지구적으로 양서류가 감소하고 있다. 수정 후 변태에 이르는 생활사를 수중에서 진행하는 양서류는 수환경 내의 오염물질에 1차적으로 노출되며 독성효과에 대한 감수성이 높아 수환경의 오염에 특히 취약하다. 양서류는 수서생태계의 건강도 지표로서 유용할 뿐 아니라 배아 또는 유생에서 분자 및 개체수준의 다양한 생체지표를 이용한 내분비계장애물질을 비롯한 다양한 환경오염물질의 독성평가 모델로서도 유용하다. 양서류에서 얻어진 독성자료는 수환경 오염물질의 관리와 안전관리기준의 설정에 활발히 이용되고 있다. 다양한 알킬페놀류 화합물이 농업, 공업, 가정활동에 사용되고 있으며, 수환경 내에 잔류한다. 이들은 다양한 수생동물에서 내분비계장애 효과를 갖는 것으로 알려졌다. 본 소고에서는 양서류의 배아, 유생을 대상으로 알킬페놀류 화합물의 종류별, 노출경로 및 농도, 노출기간 및 발생단계 등에 따른 내분비계장애효과와 그 기작에 관한 국내외 자료를 정리하였다.
지구적으로 양서류가 감소하고 있다. 수정 후 변태에 이르는 생활사를 수중에서 진행하는 양서류는 수환경 내의 오염물질에 1차적으로 노출되며 독성효과에 대한 감수성이 높아 수환경의 오염에 특히 취약하다. 양서류는 수서생태계의 건강도 지표로서 유용할 뿐 아니라 배아 또는 유생에서 분자 및 개체수준의 다양한 생체지표를 이용한 내분비계장애물질을 비롯한 다양한 환경오염물질의 독성평가 모델로서도 유용하다. 양서류에서 얻어진 독성자료는 수환경 오염물질의 관리와 안전관리기준의 설정에 활발히 이용되고 있다. 다양한 알킬페놀류 화합물이 농업, 공업, 가정활동에 사용되고 있으며, 수환경 내에 잔류한다. 이들은 다양한 수생동물에서 내분비계장애 효과를 갖는 것으로 알려졌다. 본 소고에서는 양서류의 배아, 유생을 대상으로 알킬페놀류 화합물의 종류별, 노출경로 및 농도, 노출기간 및 발생단계 등에 따른 내분비계장애효과와 그 기작에 관한 국내외 자료를 정리하였다.
Amphibian population declines globally. Aquatic contamination by organic pollutants including endocrine disrupters has been suspected to the one of the reason for distinction of amphibia which has obligate aquatic life style during larval period. Amphibians have been widely accepted as animal model ...
Amphibian population declines globally. Aquatic contamination by organic pollutants including endocrine disrupters has been suspected to the one of the reason for distinction of amphibia which has obligate aquatic life style during larval period. Amphibians have been widely accepted as animal model for the study of endocrine disruption in aquatic ecosystem at molecular as well as individual levels. There are increasing need for toxicological data in amphibians at multiple endpoints for management of contamination and development of safety guideline for important EDs in aquatic media. Alkylphenols have been widely used in agricultural, industrial, and housekeeping activities, contaminating the aquatic media and evoking endocrine disruption in aquatic animals. In this review, we summarized data concerning the endocrine disruption by alkylphenol organic pollutants on amphibians according to route, concentration, terms, and developmental stage of exposure together with mechanism of endocrine disruption.
Amphibian population declines globally. Aquatic contamination by organic pollutants including endocrine disrupters has been suspected to the one of the reason for distinction of amphibia which has obligate aquatic life style during larval period. Amphibians have been widely accepted as animal model for the study of endocrine disruption in aquatic ecosystem at molecular as well as individual levels. There are increasing need for toxicological data in amphibians at multiple endpoints for management of contamination and development of safety guideline for important EDs in aquatic media. Alkylphenols have been widely used in agricultural, industrial, and housekeeping activities, contaminating the aquatic media and evoking endocrine disruption in aquatic animals. In this review, we summarized data concerning the endocrine disruption by alkylphenol organic pollutants on amphibians according to route, concentration, terms, and developmental stage of exposure together with mechanism of endocrine disruption.
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문제 정의
수환경 내에서 다양한 환경오염물질들은 수생동물에서 에스트로젠 또는 갑상선호르몬의 기능을 교란하며, 특히 양서류의 배아와 유생에서 다양한 기능적 지표들 변화시킨다. 따라서 이들 기능적 지표들을 바이오마커로 활용하여 개별 화학물질 및 환경매체의 생물학적 위해성을 평가할 수 있다.
알킬페놀류를 비롯한 다양한 화학물질 및 그 대사유도체들은 에스트로젠 또는 갑상선호르몬과 유사하거나 길항하는 작용을 한다. 본 소고에서는 국내 외에서 진행되어온 양서류의 배아, 유생 등을 이용한 알킬페놀류 화합물의 독성과 내분비계교란효과에 대한 자료를 정리하였다.
이들은 다양한 수생동물에서 내분비계장애 효과를 갖는 것으로 알려졌다. 본 소고에서는 양서류의 배아, 유생을 대상으로 알킬페놀류 화합물의 종류별, 노출경로 및 농도, 노출기간 및 발생단계 등에 따른 내분비계장애효과와 그 기작에 관한 국내외 자료를 정리하였다.
성능/효과
동물지리학적 특성과 양서류 종간에 독성민감도가 차이를 고려할 때 국내 수계 특성에 맞는 양서류 종 선정과 이에 따른 독성연구가 필요한 것으로 판단된다.2) 양서류에서 보고된 알킬페놀류 EDs의 내분비계장애효과 및 발생, 생식 독성 자료를 고찰하면 동종에서도 실험방법에 의해 상이한 결과가 나오거나 같은 실험법에 의해서도 최소효과 농도(NOEC) 등의 지표에서 다른 결과가 보고되고 있어 독성실험법의 표준화가 요구된다.3) 다양한 화학물질들이 유사한 내분비계교란 효과를 가지는 경우에도 그 독성작용 기작에는 물질별로 상이할 수 있으므로 생체 메커니즘에 근거한 다양한 시험법의 개발이 요구된다.
이는 vasotocin(VT)에 의해 촉진되며 VT와 mesotocin(MT)는 각각 항이뇨, 이뇨효과를 갖는데 성호르몬 또는 에스트로젠성 내분비계장애물질이 양서류의 수분흡수와 항상성 조절에 미치는 효과는 잘 알려져 있지 않다. Japanese tree frog(Hyla arborea japonica)의 복부를 통한 수분흡수에 E2, testosterone propionate(TP), BPA, methoxychlor(Mx)의 영향을 확인한 결과 수컷 개구리에서는 암컷 개구리에서 보다 더 많은 수분을 흡수하였다. 이러한 성적이형은 E2, BPA 또는 Mx 투여로 사라졌으며, 물에 용해된 Mx도 역시 암컷에서의 수분 흡수를 저해시켰다(Kohno et al.
R. nigromaculata 유생을 2 μg L-1, 20 μg L-1, 200 μg L-1 수준의 BPA, NP, BPA+NP에 30일간 노출했을 때 낮은 농도에서 가장 높은 수준의 testosterone이 생성되는 것으로 나타났다.
배양된 X. laevis의 간세포 내 Vg 발현변화를 통해 에스트로젠성을 평가한 in vitro 실험에서 0.1nM~10 μM 수준의 17β-estradiol(E2), 4-nonylphenol(NP), bisphenol- A(BPA)는 에스트로젠성을 갖는 것으로 나타났다.
2004). 이러한 결과로부터 환경시료 내의 에스트로젠성 화학물질들은 개구리류에서 경피적 수분흡수 기능에 영향을 미칠 수 있을 것으로 사료된다.
양서류를 대상으로 알킬페놀류 화합물의 항안드로젠성을 조사한 연구는 지극히 제한적이다. 컴퓨터를 이용한 가상적 결합모델에서 NP는 X. laevis와 R. catesbeiana 남성호르몬수용체(androgen receptor, AR)의 호르몬결합 부위(ligand binding domain, LBD)에 높은 친화력을 갖는 것으로 나타났으며, 그 친화력은 생체 내 남성호르몬인 testosterone보다 높은 것으로 나타났다. BPA 또한 AR의 LBD에 친화력을 갖는다(Wu et al.
후속연구
수중에 존재하는 내분비계장애물질은 양서류 배아 및 유생에서 호르몬과 유사한 작용하거나 길항제로 작용하여 정상적인 생리기능을 교란 또는 저해한다. 본 소고를 통해 현재까지 양서류를 대상으로 EDC의 독성 및 내분비계장애효과에 대한 자료를 정리한 결과 1) 양서류 가운데 주로 Xenopus를 대상으로 연구되어 왔으며, 야생 양서류 대상으로 수행된 연구는 제한적이다. 동물지리학적 특성과 양서류 종간에 독성민감도가 차이를 고려할 때 국내 수계 특성에 맞는 양서류 종 선정과 이에 따른 독성연구가 필요한 것으로 판단된다.
2) 양서류에서 보고된 알킬페놀류 EDs의 내분비계장애효과 및 발생, 생식 독성 자료를 고찰하면 동종에서도 실험방법에 의해 상이한 결과가 나오거나 같은 실험법에 의해서도 최소효과 농도(NOEC) 등의 지표에서 다른 결과가 보고되고 있어 독성실험법의 표준화가 요구된다.3) 다양한 화학물질들이 유사한 내분비계교란 효과를 가지는 경우에도 그 독성작용 기작에는 물질별로 상이할 수 있으므로 생체 메커니즘에 근거한 다양한 시험법의 개발이 요구된다. 4) 내분비계장애 효과가 나타나는 다양한 독성 종말점을 대상으로 NOEC 정보가 보강되어야 할 것이다.
3) 다양한 화학물질들이 유사한 내분비계교란 효과를 가지는 경우에도 그 독성작용 기작에는 물질별로 상이할 수 있으므로 생체 메커니즘에 근거한 다양한 시험법의 개발이 요구된다. 4) 내분비계장애 효과가 나타나는 다양한 독성 종말점을 대상으로 NOEC 정보가 보강되어야 할 것이다.5) 저농도 장기간 노출에 따른 발생학적 위해성에 대한 독성자료가 매우 부족한 상태로 이 부분에 대한 독성자료의 축적이 필요하다.
본 소고를 통해 현재까지 양서류를 대상으로 EDC의 독성 및 내분비계장애효과에 대한 자료를 정리한 결과 1) 양서류 가운데 주로 Xenopus를 대상으로 연구되어 왔으며, 야생 양서류 대상으로 수행된 연구는 제한적이다. 동물지리학적 특성과 양서류 종간에 독성민감도가 차이를 고려할 때 국내 수계 특성에 맞는 양서류 종 선정과 이에 따른 독성연구가 필요한 것으로 판단된다.2) 양서류에서 보고된 알킬페놀류 EDs의 내분비계장애효과 및 발생, 생식 독성 자료를 고찰하면 동종에서도 실험방법에 의해 상이한 결과가 나오거나 같은 실험법에 의해서도 최소효과 농도(NOEC) 등의 지표에서 다른 결과가 보고되고 있어 독성실험법의 표준화가 요구된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
EDs는 생체 호르몬의 작용을 교란하여 어디에서 다양한 독성 효과를 나타내는가?
2000). EDs는 생체호르몬의 작용을 교란하여 발생, 번식, 내분비, 면역, 신경계 등에서 다양한 독성효과를 발휘한다. 따라서 환경 잔류성이 높은 EDs의 위해성을 정확히 평가하고 이들 물질의 생산 및 사용에 대한 허용기준치 및 규제 방안을 설정하는 것은 양서류가 서식하는 육수환경의 보존과 관리에 매우 중요하다.
알킬페놀은 무엇인가?
알킬페놀(alkylphenols)은 비이온성 계면활성제로 사용되는 알킬페놀에톡실레이트(APEO)의 분해산물로서 분자적으로 페놀의 벤젠고리에 알킬그룹이 결합되어 있는 비교적 안정한 화합물이다. APEO 자체는 독성물질로 분류되어 있지 않지만, 그 대사생성 물질인 단사슬 APEO, 알킬페놀 및 카르복실 유도체 등은 폐수 또는 음용수의 염소처리 공정에서 mutagenic ring halogenated derivative 를 생성한다.
양서류가 수서생태계의 건강도를 대변하는 지표인 이유는 어떤 생태적 특징 때문인가?
습지 생태계에서 중요한 생태적 지위를 차지하는 양서류는 육상생활을 최초로 시작한 척추동물로 진화와 발생학 연구에 중요한 재료를 제공한다. 수정 후 변태에 이르는 생활사를 수환경에서 진행하는 양서류는 수환경 내의 오염물질에 대해 1차적으로 노출되므로 어류와 마찬가지로 매우 노출 감수성이 높다. 또한 먹이사슬의 중간소비자로 수환경 내의 오염물질의 먹이순환에 따른 독성 효과의 생물농축 효과가 나타날 수 있는 생태적 특징을 갖는다. 따라서 수환경오염에 매우 민감할 뿐 아니라 수서생태계의 건강도를 대변하는 지표로서 유용한 까닭에 발생 중인 배아 또는 유생을 이용한 독성평가 및 이를 활용한 수환경 기준을 설정노력이 다양한 양서류에서 활발하다(Plotner and Gunther 1987; Boyer and Grue 1995; Lahr 1997; Loeffler et al.
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