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코티닌

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1. 개요

코티닌은 니코틴의 주요 대사 산물로, 담배 연기 노출의 지표로 사용된다. 혈액, 타액, 소변에서 검출 가능하며, 반감기는 약 20시간이다. 코티닌 수치는 개인의 CYP2A6 활성, 멘톨 담배 사용 여부, 인종, 성별 등에 따라 차이를 보인다. 코티닌 검사는 흡연 여부 및 간접 흡연 노출을 객관적으로 측정하는 데 사용되며, 니코틴 대체 요법 사용자의 경우 양성 반응이 나타날 수 있다. 고용량의 코티닌은 동물 실험에서 흥분, 호흡 곤란 등의 독성 반응을 보였다.

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코티닌 - [화학 물질]에 관한 문서
일반 정보
코티닌 2D 구조
코티닌 2D 구조
IUPAC 이름(5S)-1-메틸-5-(3-피리딜)피롤리딘-2-온
기타 이름1-메틸-5-(3-피리디닐)-2-피롤리디논
S-(-)-코티닌
화학식C10H12N2O
분자량176.22 g/mol
CAS 등록번호486-56-6
PubChem854019
ChemSpider ID746405
UNIIK5161X06LL
ChEMBL578211
SMILESO=C2N(C)[C@H](c1cnccc1)CC2
StdInChI1S/C10H12N2O/c1-12-9(4-5-10(12)13)8-3-2-6-11-7-8/h2-3,6-7,9H,4-5H2,1H3/t9-/m0/s1
StdInChIKeyUIKROCXWUNQSPJ-VIFPVBQESA-N
녹는점41 °C
끓는점250 °C
약리학
투여 경로경구, 흡연, 비강 흡입
제거 반감기20시간
법적 지위처방전 필요

2. 약리학

일부 연구에 따르면 코티닌의 니코틴성 아세틸콜린 수용체(nAChRs)에 대한 친화성은 니코틴보다 약 100배 낮다.[1] 일부 연구에서는 코티닌이 α7 nAChRs의 양성 알로스테릭 조절제일 수 있다고 제안한다.[13] 만약 이것이 사실이라면, 코티닌은 nAChRs을 직접적으로 자극하지 않고 내인성 신경전달을 촉진할 것이다.

2. 1. 약동학

코티닌은 생체 내 반감기가 약 20시간이며, 일반적으로 담배 사용 후 며칠(최대 일주일) 동안 검출 가능하다. 혈액, 타액, 소변의 코티닌 수치는 담배 연기에 노출된 양에 비례하므로, 2차(간접) 흡연을 포함한 담배 연기 노출의 중요한 지표가 된다.[14] 멘톨 담배를 피우는 사람들은 멘톨이 코티닌의 약물 대사 효소 대사와 경쟁할 수 있기 때문에 코티닌을 혈액 내에 더 오랫동안 유지할 수 있다.[15] 아프리카계 미국인 흡연자는 일반적으로 백인 흡연자보다 혈장 코티닌 수치가 더 높다.[16] 남성은 일반적으로 여성보다 혈장 코티닌 수치가 더 높다.[17] 이러한 코티닌 수치의 체계적인 차이는 CYP2A6 활성의 변화에 기인한다.[18] 정상 상태에서 혈장 코티닌 수치는 코티닌 형성량과 코티닌 제거 속도에 의해 결정되며, 둘 다 CYP2A6 효소에 의해 매개된다.[18] CYP2A6 활성은 성별(에스트로겐은 CYP2A6을 유도함)과 유전적 변이에 따라 다르기 때문에 코티닌은 CYP2A6 활성이 느린 개인에게 축적되어, 동일한 담배 노출에 대해서도 코티닌 수치가 상당한 차이를 보인다.[18]

3. 체액에서의 검출

약물 검사를 통해 혈액, 소변, 타액에서 코티닌을 검출할 수 있다. 타액 코티닌 농도는 혈액 코티닌 농도와 매우 상관관계가 있으며, 낮은 범위의 코티닌을 검출할 수 있어 덜 침습적인 담배 노출 검사 방법으로 선호된다. 소변 코티닌 농도는 혈액이나 타액보다 평균 4~6배 높기 때문에 낮은 농도의 노출을 감지하는 데 더 민감하다.[19]

코티닌 수치가 10ng/mL 미만이면 활성 흡연을 하지 않는 것으로 간주된다. 10ng/mL에서 100ng/mL 사이의 값은 가벼운 흡연 또는 적당한 간접 흡연과 관련이 있으며, 300ng/mL 이상의 수치는 헤비 스모커, 즉 하루 20개비 이상을 피우는 사람들에게서 나타난다. 소변의 경우, 11ng/mL에서 30ng/mL 사이의 값은 가벼운 흡연 또는 간접 흡연과 관련이 있을 수 있으며, 활성 흡연자의 경우 500ng/mL 이상에 도달하는 것이 일반적이다. 타액의 경우, 1ng/mL에서 30ng/mL 사이의 값은 가벼운 흡연 또는 간접 흡연과 관련이 있을 수 있으며, 활성 흡연자의 경우 100ng/mL 이상에 도달하는 것이 일반적이다.[20] 코티닌 검사는 흡연 이력이나 하루에 피우는 담배 개수를 세는 것보다 더 신뢰할 수 있는 객관적인 정량적 측정치를 제공한다. 코티닌은 또한 간접 흡연 노출을 측정할 수 있게 해준다.

그러나 니코틴 대체 요법(예: 껌, 로젠지, 패치, 흡입기, 비강 스프레이)의 도움을 받아 금연을 시도하는 담배 사용자는 코티닌 양성 반응을 보이기도 하는데, 이는 일반적인 모든 NRT 요법이 동일한 방식으로 대사되는 니코틴을 포함하기 때문이다. 따라서 코티닌의 존재는 담배 사용의 결정적인 지표가 아니다.[21] 코티닌 수치는 실험실 흡연 기계가 실제 생활 조건을 재현하는 데 많은 문제가 있는 전자담배 사용자가 받는 니코틴 양에 대한 질문을 탐구하는 연구에 사용될 수 있다.[22]

혈청 코티닌 농도는 미국 인구의 설문 조사에서 질병통제예방센터의 담배 사용을 모니터링하고, 환경 담배 연기에 대한 노출 수준과 추세를 모니터링하며, 담배 연기와 만성 건강 상태 간의 관계를 연구하는 데 수십 년 동안 사용되어 왔다.[23] 2013-2014년 동안 비흡연자 4명 중 1명(약 5,800만 명)이 간접 흡연에 노출된 것으로 추정되었다. 3~11세 어린이의 거의 40%가 노출되었고, 비히스패닉계 흑인의 50%가 노출되었다.

4. 독성

마우스를 사용한 동물 실험에서 고용량 투여 시 심한 흥분, 호흡 곤란이 나타났다.[1] 경구 및 복강 내 투여 시 졸음과 차분한 행동이 나타났다.[1] 마우스에서 계산된 독성(LD50)은 경구 930mg/kg, 복강 내 1604mg/kg이다.[1]

참조

[1] 논문 Fractionation and Extraction Optimization of Potentially Valuable Compounds and Their Profiling in Six Varieties of Two ''Nicotiana'' Species 2022-11
[2] 서적 Dictionary of Pharmacological Agents https://books.google[...] Chapman & Hall/CRC
[3] 논문 (S)-(-)-Cotinine, the major brain metabolite of nicotine, stimulates nicotinic receptors to evoke [3H]dopamine release from rat striatal slices in a calcium-dependent manner http://jpet.aspetjou[...] 1999-03
[4] 논문 Nicotinic receptor binding of [3H]cytisine, [3H]nicotine and [3H]methylcarbamylcholine in rat brain 1994-03
[5] 논문 Activation and inhibition of the human alpha7 nicotinic acetylcholine receptor by agonists 1998-09
[6] 논문 Disconnection between activation and desensitization of autonomic nicotinic receptors by nicotine and cotinine 2007-02
[7] 논문 A reversible model of the cognitive impairment associated with schizophrenia in monkeys: potential therapeutic effects of two nicotinic acetylcholine receptor agonists 2009-10
[8] 논문 Desensitization of nicotinic acetylcholine receptors as a strategy for drug development 2009-02
[9] 논문 New Insights into the Mechanisms of Action of Cotinine and its Distinctive Effects from Nicotine 2015-10
[10] 논문 Safety of cotinine in humans: physiologic, subjective, and cognitive effects 1997-08
[11] 논문 Cotinine: Beyond that Expected, More than a Biomarker of Tobacco Consumption 2012-10
[12] 논문 Contribution of CNS nicotine metabolites to the neuropharmacological effects of nicotine and tobacco smoking 1997-10
[13] 논문 Potentiation of alpha7 nicotinic acetylcholine receptors via an allosteric transmembrane site 2008-09
[14] 논문 Methods for quantification of exposure to cigarette smoking and environmental tobacco smoke: focus on developmental toxicology 2009-02
[15] 웹사이트 Signs of smoking linger longer in menthol smokers http://www.sciencebl[...] Science Blog 2010-03-17
[16] 논문 Racial differences in serum cotinine levels among smokers in the Coronary Artery Risk Development in (Young) Adults study 1990-09
[17] 논문 Sex-related differences in serum cotinine concentrations in daily cigarette smokers 2008-08
[18] 논문 The ability of plasma cotinine to predict nicotine and carcinogen exposure is altered by differences in CYP2A6: the influence of genetics, race, and sex 2013-04
[19] 간행물 Assessing secondhand smoke using biological markers http://tobaccocontro[...] 2012-09
[20] 논문 Assessing smoking status in children, adolescents and adults: cotinine cut-points revisited https://discovery.uc[...] 2008-09
[21] 웹사이트 Reasons for False Positives for Nicotine on a Blood Test http://www.livestron[...] LiveStrong.com 2011-10-21
[22] 웹사이트 E-cigarettes: an evidence update. A report commissioned by Public Health England https://www.gov.uk/g[...] Public Health England 2015
[23] 논문 Exposure to Secondhand Smoke Among Nonsmokers - United States, 1988-2014 2018-12



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