[논문]알코올이 노르에피네프린에 의한 혈관 수축에 미치는 영향

강명신; 전민아; 은서현; 최혜경; 박상웅

doi:10.14408/kjems.2019.23.3.165

알코올이 노르에피네프린에 의한 혈관 수축에 미치는 영향
Effect of alcohol on norepinephrine-induced vasoconstriction 원문보기

한국응급구조학회지 = The Korean journal of emergency medical services, v.23 no.3, 2019년, pp.165 - 173

강명신 (을지대학교 응급구조학과) , 전민아 (건국대학교 의과대학 생리학교실) , 은서현 (건국대학교 의과대학 생리학교실) , 최혜경 (을지대학교 응급구조학과) , 박상웅 (을지대학교 응급구조학과)

Abstract ▼ AI-Helper

Purpose: Norepinephrine (NE) is a neurotransmitter of the sympathetic nervous system. It is used for treating hypotension on distributive shock, central nervous system injury, or sepsis. There are several reports that state that alcohol suppresses vasoconstriction by NE. Thus, our hypothesis is that the effect of NE is reduced in alcohol-drinking patients with distributive shock. We investigated whether alcohol suppresses NE-induced contraction and aimed at finding a solution to this problem. Methods: For this study, we used the aorta from male Sprague-Dawley rats (9-11 weeks) and an isometric contraction system. Results: Our results showed that alcohol suppresses NE contraction and does not affect epinephrine induced a contraction. Moreover, in the presence of alcohol, a 7:3 mixture of NE and epinephrine induced a contractile force similar to that induced by NE under normal conditions. Conclusion: We found that the vasoconstrictive force of NE decreased in the blood vessels in which alcohol was present, which was not because endothelial cells. The reduced contractile force was most similar to that induced by a 7:3 mixture of NE and epinephrine.

주제어

표/그림 (3)

그림 Fig. 1. Comparison vessel contraction of norepinephrine and epinephrine induced vessel contraction on present or absent of 0.1 % alcohol A. Compared of vessel contraction by 1 mM norepinephrine on the presence or absence of alcohol, alcohol suppressed vessel contraction by norepinephrine (*p <.05). B. Compared of vessel contraction by 1 mM epinephrine on the presence or absence of alcohol, alcohol did not prevent vessel contraction by epinephrine.
그림 Fig. 2. Effects of alcohol on epinephrine or norepinephrine induced contraction : Absent or present of endothelial cells A-D. on the presence of alcohol, vessel contraction by each concentration (9:1, 8:2, 7:3, 6:4). E. The summarized data in Fig. C, the contractile force is restored at the 7: 3 concentration.
표 Table 1. Analysis of epinephrine and norepinephrine complex on pretreated 0.1% alcohol

AI 본문요약
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문제 정의

교통사고는 언제 발생할지 모르며 혈중 알코올 농도가 다를 것이다. 다음 실험 에서는 알코올 농도별 혈관 이완 반응을 알아보고 혈관의 수축력 회복 농도(ED 50)에 대하여 다루고자 한다.
이 때 감소한 혈관 수축력을 보완하고자 적정 용량보다 과도한 노르에피네프린을 투여할 가능성이 높은데, 노르에피네프린을 적정 용량보다 과도하게 투여할 경우 심한 혈관 수축력으로 인한 심근 경색 및 급성 폐부종을 초래할 수 있다[9]. 따라서 본 연구를 통하여 알코올이 노르에피네프린에 의한 혈관 수축력에 미치는 영향을 알아보고 알코올 존재 하에서 노르에피네프린에 의한 혈관 수축력을 향상시킬 수 있는 방안을 고찰하고자 한다.
본 연구는 SD 백서의 대동맥을 이용하여 알코올이 노르에피네프린에 의한 혈관 수축에 미치는 영향에 대해 알아보고 알코올로 인하여 감소된 노르에피네프린의 혈관 수축을 향상시키는 방법을 확인하였다. 알코올 0.
본 연구는 동종교배의 Sprague–Dawley(SD) 9-11주령의 수컷 백서를 이용해 등장성 수축실험과 칼슘이미징 실험을 진행하여 알코올이 노르에피네프린에 의한 혈관 수축력에 미치는 영향에 대해 알아보고 알코올로 인하여 감소된 노르에피네프린의 혈관 수축력을 향상시킬 수 있는 방법에 대하여 확인하고자 하였다.
따라서 에피네프린에 의한 혈관 수축은 알코올 비의존적임을 알 수 있었다. 본 연구는 알코올이 존재할 때 노르에피네프린과 에피네프린이 어떤 기전으로 인하여 혈관 수축력이 억제되는지, 저용량의 에피네프린이 어떻게 알코올에 의해 혈관 수축력이 감소한 노르에피네프린의 효과를 향상시키는지 밝히지 못하였다. 이러한 기전을 명확하게 확인하기 위해서는 추가적인 연구가 필요할 것으로 보인다.
본 연구를 위하여 혼합물에 의한 다른 독성 효과가 있는지 봐야 할 것으로 보인다. 본 연구에 서는 알코올에 의해 감소한 노르에피네프린의 혈관 수축력을 증가시키기 위해 노르에피네프린과 에피네프린을 혼합하여 실험을 진행하였다. 이것은 알코올이 에피네프린에 의한 혈관 수축력을 억제하지 못하였기 때문이다.
2E]에서 보면 알코올을 없을 때 노르에피네프린의 수축력과 알코올이 있는 경우 7:3의 비율이 비슷한 수축력이 생기는 것을 알 수 있다. 본 연구에서는 알코올에 의해 억제된 수축력을 회복시킬 수 있는 농도에 대해서 찾고자 노력하였다. 교통사고는 언제 발생할지 모르며 혈중 알코올 농도가 다를 것이다.
또한 알코올에 의한 혈관이완에 대하여 혈관 운동 신경 (vasomotor)이 원인이 될 수 있다고 보고하였다 [13]. 본 연구에서는 에피네프린에 의한 혈관 수축 기전에 대하여 밝히지 않았지만 여러 가지 후보를 제시해 본다. 먼저 앞서 제시한 Ser 잔기의 억제를 통한 NO분비 억제, 에피네프린에 의한 수용체에 대한 결합 특이적, 알코올에 의한 수용체 억제 마지막으로 혈관 운동신경의 조절이 그 원인이 될 것으로 보인다.

가설 설정

05). B. Compared of vessel contraction by 1 mM epinephrine on the presence or absence of alcohol, alcohol did not prevent vessel contraction by epinephrine.

제안 방법

1. 대조군은 알코올을 처치하지 않은 그룹이며, 실험군은 알코올을 처치한 그룹이다. 노르에피네프린은 대조군 5마리, 실험군 4마리를 사용하였다.
2. 내피세포 유무에 따른 알코올의 혈관 이완 연구를 위하여 대조군 실험군 각 2마리씩을 사용하였다.
3. 에피네프린과 노르에피네프린의 혼합물은 실험군 총 7마리의 백서를 사용하여 대조군인 노르에피네프린에 의한 혈관 수축력 데이터와 비교를 하였다.
다음으로 에피네프린에 의한 혈관 수축력을 확인하였다. 화살표는 에피네프린을 투여한 시점으로 각 농도에 대하여 5분 간격으로 혈관에 처치하였다.
먼저 본 연구자는 내피세포를 제거하지 않은 상태의 혈관을 이용해 노르에피네프린의 혈관 수축력을 확인하고 대조군 5마리, 실험군 4마리를 사용하였으며, 알코올이 존재하는 상태에서 노르에피네프린의 혈관 수축력 억제를 확인하였다. 쇼크 환자에게 사용되는 임상적 농도인 10 nM로 처치를 하지만 노르에피네프린의 경우 혈액 내에서 빠르게 제거되며 반감기가 2∼2분 30초이다.
1]에서 노르에피네프린 1 nM∼10 mM 까지 수축력의 크기를 확인 하였으며, 1 mM 농도에서 최고 수축을 하였다. 본 연구에서 노르에피네프린의 반감기가 존재하므로 고농도인 1 mM의 농도를 비교하였다. 알코올 유무에 따른 약물의 혈관 수축력 관찰을 위한 알코올 기준 농도는 음주운전 교통사고가 가장 많이 나는 0.
본 연구자는 알코올에 의해 억제된 노르에피네프린 효과를 증가시키기 위해 노르에피네프린과 에피네프린을 각각의 비율로 혼합한 혼합물을 이용하여 (9:1, 8:2, 7:3, 6:4, 5:5) 실험을 진행하였다. 노르에피네프린과 에피네프린을 섞은 모든 혼합물에서 혈관 수축력이 상승함을 알 수 있었으며[Fig.
혈관을 1g 의 힘으로 수축시킨 후 60분간 안정화시켰다. 안정화가 완료된 혈관을 PSS 용액에 15분, 70 mM KCl 용액에 10분으로 각 3번씩 처치하여 혈관의 반응을 관찰하였으며 70 mM KCl 용액에서 혈관 수축력이 0.7 이상 나온 결과만을 데이터로 사용 하였다. 또한 70 mM KCl을 처치하였을 때 나타난 혈관 수축력은 혈관 수축의 기준 대조군 값으로 사용하였다.
알코올에 의한 노르에피네프린의 혈관 수축 억제 효과를 회복시키기 위하여 에피네프린과 노르에피네프린의 농도를 혼합하여 넣어 주었다. 9:1, 8:2, 7:3 모두에서 정상 혈관과 비교하였을 때 회복된 것을 알 수 있다.
우리는 [Fig. 1]에서 노르에피네프린 1 nM∼10 mM 까지 수축력의 크기를 확인 하였으며, 1 mM 농도에서 최고 수축을 하였다.
실험 및 대조군을 위하여 총 30마리의 백서를 사용하였으며, 대동맥 절편에 자극이 가해지지 않도록 주의하면서 2개의 L-자형 와이어에 연결하였다. 한쪽 와이어는 force transducer(FT03; Grass, West Warwick, RI, USA)에 연결하여 혈관 수축력을 측정하였다. 연결된 혈관은 PSS용액 10ml가 채워진 챔버에 침수하였다.

대상 데이터

내피세포 제거의 확인은 아세틸콜린(acetylcholine) 10 μ M을 투여하였을 때 이완반응이 나타나지 않은 경우만을 실험에 사용하였다.
대조군은 알코올을 처치하지 않은 그룹이며, 실험군은 알코올을 처치한 그룹이다. 노르에피네프린은 대조군 5마리, 실험군 4마리를 사용하였다. 에피네프린은 대조군 5마리, 실험군 5마리를 사용하였다.
화살표는 에피네프린을 투여한 시점으로 각 농도에 대하여 5분 간격으로 혈관에 처치하였다. 대조군 5마리, 실험군 5마리를 통하여 데이터를 얻었다. 알코올 처치 전 후에 에피네프린의 효과를 확인하기 위하여 에피네프린 1 mM 처치 후 증가 값에 대하여 t-test를 진행하였다[Fig.
실험에 사용한 군은 아래와 같이 설정하였다. 또한 본 연구에서 사용한 단위는 용량 단위로 nano mole (nM), micro mole (mM), milli mole (mM)이다.
실험에 사용된 백서는 동종교배의 Sprague– Dawley(SD) 백서이며 모든 실험은 동물 보호 및 사용을 위한 National Institutes of Health(NIH) 지침 및 을지대학교 동물 실험 절차에 따라 진행하였다. 백서는 ㈜오리엔트 바이오에서 주문하여 을지대학교 성남캠퍼스 동물실험실에서 7일 가량 적응시킨 뒤 실험에 이용하였다. 백서는 CO₂ 가스를 이용하여 마취를 하였으며 마취된 백서의 대동맥을 적출한 후 즉시 생리식염수(physiological salt solution, PSS) 용액으로 옮겨 보존하였다.
본 연구를 위하여 다음과 같이 대조군과 실험군의 백서를 사용하였다. 본 연구를 위하여 동물 복지를 위하여 최소한의 동물 마리수를 사용하였으며, 노르에피네프린의 경우 4마리 사용으로 실험 결과의 유의성을 확인할 수 있어서 4마리를 사용하였으며, 나머지 그룹은 5마리씩을 사용하여 실험을 진행하였다. 실험에 사용한 군은 아래와 같이 설정하였다.
실험 및 대조군을 위하여 총 30마리의 백서를 사용하였으며, 대동맥 절편에 자극이 가해지지 않도록 주의하면서 2개의 L-자형 와이어에 연결하였다. 한쪽 와이어는 force transducer(FT03; Grass, West Warwick, RI, USA)에 연결하여 혈관 수축력을 측정하였다.
실험에 사용된 백서는 동종교배의 Sprague– Dawley(SD) 백서이며 모든 실험은 동물 보호 및 사용을 위한 National Institutes of Health(NIH) 지침 및 을지대학교 동물 실험 절차에 따라 진행하였다.
실험을 위해 9-11주령의 수컷 백서를 사용하였다. 실험에 사용된 백서는 동종교배의 Sprague– Dawley(SD) 백서이며 모든 실험은 동물 보호 및 사용을 위한 National Institutes of Health(NIH) 지침 및 을지대학교 동물 실험 절차에 따라 진행하였다.
노르에피네프린은 대조군 5마리, 실험군 4마리를 사용하였다. 에피네프린은 대조군 5마리, 실험군 5마리를 사용하였다.

데이터처리

결과는 means±standard deviation(SD)을 사용하였다. 본 연구에서 에탄올에 의한 혈관 이완은 각 농도별 수축크기의 비교를 위하여 에피네프린 또는 노르에피네프린 처치 후 농도에 의해 증가된 수축력을 독립표본 t-검정을 시행하였으며[Fig. 1], 에피네프린과 노르에피네프린의 혼합물에 대하여 각 농도별 차이를 확인하기 위하여 일원배치분산분석(One way Anova)을 시행한 다음 사후 분석을 시행하였다[Fig. 2E, Table 1].
본 연구의 모든 자료는 SPSS version 22.0(IBM, Armo, NY, USA) 통계프로그램을 이용하였으며, 가설의 유의 수준은 .05로 설정하여 유의성을 검증하였다. 결과는 means±standard deviation(SD)을 사용하였다.
대조군 5마리, 실험군 5마리를 통하여 데이터를 얻었다. 알코올 처치 전 후에 에피네프린의 효과를 확인하기 위하여 에피네프린 1 mM 처치 후 증가 값에 대하여 t-test를 진행하였다[Fig.1B]. 그 결과 에피네프린은 알코올 유무와 상관없이 혈관 수축력을 유지하고 있었다[Fig.
1A]. 알코올 처치 전후에 노르에피네프린의 효과를 확인하기 위하여 1 mM 노르에피네프린 처치 후 증가 값에 대하여 t-test를 진행하였다. 그 결과 1 mM 농도에서는 알코올 처치 후 유의하게 혈관 수축력이 억제되는 것을 확인할 수 있었다[Fig.

이론/모형

결과는 means±standard deviation(SD)을 사용하였다.

성능/효과

알코올 처치 전후에 노르에피네프린의 효과를 확인하기 위하여 1 mM 노르에피네프린 처치 후 증가 값에 대하여 t-test를 진행하였다. 그 결과 1 mM 농도에서는 알코올 처치 후 유의하게 혈관 수축력이 억제되는 것을 확인할 수 있었다[Fig. 1A].
본 연구자는 알코올에 의해 억제된 노르에피네프린 효과를 증가시키기 위해 노르에피네프린과 에피네프린을 각각의 비율로 혼합한 혼합물을 이용하여 (9:1, 8:2, 7:3, 6:4, 5:5) 실험을 진행하였다. 노르에피네프린과 에피네프린을 섞은 모든 혼합물에서 혈관 수축력이 상승함을 알 수 있었으며[Fig. 2], 특히 노르에피네프린과 에피네프린 7:3 비율의 혼합물이 알코올 존재 하에도 정상적인(비 알코올성 상태 혈관에서 노르에피네프린 단독투여) 혈관수축 반응이 생기는 것을 알 수 있었다[Table 1].
1B]에서 보면 에피네프린에 의한 혈관 수축은 알코올이 존재하는 혈관이나 존재 안하는 혈관 모두에서 동일한 혈관 수축력이 보였다. 따라서 에피네프린에 의한 혈관 수축은 알코올 비의존적임을 알 수 있었다. 본 연구는 알코올이 존재할 때 노르에피네프린과 에피네프린이 어떤 기전으로 인하여 혈관 수축력이 억제되는지, 저용량의 에피네프린이 어떻게 알코올에 의해 혈관 수축력이 감소한 노르에피네프린의 효과를 향상시키는지 밝히지 못하였다.
따라서 혈중 노르에피프린의 경우 100배에서 100,000 배 이상 투여를 한다. 따라서 우리는 1 mM 농도의 노르에피네프린을 비교하였으며, 실험에서 알코올 0.1%에 의해 노르에피네프린 혈관 수축력이 억제됨을 확인하였다[Fig. 1A]. 알코올 처치 전후에 노르에피네프린의 효과를 확인하기 위하여 1 mM 노르에피네프린 처치 후 증가 값에 대하여 t-test를 진행하였다.
본 연구를 통하여 알코올이 노르에피네프린에 의한 혈관 수축력을 억제하며 노르에피네프린과 에피네프린을 7:3로 섞었을 경우 알코올에 의한 혈관 수축 억제를 막는 것을 확인하였다. 이 농도는 알코올이 없는 상태에서 노르에피네프린 단독 투여로 생기는 혈관 수축력과 가장 유사한 정도의 혈관 수축력이다.
알코올 0.1% 존재 하에 노르에피네프린에 의한 혈관 수축이 억제됨을 확인하였다(p< .05).
또한 알코올은 에피네프린에서는 혈관 수축을 억제하지 않았다. 알코올에 의해 억제된 혈관 수축력을 높이기 위하여 노르에피네프린과 에피네프린을 7:3의 비율로 혼합하여 처치하였을 때, 알코올에 의해 억제되었던 혈관 수축이 회복되는 것을 알 수 있었다. [Fig.

후속연구

하지만 7:3의 경우 정상 혈관과 가장 유사한 수축력을 보이는 것을 확인하였다. 본 연구를 위하여 혼합물에 의한 다른 독성 효과가 있는지 봐야 할 것으로 보인다. 본 연구에 서는 알코올에 의해 감소한 노르에피네프린의 혈관 수축력을 증가시키기 위해 노르에피네프린과 에피네프린을 혼합하여 실험을 진행하였다.
음주 후 사고를 났을 경우 생길 수 있으며, 본 연구에서 제시하고자 하는 것은 음주 후 발생한 분포성 쇼크의 응급 처치이다. 본 연구에서 알코올에 의해 혈관 수축력에 차이가 있음을 임상적 농도를 기준으로 증명하였고, 향후 음주 후 분포성 쇼크가 발생한 환자에게 제공되는 약물 처치에서 중요한 정보를 제공할 것이다.
대량출혈, 패혈증은 분포성 쇼크 발생의 원인이 된다. 본 연구의 결과를 통하여 음주 후 사고로 인하여 분포성 쇼크가 왔을 때 혈압을 올려 쇼크로 사망하는 환자가 줄어드는 효과를 기대한다.
이것은 알코올이 에피네프린에 의한 혈관 수축력을 억제하지 못하였기 때문이다. 알코올 섭취 후 에피네프린의 단독 투여는 교감신경 활성을 유도하여 부정맥을 유도할 수 있지만[14,15] 본 연구자가 처치한 농도의 에피네프린 용량은 300 nM에서는 혈관의 수축에 관여하지 않았지만 향후 연구를 통하여 300 nM 에피네프린에 의한 부작용 또는 심장에 대한 영향이 있는지 확인할 필요가 있다.
본 연구는 알코올이 존재할 때 노르에피네프린과 에피네프린이 어떤 기전으로 인하여 혈관 수축력이 억제되는지, 저용량의 에피네프린이 어떻게 알코올에 의해 혈관 수축력이 감소한 노르에피네프린의 효과를 향상시키는지 밝히지 못하였다. 이러한 기전을 명확하게 확인하기 위해서는 추가적인 연구가 필요할 것으로 보인다.
에피네프린의 경우 베타 수용체의 결합력이 노르에피네프린보다 높으며, 노르에피네프린은 말초 혈관 저항을 높이기 위하여 사용하며, 에피네프린은 혈관 저항보다는 심근 수축력을 높이기 위하여 사용한다. 하지만 우리의 연구에서 에피네프린에 의한 수축력 회복은 에피네프린의 다른 효과가 있는 것으로 판단되며 향후 이 기전에 대한 연구가 필요하다고 보인다. [Fig.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	교통사고 사망의 주요 원인은?	5명의 사망자와 94명의 부상자를 발생시키며 여전히 교통사고로 인한 인명피해가 많이 발생하고 있다[2]. 교통사고 사망의 주요 원인은 외상에 의한 중추신경계 손상 및 대량출혈, 패혈증 등이다[3]. 대량출혈, 패혈증은 분포성 쇼크 발생의 원인이 된다.
	알코올로 인하여 감소된 노르에피네프린의 혈관 수축을 향상시키는 방법은?	또한 알코올은 에피네프린에서는 혈관 수축을 억제하지 않았다. 알코올에 의해 억제된 혈관 수축력을 높이기 위하여 노르에피네프린과 에피네프린을 7:3의 비율로 혼합하여 처치하였을 때, 알코올에 의해 억제되었던 혈관 수축이 회복되는 것을 알 수 있었다. [Fig.
	윤창호 법이란?	우리나라의 음주율은 전 세계적으로 17위, 아시아에서 1위를 기록하고 있고 성인 남녀의 음주율 및 알코올 의존도가 높은 편에 속한다[1]. 2018년 부산에서 음주 운전사고에 의한 윤창호 일병의 사망으로 전 국민적으로 음주 운전 처벌에 대한 관심이 높아졌으며, 음주운전 처벌 기준과 수위를 강화한 일명 ‘윤창호 법’이 국회에서 통과하였지만 아직까지도 음주운전 사고는 끊이지 않고 있다. 2016년 한 해만 해도 음주운전으로 인한 교통사고는 19,769건이 발생하였고 사망자수 481명, 부상자수 34,423명으로 하루 평균 1.

참고문헌 (15)

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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