[논문]벤조피렌의 급성독성시험 연구

김미나; 이승길; 조삼래; 김덕현

doi:10.15269/jksoeh.2018.28.1.43

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Objectives: This study was performed to observe the toxicological changes caused by a single exposure to benzo[a]pyrene. Methods: Based on the results of a preliminary study, 300 mg/kg was set as the middle dose. A highest dose of 2,000 mg/kg and a lowest dose of 50 mg/kg were selected based on GHS ...

Objectives: This study was performed to observe the toxicological changes caused by a single exposure to benzo[a]pyrene. Methods: Based on the results of a preliminary study, 300 mg/kg was set as the middle dose. A highest dose of 2,000 mg/kg and a lowest dose of 50 mg/kg were selected based on GHS guidelines. Benzo[a]pyrene was orally administered once to female and male SD rats at dose levels of 50, 300, and 2,000 mg/kg(body weight). All animals were monitored daily for clinical signs and mortality over 14 days. Hematological and biochemical values were examined as well. Results: There were neither dead animals nor significant changes in body weights during the experimental period. In addition, no differences were found between the control and treated groups in clinical sign, hematology, serum biochemical, and histopathological analysis. Conclusion: Compared with the control group, we could not detect any toxic alteration in all treated groups. These studies indicate that the acute toxicity of benzo[a]pyrene is relatively low.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

그러나 벤조피렌의 경구 투여에 의한 독성학적 연구가 드물며, 오래 전에 이루어져 현재의 기준으로 볼 때 연구 방법 상 신뢰성이 확보되지 않아 그 결과를 인용하기가 어려운 상태이다. 따라서 본 연구는 벤조피렌의 경구 투여에 의한 급성 독성학적 연구를 시행하여 기존의 연구 결과와 비교하고 앞으로 내분비계 장애 연구에 필요한 기초자료를 얻고자 시행하였다.

제안 방법

시험물질은 고용량군의 시험물질을 칭량하여 부형제에 용해 및 현탁하여 균질하게 한 후 단계 희석하여 사용하였다(Table 1). 모든 시험동물을 대상으로 측정 및 관찰을 실시하였으며 1일 2회 동물의 사망 및 빈사 상태를 관찰하였다. 사망률, 빈사, 외관 및 행동 변화 등을 포함하는 일반증상을 관찰하고, 날짜와 시간, 지속정도 등을 기록하였다.
부형제는 corn oil로 하였는데, corn oil은 일반적으로 급성 경구독성시험에서 유의한 독성을 유발하지 않기 때문에 물에 용해되지 않는 시험물질의 부형제로 사용된다. 본 실험 전 실시한 예비실험 결과와 화학물질 분류·표지에 관한 국제 조화시스템(Globally Harmonized System of classification and labelling of chemicals, GHS)의 분류기준을 참조하여 노출 농도를 0 mg/kg, 50 mg/kg, 300 mg/kg 및 2,000 mg/kg으로 결정하였다. 시험물질은 고용량군의 시험물질을 칭량하여 부형제에 용해 및 현탁하여 균질하게 한 후 단계 희석하여 사용하였다(Table 1).

대상 데이터

시험종은 Sprague-Dawley계통의 랫트이며, 5주령 된 수컷 20마리, 암컷 20마리를 입수하여 투여개시 시 약 6주령 동물을 사용하였다. 첫 투여 시 전체 평균 체중의 ±20% 내외 동물을 사용하였다.

데이터처리

시험자료의 분석은 SAS/STAT를 이용하여 통계적으로 분석하였으며, 군간 비교는 다중비교분석을 실시하였다. 데이터는 Bartlett’s Test를 이용하여 등분산 검정을 실시한 후 등분산된 데이터는 일원배치분산분석(ANOVA)으로 검정하고, 군간차이는 Dunnett’s Test로 분석하였다. 등분산되지 않은 데이터는 Kruskal-Wallis Test로 분석하고, 투여군과 대조군 간의 차이는 Dunn’s Rank Sum Test로 확인하였다.
데이터는 Bartlett’s Test를 이용하여 등분산 검정을 실시한 후 등분산된 데이터는 일원배치분산분석(ANOVA)으로 검정하고, 군간차이는 Dunnett’s Test로 분석하였다. 등분산되지 않은 데이터는 Kruskal-Wallis Test로 분석하고, 투여군과 대조군 간의 차이는 Dunn’s Rank Sum Test로 확인하였다.
수컷 부형제 대조군과 최고 용량군의 동물에 대한 모든 생존동물, 사망 후 발견된 동물, 빈사동물의 위 장기에 대하여 조직표본을 만들고 hematoxylin & eosin으로 염색 후 병리조직학적 검사를 실시하였다. 시험자료의 분석은 SAS/STAT를 이용하여 통계적으로 분석하였으며, 군간 비교는 다중비교분석을 실시하였다. 데이터는 Bartlett’s Test를 이용하여 등분산 검정을 실시한 후 등분산된 데이터는 일원배치분산분석(ANOVA)으로 검정하고, 군간차이는 Dunnett’s Test로 분석하였다.

성능/효과

암·수컷 부형제 대조군과 최고 용량군의 동물에 대하여 뇌, 간, 비장, 심장, 폐, 전립선, 신장, 고환, 부고환, 위, 자궁 및 난소 조직의 현미경 관찰 결과 대조군과 비교하여 2,000 mg/kg 벤조피렌을 투여한 실험군의 조직에서 유의한 차이가 없었다(Figure 3).
이는 본 연구에서 2,000 mg/kg을 투여한 노출군 폐 조직에서 조직병리학적 검사 결과 양-반응적인 관계는 보이지 않았다의 결과와 차이가 있는 것으로 나타났다. 이와 같은 결과는 벤조피렌에 의한 급성 독성이 상대적으로 낮은 편이며, 특히 혈액요소와 장기에 영향을 주고 암컷보다는 수컷에서 더 영향을 끼친다고 할 수 있다. 수컷에서만 일어난 신장의 이상은 오직 신장 기능손상의 지표일지도 모르며 벤조피렌에 대한 내성의 성별 차이를 입증해 준다고 할 수 있다.

후속연구

0 mg/kg을 C57BL/6 수컷 마우스에 6주간 경구 투여한 후 체중의 변화를 살펴보았는데 변화는 나타나지 않았다(Cho, 2008). 앞서 체중의 변화를 증가시킨다는 결과와 본 연구가 다른 연구 결과를 보인 것은 벤조피렌의 투여 용량, 투여 방법, 투여 시간 및 투여되는 실험군의 나이에 따라 다르게 나타날 수 있을 것으로 추정되기에 보다 통계적으로 확실한 결과를 얻기 위해서는 더 많은 실험쥐를 대상으로 연구를 수행하여야 할 것이다. Knuckles et al.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	다환방향족탄화수소란 무엇인가?	다환방향족탄화수소(Polycyclic Aromatic Hydrocarbon, 이하 PAHs)는 2개 이상의 벤젠고리를 갖는 방향족 탄화수소로 벤젠고리가 2~4개인 물질은 기체나 고체에 흡착된 형태로, 벤젠고리가 5개 이상인 물질은 주로 고체에 흡착된 형태로 자연계에 존재하게 된다(IARC, 1991). PAHs는 구성 성분에 따라 200여개의 물질이 있지만 US EPA(United States Environmental Protection Agency)나 NIOSH(The National Institute for Occupational Safety and Health) 등에서 관심을 갖는 물질은 대표적으로 17개가 있다.
	벤조피렌이 내분비계장애물질로 간주되는 이유가 무엇인가?	, 1997). 벤조피렌은 세포노출 실험을 통하여 돌연변이 유발성 및 발암성이 증명되었고, 에스트로겐 활성이 있다고 알려졌다(Walle et al., 2006).
	IARC에 의한 발암물질 PAHs은 어떤 특징이 있는가?	이 중 Benzo[a]pyrene, Benzo[a]anthracene, Benzo[b] fluoranthene, Benzo[k]fluoranthene, Indeno(1,2,3-c,d) pyrene, Dibenzo(a,h)anthracene은 발암물질로 알려져 있다. IARC(International Agency for Research on Cancer)에 의한 발암물질인 PAHs는 산불, 유기화합물 분해, 화석연료 및 내연기관의 연소 등에 의해 자연적으로 환경에 오염이 되고 있는 물질로서 대부분 지방친화성이 매우 커서 체내 흡수 시 축적성이 매우 크며, 체내에서 대사과정을 거치면서 발암성이 유발되는 것으로 알려져 있다(Ishiwatani et al., 1975).

참고문헌 (17)

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