에틸렌 글리콜(EG)은 무색 무취의 2가 알콜로, 끓는점 상승 및 어는점 감소에 주로 사용된다. 이는 자동차 부동액부터 세제, 페인트, 약제, 광택제, 화장품 제조, 심지어는 쥬스의 방부제 등 다양한 분야에서 활용된다. 그러나, EG의 달콤한 맛 때문에 동물들이 섭취하면 중독이 발생하며, 적절한 진단과 치료가 이루어지지 않을 경우 치명적일 수 있다. 또한, 세포는 소포체 스트레스에 대응하는 메커니즘인 UPR과 ER 샤페론을 가지고 있어, 다양한 자극에 대한 소포체스트레스를 받을 경우 자신을 보호하고 적응할 수 있다.
<h1>서 론</h1> <p>에틸렌 글리콜(ethylene glycol; EG)은 \( \left ( \mathrm { CH } _ { 2 } \right )_ { 2 } \mathrm { OH } _ { 2 } \)의 화학구조식을 가지는 무색 무취의 2가 알콜로서 끓는점을 상승시키고 어는점을 감소시키는데 주로 사용되는 액체이다. EG는 가장 흔하게 자동차 부동액으로 이용되고 있을 뿐만 아니라 세제, 페인트, 약제, 광택제, 화장품 등의 제조, 쥬스의 방부제로서 널리 사용되고 있으며, 맛이 달콤하여 개나 고양이에서 우발적 섭취에 의한 EG 중독이 다발하며, 적절한 진단과 치료가 이뤄지지 않는다면 예후가 매우 좋지 않게 된다. EG 자체는 낮은 독성을 나타내지만 대사산물인 글리콜산, 옥살산등의 유기산이 큰 독성을 가지고 있으며, EG의 최초 대사산물은 중추신경계에 영향을 주고, 최종 대사산물은 신장에 영향을 미쳐 신부전으로 이르게 된다. EG의 대사 경로는 알콜탈수소효소에 의해 글리콜알데히드로 변환 된 다음 알데히드 탈수소효소에 의해 글리콜산으로 변환 된 후, 락트산 탈수소효소에 의해 글리옥살산으로 변환 되어 최종적으로 옥살산, 포름산, 히푸르산으로 분해된다. EG의 분해 산물중 옥살산은 치명적일 수 있으며, 부식성이며, 피부, 눈, 기도 등에 심각한 염증이나 화상을 일으킬 수 있고, 피부를 통해 흡수될 수도 있다. 옥살산이 체내에 유입될 경우 신장에 손상을 줄 수 있다.</p> <p>EG 중독은 자동차의 EG를 교체하는 시기인 늦가을과 초봄에 동물에 쉽게 노출되고, 특히 개가 섭식하여 발생한 사례가 보고되어 왔다. EG 중독으로 나타난 임상 양상은 급성과 만성 두 가지로 나눌 수 있다. 급성 중독은 대개 세 단계로 구분하는데 첫 번째, EG 섭취 후 30분에서 12시간 내에 나타나는 초기 신경계 증상은 실조증, 혼수, 발작 등이고 두 번째, 중간 단계인 섭취 후 12시간에서 24시간 동안은 청색증, 빈호흡, 폐부종, 기관지폐렴의 심폐 기능부전 등의 심호흡계 증상이 나타난다. 마지막 단계인 섭취 후 24시간 이후 최종 대사산물에 의해 신장이 영향을 받아 산혈증과 신부전이 나타나며, 때때로 crystal oxaluria를 동반하는 비뇨기계 증상이 주증이다. 이러한 조직의 변화는 조직을 이루는 세포의 세포스트레스(cell stress)로 작용할 수도 있다.</p> <p>세포스트레스는 외부환경의 급변으로 인한 세포의 혼란 상태를 의미하며, 이에 세포는 정상적인 생리 상태를 유지하기 위한 조절능력을 가지고 있다. 소포체(endoplasmic retic-ulum; ER)는 분비단백질이 거치면서 신생 단백질의 폴딩/조립(folding/assembly), 당화(glycosylation), 이황화결합(di-sulfide bonds)과 같은 post-translational modification을 통해 정상적인 활성형 단백질을 형성하는 세포소기관이다. 소포체에 산화적 환경, 칼슘 항상성 변화 등의 환경으로 인한 소포체 스트레스(ER stress)를 받으면 변이 단백질의 발현과 비정상적으로 폴딩된 단백질의 축적, 당쇄의 변화 등과 같은 비정상적인 생리 상태에 이르러 질병으로 나타난다. 소포체 스트레스에 세포가 대응하는 기본적인 응답을 소포체 스트레스 응답(unfolded protein respose; UPR)이라 하며 ER lumen에서 UPR에 관여하는 단백질들을 소포체 샤페론(ER chaper-one)이라 한다. 소포체 샤페론은 신생 단백질의 폴딩, 단백질의 세포내 이동 또는 세포외 분비, 비정상구조의 단백질 분해 등의 과정에 관여하는 단백질로 BiP, calnexin, ERp29 등이 있다. 소포체스트레스 상태에 이르면 3종류의 소포체 스트레스 센서(ER stress sensor; ATF6, IRE1, PERK)가 작용한다. ATF6 (activating transcription factor 6)는 소포체 스트레스를 받으면 세포질쪽의 단편이 떨어져 나와 ERSE (ER stress ele-ment)와 결합한다. IRE1 (inositol requiring ER-to-nucleus signal kinase 1)은 ER lumen에서 BiP과 결합하고 있다가 소포체 스트레스를 받으면 monomer에서 인산화되어 dimer가 되어 샤페론 생합성을 촉진한다. PERK (double-stranded RNA-activated (PKR)-like ER kinase)는 인산화되어 핵전사인자인 eIF2a의 인산화를 유도하여 세포 전체의 단백질합성을 저해함으로써 세포를 보호한다. 이와 같이 세포는 다양한 자극에 의해 소포체스트레스를 받을 경우에 자신을 보호하고 적응할 수 있는 기전을 가지고 있다.</p>