이 짧아지는 단점이 있다.

반면, 리도카인과 같은 아미노 아미드계 국소 마취제는 간에서 대사되며, 일반적으로 더 빠른 발현 시간과 더 긴 작용 지속 시간을 보인다. 또한 알레르기 반응을 일으킬 가능성이 아미노 에스테르계 약물보다 낮다. 이러한 이유로 리도카인은 프로카인을 대체하여 가장 널리 사용되는 국소 마취제가 되었다.

프로카인의 가장 큰 특징은 혈관 확장 작용이 뚜렷하다는 점이다. 이로 인해 단독 투여 시 조직으로의 흡수가 빨라지고 작용 시간이 단축된다. 따라서 임상에서는 에피네프린과 같은 혈관 수축제를 함께 사용하여 마취 지속 시간을 연장하고 전신 흡수를 줄이는 것이 일반적이다. 다른 많은 현대 국소 마취제들은 프로카인에 비해 혈관 확장 작용이 덜하거나 오히려 혈관 수축 작용을 보이기도 한다.

프로카인은 파라아미노벤조산 (PABA)으로 대사된다는 점도 중요한 차이점이다. 이 대사산물은 설폰아미드 계열의 항생제 작용을 방해할 수 있어, 해당 약물을 복용 중인 환자에게는 사용을 피해야 한다. 아미노 아미드계 국소 마취제는 일반적으로 이러한 상호작용을 보이지 않는다.

• 위키백과 - 리도카인

• 위키백과 - 국소 마취제

• 위키백과 - 에스터계 국소 마취제

• 위키백과 - 노보카인 (프로카인의 상표명)

• U.S. National Library of Medicine - Procaine

• DrugBank Online - Procaine

• 한국의약품안전관리원 - 의약품안전나라 (검색 활용)