미량금속 노출에 따른 갯지렁이(Perinereis nuntia)의 미량금속 축적 및 생리학적인 반응 Effect of Trace Metal on Accumulation and Physiological Response of the Polychaete, Perinereis nuntia원문보기
환경 내 미량금속 오염의 지표생물로 널리 이용되고 있는 갯지렁이의 체내 미량금속 축적 및 생체지표 변화를 연구하기 위하여 구리와 카드뮴에 혼합 노출시킨 Perinereis nuntia의 체내 미량금속의 농도, 금속결합 단백질(metallothioneinlike proteins, MTLPs) 및 항산화효소 중 하나인 글루타치온 S-전이효소(glutathione S-transferase, GST)를 분석하였다. 갯지렁이 체내 미량금속의 농도는 노출 시간과 농도에 따라 증가하였으며, 특히 카드뮴 노출 초기의 축적률과 시간에 따른 증가율이 구리에 비해 높았다. 시간에 따른 미량금속 체내 축적률(net accumulation rate)은 카드뮴의 경우 초기에 높은 값을 보인 후 시간에 따른 증감이 보이지 않았으나, 구리는 노출시간이 증가함에 따라 감소하는 경향을 보였다. 노출시킨 구리의 농도에 따라 두 원소의 축적이 저해되었으며, 이는 원소에 따라 다른 체내 흡수 기작이 있음을 보여주고 있다. 금속결합 단백질은 노출 후 6 시간째 가장 높은 농도를 보였으며 이후 노출시간 증가에 따라 감소하는 경향을 보였으나, 구리의 농도를 $100{\mu}g/L$, $200{\mu}g/L$으로 처리한 실험군의 48 시간째를 제외하고 노출시간과 농도에 따라 유의한 변화를 보이지 않았다. 항산화효소인 글루타치온 S-전이효소의 경우 시간과 농도에 따라 증가하는 경향을 보였으며 갯지렁이 체내 미량금속의 농축 비와 유사하게 높은 구리 농도에서 24 시간 이후 감소하는 경향을 보였다. 본 연구를 통해 구리와 카드뮴이 동시에 영향을 미칠 때 P. nuntia의 체내 미량 금속의 축적과 생체지표의 반응에 대한 정보를 얻을 수 있었으며, 향후 다양한 오염물질에 대한 체내 축적 및 생체지표를 이해하기 위한 연구가 요구된다.
환경 내 미량금속 오염의 지표생물로 널리 이용되고 있는 갯지렁이의 체내 미량금속 축적 및 생체지표 변화를 연구하기 위하여 구리와 카드뮴에 혼합 노출시킨 Perinereis nuntia의 체내 미량금속의 농도, 금속결합 단백질(metallothioneinlike proteins, MTLPs) 및 항산화효소 중 하나인 글루타치온 S-전이효소(glutathione S-transferase, GST)를 분석하였다. 갯지렁이 체내 미량금속의 농도는 노출 시간과 농도에 따라 증가하였으며, 특히 카드뮴 노출 초기의 축적률과 시간에 따른 증가율이 구리에 비해 높았다. 시간에 따른 미량금속 체내 축적률(net accumulation rate)은 카드뮴의 경우 초기에 높은 값을 보인 후 시간에 따른 증감이 보이지 않았으나, 구리는 노출시간이 증가함에 따라 감소하는 경향을 보였다. 노출시킨 구리의 농도에 따라 두 원소의 축적이 저해되었으며, 이는 원소에 따라 다른 체내 흡수 기작이 있음을 보여주고 있다. 금속결합 단백질은 노출 후 6 시간째 가장 높은 농도를 보였으며 이후 노출시간 증가에 따라 감소하는 경향을 보였으나, 구리의 농도를 $100{\mu}g/L$, $200{\mu}g/L$으로 처리한 실험군의 48 시간째를 제외하고 노출시간과 농도에 따라 유의한 변화를 보이지 않았다. 항산화효소인 글루타치온 S-전이효소의 경우 시간과 농도에 따라 증가하는 경향을 보였으며 갯지렁이 체내 미량금속의 농축 비와 유사하게 높은 구리 농도에서 24 시간 이후 감소하는 경향을 보였다. 본 연구를 통해 구리와 카드뮴이 동시에 영향을 미칠 때 P. nuntia의 체내 미량 금속의 축적과 생체지표의 반응에 대한 정보를 얻을 수 있었으며, 향후 다양한 오염물질에 대한 체내 축적 및 생체지표를 이해하기 위한 연구가 요구된다.
Metal exposure experiments using polychaete (Perinereis nuntia) as a bio-indicator of trace metals contamination were conducted to evaluate the bioaccumulation and the biomarkers responses such as metallothionein-like protein (MTLPs) and glutathione S-transferase (GST) which was simultaneously expos...
Metal exposure experiments using polychaete (Perinereis nuntia) as a bio-indicator of trace metals contamination were conducted to evaluate the bioaccumulation and the biomarkers responses such as metallothionein-like protein (MTLPs) and glutathione S-transferase (GST) which was simultaneously exposed to Cadmium (Cd) and Copper (Cu). Cu and Cd concentrations in polychaete were enhanced with increasing exposure time and their concentrations of aqueous medium. Initial accumulation of Cd was higher than that of Cu. Our results showed that the bioaccumulation of Cu and Cd were prohibited, especially at higher Cu levels, suggesting the different cellular uptake mechanisms when Cu and Cd are co-exist. Net accumulation rate of Cu was declined with exposure time but it did not show any significant change for Cd. Although the highest MTLPs concentration was observed at 6 hr of exposure time, it did not show any significant change related to exposure times and metals concentrations. An increase of GST activity tended to increase as a function of exposure time and metals concentrations. And GST activities in P. nuntia have similar tendency with bioconcentration factors in high concentration of Cu (treatment group IV) at post 24 h of exposure. Our results provide new information of the bioaccumulation and biomarker responses to understand the effects of co-existing contaminants (Cu and Cd) using polychaete. Further studies are required to elucidate the bioaccumulation and biomarkers responses for various contaminants.
Metal exposure experiments using polychaete (Perinereis nuntia) as a bio-indicator of trace metals contamination were conducted to evaluate the bioaccumulation and the biomarkers responses such as metallothionein-like protein (MTLPs) and glutathione S-transferase (GST) which was simultaneously exposed to Cadmium (Cd) and Copper (Cu). Cu and Cd concentrations in polychaete were enhanced with increasing exposure time and their concentrations of aqueous medium. Initial accumulation of Cd was higher than that of Cu. Our results showed that the bioaccumulation of Cu and Cd were prohibited, especially at higher Cu levels, suggesting the different cellular uptake mechanisms when Cu and Cd are co-exist. Net accumulation rate of Cu was declined with exposure time but it did not show any significant change for Cd. Although the highest MTLPs concentration was observed at 6 hr of exposure time, it did not show any significant change related to exposure times and metals concentrations. An increase of GST activity tended to increase as a function of exposure time and metals concentrations. And GST activities in P. nuntia have similar tendency with bioconcentration factors in high concentration of Cu (treatment group IV) at post 24 h of exposure. Our results provide new information of the bioaccumulation and biomarker responses to understand the effects of co-existing contaminants (Cu and Cd) using polychaete. Further studies are required to elucidate the bioaccumulation and biomarkers responses for various contaminants.
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문제 정의
본 연구에서는 카드뮴과 구리에 동시에 노출시킨 P. nuntia 체내 미량금속 농도 및 생체지표를 분석하였다. 카드뮴에 단독 노출시켰을 때보다 구리와 함께 노출 시킨 경우, 체내 축적률이 증가하였으며 구리의 농도가 200 μg/L이상일 때에는 카드뮴과 구리의 체내 축적률이 모두 감소하는 결과를 보였다.
본 연구에서는 퇴적환경의 미량금속 오염을 모니터링 하기 위한 예비연구로써 실험실 내에서 갯지렁이 P. nuntia를 독성 및 세포 산화에 관여하는 카드뮴과 구리에 동시 노출시켜 미량금속 이용성과 생체지표 반응에 대하여 조사하였다. 동시 노출된 구리 농도에 따라 카드뮴과 구리의 축적 정도를 비교함으로써 카드뮴과 구리의 복합독성이 갯지렁이 체내 미량금속의 축적과 아울러 갯지렁이의 생체지표로써 금속결합 단백질(Metallothionein-like proteins; MTLPs)과 항산화요소 중 하나인 글루타치온 S-전이효소(glutathione S-transferase; GST)의 변화에 미치는 영향을 알아보았다.
제안 방법
P. nuntia 체내 미량금속 분석을 위하여 카드뮴과 구리에 노출시킨 갯지렁이를 증류수로 여러 차례 세척한 후 동결 건조하였다. 건조된 P.
1, 30 psu가 유지되도록 하였다. 갯지렁이 체내 미량 금속과 생체지표 분석을 위한 시료 채취는 노출 시작 후 6, 12, 24시간 그리고 48 시간에 각각의 수조에서 항목별 12 개체씩을 취하였다.
nuntia 체내 미량금속 분석을 위하여 카드뮴과 구리에 노출시킨 갯지렁이를 증류수로 여러 차례 세척한 후 동결 건조하였다. 건조된 P. nuntia는 미리 산 세척된 테프론 용기에 넣고 Supra급 질산 5 mL를 가한 뒤 180 oC에서 24 시간 동안 생물이 완전 분해될 때까지 가열하였으며 산을 증발시킨 후 2% 질산으로 희석하여 Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry(ICP-MS, Thermo elemental X-7)로 분석하였다. 미량금속 분석을 위한 시료는 농도 및 시간 별 4 개체의 갯지렁이를 풀링하여 3 반복 분석하였으며 분석 된 농도를 평균하였다.
, 2008). 구리와 카드뮴은 각각 1000 mg/L의 atomic absorption spectrometry(AAS)용 standard 용액(Merck Co., Germany)을 이용하였으며 pH의 영향을 배제하기 위하여 미리 산 세척된 테프론 용기에 증발시킨 후 재 용해시킨 다음 waterborne exposure test로 진행하였다. 노출시킨 농도는 I)카드뮴 50μg/L(Cd50), II)카드뮴 50 μg/L과 구리 50μg/L(Cd50 + Cu50), III)카드뮴 50μg/L과 구리 100μg/L (Cd50 + Cu100), IV)카드뮴 50μg/L과 구리 200 μg/L (Cd50 + Cu200)로써 카드뮴의 농도는 고정하고 구리의 농도를 증가시켜 노출시켰다.
노출시킨 농도는 I)카드뮴 50μg/L(Cd50), II)카드뮴 50 μg/L과 구리 50μg/L(Cd50 + Cu50), III)카드뮴 50μg/L과 구리 100μg/L (Cd50 + Cu100), IV)카드뮴 50μg/L과 구리 200 μg/L (Cd50 + Cu200)로써 카드뮴의 농도는 고정하고 구리의 농도를 증가시켜 노출시켰다. 대조군은 미량금속의 농도를 조절하지 않은 동일한 해수에 노출 시켰다. 실험기간 동안 먹이를 급이하지 않았으며, 24 시간에 한번 90 %의 시험수를 교환 해주었다.
nuntia를 독성 및 세포 산화에 관여하는 카드뮴과 구리에 동시 노출시켜 미량금속 이용성과 생체지표 반응에 대하여 조사하였다. 동시 노출된 구리 농도에 따라 카드뮴과 구리의 축적 정도를 비교함으로써 카드뮴과 구리의 복합독성이 갯지렁이 체내 미량금속의 축적과 아울러 갯지렁이의 생체지표로써 금속결합 단백질(Metallothionein-like proteins; MTLPs)과 항산화요소 중 하나인 글루타치온 S-전이효소(glutathione S-transferase; GST)의 변화에 미치는 영향을 알아보았다.
nuntia는 미리 산 세척된 테프론 용기에 넣고 Supra급 질산 5 mL를 가한 뒤 180 oC에서 24 시간 동안 생물이 완전 분해될 때까지 가열하였으며 산을 증발시킨 후 2% 질산으로 희석하여 Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry(ICP-MS, Thermo elemental X-7)로 분석하였다. 미량금속 분석을 위한 시료는 농도 및 시간 별 4 개체의 갯지렁이를 풀링하여 3 반복 분석하였으며 분석 된 농도를 평균하였다. 표준물질은 NRC Canada의 DORM-2와 NOAA의 CRM 2976을 이용하였으며 99~101%의 높은 회수율을 보였다(Table 1).
글루타치온 S-전이효소(Glutathione S-transferase, GST); GST는 세포의 산화적 손상에 대항하는 중요한 방어기작의 하나로 진화적으로 잘 보존된 효소로써 세포 내 중요한 항산화제인 GSH와의 conjugation을 통해 다양한 xenobiotic화합물의 해독기작에 관여한다. 분석은 균질화 된 갯지렁이 시료를 18000 g에서 90 분간 원심 분리 한 세포 분획의 상등액을 취하여 1-chloro-2,4-dinitrobenzene(CDNB)와 GSH를 기질로 하는 혼합시약을 가해 340 nm 파장에서 4 분 동안 GSH와 CDNB의 결합으로 인해 증가하는 흡광도를 측정하였다(Regoli et al., 1997). 항목별 12 개체의 P.
수온과 pH 그리고 염분은 실험과정 동안 각각 25℃, pH 8.1 ± 0.1, 30 psu가 유지되도록 하였다.
실내 노출 시간 동안 갯지렁이 체내 축적된 미량금속에 대한 생물 농축계수(bioconcentration factor, BCF)는 처리한 해수의 미량 금속 농도와 갯지렁이 체내 미량금속 농도를 이용하여 다음과 같이 계산하였다.
01g인 개체를 선별하여 실험을 진행하였다. 실험 전 갯지렁이는 실험실에서 72시간의 순치기간을 두었으며, 총 720 개체를 구리와 카드뮴을 첨가한 2L의 각각의 수조에 48시간 동안 노출시켰다. 카드뮴의 농도는 동일종에 대한 이전의 연구에서 7일 간의 노출 동안 치사가 나타나지 않고, 동일 시간에 금속결합 단백질(Metallothionein like proteins)의 농도가 가장 높았던 농도로 선정하였으며, 구리의 농도는 동일한 실험에서 반치사 농도보다 낮은 범위 하에서 선정하였다(Won et al.
, 1997). 항목별 12 개체의 P. nuntia를 채취하여 4 개체의 갯지렁이를 풀링하여 세 번 반복 분석하여 평균하였다. 시료 내의 총 단백질은 균질화 된 상등액을 취하여 Bradford 방법을 따라 측정하였으며, standard는 BSA(bovine serum albumin)를 사용하였다(Bradford, 1976).
대상 데이터
실험에 이용한 갯지렁이는 참갯지렁이과에 속하는 눈썹참갯지렁이(Perinereis nuntia)로 전라남도 여수 갯지렁이 양식장에서 구입하였다. 크기에 따른 오차를 피하기 위하여 체중 0.
크기에 따른 오차를 피하기 위하여 체중 0.05 ± 0.01g인 개체를 선별하여 실험을 진행하였다.
미량금속 분석을 위한 시료는 농도 및 시간 별 4 개체의 갯지렁이를 풀링하여 3 반복 분석하였으며 분석 된 농도를 평균하였다. 표준물질은 NRC Canada의 DORM-2와 NOAA의 CRM 2976을 이용하였으며 99~101%의 높은 회수율을 보였다(Table 1).
데이터처리
체내 미량금속의 농도 및 축적비에 대한 측정치의 비교는 t-검정을 하였다(t-test, p<0.05).
체내 축적된 미량금속 농도, 생물농축비(bioconcentration factors), 체내 축적률(bioaccumulation rate) 및 생체지표(MTLPs and GST)간의 상관관계는 피어슨 상관관계(Pearson’s correlation coefficient; p<0.05)로 나타내었다.
측정된 미량금속 농도와 생체지표는 평균값(± SD)으로 나타내었고 각각의 처리군에 대한 일원분산분석(One-way ANOVA)을 실시하였으며, 유의성 p<0.05 수준에서 사후검정을 실시하였다(Tukey’s post hoc analysis).
이론/모형
nuntia를 채취하여 4 개체의 갯지렁이를 풀링하여 세 번 반복 분석하여 평균하였다. 시료 내의 총 단백질은 균질화 된 상등액을 취하여 Bradford 방법을 따라 측정하였으며, standard는 BSA(bovine serum albumin)를 사용하였다(Bradford, 1976).
성능/효과
Metallothionein-like protein의 경우, 6 시간째 가장 높은 농도를 보였다. GST는 시간과 농도에 따라 증가하는 경향을 보였으며 높은 구리 농도에서 감소하는 경향을 보여 금속으로 인한 체내 항산화효소의 발현을 확인하였다. 실제 환경에서는 다양한 오염물질이 존재하고 그 농도 또한 실내 실험에 비해 낮기 때문에 다양한 추후 연구가 필요하나, 생물 체내 미량금속 농도 분석과 더불어 생체지표 연구가 오염된 환경에서 오염물질이 생물체에 미치는 영향을 조기에 진단하는데 활용 될 수 있음을 보여주고 있다.
P. nuntia 체내 구리 농도는 카드뮴에 단독 노출시킨 실험군 I의 경우(Cd50)를 제외하고 모든 실험군에서 12 시간까지는 유의한 증가를 보이지 않았으며(p>0.05), 24 시간과 48 시간에서 초기 농도에 비해 크게 증가하는 것으로 나타났다(Fig. 1a; p<0.05).
갯지렁이 체내 GST의 경우 일부 농도에서 시간에 따라 증가하는 경향을 보이고 있으며, 실험군 IV(Cd50 + Cu200)을 제외한 모든 실험군에서 48 시간 노출에서 가장 높은 activity를 보여 체내 축적된 미량금속에 의한 세포 산화에 대한 방어기작으로써의 갯지렁이 P. nuntia 체내 GST의 활성을 확인하였다(Fig. 3). 특히 카드뮴 단독 노출의 경우, GST는 체내 축적된 카드뮴 농도 및 체내 축적률과 높은 상관관계를 보여 체내 축적되는 카드뮴의 농도가 체내 GST와 유의한 상관성을 나타냈다(r=0.
갯지렁이 체내 미량금속 축적률은 구리의 경우 노출시간이 증가함에 따라 감소하는 경향을 보였으나, 카드뮴은 초기 노출 6 시간에서 높은 값을 보인 후 시간에 따른 뚜렷한 증감이 보이지 않았다(Table 3). 이는 갯지렁이(Hediste japonica)를 구리와 카드뮴에 각각 노출시켰을 때 체내 구리 축적률이 카드뮴과 달리 감소하는 경향을 보인 기존의 연구 결과와 유사하였다(Sun and Zhou, 2007).
1, Table 2). 갯지렁이 체내 카드뮴 농도는 동시에 노출시킨 구리 농도의 증가에 따라 통계학적으로 유의하게 증가하는 경향을 보였으며 카드뮴을 단독 노출시킨 경우에 비해 약 1.5 배의 카드뮴을 더 축적하는 것으로 나타났다(Fig. 1(b), p<0.
또한 노출 후 48 시간째 MTLPs의 농도의 유의한 차이가 없는 실험군 I과 II는 MTLPs의 농도가 유이하게 증가하는 실험군 III과 IV와 유의하게 증가한 GST의 함량을 보여 MTLPs와 GST의 동시적인 금속독성 조절 기능을 예상할 수 있었다. 구리농도가 높은 실험군(Cd50 + Cu200)에서는 노출 6시간째와 12 시간째 다른 실험군에 비해 높은 GST농도를 보였지만 24시간 이후에는 그 값이 감소하여 시간 및 노출농도와의 유의한 상관성을 보이지 않았다(Fig. 3).
05). 구리의 농도를 가장 높게 처리한 실험군(Cd50 + Cu200)에서 카드뮴의 축적은 다른 실험군에 비해 낮은 증가율을 보였다(Table 2). 카드뮴의 농도가 일정할 때 구리 농도가 100 μg/L 이하에서는 구리의 존재가 카드뮴의 축적을 증가시키고 시간에 따라 카드뮴과 구리의 축적이 증가하지만 구리의 농도가 높을 때(Cu 200 μg/L)에는 카드뮴과 구리 모두 체내 축적이 낮아 갯지렁이의 체내 미량금속 흡수 및 이용 메커니즘에서 영향을 미치는 것으로 보여졌다.
그러나 구리의 농도가 가장 높은 실험군 IV(Cd50 + Cu200)의 갯지렁이는 실험군 III에 비해 낮은 체내 축적률을 보였으며, 카드뮴 농도에서도 동일한 경향을 보였다(Fig. 1, p<0.05).
노출 12 시간째와 48 시간째 구리의 체내 생물농축계수(BCF)와 MTPLs가 양의 상관관계를 보여(r>0.8; p<0.05) 앞서 언급한 바와 같이 해수로부터 체내에 축적한 구리 농도가 갯지렁이 체내 MTLPs의 증감에 영향을 주고 있음을 보였다(Fig. 2).
05) 체내 축적된 미량 금속이 야기하는 산화스트레스에 대한 방어기작으로써 GST activity의 증가를 확인하였다. 또한 노출 후 48 시간째 MTLPs의 농도의 유의한 차이가 없는 실험군 I과 II는 MTLPs의 농도가 유이하게 증가하는 실험군 III과 IV와 유의하게 증가한 GST의 함량을 보여 MTLPs와 GST의 동시적인 금속독성 조절 기능을 예상할 수 있었다. 구리농도가 높은 실험군(Cd50 + Cu200)에서는 노출 6시간째와 12 시간째 다른 실험군에 비해 높은 GST농도를 보였지만 24시간 이후에는 그 값이 감소하여 시간 및 노출농도와의 유의한 상관성을 보이지 않았다(Fig.
본 연구에서 나타난 구리와 카드뮴의 갯지렁이 체내 축적 농도 감소 및 체내 축적률 저해는 낮은 구리 농도(Cu 100 μg/L)에서는 구리의 흡수와 배출의 조절 기작을 가지고 있으나, 높은 구리 농도(Cu 200 μg/L)에서는 구리의 독성으로 인해 갯지렁이의 체내 구리 흡수가 저해된 것으로 생각된다.
본 연구에서도 높은 구리의 농도(Cu 200μg/L)에 48시간 노출된 갯지렁이 P. nuntia는 체내 미량 금속의 흡수와 배출에 대한 조절 기작이 달라졌음을 보여주며, 그 결과 증가하던 카드뮴과 구리의 생체축적률이 감소하고 체내 농도 또한 감소한 것으로 사료된다.
실험구 I(Cd 50)의 경우 노출시간 6, 12, 24 그리고 48 시간 후 구리의 농도는 각각 20.7(±5.4), 16.6(±2.1), 13.9(±1.0), 18.7(±1.0) μg/g으로 변화가 없었으며, 카드뮴의 농도는 각각 0.66(±0.14), 0.84(±0.06), 0.98(±0.10), 2.39(±0.10) μg/g으로 시간에 따라 증가하였다.
실험구 III(Cd50+Cu100)의 경우 노출시간 6, 12, 24 그리고 48 시간 후 구리의 농도는 각각 39.8(±12.6), 35.5(±3.1), 82.0(±1.0) 그리고 137.6(±2.0) μg/g, 카드뮴의 농도는 1.36(±0.84), 0.85(±0.13), 2.26(±0.10) 그리고 3.93(±0.10) μg/g으로 실험구 II보다 높은 농도를 보였다.
2). 일부 농도에서 48 시간째 초기 농도와 유사한 체내 MTLP 농도를 보였으며 MTLPs의 농도가 12 시간째 감소 후 유의한 변화가 없던 실험군 I과 II의 경우 체내 항산화효소 GST의 함량은 유의한 증가 경향을 보였다(Fig. 3). 노출 12 시간째와 48 시간째 구리의 체내 생물농축계수(BCF)와 MTPLs가 양의 상관관계를 보여(r>0.
카드뮴과 구리를 동시에 노출시킨 갯지렁이 체내 MTLPs는 초기에 637.9(±53.0) μg MT/g wet wt를 보인 반면 노출 후 6 시간 째 가장 높은 농도를 보였으며(p<0.05), 이후에는 그 농도가 급격히 감소하여 초기 농도보다 낮은 값을 보였다(Fig. 2).
07) μg/g을 보여 시간에 따른 유의한 변화가 없었다. 카드뮴과 구리를 처리한 실험군에서 P. nuntia 체내 구리와 카드뮴의 농도는 노출 시간과 금속의 농도에 따라 증가하는 경향을 보였다. 실험구 I(Cd 50)의 경우 노출시간 6, 12, 24 그리고 48 시간 후 구리의 농도는 각각 20.
카드뮴에 단독 노출시켰을 때보다 구리와 함께 노출 시킨 경우, 체내 축적률이 증가하였으며 구리의 농도가 200 μg/L이상일 때에는 카드뮴과 구리의 체내 축적률이 모두 감소하는 결과를 보였다.
카드뮴의 농도가 일정할 때 구리 농도가 100 μg/L 이하에서는 구리의 존재가 카드뮴의 축적을 증가시키고 시간에 따라 카드뮴과 구리의 축적이 증가하지만 구리의 농도가 높을 때(Cu 200 μg/L)에는 카드뮴과 구리 모두 체내 축적이 낮아 갯지렁이의 체내 미량금속 흡수 및 이용 메커니즘에서 영향을 미치는 것으로 보여졌다.
특히 카드뮴 단독 노출의 경우, GST는 체내 축적된 카드뮴 농도 및 체내 축적률과 높은 상관관계를 보여 체내 축적되는 카드뮴의 농도가 체내 GST와 유의한 상관성을 나타냈다(r=0.9, p<0.05; r=0.8, p0.6, p<0.05) 체내 축적된 미량 금속이 야기하는 산화스트레스에 대한 방어기작으로써 GST activity의 증가를 확인하였다.
하지만 각각의 처리군에서의 시간에 따른 MTLPs는 유의한 증가는 보이지 않았으며(p>0.05), 동일 시간대에서 해수 중 미량금속의 농도에 따른 MTLPs 역시 유의한 변화가 보이지 않았다(p>0.05).
후속연구
아울러 환경 내 미량금속은 실내 급성 독성 실험 시 이용되는 농도에 비해 미량으로 존재하기 때문에 실제 해양환경(수환경 및 퇴적물) 및 해양생물 내 오염물질 축적에 따른 생물체 내 영향을 평가하기 위해서는 장기간에 걸친 모니터링이 요구된다. 또한 다양한 생체지표의 생성기작을 이해하고 조기오염경보지표로써 이를 활용한다면, 오염된 환경에서 서식하는 해양생물들의 생체지표가 환경 평가에 있어 유용할 것으로 사료된다.
본 연구는 카드뮴과 구리의 동시 노출 시 갯지렁이 P. nuntia에 대해 생물농축 및 체내 흡수율 등의 생물 이용성과 생체지표의 반응에 대한 결과를 보여주며, 이는 다양한 오염물질이 존재하는 실제 환경에서의 이용에 제약이 있기 때문에 향후 다양한 오염물질(미량금속 및 유기오염물질)에 대한 동시 노출에 대해 연구가 필요하다. 아울러 환경 내 미량금속은 실내 급성 독성 실험 시 이용되는 농도에 비해 미량으로 존재하기 때문에 실제 해양환경(수환경 및 퇴적물) 및 해양생물 내 오염물질 축적에 따른 생물체 내 영향을 평가하기 위해서는 장기간에 걸친 모니터링이 요구된다.
GST는 시간과 농도에 따라 증가하는 경향을 보였으며 높은 구리 농도에서 감소하는 경향을 보여 금속으로 인한 체내 항산화효소의 발현을 확인하였다. 실제 환경에서는 다양한 오염물질이 존재하고 그 농도 또한 실내 실험에 비해 낮기 때문에 다양한 추후 연구가 필요하나, 생물 체내 미량금속 농도 분석과 더불어 생체지표 연구가 오염된 환경에서 오염물질이 생물체에 미치는 영향을 조기에 진단하는데 활용 될 수 있음을 보여주고 있다.
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