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[생활연구] ChatGPT와 함께 한 소염진통제 원리 탐구

태그
연구웰빙
최종 편집
Sep 16, 2023 12:56 PM
발행일
September 16, 2023
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블로그를 stdy.blog로 이전했습니다. 새 블로그에 어떤 글들이 올라올지 궁금하시면 Upcoming Posts를 참고해주세요. 🙂

의문

며칠 전 목감기 증상으로 병원에 갔다. 대기하다가 문득 한가지 의문이 들었다. 당시 손목 인대인지 근육인지 아무튼 통증이 좀 있었는데, 감기 처방으로 받은 소염제가 이런 통증도 완화해줄 것인가?

당연히 그렇겠지? 동네 병원에서 받은 약에 목구멍 같은 특정 부위를 표적하는 기능은 없을테니까. 그런데 소염제가 우리 몸에 어떤 작용을 하길래 염증이 완화되는 걸까?

위키피디아에게 문의하세요

용어를 모르니 가볍게 검색. 구글에 ‘소염제’라고 치니 ‘항염증제’ 위키피디아가 떴다.

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스테로이드계, 비스테로이드성 약물 같은 얘기가 나왔다. 항염증제는 영어로 anti-inflammatory 구나. 대충 읽고 영어가 훨씬 내용이 많을테니 바로 영어 위키피디아로 이동했다.

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여기는 비스테로이드성 항염증제(Nonsteroidal Anti-Inflammatory Drug, NSAID)부터 나온다. 아스피린, 이부프로펜, 나프록센 등. 아래로 내려가니 ‘See also’에 Corticosteroid가 있다. 이건 한국어 위키에 나왔던 스테로이드계 약물이었다.

스테로이드 여부가 왜 중요한거지? 라는 의문을 일단 품었고, NSAID가 시클로옥시제나제(cyclooxygenase, COX)라는 효소를 억제한다는 걸 알았다. COX 효소는 염증을 유발하는 프로스타글란딘(prostaglandin)을 합성한다. 즉 NSAID는 COX를 억제하여 염증이 안 생기게 한다.

대부분의 염증은 통증을 유발하기 때문에 염증을 줄이면 진통도 된다. 그래서 소염 + 진통 + 제인가보다. 진통 효과가 염증 억제로 인한 2차적 작용인 것이다. 그에 따른 부작용도 있고.

진통제 중에는 작용원리가 달라서 항염증 작용을 안 하는 것도 있다. 아세트아미노펜이 대표적. 이부분 읽으면서 “아이가 열 날때 아세트아미노펜 먹이고, 일정 시간 열 안 떨어지면 이부프로펜 먹이라”고 안내받았던 게 기억났다. 작용원리가 다르니 이게 가능한 것이고, 또 소염진통제가 좀 더 부작용이 있으니 아세트아미노펜을 먼저 먹이는 것인가보다.

약사에게 문의하세요

이쯤에서 병원 대기 시간이 끝났고, 진료 후 처방전을 받았다. 약국 가서 약을 받아보니 역시나 ‘비스테로이드성 소염진통제’가 있었다. 계산 후 약사분께 잠시 여쭤봤다.

  • “저기 그냥 궁금해서 하나만 여쭤볼게요. 여기 비스테로이드성이라고 되어있는데, 그러면 스테로이드성은 뭔가요?”
  • “비스테로이드성은 스테로이드가 안 들어가있다는 뜻이에요. 이부프로펜 계열입니다. 그냥 구분하는 거니까 안심하셔도 돼요.”
  • “네, 그러면 스테로이드성은 언제 사용하나요?”
  • “스테로이드성 염증약은 보통 염증이 더 심할 때 항생제와 함께 씁니다.”

ChatGPT에게 문의하세요

집에 돌아왔다. 여전히 스테로이드성이 뭔지 궁금했고, 약의 부작용에 대해서도 좀 더 알고 싶었다. 시간에 쫒기지 않는 ChatGPT에게 한번 더 물어봐야겠다는 생각이 들었다. 아래는 문답을 요약 정리한 것이다. (전체 프롬프트 링크)

항염증제의 작용원리가 뭐야?

Nonsteroidal Anti-Inflammatory Drugs (NSAIDs)

  • 원리: NSAID는 COX 효소를 억제한다. COX에는 COX-1, COX-2 두 종류가 있다. COX는 프로스타글란딘 합성에 관여하고, 프로스타글란딘은 염증과 통증을 조절하는 역할을 하는 물질이다.
  • 예시: 아스피린, 이부프로펜, 나프록센, Diclofenac, Celecoxib

Corticosteroids

  • 원리: 면역 반응을 억제하는 역할을 하는 호르몬인 코르티졸과 비슷한 효과를 낸다. 코르티코스테로이드는 세포에 들어가 글루코코르티코이드 수용체에 결합함으로써 유전자 전사를 방해하고, 그래서 염증을 일으키는 물질의 생성을 감소시킨다.
  • 예시: Prednisone, Dexamethasone, Hydrocortisone, and Methylprednisolone.

그 외에도 몇 종류 더 얘기해줬는데 작동원리는 대개 이 두 계열과 비슷했다. 면역 억제하거나 효소 억제하거나. 아무튼 다양한 단계에서 염증 유발 요인을 줄인다. 스테로이드 여부가 왜 중요한건지 다시 물어봤다.

스테로이드성과 비스테로이드성의 차이가 뭐야? 부작용과 사용 예시를 포함하여 테이블로 설명해줘.

답변 테이블
Feature
NSAIDs
Corticosteroids (Steroidal Anti-inflammatory Drugs)
Typical Uses
Mild to moderate pain, fever, inflammation (e.g., arthritis, headaches, menstrual pain)
More severe inflammatory conditions, autoimmune disorders, allergies, asthma, certain skin conditions
Short-Term Side Effects
Stomach pain, heartburn, stomach ulcers, increased bleeding risk, kidney issues, increased blood pressure
Increased appetite, weight gain, sleep disturbances, stomach upset, mood swings, increased blood glucose
Long-Term Side Effects
Kidney damage, stomach ulcers, increased cardiovascular risk, liver issues
Osteoporosis, cataracts, high blood pressure, diabetes, increased infection risk, thinning skin, muscle weakness
When to Use
Short-term relief of pain and inflammation; some can be used for longer durations under medical supervision
Typically for shorter durations due to side effects, but some conditions might require longer-term or even lifelong treatment

약사님이 말해준 것과 유사하게, NSAID는 더 경미한 증상에서 쓰고 코르티코스테로이드는 더 중한 증상에서 쓴다. 코르티코스테로이드는 자가면역 질환에서도 사용한다.

부작용은 굉장히 다르다. NSAID는 주로 위장 쪽이고 코르티코스테로이드는 몸 전체에 영향을 미친다. 후자의 부작용이 훨씬 강해 보이고, 그래서 주로 NSAID를 쓰는 것 같다.

‘스테로이드냐 아니냐’가 왜 중요한건지도 물어봤는데 그냥 코르티코스테로이드에 대해 더 자세하게 알려줄 뿐이었다. 일단 넘어가고…

NSAID 먹으면 다른 염증, 예를 들어 손목 통증도 줄여줄 것 같은데 내 생각이 맞아?

  • 기본적으로는 맞는데 손목 통증의 원인에 따라 좀 다를 수 있다. 염증(류머티즘, 골관절염, 건염 -힘줄 염증) 때문에 아픈 거면 통증을 줄여줄 것이다. 그러나 골절이나 신경계 압박 때문이라면 크게는 효과 없을 것이다. 근골격계면 물리적 치료, 휴식, 부목 등을 함께 해야 더 효과적이다.
  • 단기적으로는 통증 경감을 시켜주지만 오래 쓰면 위궤양이나 신장, 심혈관계 이상이 올 수 있다.

결국에는 근본 원인 해결은 아니라는 건데…

NSAID는 효소 억제 → 염증 경감 → 통증 경감을 시키는데, 결국 근본 원인을 해결해주는 것은 아니다. 하지만 통증을 줄임으로써 우리가 근본적 해결을 하는 걸(잘못된 자세 교정이라거나) 돕고, 우리 몸이 자연치유되게 돕는다. 이 생각이 맞아?

  • NSAID가 근본 원인보다는 증상 경감을 해주는 게 맞다. 통증 경감이 이후의 부상을 줄이는 데 유리한 것도 맞으나, 근본 원인은 여전히 해결해야 한다.
  • 사실 염증은 우리 몸의 자연치유 과정 중 일부분이다. 짧은 기간동안의 염증은 손상된 조직을 회복시키는 데 효과적이나, 만성이 되면 안 좋다. NSAID는 지나친 염증을 줄임으로써 몸이 더 효과적으로 자연치유될 수 있는 상태가 되도록 돕는다.

차분히 생각해보면 염증이 괜히 생기는 게 아닐텐데, 이 때는 깜짝 놀라서 다시 물어봤다.

자연치유 얘기 좀 더 해봐. 염증이 어떻게 손상된 조직을 회복시켜주는거지?

  • 염증은 병원균이나 세포 손상 같은 유해한 자극에 대해 신체를 보호하고자 복합적으로 반응한 결과다.
  • 세포 손상에 대한 가장 즉각적인 반응은 혈관 확장이다. 이러면 혈류량이 증가되어 치유를 촉진하는 영양분과 면역 세포가 다량 공급된다. 또한 혈관 투과성도 높아져서 이 영양분과 면역세포가 혈액에서 조직으로 잘 이동할 수 있게 된다.
  • 그 다음 히스타민, 프로스타글란딘 같은 화학 신호가 손상 부위에서 방출되어 면역 세포를 끌어들인다. 면역 세포는 병원균을 삼키고, 사이토카인을 방출하여 염증 반응을 증폭시키며, 조직 재생을 촉진한다.
  • 유해 물질이 중화되고 파편도 제거되면 조직 복구가 시작된다. 이때부터 항염증 신호가 방출되어 면역 세포가 해당 부위를 빠져나가 염증이 감소된다.

NSAID는 화학 신호가 애초에 안 나가게 하는 거고, 코르티코스테로이드는 화학 신호가 나가도 면역 반응이 안 일어나게 하는 것이구나. 사이토카인만 억제하는 물질도 있었고. 그런데 코르티코스테로이드가 코르티졸을 따라한다고 했었지…

코르티코스테로이드가 코르티졸 따라한다고 했지. 코르티졸이 분비되면 염증 신호와 면역 반응이 줄어드는 거고. 맞아?

  • 코르티코스테로이드, 코르티졸 모두 스테로이드 호르몬이다. 코르티졸은 신장에 있는 부신피질에서 분비되며, 스트레스 상황에서 더 많이 분비되기 때문에 종종 “스트레스 호르몬”이라고 불리기도 한다. 둘 모두 글루코코르티코이드 수용체에 결합하여 효과를 발휘한다.
  • 코르티코스테로이드는 염증을 촉진하는 유전자를 억제하고, 항염증 단백질의 발현을 촉진하고, 프로스타글란딘 같은 신호물질 생성과 활동을 감소시키고, 면역세포의 활동과 기능을 억제함으로써 항염증 작용을 한다. 면역 체계를 억제하므로 자가면역질환에도 사용된다.
  • 우리 몸에는 시상하부-뇌하수체-부신(HPA) 축으로 알려진 피드백 시스템이 있다. 코르티졸 수치가 상승하면 HPA 축이 이를 "감지"하여 코르티졸 생성을 자극하는 호르몬의 방출을 줄인다. 코르티코스테로이드에 장기간 노출되면 이 피드백 시스템이 교란되어 자연적인 코르티졸 생산이 감소할 수 있다. 따라서 코르티코스테로이드 복용을 갑자기 중단하지 않고 서서히 줄여나가는 것이 중요하다.

스트레스 상황에서 우리 몸이 면역 체계로 돌릴 힘을 근육이나 반사신경 쪽으로 돌린다는 건 예전에 들은 바가 있다. 스테로이드가 왜 호르몬과 비슷한 효과를 낼까?

“스테로이드”는 그냥 네 개 고리가 연결된 구조를 지닌 유기 분자를 뜻하는 건데, 대부분의 스테로이드가 천연 호르몬과 비슷한 효과를 가지는 것 같다. 내 말이 맞아? 왜 그렇게 작동하는거지?

  • 스테로이드 호르몬은 지용성이라서 세포막 통과가 용이하다. 우리 몸이 이에 대한 수용체를 진화시켜 세포 활동에 영향을 받을 수 있게 됐다. 스테로이드 호르몬은 구조적으로 동일하므로 서로 다른 스테로이드 분자가 관련 수용체에 결합하여 서로 다른 생리적 효과를 낼 수 있다.
  • 코르티졸은 글루코코르티코이드 수용체에 결합하여 신진대사와 면역 반응에 영향을 미친다.
  • 알도스테론은 미네랄코르티코이드 수용체에 결합하여 염분과 수분 균형에 영향을 미친다.
  • 테스토스테론과 에스트라디올은 각각 안드로겐 및 에스트로겐 수용체에 결합하여 성 발달, 뼈 건강 등에 중요한 역할을 한다.
  • 원하는 효과를 증폭하거나 잠재적 부작용을 최소화면서 천연 호르몬의 효과를 모방하기 위해 많은 합성 스테로이드가 개발되었다. 이들의 효과는 천연 호르몬과의 구조적 유사성 및 관련 수용체에 대한 친화도에 따라 달라진다.

답변에 만족했으나 환각이 우려되었다.

네 답변을 크로스체크할 만한 책, 아티클, 연구 키워드 좀 줘볼래? (2번 물어본거 합침)

Books:
  1. "Why We Get Sick: The New Science of Darwinian Medicine" by Randolph M. Nesse and George C. Williams. This book provides a perspective on why our bodies react in certain ways to injuries and diseases, including the role of inflammation.
  2. "The Inflammation Syndrome: Your Nutrition Plan for Great Health, Weight Loss, and Pain-Free Living" by Jack Challem. While this book focuses on the nutritional aspects of managing inflammation, it provides a good background on the topic.
  3. "Inflammation: Basic Principles and Clinical Correlates" edited by John Gallin and Ralph Snyderman. This is a comprehensive textbook that delves deeply into the topic of inflammation, suitable for those looking for detailed, academic content.
  4. "The Cortisol Connection" by Shawn Talbott. This book delves into the role of the steroid hormone cortisol, its effects on the body, and its connection to various health issues.
  5. "Biochemical, Physiological, and Molecular Aspects of Human Nutrition" by Martha H. Stipanuk and Marie A. Caudill. While a textbook on human nutrition, it provides a comprehensive overview of various molecules, including the role and metabolism of steroids in the body.
  6. "Molecular Biology of Steroid and Nuclear Hormone Receptors" by B.W. O'Malley and U. Kumar. This is a more technical book that focuses on the molecular and cellular aspects of steroid hormones and their receptors.
Articles:
  1. Peer-reviewed journals like "Nature Reviews Immunology," "The Journal of Immunology," "Inflammation Research," "Steroids," "The Journal of Steroid Biochemistry and Molecular Biology," and "Molecular Endocrinology" frequently publish articles on the topic of inflammation and the body's immune response.
  2. Websites like PubMed (a free search engine accessing primarily the MEDLINE database of references and abstracts on life sciences and biomedical topics) are valuable resources. You can search for topics like "Mechanism of NSAIDs," "Role of inflammation in healing," and "Chronic vs. acute inflammation."
Research Keywords:
  1. Inflammation Pathways
  2. Cyclooxygenase (COX) and NSAIDs
  3. Acute vs. Chronic Inflammation
  4. Inflammatory Response in Wound Healing
  5. Prostaglandins and Inflammation
  6. Side Effects of NSAIDs
  7. Role of Immune Cells in Inflammation
  8. Steroid Hormone Biosynthesis
  9. Steroid Hormone Receptors
  10. Physiological Effects of Steroids
  11. Molecular Mechanisms of Steroid Action
  12. Synthetic Steroids and their Applications
  13. Steroid Hormone Metabolism
  14. Steroids and Disease (e.g., Cushing's syndrome for excess cortisol, Addison's disease for cortisol deficiency)
  15. Evolution of Steroid Hormones

책 추천은 반신반의하면서 하나씩 찾아봤는데 모두 실제 존재하는 책이었다. 옛-날에 ChatGPT 처음 나왔을 때는 없는 책 막 지어내서 얘기했었는데 실제 있는 책이라서 깜짝 놀랐다.

논문에게 문의하세요

ChatGPT가 얘기한 바가 전반적으로 내가 이미 알고 있던 내용, 위키에서 나온 내용 등과 일치하지만 마지막으로 한 번 더 가벼운 점검을 하고 싶었다. 구글 학술검색에 anti inflammatory mechanism 으로 검색.

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맨 위에 있는, 985회 인용된 논문 Anti-inflammatory drugs and their mechanism of action 초록을 읽어봤다. COX를 억제하여 결과적으로 염증을 경감시킨다, 부작용은 어떠하다 같은 내용이 비슷했다.

그리고 논문은 아니지만 소염진통제와 해열진통제 차이도 잠깐 검색해서, 부산대학교병원의 글도 하나 읽었다.

소염은 말 그대로 ‘염증을 없앤다’는 의미입니다. 신체의 일부가 외상이나 퇴행성 등의 이유로 염증이 발생하여 진통 및 염증 완화가 동시에 필요한 경우에는 소염진통제를 복용하는 것이 효과적입니다. 대표적인 소염 진통제 성분으로는 아스피린, 이부프로펜, 나프록센 등이 있습니다.

해열진통제는 염증을 억제하는 작용은 없으나 중추신경계에 작용하여 통증이나 발열을 가라앉히는 역할을 합니다. 속쓰림의 부작용이 소염진통제에 비해 적고, 대표적인 성분으로는 아세트아미노펜이 있습니다. 아세트아미노펜은 임산부나 수유부도 복용이 가능합니다.

전체적으로 ChatGPT가 이번에는 환각 없이 좋은 내용을 얘기해주었다는 생각이 들었다.

맺으며

의문이 생기고, 위키 찾고, ChatGPT와 문답하고, 논문 확인하는데 대략 2시간쯤 걸렸다. 그리고 이 글 정리해서 쓰는 데 2시간. 4시간만에 이정도 지식을 얻었으니 가성비가 아주 좋다. 얻은 지식을 간략하게 시각화해봤다.

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염증이 몸의 치유 과정이라는, 당연하지만 약 먹으며 잊고 있었던 깨달음이 가장 큰 수확이었다. 나심 탈레브가 <안티프래질>에서 ‘지나친 개입은 오히려 독이 된다’는 의미에서, (특히 중세시대에) 의사가 섣부르게 개입하여 증상이 악화되는 ‘의원성 질환’을 언급했던 것도 기억났다.

하지만 내 목감기는 아직 낫지 않았고… 계절 변화에 따른 알러지에 대해서는 몸의 자연치유를 기다리기보다는 약 먹는 게 좀 더 좋겠다는 판단이 들었다. 그래서 오늘 다시 병원에 간다.

@September 16, 2023 약 처방 두 개의 비교

병원 가서 두통이 살-짝 있고, 어제 재채기를 많이 했다고 말씀드렸다. 그리고 의사선생님이 목 상태는 전과 비슷한데 코가 확실히 꽤 충혈되어있다고 얘기하시며, 고려해서 약을 조금 바꾸겠다고 하셨다.

약을 받아보니 NSAID가 없는 게 눈에 띄었다. 이렇게 된 김에 집에 돌아와 지난번 약과 이번 약을 비교해봤다.

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약 명칭이 다 나와있진 않은데 약 모양과 비교해서 약학정보원에서 검색.

  • 삼남아세트아미노펜정500mg타세놀8시간이알서방정
    • 둘 다 아세트아미노펜 계열 해열진통제.
    • 500mg에서 650mg으로 용량이 늘었다. 두통 얘기를 해서 그런가.
  • 베리온정
    • 베포타스틴살리실산염. 항히스타민제다.
    • 위에서 히스타민이 프로스타글란딘처럼 면역 반응을 이끌어내어 염증 일으킨다고 했었다. 지금은 그것보다는 알러지 반응 약화를 위한 것이겠지만.
  • 코슈정
    • 슈도에페드린염산염. ‘비충혈’이 코의 충혈이구나. 코 충혈을 제거해준다고 한다.
    • 나잘 스프레이와 효과가 유사함.
  • 펠루비정싱귤레어정10mg
    • 펠루비정은 펠루비프로펜. 익히 알아본 NSAID다.
    • 싱귤레어정은 몬테루카스트나트륨. 하루 한 번만 저녁때 먹으라고 했었다. 이건 NSAID는 아니고 Leukotriene 수용체 를 차단하여 알러지 반응을 줄인다고 한다.
    • Leukotriene, 류코트리엔은 백혈구에서 생산되는 염증 매개 물질이라고 한다. 위키에서는:
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    • 이 설명에 따르면 류코트리엔 또한 내가 공부한 염증 시스템 내에서 염증 매개체(히스타민, 프로스타글란딘)와 비슷한 역할을 한다. 그런데 특히 기관지 근육 수축에 영향을 주기 때문에, 이걸 억제하면 천식 증상이 완화되는 것이구나.
    • 그러니 항류코트리엔제는 NSAID도 아니고 코르티코스테로이드도 아니지만 어쨌든 염증 완화, 특히 기관지염 완화에 도움을 주는 것이다.
  • 요약하면
    • 이전에는 일반적인 해열진통 + 소염진통 + 항알러지에 비충혈제거를 섞었다고 하면
    • 이번에는 해열진통을 좀 더 추가하고, 항알러지 + 비충혈제거는 같고, 소염진통 역할을 하지만 기관지에 특히 효과적인 약으로 바꾼 것이다.

실제 약효와 비교해서 보니 더 학습 전이가 잘 되는 느낌이다. 학창시절에 외울 게 너무 많고 원인보다는 결과만 중시한다는 느낌에 생물학을 참 싫어했었는데 그때도 이와 비슷하게 공부했다면 엄청 재밌었겠다.

그리고, 부작용을 자세히 알게 되니 좀 두려워지는 면이 있다. 왜 어른들이 되도록이면 약 안 먹고 버티려고 하셨는지도 알 것 같다. 요즘은 아이들에게 약을 엄청 많이 먹이는데… 안아키가 되고 싶진 않지만 내가 내 몸에, 아이의 몸에 어떤 영향을 주고 있는 건지는 알고 행동해야겠다.

덧. 서두에 “동네 병원에서 받은 약에 목구멍 같은 특정 부위를 표적하는 기능은 없을테니까.” 라고 했는데 틀렸다. 어떤 약은 특정 수용체를 억제함으로써 특정 위치에 영향을 줄 수 있다. 기관지 근육에 영향을 주는 항류코트리엔제처럼.