우리 주변에 존재하는 다양한 독성 물질을 감안할 때 수많은 혼합물에 대한 독성학적 데이터의 제한된 가용성, 이러한 조합을 감지하고 분석하는 데 어려움이 있을 뿐만 아니라 물리화학적 분석에만 의존하여 상호작용 효과를 예측하는 복잡성이 충분하지 않습니다. 결과적으로 독성 측면에서 유기체에 대한 수질의 영향을 평가할 때 제약이 있습니다. 일반적으로 신체가 독성 중금속을 축적하면 유해한 영향에 대응하기 위해 독성학에서 방어 메커니즘을 사용합니다. 이러한 방어 메커니즘은 중금속에 노출된 표적 기관의 세포에서 지질 과산화를 통해 생성된 자유 라디칼의 공격에 맞서기 위해 슈퍼옥사이드 디스뮤타제 및 카탈라아제와 같은 스캐빈저 효소의 활용을 포함합니다. 이 연구에서 사구체 수축의 정도는 노출 초기 단계에서 유의하지 않았습니다. 그러나 \( \mathrm{Cd} \)에 대한 노출의 후기 단계에서 두드러지는 것으로 관찰되었습니다. 사구체 수축의 증가는 \( \mathrm{Cd} \) 노출로 인한 신장 조직의 구조적 변화로 인해 물고기의 이차적 병변을 의미하는 것으로 여겨집니다.
<h1>고 찰</h1> <p>우리 주변에 존재하는 독성물질의 종류가 다양하고, 많은 혼합물에 대한 독성학적 자료의 결핍, 또 이들 혼합물의 감지와 분석의 어려움, 그들 상호작용에 대한 영향 예측의 어려움 등의 이유로 인해 이화학적 분석만으로는 생물체에 작용하는 수질의 독성을 평가하는데 한계가 있다. 생물검정은 수계에 존재하는 잠재적인 독성여부를 결정하는데 많은 도움을 줄 수 있으며, 화학적 분석방법의 보완방법으로 사용될 수 있다. 또한 중금속은 철, 구리 등과 같은 생체 내 필수 원소도 있지만 납, 수은 및 카드뮴과 같은 유해금속들도 있으며 이들 대부분은 생체 내에서 다양한 유해작용을 유발하게 된다. 따라서 본 연구에서는 \( \mathrm{Cd} \)\( 0.3 \mathrm{mg} / \mathrm{l} \)을 처리한 실험군 붕어를 이용하여 중금속의 축적정도와 이에 따른 아가미와 신장 조직에서 미세구조의 변화와 중금속 함량 및 항산화효소의 활성을 통해 생리적인 변화를 알아보고자 하였다.</p> <p>중금속을 비롯한 유해물질은 비록 미량일지라도 수생생물에 농축, 축적이 가능하며 먹이연쇄를 통해 인체에까지 영향을 미치게 되므로 중금속에 의한 수서생물의 오염은 사람의 공중보건에 직결되는 심각한 문제가 되기도 한다. 송사리(Oryzias latipes)의 생체 내 카드뮴 및 미량금속의 축적에 관한 실험적 연구로 \( \mathrm{Cd} \) 농도를 \( 0.03 \mathrm{ppm} \)으로 8주간의 노출실험을 한 결과 \( \mathrm{Cd} \)의 농도는 1주에 \( 4.85 \pm 1.86 \mathrm{ug} / \mathrm{g}\), 4주 \( 6.32 \pm 2.70 \mathrm{ug} / \mathrm{g}\), 8주에서 \( 7.14 \pm 2.60 \mathrm{ug} / \mathrm{g} \)으로 \( \mathrm{Cd} \)에 노출되는 시간이 길어짐에 따라 지속적인 축적현상을 확인하였다. 또한 Cho와 Kim은 진주담치와 넙치를 치사 농도 이하의 Cd을 첨가한 배양 수조에 2주간 노출시킨 후 생물체내 중금속 농도를 조사한 결과 고농도의 배양액에 노출시킨 시료에서 최대치를 나타냈다. 또한 \( \mathrm{Cd} \) \( 1.0 \mathrm{mg} / \mathrm{l} \) 배양액에서 넙치와 담치의 \( \mathrm{Cd} \) 최대농도는 각각 \( 72(\pm 4) \mathrm{ug} / \mathrm{g}\), \(1040(\pm 4) \mathrm{ug} / \mathrm{g} \)으로 \( \mathrm{Cd} \)의 생물 축적이 배양액 농도와 직접 관련이 있음을 보고하였다. 본 연구에서도 노출기간이 길어질수록 \( \mathrm{Cd} \)의 함량이 증가하여 Cho와 Kim과 Park 등의 보고에서 \( \mathrm{Cd} \)의 함량이 미량일지라도 노출기간이 길어짐에 따라 증가한다는 결과와 유사하였다. 또한 이러한 결과는 중금속의 함량이 미량일지라도 장시간 노출이 되면 어류에 체내에 지속적인 축적이 일어나며 이러한 축적은 어류 조직에서 미세구조의 변화와 생리적 병변을 나타낼 것으로 생각된다.</p> <p>일반적으로 유해중금속이 생체 내에 흡수되었을 경우 독성학적 방어기전으로는 중금속에 노출된 각 표적장기 세포에서 지질과산화반응(lipid peroxidation)을 통해 유리된 활성산소의 공격에 대해 superoxide dismutase나 catalase와 같은 scavenger를 유도하여 방어하기도 하고, 중금속에 특이적으로 결합하는 물질들의 합성을 촉진하거나 새로운 대사물로 전환시킴으로써 세포에 미치는 독성을 경감시킨다. 또한 어류는 심한 스트레스를 받게 되면 여러 산화성 물질 중 다량의 활성산소를 발생하게 된다. 이러한 활성산소는 생체 내에서 다른 물질과 결합하려는 화학적 친화력이 강해서 세포나 기관의 막을 공격하여 세포의 기능을 손상시켜 생존에 커다란 위협이 된다. 또한 어류는 이러한 활성산소를 여러 종류의 비효소성 항산화제와 호소성인 항산화효소의 작용을 통해 제거함으로서 세포의 기능손상을 막게 된다. 본 연구의 \( \mathrm{Cd} \) \( 0.3 \mathrm{mg} / \mathrm{l} \)에 처리한 실험군 붕어의 경우 아가미, 신장, 근육 조직에서 SOD 활성은 노출초기에 증가하며 노출후기인 20일에 활성이 감소하는 경향을 보였다. 신장 조직에서 CAT의 활성은 대조군과 유사하였으며 다른 조직에서의 활성은 노출초기에 증가하였다가 노출후기인 20일에 감소하는 경향을 보였다. 이러한 결과로 보아 \( \mathrm{Cd} \)에 노출시킨 환경적 스트레스에 대해 환경변화초기에는 SOD와 CAT와 같은 항산화효소에 의한 항산화작용이 주로 이루어지나 장시간 노출이 되면 어느 정도 환경적 변화요인에 적응해 가는 것으로 사료된다.</p> <p>독성물질에 대한 아가미 조직의 반응은 두 그룹으로 나눌 수 있는데 그 하나는 독성물질이 아가미를 통하여 흡수되는 것을 막거나 그 독성작용을 감소시키기 위한 변화이다. 상피 세포의 비후, 비대, 점액세포의 증식 등은 아가미 모세혈관과 환경수와의 거리를 증가시켜 독성물질이 아가미로 확산되어 들어가는 것을 막기 위한 반응이고, 독성물질의 배출을 위한 변화로 염세포가 비대, 증식되는 현상이 나타날 수도 있다. 그러나 독성물질로 인하여 계속 자극받아 이러한 반응이 계속 진행되면 아가미 이차새엽의 두께가 점점 두꺼워져 산소의 흡수가 어려워지므로 질식으로 인하여 어류 호흡곤란을 가져와 어류의 치사가 나타날 수 있다. 또 하나는 독성물질에 의해 직접 받는 독성작용으로서 상피세포의 괴사, 탈락, 상피층의 박리 등이 여기에 속한다. 또한 \( \mathrm{Cd} \)의 축적에 따른 붕어의 아가미 조직에서는 새판 상피층의 비후, 새판 말단부의 미약한 곤봉화 및 모세혈관의 확장과 혈구의 증가, 새엽 및 새판 상피층의 비후, 새판의 만곡 및 곤봉화 현상의 진행, 새판 및 새엽 상피층의 박리가 순차적으로 관찰되었다. 본 연구에서 \( \mathrm{Cd} \)을 처리한 실험군 붕어에서 관찰된 아가미 조직은 노출기간이 길어질수록 이차 새엽의 두께가 점점 두꺼워졌으며 점액 세포 수의 증가와 곤봉화 형태가 두드러지게 나타났다. 이러한 병변들은 보편적으로 나타나는 어류 아가미 조직에서의 병리조직학적 변화로 독성물질에 대한 아가미의 조직학적 변화로 생각된다. 또한 어류의 아가미와 더불어 신장도 수질오염과 같은 환경적 스트레스에 의해서 사구체 수축의 구조적 변형을 나타내는데 사구체의 수축은 포유류의 만성 사구체 신염과 유사한 병변으로 어류의 경우에도 2차 병변의 원인이 될 수 있다. 본 연구에서는 노출초기에는 사구체의 수축이 두드러지지 않았으나 노출후기에 두드러진 것으로 보아 장기간 \( \mathrm{Cd} \)에 노출될 경우 사구체의 수축이 증가함으로써 신장 조직의 구조적 변형에 따른 어류의 2차 병변을 나타낼 것으로 사료된다.</p>