• 제목/요약/키워드: Nicotine oxidation

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Metabolism-Dependent Cavalent Binding of $S(-)-^3H-Nicotine$ to Lung Microsomes in Vitro

  • Kim, Bong-Hee;Shingenaga, Mark-K.
    • Archives of Pharmacal Research
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    • 제16권2호
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    • pp.89-93
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    • 1993
  • Incubation of $S(-)-^3H$-nicotine with rabbit lung microsomes in the presence of dioxygen and NADPH results in the formation of metabolities that bind covalently to microsomal macro-molecules. The addition of cytochrome P-450 monooxygenase inhibitors, $\alpha$-methylbenzyl ami-nobenzotriazole and aroclor 1260, inhibited both (S)-nicotine metabolism and covalent binding. The relative rates of oxidation of nicotine $\Delta^{1',5'}$ iminium ion to continine indicates that lung $100,000\times{g}$ supematant catalyzed this oxidation approximately 18 times slower than that of liver system based on mg of protein, and increased covalent interactions. Since than that of liver system based on mg of protein, nd increased covalent interactions. Since the activity of lung iminium oxidase appears much lowr than the liver, it is tempting to speculate that localized concentrations of nicotine $\Delta^{1',5'}$ iminium ion in the lung will survive for a longer period of time. These results support that cytochrome P-450 catalyzed oxidation of nicotine leads to the formation of reactive nad electrophilic intemediates capable of chemical interactions with biomacromolecules.

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Role of Cytochrome P-450 in the Bioactivation of Nicotine

  • Kim, Bong-Hee;Anthony Travor
    • Archives of Pharmacal Research
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    • 제14권2호
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    • pp.130-136
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    • 1991
  • Nicotine (100 .mu. M) was incubated with microsomes (1 mg/ml) prepared from New Zealand White rabbits. On the basis of microsomal weight, the rate of nicotine oxidation were calculated on the basis of cytochrome P-450 concentration, the specific activity of the metabolic oxidation catalyzed by lung was approximately 4 times greater than liver (6.4 vs 1, 65 nmoles nicotine oxidized. nmole cytochrome $P-450^{-1}\;min{-1})$. These studies employed several methods of altering activities of specific isozymes present in pulmonary microsomes, including the use of the isozyme2 and 6 specific inhibitor $\alpha$-methylbenzyl ABT, metabolite inhibitors, norbenzphetamine and N-hydroxyamphetamine. TCDD induction and Arochlor 1260 pretreatment. These results support the conclusion that nicotine metabolism by rabbit lung microsomes is mediated primarily by cytochrome P-450 isozyme 2.

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The Effects of Smoking Cessation and Antioxidant Vitamins on Oxidative Stress

  • Ha, Aewha
    • Nutritional Sciences
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    • 제9권4호
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    • pp.288-294
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    • 2006
  • In this study, the effects of smoking cessation and relative antioxidant activities on the oxidative stress were determined by using in vitro method. Thirty healthy smokers who were free of any disease and smoked more than 1 pack per day for the past 10 years participated in this study. For smoking cessation, smokers were asked to wear nicotine patch (21mg nicotine/ patch) everyday for 30 days and then to replace at the same time of the day. Smoking cessation program in conjunction with nicotine patch replacement was also conducted every week, one hour/each session, for 4 weeks. Canthaxanthin, $\beta-carotene$, and $\alpha-tocopherol$ were added into red blood cells at pre and post smoking cessation. As indicators of oxidative stress, hemoglobin degradation, lipid peroxidation, and percent hemolysis were determined at both pre and post smoking cessation. After 30 days of smoking cessation, the subjects gained an average of 5 pounds, varying 2 to 8 pounds, by suggesting that behavioral problems rather than nicotine itself are more important for gaining weight in ex-smokers. The total hemoglobin concentrations in blood were similar in pre and post smoking cessation, but smoking cessation resulted in a decrease in the percentage of methemoglobin from 0.96% to 0.85% Smoking cessation also caused to decease malondialdehyde (MDA) values ($26.7{\pm}7.8$ vs. $23.6{\pm}4.5$ (without oxidation), $179.3{\pm}21$ vs. $161.2{\pm}28$ nmol/ml (with oxidation) (p<0.05)), not percent hemolysis. Various antioxidants with smoking cessation significantly decreased MDA values(p<0.05), in contrast to marginal decrease of MDA in smoking cessation only. Three antioxidants used in this stu study were similarly effective in inhibiting MDA production, but relative effectiveness of canthaxanthin or $\alpha-tocopherol$ was greater than that of $\beta-carotene$ (p<0.05), in case of oxidation induced. The percent hemolysis was greatly decreased when antioxidants were added into the blood of ex-smokers (p<0.05) but no statistical significance in relative effectiveness of antioxidants was observed.

니코틴 광분해를 위한 산화티타늄 코팅 건축자재 활용 (Application of $TiO_2$-Coated Construction Materials for Nicotine Photo-decomposition)

  • 조완근;전희동
    • 대한환경공학회지
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    • 제28권3호
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    • pp.316-322
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    • 2006
  • 본 연구의 목적은 환경담배연기를 대표하는 주요 오염물질 중에 하나인 니코틴의 분해를 위해서 산화티타늄 광촉매를 적용할 수 있는지 여부에 대하여 기술적 평가하는 것이다. 광촉매로 코팅된 건축자재를 이용하여 니코틴을 분해하는 정도를 평가하기 위하여 네 개의 기초 실험을 수행하였다. 니코틴의 광촉매 분해와 관련된 다음의 다섯 변수를 조사하였다: 코팅 타일의 건조조건, 코팅 졸의 종류, 코팅횟수, 상대습도, 그리고 초기농도. 변수 시험에 앞서, 실험장치에 대한 니코틴의 흡착 여부를 평가하였다. 본 연구에서 조사된 변수 모두가 니코틴의 광산화분해능에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 낮은 온도와 긴 건조시간 조건과 비교할 때 높은 온도와 짧은 건조시간 조건에서 건조된 타일에서 보다 높은 니코틴 분해효율을 나타내었다. ST-KO3 졸로 코팅된 타일이 E-T 졸로 코팅된 타일 보다 높은 분해효율을 나타내었다. 코팅횟수가 증가할수록 광산화분해가 잘 일어났다. 높은 상대습도와 낮은 유입농도 조건에서 광산화분해가 잘 일어났다. 결과적으로, 환경담배연기에 포함된 니코틴을 광촉매로 코팅된 건축자재를 적용할 때에는 본 연구에서 평가된 다섯 가지 변수가 모두 고려되어야함이 제안되었다.

Ex Vivo Assay of Trace Nicotine Using a Voltammetric Modified Biosensor

  • Ly, Suw Young;Jang, Myung-Ho;Cha, Jae-Min;Kim, Min-Young;Oh, Hyun-Seok;Jo, Dong-Hyeon;Choi, Seong-Sik
    • 한국응용과학기술학회지
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    • 제29권1호
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    • pp.40-46
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    • 2012
  • In vivo nicotine is associated with Alzheimer's, Parkinson's and lung cancer. Diagnostic assays of these diseases depend on very low analytical detection limits. In this study, a sensitive analytical method was examined using a voltammetric graphite pencil electrode (GPE) and a modified carbon nanotube paste electrode (CNE). The optimum analytical conditions for both electrodes were compared using square wave anodic stripping voltammetry (SW) and cyclic voltammetry (CV) obtaining 400 sec accumulation time and oxidation peak. Under optimum parameters, the stripping working range of GPE was $5.0-40.0{\mu}g/L$, CNE: 0.1-0.8 and $5-50{\mu}g/L$. Quantification limits were $5.0{\mu}g/L$ for GPE and $0.1{\mu}g/L$ for CNE, while detection limits were $0.6{\mu}g/L$ for GPE and $0.07{\mu}g/L$ for CNE. A standard deviation of $10.0{\mu}g/L$ was observed for 0.064 GPE and 0.095 CNE (n = 12) using 400 sec accumulation time. The results obtained can be applied to non.treated urine and ex vivo biological diagnostics.

흡연자의 기도 과민반응에 대한 비타민 C의 효과 (Effects of Vitamin C on Airway Hyperresponsiveness in Heavy Smokers)

  • 이상갑;김기량;임정욱;김흥업;이상수;정이영;김휘종;이종덕;황영실
    • Tuberculosis and Respiratory Diseases
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    • 제45권4호
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    • pp.723-735
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    • 1998
  • 배 경: 비타민 C가 동물실험에서 기도 과민성을 감소시키는 역할을 하는 것으로 보고되고 있는데 이는 비타민 C가 히스타민 분해를 촉진하고, cyclooxygenase 통로를 $PGF_{2\alpha}$에서 $PGE_2$로 이동시키며 평활근 수축을 감소시키고, 산화물의 환원제로 작용하는 사실에 기인한다고 한다. 또한 비흡연자에 비하여 흡연자에서 혈중 비타민 C 농도가 감소하는데 이는 비타민 C가 흡연시 생성되는 산화물의 환원제로 소모되며, 니코틴에 의해 분비되는 catecholamine, serotonin의 합성에 관여하며, 결핍된 식이로 인한 것으로 알려져있다. 연구자들은 기도 과민성이 있는 흡연자와 대조군인 비흡연지를 대상으로 비타민 C의 기도 과민반응에 대한 효과를 알아보고 비타민 C의 기도 과민성에 대한 역할을 알아보고자 본 연구를 시행하였다. 방 법: 17명의 흡연자와 8명의 비흡연자에서 기도 과민반응에 대한 비타민 C의 급성 효과를 알아보기 위하여 혈중 비타민 C 농도 측정을 위한 채혈과 폐기능 검사와 메타콜린 기관지 유발검사를 시행하고 비타민 C 3 g 투여 후 1시간 뒤에 상기 검사들을 다시 시행하였고 1주 후 기도 과민반응에 대한 비타민 C의 만성 효과를 알아보기 위하여 17명의 흡연자에서 1주 동안 매일 비타민 1 g 투여 후 혈중 비타민 C 농도 측정을 위한 채혈과 폐기능 검사와 메타콜린 기관지 유발검사를 시행하였다. 또한 기도 과민성에 대한 비타민 C 의 역할을 알아보기 위하여 l주 후 메타콜린에 반응하는 15명중 12명의 흡연자에서 비타민 C 3 g과 cyclooxygenase 억제제인 indomethacin 100 mg을 동시 투여 후 폐기능 검사와 메타콜린 기관지 유발검사를, 1 주 후 메타콜린에 반응하는 12명의 흡연자에서 indomethacin 100 mg만 단독 투여 후 폐기능 검사와 메타콜린 기관지 유발 검사를 시행하였다. 결 과: 전혈 비타민 C 농도를 측정한 결과 흡연자, 비흡연자 각각 $1.17{\pm}:0.22$ mg/dL, $1.14{\pm}:0.19$ mg/dL로 유의한 차이는 없었다(p>0.05). 흡연자 17명중 15명(88.2%)이 메타콜린 기관지 유발검사 양성이었고 이중 10명은 $PC_{20}FEV_1$이 8mg/mL 이하였고, 비흡연자군 8명중 7명(87.5%)이 기관지 유발검사 음성이었다. 기관지 유발집사 양성인 15명의 흡연자중 13명에서 비타민 C 3 g 복용 1 시간 후 기관지 반응이 유의하게 감소하였고 l일 비타민 C 1 g 씩 1 주간 복용 후에도 기관지 반응의 감소가 계속 유지되었다. 흡연자의 $PC_{20}FEV_1$과 전혈 비타민 C 농도 사이에는 유의한 상관관계는 없었다. 비타민 C 3 g 투여 후 흡연자에서 관찰할 수 있었던 기관지 반응의 유의한 감소가 indomethacin 100 mg 첨가 후 소실되었다(p>0.05). 결 론: 이상의 결과로 볼 때 혈중 비타민 C 농도는 흡연자군, 비흡연자군에 있어서 유의한 차이가 없지만 흡연자군은 비흡연자군에 비하여 기도 과민성이 유의하게 증가되어 있었으며, 비타민 C 투여에 의해 증가된 기도 과민성이 유의하게 감소하고 indomethacin 첨가 후 비타민 C의 이러한 효과가 소실됨으로 보아 비타민 C가 arachidonic acid 대사작용에 관여함으로 기도 과민성이 감소되리라 사료된다.

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