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카드뮴 노출이 붕어(Carassius auratus) 조직에 미치는 영향
Effects of Cadmium Exposure on Tissues of Carassius auratus 원문보기

생명과학회지 = Journal of life science, v.20 no.10 = no.126, 2010년, pp.1490 - 1497  

신명자 (안동대학교 자연과학대학 생명과학과) ,  권오창 (안동대학교 자연과학대학 생명과학과) ,  이종은 (안동대학교 자연과학대학 생명과학과) ,  서을원 (안동대학교 자연과학대학 생명과학과)

초록
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본 연구는 Cd에 노출시킨 붕어를 통하여 각 조직에 축적된 Cd 양과 항산화효소 활성을 통해 생리적인 변화 및 아가미와 신장 조직에서의 미세구조 변화를 조사하였다. Cd을 처리한 실험군 붕어 조직 내 Cd의 함량은 아가미 조직에서 가장 높았고 근육 조직에서 가장 낮았다. 또한 모든 조직에서 Cd의 함량은 노출기간이 길어질수록 증가하여 노출 20일에 가장 높았다. 항산화효소의 활성은 아가미와 근육 조직에서 높았으며, 신장과 간 조직에서 낮았다. 모든 조직에서 SOD의 활성이 가장 높았으며, SOD와 CAT의 활성은 10일에 높은 활성을 보이고 감소하는 유사한 결과를 보였다. Cd에 20일간 노출시킨 붕어의 아가미 조직은 대조군 아가미 조직에 비하여 노출기간이 길어질수록 새변 사이에 점액세포의 수가 증가하였으며, 이차새변에서는 부종, 상피세포의 박리와 새변과 새변이 융합한 형태도 관찰되었다. 또한 아가미 조직의 미토콘드리아와 핵에서는 막의 손상이 확인되었다. 신장 조직은 대조군에서 보우만 주머니 안에 사구체가 꽉 찬 정상구조였으나 노출기간이 길어짐에 따라 사구체가 수축하여 보우만 주머니 안의 공간이 넓은 형태로 관찰되었다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The present study aimed to investigate the level of accumulated heavy metal in various tissues of Carassius auratus after exposure to Cadmium (Cd), histologically and physiologically. After treating C. auratus with Cd, the accumulated Cd in gill tissues was detected to be of the highest content, and...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 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[16]. 따라서 본 연구에서는 Cd 0.3 mg/l을 처리한 실험군 붕어를 이용하여 중금속의 축적정도와 이에 따른 아가미와 신장 조직에서 미세구조의 변화와 중금속 함량 및 항산화효소의 활성을 통해 생리적인 변화를 알아보고자 하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
어류가 미량의 카드뮴에 노출될 경우 어떤 피해를 보나요? 또한 수계로 유입된 카드뮴은 동물의 조직에 지속적으로 축적되고, 축적된 카드뮴의 독성은 노출되는 양과 형태[7], 체내유입경로[14]에 따라 다르게 나타나는데, 신장 기능, 중추 신경계, 골변화증, 근육통, 고혈압, 호흡곤란 등이 유발되는 것으로 보고되고 있다[7]. 특히 어류의 경우, 미량의 카드뮴에 노출될 경우에도 조직 손상, 척추 변형, 호흡기 변화등 치사에까지 이르게 된다[22]. 그러나 지금까지의 생체 내 Cd 축적에 대한 연구는 주로 실험동물을 이용한 실험적 연구가 대부분일 뿐 수중에서의 어류를 이용한 실험적 연구는 많지 않다.
어류에서 Cd와 같은 중금속 축적 변화의 경향을 파악하기 어려운 이유는? 그러나 지금까지의 생체 내 Cd 축적에 대한 연구는 주로 실험동물을 이용한 실험적 연구가 대부분일 뿐 수중에서의 어류를 이용한 실험적 연구는 많지 않다. 또한 어류에 대한 중금속 축적 연구는 자연 생태계에서의 어류를 채집하여 중금속 농도를 측정한 실험이 대부분이어서 이들이 서식하는 생활환경과 물의 오염상태에 따라 측정치에 차이가 있을 수 있어 사실상 특정 중금속에 어류가 노출되었을 때 어느 정도 축적되는지, 시간 경과에 따른 축적변화는 어떠한 경향인지를 알아내기가 어렵다[19].
붕어가 생물검정 시험에 적합한 재료로 활용되는 이유는? 어류의 생체 내 중금속 축적이나 독성실험에는 수중 생태계의 제반 특성과 어류의 종류에 따라 차이가 있으나 어류에 대한 독성시험법에 의하면 송사리, 붕어, 잉어, 금붕어 및 미꾸라지 등을 공시어로 지정하고 있다. 따라서 잉어목, 잉어과에 속하는 붕어(Carassius auratus)는 한국, 중국 및 일본 등 아시아권에 널리 분포하고 개체수도 풍부한 대표적인 담수어종이며, 실험실에서 순화가 잘 될 뿐만 아니라 채집에도 용이한 점이 있기 때문에 생물검정시험에 적합한 재료로 활용되고 있다[5]. 또한 선진국에서는 환경오염에 따른 수생생태계의 변화를 파악하고자 이화학적 수질분석만을 이용한 수질관리에서 벗어나 생물학적 감시망을 구축하였고, 이를 바탕으로 악화된 수 환경을 보전 및 복원하고자 꾸준한 생물모니터링 및 수생생물의 생태적 특성 및 생리·생화학적 연구를 실시하고 있다[21].
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참고문헌 (25)

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  5. Cho, K. S., J. H. Park, and J. C. Kang. 2004. Acute toxicity of Carassius auratus and Pungtungia herzi lavra on mercury, lead and copper exposure. J. Korean Soc. on Water Quality 20, 265-268. 

  6. Cho, Y. G. and G. B. Kim. 2007. Bioaccumulation of Pb and Cd in Blue mussel (Mytilus edulis) and Oliver flounder (Paralichthys olivaceus) exposed to rearing media. J. Korean Soc. for Marine Eviron. Eng. 10, 21-28. 

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  13. Friberg, L. and J. Vostal. 1972. Mercury in the environment, pp. 17-23, CRS Press Inc., Cleveland. 

  14. Goyer, R. A. 1986. Toxic effect of metals. Casarett and Doull’s Toxicology, pp. 623-680, In Klaassen, C. D., M. D. Amder, and J. Doull (eds.), Mecmillian Publishing Co., New York. 

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  18. Muller, M. E., D. A. Sanchez, H. L. Bergman, D. G. Rhem, and C. M. Wood. 1991. Nature and time course of acclimation to aluminium in juvenile brook trout (Salvelinus fontinalis). Gill histology. Can. J. Fish Sci. 48, 2016-2027. 

  19. Park, S. H., I. S. Song, and Y. C. Cho. 2000. Experimental study on the accumulation of cadmium and other metals in the fish bodies (Oryzias latipes). Korean J. Environ. Hlth. Soc. 26, 25-31. 

  20. Probes, G. S., W. F. Bousquet, and T. S. Miya. 1977. Kinetics of cadmium-induced hepatic and renal metallothionein synthesis in the mouse. Toxicol. Appl. Pharmacol. 39, 51-60. 

  21. Schmitt, C. J. and G. M. Dethloff. 2000. Biomonitoring of environmental status and trends (BEST) program, selected methods for monitoring chemical contaminants and their effects in aquatic ecosystems. U. S. Geological Survey, Biological Resources Division, Information and Technology Report, USGS/ BRD/ITR-2000-0005. 

  22. Sorensen, E. M. 1991. Cadmium. In: Metal Poisoning in Fish. pp. 175-234, CRC press Inc., Boston. 

  23. Stacey, N. H. and C, D. Klaassen. 1981. Comparison of the effects of metals on cellular injury and lipid peroxidation in isolated rat hepatocyte. J. Toxicol. Environ. Hlth. 7, 139. 

  24. Webb, M. and A. T. Etienne. 1977. Studies on the toxicity and metabolism of cadmium thionein. Biochem. Pharmacol. 26, 25-30. 

  25. Wendel, A. and S. Feuerstin. 1981. Drug-induced lipid peroxidation in mice-l. Modulation by monoxygenase activity, glutathione and selsnium status. Biochem. Pharmacol. 30, 2513-2520. 

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