Urethane (Carbamic acid ethyl ester)은 에스테르 구조를 가진 유기 화합물로 폴리우레탄 재료의 합성에 사용될 수 있다. 그리고 정맥 주사용 마취제로도 사용된 적이 있다. Urethane은 중추 신경계에서 신경 신호의 전달을 억제해서 신경 세포의 흥분성을 줄여서 진정, 진통, 전신 마취 효과를 발휘한다[3]. 그러나 Urethane은 잠재적인 발암성이 있고 장기간 노출이나 과량 섭취는 간, 신장 등 기관에서 종양 발생 위험을 증가시키고 생식계에도 부정적인 영향을 미칠 수 있다[4].
체외 실험에서 Urethane(10 mM)으로 쥐 시각 피질 신경세포를 10분에서 2시간 동안 투여하고 1초간의 편극 전류 자극을 저리한 후 Urethane은 신경세포의 작용전위 발사를 현저하게 억제하고 막저항을 감소시켰다[5]. Urethane(0.4%)으로 정상 쥐 체세포(섬유아세포와 상피세포를 포함)와 종양세포(C57 사르코마와 악성 세포 63의 선암)를 2일에서 4일 동안 처리하면 정상 세포의 성장과 유사분열을 현저하게 억제하고 유사분열률을 약 50% 줄였다. 그러나 Urethane은 종양세포의 성장과 유사분열을 현저하게 촉진해서 유사분열률을 2에서 4배 증가시켰다[6].
체내 실험에서 Urethane(1.25–1.5g/kg)은 3–4개월된Sprague-Dawley쥐에게 복강 주사되고 다양한 뇌영역에서 글루타민산의 유출을 현저하게 유도하였다[7]. Urethane(1g/kg)은 FVB, BALB/c 그리고 C57B6 생쥐에게 복강 주사되었는데 민감한 품종(FVB, BALB/c)은 조기에 NF-κB를 활성화하고 폐염증을 보였지만 내성 품종(C57B6)은 NF-κB를 활성화하거나 폐염증을 유도하지 못했다[8].
References:
[1] Szelest-Lewandowska A, Masiulanis B, Szymonowicz M, et al. Modified polycarbonate urethane: synthesis, properties and biological investigation in vitro. J Biomed Mater Res A. 2007 Aug;82(2):509-20.
[2] Carter DA, Dyer RG. Inhibition by pentobarbitone and urethane of the in vitro response of the adenohypophysis to luteinising hormone-releasing hormone in male rats. Br J Pharmacol. 1979 Oct;67(2):277-81.
[3] Mondino A, González J, Li D, et al. Urethane anaesthesia exhibits neurophysiological correlates of unconsciousness and is distinct from sleep. Eur J Neurosci. 2024 Feb;59(4):483-501.
[4] Sotomayor RE, Collins TF. Mutagenicity, metabolism, and DNA interactions of urethane. Toxicol Ind Health. 1990 Jan;6(1):71-108.
[5] Sceniak MP, Maciver MB. Cellular actions of urethane on rat visual cortical neurons in vitro. J Neurophysiol. 2006 Jun;95(6):3865-74.
[6] LASNITZKI I. Some effects of urethane on the growth and mitosis of normal and malignant cells in vitro. Br J Cancer. 1949 Dec;3(4):501-9.
[7] Beitchman JA, Krishna G, Bromberg CE, et al. Effects of isoflurane and urethane anesthetics on glutamate neurotransmission in rat brain using in vivo amperometry. BMC Neurosci. 2023 Oct 10;24(1):52.
[8] Stathopoulos GT, Sherrill TP, Cheng DS, et al. Epithelial NF-kappaB activation promotes urethane-induced lung carcinogenesis. Proc Natl Acad Sci U S A. 2007 Nov 20;104(47):18514-9.