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烏拉坦(Urethane)又名氨基甲酸乙脂,分子式NH2COOCH2CH3,為無色結晶體或白色粉末。是一種具有悠久歷史的動物麻醉劑。烏拉坦最初被發現于西方酒類釀造發酵過程中,作為一種食品生產過程中的產物,經提取后,廣泛使用于化工制造業,人們可以在殺蟲劑、紡織品、化妝品中廣泛接觸到烏拉坦。上世紀50~60年代,發現長期飲用釀造酒人群,罹患肺腺瘤和肺腺癌的比例較不飲酒者高出許多倍,此后對烏拉坦的化學性質及其作用的研究才開始受到重視。近年,烏拉坦的致癌作用受到廣泛的關注。
1. 對神經系統的影響
1)麻醉作用:烏拉坦為長效麻醉劑,外科麻醉深度可持續4~6h,作用溫和持久,對呼吸與循環無明顯的抑制,具有骨骼肌松弛的作用。與巴比妥類麻醉藥比較,烏拉坦對自主神經系統的抑制作用較弱,適用于觀察保留自主神經反射活動的麻醉動物實驗研究。作為氨基甲酸酯類藥的一種,烏拉坦也是一種易逆性膽堿酯酶抑制劑。烏拉坦通過抑制乙酰膽堿酶的活性,造成乙酰膽堿的積累,影響實驗動物正常的神經傳導而起麻醉作用。由于烏拉坦毒性大,烏拉坦麻醉動物不適合長期飼養。研究證明了烏拉坦麻醉作用不是單一通道作用的,提示烏拉坦是一種可對多個通道產生作用的具有廣泛作用的麻醉藥。烏拉坦可逆并劑量依賴性地抑制鈉電流和動作電位,表明烏拉坦對電壓門控鈉通道的抑制作用可能是烏拉坦全身麻醉作用的機制之一。
2)對神經電生理的影響:在視神經電生理研究中,烏拉坦作用后大鼠眼瞼不能完全張開,且對大鼠的生理影響較大。烏拉坦使神經元自發放電的頻率降低,可能是通過對鈉通道的抑制實現的。研究顯示,烏拉坦能阻滯聽覺的傳導,機制是通過阻滯聽覺傳導通路神經元突觸傳導而引起聽神經動作電位和中樞傳導時間延長。
2. 對機體系統的影響
1)對心臟的有利影響:不少文獻報道烏拉坦對心臟缺血/再灌注的保護作用。有研究發現,在HTK液中加入烏拉坦可以進一步增強HTK液的離體心臟保存效果,康斯特保護(Histidine-tryptohan-ketoglutarate,HTK)液是比較常用的心臟停搏液和保存液。這種方法簡單,但保存時間比較短,安全的保存時間不到6h。心肌肌鈣蛋白I是心肌細胞中重要的收縮蛋白之一,烏拉坦能夠顯著降低保存液中心肌細胞肌鈣蛋白I的釋放。烏拉坦具有抗心肌細胞損傷的作用。烏拉坦可能是通過激活磷脂酰肌醇3激酶蛋白激酶B-內皮型一氧化氮合酶信號通路,產生基礎量的一氧化氮,發揮抗心肌缺血/再灌注損傷作用。研究表明,在鼠的冠狀動脈阻塞和再灌注模型中用烏拉坦麻醉可減少室性異位心律發生和持續時間。并且,烏拉坦能夠顯著減輕洋地黃中毒導致的心肌組織損傷和心律失常的發生。
2)對血液系統的影響:有研究證實烏拉坦對大鼠的血液影響顯著。20%烏拉坦麻醉能使大鼠紅細胞聚集性增加,體內血栓形成時間縮短。但對血液中紅細胞、白細胞、血小板計數無明顯影響。烏拉坦用作靜脈注射時可導致溶血,但腹腔注射則無溶血。推測烏拉坦中可能含有某種毒性成分可使紅細胞破裂,從而導致溶血。而腹腔注射時,此種毒性成分可能被過濾而未能被吸收入血,故無溶血現象。
3)對消化系統的影響:烏拉坦對家兔胃、腸運動有一定的抑制作用。在研究不同麻醉藥物對大鼠胃排空影響的研究顯示,烏拉坦對胃排空的抑制最為明顯。烏拉坦麻醉后常出現“巨腸”,是麻醉后動物死亡的主要原因。研究分具有細胞毒作用,能引起小腸各層細胞不同程度的變性、崩解及其離子通道作用譜較廣和麻醉作用施加于神經節細胞有關。
4)對泌尿系統的影響:研究顯示烏拉坦麻醉大鼠的腎臟濾過功能降低。在比較戊巴比妥鈉和烏拉坦對超聲檢測兔腎血流動力學變化影響的實驗中,發現烏拉坦麻醉后兔腎血流速度明顯高于戊巴比妥鈉麻醉后兔腎血流速度,其機制可能與烏拉坦麻醉后,兒茶酚胺的釋放增加有關。兒茶酚胺在心臟主要與β受體結合,使心率加快,心肌收縮力增強,傳導速度增快,心排血量增加,在外周血管,主要與α受體結合,使血管平滑肌興奮,產生強烈收縮,管腔相應變窄,從而使血管血流速度加快。
烏拉坦具有抑制中樞神經系統的作用,作用快而強,但作用強度比水合氯醛弱。對小鼠、大鼠、兔、貓、家禽產生鎮靜、催眠、抗驚厥作用;對犬、馬等僅有鎮靜和催眠作用。主要作實驗室小動物的麻醉藥,麻醉可維持2~4小時。
麻醉:一次量、每千克體重,靜注1~1.2g,腹腔注射1~1.5g。
[1] 烏拉坦麻醉動物的病理生理學作用
[2] 動物麻醉劑烏拉坦的生物活性
[3] 新編獸藥實用手冊