작용기전

GABA_A 수용체를 통한 GABA-매개 억제 증가 → 신경세포 흥분성 감소
뇌줄기 내(항진된 GABA성 전달) → 망상활성계 억제 → 진정, 기억상실, 의식상실
척수 내 운동신경세포(항진된 GABA성 전달) → 근육 이완, 반사 억제
마취제 barbiturate(thiopental, pentobarbital, methohexital): GABA_A 수용체에서 효현제 + GABA에 대한 수용체 반응 증강제
항경련제 barbiturate(Phenobarbital): 천연 GABA_A 수용체에 훨씬 덜 직접적인 효현작용을 한다.
직접적인 GABA_A 수용체 활성화는 GABA 결합부위에 의하여 매개되는 것이 아니라 β소단위 내의 barbiturate-특이 부위에 의존한다.
임상적으로 적절한 barbiturate의 농도에서 GABA_A 수용체의 직접적인 활성화에 기인하는 막 과다분극의 정도는 GABA 효현작용으로 비롯된 것보다는 훨씬 덜하다.
Cl- 통로가 열려 있는 시간을 증가시킴으로써 GABA 의 효능을 증강시킨다. → 각각의 활성화된 통로를 통해 Cl- 이온이 훨씬 더 많이 유입되도록 해 준다.

Barbiturate의 GABA-증강작용은 benzodiazepine의 경우보다 더 큽니다. Barbiturate의 직접 활성작용과 GABA-증강작용은 결합부위가 다르다는 점과 관련이 있을 수 있습니다.

GABA_A 수용체뿐만 아니라 흥분성 신경전달에 관여 되는 수용체에도 영향을 미친다. Barbiturate는 glutamate에 의한 AMPA 수용체의 활성화를 감소시킴으로써 막 탈분극뿐만 아니라 신경세포의 흥분성도 감소시킨다.
Pentobarbital: 마취 농도에서 전압-의존성 Na⁺ 통로의 활성도도 감소시켜 고주파 신경세포 발화를 억제한다.

종류

약리작용에 따라 4가지로 분류: ultrashort-acting, short-acting, intermediate-acting, long-acting
1. ultrashort-acting : methohexital, thiopental
2. short-acting : pentobarbital, secobarbital
3. intermediate-acting : amobarbital, aprobarbital, butabarbital
4. long-acting : mephobarbital, phenobarbital
유용한 barbituric acid의 4가지 유도체: phenobarbital, mephobarbital, metharbital, primidone
- Metharbital: 메틸화(methylated)된 barbital
- Mephobarbital: 메틸화된 phenobarbital
  → 둘 다 생체 내(in vivo)에서 탈메틸화된다.

약동학

Barbiturate	임상적 응용	작용 지속시간
Methohexital	마취 유도 및 단기 유지	초단기 작용(5-15분)
Thiopental	마취 유도 및 단기 유지, 응급 발작 치료	초단기 작용(5-15분)
Amobarbital	불면증, 수술 전 진정, 응급 발작 치료	단시간 작용(3-8시간)
Pentobarbital	불면증, 수술 전 진정, 응급발작 치료	단시간 작용(3-8시간)
Secobarbital	불면증, 수술 전 진정, 응급 발작 치료	단시간 작용(3-8시간)
Phenobarbital	발작 치료, 뇌전증지속증	장기간 작용(수일)

주요 barbiturate의 종류와 약물 역동학적 특징

작용시간	Barbiturate	정상 제거 반감기(시간)	약물범위에서의 작용시간(시간)	진정 작용용량(mg)	최소 독성 농도(mg/dL)
최단 속효성(ultrashort-acting)	Methohexital	1-2	0.3	50-120	> 5
최단 속효성(ultrashort-acting)	Thiopental	6-46	0.3	50-75	> 5
속효성(short-acting)	Pentobarbital	15-48	> 3-4	100-200	> 10
속효성(short-acting)	Secobarbital	15-40	> 3-4	100-200	> 10
중간형(intermediate-acting)	Amobarbital	8-42	> 4-6	65-200	> 10
	Aprobarbital	14-34	> 4-6	40-160	> 10
	Burtabarbital	34-42	> 4-6	50-100	> 10
장기간 작용(long-acting)	Mephobarbital	11-67	> 6-12	50-100	> 30
장기간 작용(long-acting)	Phenobarbital	80-120	> 6-12	100-320	> 30

임상적 응용

전신마취 유도
항뇌전증제
신경보호

Benzodiazepine의 발견 이전에는 불면증과 불안을 치료하기 위하여 barbiturate가 흔히 사용되었다. Benzodiazepine은 barbiturate에 비해 다음과 같은 이점을 가지고 있어 임상에서 대부분 barbiturate를 대체하였습니다. ① 더 안전; ② 내성을 덜 초래; ③ 금단증상이 더 적음; ④ 약물-대사효소에 대한 영향이 적음

지질 용해성 barbiturate: 전신마취 유도 목적
정맥투여 후 신속히 뇌 내로 유입된 후 관류가 적은 조직으로 재분포. 중추신경계부터의 재분포는 일시 대량투여 후 단기간 작용하도록 함

부작용/독성

중추신경계: 졸음, 정신 및 신체적 나른함, 집중력 감소
숙취작용: 깨어난 후 피로감 초래, 깨어난 후 수시간 동안 정상적인 기능수행 불가
약물상호작용: CYP450계 유도 → 이 효소에 의해 대사되는 약물의 효과 반감
신체적 의존성: 갑작스런 투여 중지 → 금단증상

중독

경증~중등도 중독: 기면, 감정적 불안, 사고의 장애, 전신적 부조화, 어눌한 말투, 안진 등의 알코올 중독이나 다른 최면 진정제 중독과 비슷하게 나타난다.

중증 중독: 진행성으로 중추신경을 억제하여 의식 상태가 stupor에서 coma로 보일 수 있다.

중등도	임상 양상
경증 (mild)	졸림, 인지능력 저하, 판단력 저하, 느린 말투, 걸음걸이 이상, 안진 활력징후: 정상
중등도 (moderate)	의식의 현격한 저하, 심부건반사 저하나 소실 활력징후: 호흡저하
중증 (severe)	통증에 전혀 반응하지 못함, 각막반사 소실, 심부건반사의 완전 소실, 안구전정 반응 소실, 바빈스키 징후 소실, 구역반사 소실, 저산소증에 의한 중증뇌손상 활력징후: 호흡의 현격한 저하나 무호흡, 청색증, 저혈압 호흡기합병증(폐부종, 무기폐 , 폐렴)

생체 징후의 변화: 호흡 저하 → 저혈압(중추신경계에서 기인한 hypothermia, vascular tone 감소에 의해 발생)
저체온도 흔하게 나타나는 증상이다.
동공의 크기는 수축되거나 이완되거나 둘 다 나타날 수 있다.
기타 증상: 장마비(d/t 장운동 감소), 피부증상: Barbituarte blister, 땀샘 괴사(erythema multiforme 와 비슷한 양상)

참고자료

대한응급의학회. 응급의학 1판(2011). P1626-1632
Tintinalli’s Emergency Medicine: A Comprehensive Study Guide, 8e(2016). 182장

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