[논문]대왕범바리(Epinephelus fuscoguttatus ♀×E. lanceolatus ♂)의 아질산 급성노출에 따른 내성한계: 혈액성상 및 혈장성분의 변화

조재황; 김석렬; 허영백; 이경미; 김준환

doi:10.11626/kjeb.2020.38.1.093

대왕범바리(Epinephelus fuscoguttatus ♀×E. lanceolatus ♂)의 아질산 급성노출에 따른 내성한계: 혈액성상 및 혈장성분의 변화
Tolerance limit of nitrite exposure to hybrid grouper (Epinephelus fuscoguttatus ♀×E. lanceolatus ♂): hematological parameters and plasma components 원문보기

환경생물 = Korean journal of environmental biology, v.38 no.1, 2020년, pp.93 - 100

조재황 (국립수산과학원 서해수산연구소 양식산업과) , 김석렬 (국립수산과학원 서해수산연구소 양식산업과) , 허영백 (국립수산과학원 서해수산연구소 양식산업과) , 이경미 (국립수산과학원 서해수산연구소 양식산업과) , 김준환 (국립수산과학원 서해수산연구소 양식산업과)

초록
AI-Helper

본 실험에서 아질산 급성노출은 대왕범바리의 혈액학적 성상 및 혈장성분에 유의적 변화를 나타내었다. 혈액학적 성상인 Hct와 Hb는 아질산 노출에 의한 유의적 감소를 확인하였다. 혈장 성분인 glucose, cholesterol, GPT 및 ALP는 아질산 노출에 의해 유의적으로 변화를 나타냄을 확인하였다. 본 실험의 결과 아질산 노출 100mg L^-1 이상의 농도는 대왕범바리의 혈액 성상 및 혈장 성분의 유의적 영향을 미치며, 800 mg L^-1의 아질산 급성 노출은 대량 폐사를 유발할 수 있으나, 기존 국내 양식 대상종인 Olive flounder, P. Olivaceus는 171.043 mg L^-1 (Kim et al. 2018), Yellow tail, Seriola quinqueradiata는 147 mg L^-1 (Sugiyama et al. 1991)에 비해 상대적으로 높은 값을 보여 아질산 내성이 상대적으로 강함을 확인할 수 있었다.

Abstract ▼ AI-Helper

Hybrid grouper (Epinephelus fuscoguttatus ♀×E. lanceolatus ♂) (mean weight 27.3±3.8 g, mean length 11.6±0.7 cm) were exposed to waterborne nitrite at 0, 100, 200, 400, 800, and 1600mg L-1 for 96 hours. The hematocrit and hemoglobin values were significantly decreased by exposure to 100 mg L-1 and 400 mg L-1, respectively. In plasma components, no significant change was observed in magnesium. Glucose was significantly increased by 200 and 400 mg L-1 nitrite but reduced by 800 mg L-1. Cholesterol was significantly decreased by 400 mg L-1 nitrite, but there was no significant change in total protein. GPT(glutamic pyruvate transaminase) was significantly increased by exposure to 200 and 400mg L-1. ALP(Alkaline phosphatase) was significantly increased by 800 mg L-1. The results of this study indicate that acute exposure to nitrite changes physiological parameters, such as hematological properties and plasma components.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

그러나 고수온에서 더욱 치명적일 수 있는 아질산에 대한 대왕범바리의 노출실험 결과는 거의 없다. 따라서 본 연구의 목적은 대체 품종인 대왕범바리에 대한 아질산 급성 노출에 따른 반수치사농도, 혈액 성상 및 혈장 성분의 변화를 통해, 아질산 내성 한계 및 기준을 적립하는 데 있다.

제안 방법

, USA)를 이용하여 매일 측정하였다(Table 1). 아질산노출은 NaNO2(Sigma Chemical, St. Louis, MO, USA)를 이용하여 표준원액 40,000mg L^-1를 만들어, 각 수조별 0, 100, 200, 400, 800,1600 mg L^-1의 농도로 96시간 노출실험을 진행하였다. 각노출 실험 수조의 실제 아질산 농도는 아질산 분석용 키트(Merck & Co.
의 농도로 용해한 사육수에 60초간 마취시킨 후 채혈을 실시하고 이를 이용하였다. 채혈은 헤파린(Sigma Chemical,St. Louis, MO, USA) 처리된 주사기를 하였으며, 채혈직후 적혈구용적(Hematocrit)과 헤모글로빈(Hemoglobin)을 측정하였다. Hematocrit는 모세관 내로 혈액을 넣어, Microhematocrit centrifuge (VS-12000, Korea)에서 12,000rpm, 10분간 원심분리 후 Micro-hematocrit reader를 이용하여 측정하였다.
, Ltd, Korea)를 이용하여 515 nm에서 흡광광도기를 통해 측정하였다. 혈장 유기성분으로 혈당(Glucose), 콜레스테롤(Cholesterol) 및 총단백질(Total protein)을 측정하였다. 혈당은 GOD/POD법을 통해 500 nm에서 측정, 콜레스테롤은 비색법을 통해 500 nm에서 측정하였다.

대상 데이터

본 실험에 이용된 대왕범바리(평균 무게 27.3±3.8 g; 평균 전장 11.6±0.7 cm)는 경남고성의 종묘생산장에서 분양받아 실험에 이용하였다. 실험은 사육해수에서 10일간 순치 후 실시하였다.

데이터처리

본 실험분석은 노출물질별 농도에 따른 각 6마리를 분석에 이용하였고, 모든 실험은 3반복으로 이루어졌다. 실험 분석 결과에 대한 통계학적 유의성은 SPSS 통계 프로그램(SPSS Inc.)을 이용하여 ANOVA test를 실시하여 Tukey’smultiple range test를 통해 p<0.05일 때 유의성이 있는 것으로 간주하였다.

이론/모형

Hematocrit는 모세관 내로 혈액을 넣어, Microhematocrit centrifuge (VS-12000, Korea)에서 12,000rpm, 10분간 원심분리 후 Micro-hematocrit reader를 이용하여 측정하였다. Hemoglobin 수치는 임상용 kit (AsanPharm. Co., Ltd, Korea)를 이용하여 Cyan-methemoglobin법으로 측정하였다.
혈장 무기성분으로 마그네슘(Magnesium)을 측정하였다. 마그네슘은 Xylidyl blue-I 법에 따라 임상용 kit (Asan Pharm. Co., Ltd, Korea)를 이용하여 515 nm에서 흡광광도기를 통해 측정하였다. 혈장 유기성분으로 혈당(Glucose), 콜레스테롤(Cholesterol) 및 총단백질(Total protein)을 측정하였다.

성능/효과

2018). 본 실험에서 대왕범바리의 혈장 GPT는 아질산 노출 200과 400 mg L^-1에 의해 유의적 증가를 나타내었지만, 800 mg L^-1의 농도에서는 감소를 나타내었다. Malarvizhi et al.
mrigala) ALP의 유의적 증가를 보고했다. 본 실험에서 아질산 노출은 대왕범바리 혈장 ALP의 유의적증가를 유발했으며, 이와 같은 결과는 세포막 투과성 증가에 의한 아질산 증가로 간과 신장의 손상에 의한 것으로 판단된다(Kavitha et al. 2012).
Carpio ( Jensen andKnudsen 1997)의 혈액 Hct 및 Hb 유의적 감소를 유발하였다. 본 연구에서 아질산 노출은 대왕범바리의 Hct 수치 및Hb 농도를 유의적으로 감소시켰으며, 이는 아질산 노출에 따른 적혈구 용해 및 사멸에 의한 조혈 세포의 손상으로 판단된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	아질산의 생리적독성을 평가함에 있어, 혈액상성의 변화는 어떻게 주요 지표로 생각될 수 있는가?	2017). 아질산 노출은 어류의 Cl- 흡수 메커니즘을 통해 혈액에 축적되고 적혈구로 유입되어, 혈중hemoglobin (Hb)를 met-hemoglobin (Met-Hb)으로 전환시켜 산소 운반 능력의 상실로 인한 저산소증 및 질식을 유발한다(Tilak et al. 2007). 혈중 Met-Hb의 증가는 저산소증에 의한 골수 및 조혈 세포의 손상을 유발하고, 이는 혈액 성상인 Hb와 hematocrit (Hct)의 감소를 유발한다(Daset al. 2004b). 따라서 혈액 성상의 변화는 아질산의 생리적독성을 평가하기 위한 주요한 지표가 될 것이다.
	아질산은 무엇인가?	아질산은 수중생물의 질소대사과정 후 배설물에 의해 발생되는 암모니아에 의해 생성되는 중간산물이다. 일반적인 자연 환경 내에서 아질산은 산소가 충분한 경우 아질산 산화세균에 의해 질산으로 산화되고, 수중 생물에게 영향을 미치지 않는다( Jung et al.
	일반적인 자연 환경 내에서 아질산이 갖는 특성은 무엇인가?	아질산은 수중생물의 질소대사과정 후 배설물에 의해 발생되는 암모니아에 의해 생성되는 중간산물이다. 일반적인 자연 환경 내에서 아질산은 산소가 충분한 경우 아질산 산화세균에 의해 질산으로 산화되고, 수중 생물에게 영향을 미치지 않는다( Jung et al. 2016; Lee et al.

참고문헌 (55)

Agrahari S, KC Pandey and K Gopal. 2007. Biochemical alteration induced by monocrotophos in the blood plasma of fish, Channa punctatus (Bloch). Pest. Biochem. Physiol. 88:268-272.

상세보기
Ahn TY, DS Jeong, JH Kim and JC Kang. 2013. Changes of hematological constituents in the mullet, Mugil cephalus exposed to chromium. J. Fish Pathol. 26:89-97.

원문보기 상세보기
Atwood HL, QC Fontenot, JR Tomasso and JJ Isely. 2001. Toxicity of nitrite to Nile tilapia: effect of fish size and environmental chloride. N. Am. J. Aquacult. 63:49-51.

상세보기
Avilez IM, AE Altran, LH Aguiar and G Moraes. 2004. Hematological responses of the Neotropical teleost matrinxa (Brycon cephalus) to environmental nitrite. Comp. Biochem. Physiol. C-Toxicol. Pharmacol. 139:135-139.

상세보기
Bae SH, KW Kim, SK Kim, SK Kim, JH Kim and JH Kim. 2017. Lethal toxicity and hematological changes exposed to nitrate in flatfish, Paralichthys olivaceus in biofloc and seawater. Korean J. Environ. Biol. 35:373-379.

원문보기 상세보기
Bijvelds MJ, JA Velden, ZI Kolar and G Flik. 1998. Magnesium transport in freshwater teleosts. J. Exp. Biol. 201:1981-1990.

상세보기
Cheng CH, CX Ye, ZX Guo and AL Wang. 2017. Immune and physiological responses of pufferfish (Takifugu obscurus) under cold stress. Fish Shellfish Immunol. 64:137-145.

상세보기
Chen JC and Y Lee. 1997. Effects of nitrite exposure on acid - base balance, respiratory protein, and ion concentrations of giant freshwater prawn Macrobrachium rosenbergii at low pH. Arch. Environ. Contam. Toxicol. 33:290-297.

상세보기
Das PC, S Ayyappan, JK Jena and BK Das. 2004a. Acute toxicity of ammonia and its sub-lethal effects on selected haematological and enzymatic parameters of mrigal, Cirrhinus mrigala (Hamilton). Aquac. Res. 35:134-143.

상세보기
Das PC, S Ayyappan, BK Das and JK Jena. 2004b. Nitrite toxicity in Indian major carps: sublethal effect on selected enzymes in fingerlings of Catla catla, Labeo rohita and Cirrhinus mrigala. Comp. Biochem. Physiol. C-Toxicol. Pharmacol. 138:3-10.

상세보기
Das PC, S Ayyappan, JK Jena and BK Das. 2004c. Nitrite toxicity in Cirrhinus mrigala (Ham.): acute toxicity and sub-lethal effect on selected haematological parameters. Aquaculture 235:633-644.

상세보기
David M, SB Mushigeri, R Shivakumar and GH Philip. 2004. Response of Cyprinus carpio (Linn) to sublethal concentration of cypermethrin: alterations in protein metabolic profiles. Chemosphere 56:347-352.

상세보기
De M, MA Ghaffar, Y Bkar and SK Das. 2016. Effect of temperature and diet on growth and gastric emptying time of the hybrid, Epinephelus fuscoguttatus female x E. lanceolatus male. Aquacult. Rep. 4:118-124.
Ferrario C, M Parolini, B De Felice, S Villa and A Finizio. 2018. Linking sub-individual and supra-individual effects in Daphnia magna exposed to sub-lethal concentration of chlorpyrifos. Environ. Pollut. 235:411-418.

상세보기
Firat O and F Kargin. 2010. Individual and combined effects of heavy metals on serum biochemistry of Nile tilapia Oreochromis niloticus. Arch. Environ. Contam. Toxicol. 58:151-157.

상세보기
Gisbert E, A Rodriguez, L Cardona, M Huertas, MA Gallardo, C Sarasquete and F Orvay-Castello. 2004. Recovery of Siberian sturgeon yearlings after an acute exposure to environmental nitrite: changes in the plasmatic ionic balance, $Na^+$ - $K^+$ ATPase activity, and gill histology. Aquaculture 239:141-154.

상세보기
Grosell M and FB Jensen. 2000. Uptake and effects of nitrite in the marine teleost fish Platichthys flesus. Aquat. Toxicol. 50:97-107.

상세보기
Hilmy AM, El-Domiaty NA and K Wershana. 1987. Acute and chronic toxicity of nitrite to Clarias lazera. Comp. Biochem. Physiol. C-Toxicol. Pharmacol. 86:247-253.

상세보기
Hrubec TC, SA Smith and JL Robertson. 1996. Nitrate toxicity: a potential problem of recirculating systems. pp. 1-8. In: Aquacultural Engineering Society Proceedings II: Successes and Failures in Commercial Recirculating Aquaculture. Northeast Regional Agricultural Engineering Service Cooperative Extension, Ithaca, NY.
Huertas M, E Gisbert, A Rodriguez, L Cardona, P Williot and F Orvay-Castello. 2002. Acute exposure of Siberian sturgeon (Acipenser baeri, Brandt) yearlings to nitrite: median-lethal concentration (LC50) determination, haematological changes and nitrite accumulation in selected tissues. Aquat. Toxicol. 57:257-266.

상세보기
Jeberg MV and FB Jensen. 1994. Extracellular and intracellular ionic changes in crayfish Astacus astacus exposed to nitrite at two acclimation temperatures. Aquat. Toxicol. 29:65-72.

상세보기
Jensen FB. 2003. Nitrite disrupts multiple physiological functions in aquatic animals. Comp. Biochem. Physiol. Part A-Mol. Integr. Physiol. 135:9-24.

상세보기
Jia R, BL Liu, C Han, B Huang and JL Lei. 2016. The physiological performance and immune response of juvenile turbot (Scophthalmus maximus) to nitrite exposure. Comp. Biochem. Physiol. C-Toxicol. Pharmacol. 181:40-46.
Jung TK, CS Ra, KS Joh and HG Song. 2016. Characterization of heterotrophic nitrification and aerobic denitrification by Alcaligenes faecalis NS13. Korean J. Microbiol. 52:166-174.

원문보기 상세보기
Kavitha C, M Ramesh, SS Kumaran and SA Lakshmi. 2012. Toxicity of Moringa oleifera seed extract on some hematological and biochemical profiles in a freshwater fish, Cyprinus carpio. Exp. Toxicol. Pathol. 64:681-687.

상세보기
Kim JH, KW Kim, SH Bae, SK Kim, SK Kim and JH Kim. 2017. Alterations in hematological parameters and antioxidant responses in the biofloc-reared flatfish Paralichthys olivaceus following ammonia exposure. Korean J. Fish. Aquat. Sci. 50:750-755.
Kim JH, JY Kim, LJ Lim, SK Kim, HS Choi and YB Hur. 2018. Effects of waterborne nitrite on hematological parameters and stress indicators in olive flounders, Paralichthys olivaceus, raised in bio-floc and seawater. Chemosphere 209:28-34.

상세보기
Kim JH, HJ Park, DH Kim, CW Oh, JS Lee and JC Kang. 2019. Changes in hematological parameters and heat shock proteins in juvenile sablefish depending on water temperature stress. J. Aquat. Anim. Health 31:147-153.

상세보기
Kim KH, YJ Hwang and SR Kwon. 2001. Influence of daily water temperature changes on the chemiluminescent response and mortality of cultured rockfish (Sebastes schlegeli). Aquaculture 192:93-99.

상세보기
Kim KH, SW Hong, HN Moon and IK Yeo. 2018. Physiological responses of the chicken grunt Parapristipoma trilineatum to high water temperature stress. Korean J. Fish. Aquat. Sci. 51:714-719.
KMA. 2018. 2017 Abnormal Climate Report. Korea Meteorological Administration. Seoul, Korea. pp. 1-190.
Kroupova H, J Machova and Z Svobodova. 2005. Nitrite influence on fish: a review. Vet. Med. 50:461.
Kroupova H, M Prokes, S Macova, M Penaz, V Barus, L Novotny and J Machova. 2010. Effect of nitrite on early-life stages of common carp (Cyprinus carpio L.). Environ. Toxicol. Chem. 29:535-540.

상세보기
Kroupova H, J Machova, V Piackova, M Flajshans, Z Svobodova and G Poleszczuk. 2006. Nitrite intoxication of common carp (Cyprinus carpio L.) at different water temperatures. Acta Vet. Brno 75:561-569.

상세보기
Knudsen PK and FB Jensen. 1997. Recovery from nitrite-induced methaemoglobinaemia and potassium balance disturbances in carp. Fish Physiol. Biochem. 16:1-10.

상세보기
Le Ruyet JP, G Boeuf, JZ Infante, S Helgason and A Le Roux. 1998. Short-term physiological changes in turbot and seabream juveniles exposed to exogenous ammonia. Comp. Biochem. Physiol. Part A-Mol. Integr. Physiol. 119:511-518.

상세보기
Lee HJ, HW Kim, MH Kim, DJ Kim, KH Kim, SH Bae and CH Han. 2017. Nitrite removal characteristics and application of Bosea sp. isolated from BFT system culture water. Korean J. Fish. Aquat. Sci. 50:378-387.
Malarvizhi A, C Kavitha, M Saravanan and M Ramesh. 2012. Carbamazepine (CBZ) induced enzymatic stress in gill, liver and muscle of a common carp, Cyprinus carpio. J. King Saud Univ. Sci. 24:179-186.

상세보기
Medeiros RS, BA Lopez, LA Sampaio, LA Romano and RV Rodrigues. 2016. Ammonia and nitrite toxicity to false clownfish Amphiprion ocellaris. Aquac. Int. 24:985-993.

상세보기
Michael MI, AM Hilmy, NA El-Domiaty and K Wershana. 1987. Serum transaminases activity and histopathological changes in Clarias lazera chronically exposed to nitrite. Comp. Biochem. Physiol. C-Toxicol. Pharmacol. 86:255-262.
Molina R, I Moreno, S Pichardo, A Jos, R Moyano, JG Monterde and A Camean. 2005. Acid and alkaline phosphatase activities and pathological changes induced in Tilapia fish (Oreochromis sp.) exposed subchronically to microcystins from toxic cyanobacterial blooms under laboratory conditions. Toxicon 46:725-735.

상세보기
Oner M, G Atli and M Canli. 2008. Changes in serum biochemical parameters of freshwater fish Oreochromis niloticus following prolonged metal (Ag, Cd, Cr, Cu, Zn) exposures. Environ. Toxicol. Chem. 27:360-366.

상세보기
Ramesh M, S Anitha, RK Poopal and C Shobana. 2018. Evaluation of acute and sublethal effects of chloroquine (C18H-26CIN3) on certain enzymological and histopathological biomarker responses of a freshwater fish Cyprinus carpio. Toxicol. Rep. 5:18-27.

상세보기
Sachar A and S Raina. 2014. Effect of inorganic pollutant (Nitrate) on biochemical parameters of the fish, Aspidoparia morar. Int. J. Innov. Res. Sci. Eng. Technol. 3:12568-12573.
Saroglia MG, G Scarano and E Tibaldi. 1981. Acute toxicity of nitrite to sea bass (Dicentrarchus labrax) and European eel (Anguilla anguilla). J. World Aquac. Soc. 12:121-126.
Sathya V, M Ramesh, RK Poopal and B Dinesh. 2012. Acute and sublethal effects in an Indian major carp Cirrhinus mrigala exposed to silver nitrate: Gill $Na^+$ / $K^+$ -ATPase, plasma electrolytes and biochemical alterations. Fish Shellfish Immunol. 32:862-868.

상세보기
Song YB, SR Oh, JP Seo, BG Ji, BS Lim, YD Lee and HB Kim. 2005. Larval development and rearing of longtooth grouper Epinephelus bruneus in Jeju Island, Korea. J. World Aquac. Soc. 36:209-216.

상세보기
Stormer J, FB Jensen and JC Rankin. 1996. Uptake of nitrite, nitrate, and bromide in rainbow trout, (Oncorhynchus mykiss): effects on ionic balance. Can. J. Fish. Aquat. Sci. 53:1943-1950.

상세보기
Sugiyama M, H Tanaka and K Fukusho. 1991. Toxicity of total ammonia and nitrite nitrogen to young yellowtail, Seriola quinqueradiata. Bull. Natl. Res. Inst. Aquacult. (Jpn.) 19:31-33.
Sun Y, CY Guo, DD Wang, XF Li, L Xiao, X Zhang and HR Lin. 2016. Transcriptome analysis reveals the molecular mechanisms underlying growth superiority in a novel grouper hybrid (Epinephelus fuscogutatus female x E. lanceolatus male). BMC Genet. 17:24.
Tilak KS, K Veeraiah and JMP Raju. 2007. Effects of ammonia, nitrite and nitrate on hemoglobin content and oxygen consumption of freshwater fish, Cyprinus carpio (Linnaeus). J. Environ. Biol. 28:45-47.

상세보기
Wang W, H Wang, C Yu and Z Jiang. 2015. Acute toxicity of ammonia and nitrite to different ages of Pacific cod (Gadus macrocephalus) larvae. Chem. Speciation Bioavail. 27:147-155.

상세보기
Woo NYS and Chiu SF 1997. Metabolic and osmoregulatory responses of the sea bass Lates calcarifer to nitrite exposure. Environ. Toxicol. Water Qual. 12:257-264.

상세보기
Yildiz HY, G Koksal, G Borazan and CK Benli. 2006. Nitrite-induced methemoglobinemia in Nile tilapia, Oreochromis niloticus. J. Appl. Ichthyol. 22:427-426.

상세보기
Yoo JT, YH Kim, SH Song and SH Lee. 2018. Characteristics of egg and larval distributions and catch changes of anchovy in relation to abnormally high sea temperature in the South Sea of Korea. J. Korean Soc. Fish. Ocean Technol. 54:262-270.

원문보기 상세보기

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format