초록 ▼

본 연구의 최종 연구목표는 해양생물자원에 영향을 미칠 것으로 예상되는 내분비계 장애물질 중에서 우리나라 인근연안을 비교적 높은 농도로 오염시키고 있다고 알려진 유기주석 화합물(TBT, TPhT등), 페놀계 화합물(Nonylphenol, Bisphenol A 등)이 주요 해양 생물자원인 어류와 패류에 얼마나 농축되고 또한 배설되는지(농축특성 연구)와 내분비계 장애에 미치는 영향을 조직학적(Imposex, 생식조직 등) 및 생화학적(Vitellogenin, 약물대사 연구)인 방법 등을 통해 접근함으로서, 우리나라 인근 연안의 오염특성,

본 연구의 최종 연구목표는 해양생물자원에 영향을 미칠 것으로 예상되는 내분비계 장애물질 중에서 우리나라 인근연안을 비교적 높은 농도로 오염시키고 있다고 알려진 유기주석 화합물(TBT, TPhT등), 페놀계 화합물(Nonylphenol, Bisphenol A 등)이 주요 해양 생물자원인 어류와 패류에 얼마나 농축되고 또한 배설되는지(농축특성 연구)와 내분비계 장애에 미치는 영향을 조직학적(Imposex, 생식조직 등) 및 생화학적(Vitellogenin, 약물대사 연구)인 방법 등을 통해 접근함으로서, 우리나라 인근 연안의 오염특성, 생물영향, 생물 및 인체에 대한 유해성을 평가하여 내분비계 장애물질의 종합평가 및 관리 방안을 강구하는 기초 자료를 제시하고자 한다.
연구내용은 내분비계 장애물질 중 유기주석화합물(TBT 와 TPT 화합물 및 그 대사물), 다환방향족탄화수소류(B(a)P), Nonylphenol 및 Bisphenol A를 대상물질로 선정하여 현장조사와 폭로실험을 실시하여 농축특성, 독성 및 내분비계 장애 영향을 파악한다. 주요 연구내용은 다음과 같다.
1) 해양생물에 대한 내분비계 장애 영향을 평가하기 위하여 어류(넙치)를 이용하여 실내 급성 독성 및 만성독성영향 실험 실시
2) 오염 우심 해역(동,서,남해)과 깨끗한 해역(제주도)을 대상으로 현장 조사 실시
3) 유용해양생물에 대한 내분비 장애물질의 단독, 복합독성 및 위해성 평가
4) 내분비계 장애물질에 폭로된 해양생물의 내분비계 장애영향 조사
5) 대수리(Thais clavigera) 임포섹스 조사
6) 내분비계 장애물질이 해양생물의 해독효소에 대한 영향 연구
7) 어류 Vitellogenin의 면역진단법 개발
연구결과는 국내외 학회에 발표 또는 발표 신청 중에 있으며 연구결과를 다음과 같다.
숭어 및 넙치의 체내 유기주석 화합물 농도를 보면, 주로 가식부위에 해당하는 근육보다 간에서 매우 높은 농도로 축적되어 있음을 알 수 있었다.
TBT 화합물은 근육과 간 조직에서 저농도에서는 단독 폭로구에서 2종 이상의 복합 물질 폭로구에서 BCF가 낮아지는 경향을 나타내고 고농도에서는 그 반대로 2종 이상의 복합 폭로구에서 그 축적이 크게 증가하는 결과를 보여 저농도 및 고농도에서 TBT 화합물이 단독 및 복합폭로될 경우 저농도에서는 복합 폭로에 의해 그 축적성이 저해를 받고, 고농도에서는 반대로
축적성이 상승작용하는 결과로 나타남을 알 수 있었다.
대수리 임포섹스의 결과는, 임포섹스 현상의 심화로 나타나는 산란 불능 개체 지수(VDS index, 수정관 순위지수 5와 6)를 보면, 남해 동부 해역을 중심으로 높게 나타나 산란 불능 개체도 나타났다. 또한 TBT 장기폭로 실험에서 Imposex가 크게 발현되었다.
TBT, BaP, NP 및 BPA의 96 hr-LC50는 각각 16, 25, 1,100 및 140 ppb이었다.
TBT, BaP, NP 및 BPA에 노출되어진 넙치는 EDCs 종류별로 농도가 높을수록 대조군에 비하여 생리적 스트레스 반응의 지표가 되는 혈청 글루코스 농도는 유의하게 높았다. 한편, TBT와 NP 각각 노출된 넙치의 호흡산소소비율은 치사농도 범위에서는 노출 후 단기간에 감소하고 치사하였으며, 아치사 영향 농도에서는 호흡률이 증가하는 현상을 보여주었다.
대조구와 비교해서 노출구 개체들의 생식소 발달단계, GSI와 HSI의 변화는 뚜렷하지 않았다.
오염원 노출에 따른 기관계의 조직학적 변화로는 간췌장에서는 간세포의 비대, 혈관의 팽창, 췌장 효소원과립의 감소, 담관 내강 상피층의 변성이 나타났다.
BPA는 E2 수용체와의 반응을 통하여 VTG를 합성 유도하고, 난황형성기에 VTG 합성을 장기간 지속시키는 반면, 2,4-D는 E2와 유사한 작용을 가지지만 VTG의 합성에 있어서 E2 수용체에 작용양식은 서로 다른 것으로 판단된다.
내분비장애물질의 검출계로 사용할 수 있는 바이오마커로서 넙치의 VTG에 대한 단일클론항체를 4종 개발하였다.
EDCs에의 노출은 생물체의 만성퇴행성 질환(chronic degenerative desease)및 성인병을 촉발시 킬 수 있을 뿐만 아니라 활성산소(oxygen radicals)의 억제를 통한 산화적 스트레스(oxidative stress)의 방지 및 생체 방어시스템(defense system)의 파괴를 불러 일으켜 생태계의 생리활성에 치명적인 영향을 미침을 알 수 있었다.

Abstract ▼

In this research, environmental pollution substances in fishes near Korean peninsula was
investigated. In order to monitor Endocrine Disrupters effects on marine organisms, we
evaluate concentration characters, organizational effect on the genitals and effect on
detoxication enzymes on fish

In this research, environmental pollution substances in fishes near Korean peninsula was
investigated. In order to monitor Endocrine Disrupters effects on marine organisms, we
evaluate concentration characters, organizational effect on the genitals and effect on
detoxication enzymes on fishes, shells or gastropods from a laboratory by executing a
exposure experiment on these organisms. At the end, we evaluate overall effect on marine
organisms and risk assessment and thus utilize it as a base data to predict destiny of
ecology and to evaluate its risk assessment on ecology and further more, propose overall
evaluation and managerial plan for the Endocrine Disrupters.
In this study, the study for the bioaccumulation characteristics and endocrine disruption
effects on marine fishes caused synergistically by the endocrine disruption chemicals(EDCs)
such as organotins(TBT, TPT and their metabolites), benzo(a)pyrene, bisphenol A and
nonylphenol were performed. The main results are as follows:
1) The organotins compounds in mullet and flounder catched near coast of Korea were
highly accumulated in liver than muscle.
2) In the tissue of flounder exposed to TBT compound, the concentrations of TBT
compound were significantly increased to compared with the control value in each system
of single and multi exposure after two months. Those in the liver of flounder were more
remarkably accumulated than the case of tissue.
3) In the flounder reared in high level of EDCs, the concentrations of TBT in tissue were
increased in multi exposure system.
4) Nonylphenol and bisphenol A in tissue of flounder was accumulated in exposure system
of high level of EDCs. NP and BPA in tissue of fish after depuration period was
significantly decreased to compare with TBT compound.
5) Occurrence percentages of imposex in the rock shell were 100% at all sites surveyed
and more highly affected at the south eastern coast. Imposex level in Thais clavigera
after two months exposure with TBT compound was remarkably increased.
6) The 96 hr-LC50 for TBT, BaP, NP and BPA at 21.1℃ were 16, 250, 1,100 and 140 ppb.
7) In the case of the flounder which exposed to EDCs compound, growth rates of body
weight were significantly decreased and serum glucose levels were elevated as compared
to control value. Oxygen consumption rate was remarkably increased by exposing fish to
concentration of low and high conc. in EDCs compound.
8) In histological changes of organs by exposed to pollutant, gill observed increase of
chloride cells, hyperplasia of the filament epithelia cells, clubbing of the gill lamellae and
disappearance of the lamellae epidermal layer, hepatopancreas was swelling of the hepatic
cells, extension of the blood vessel, degeneration of zymogen granules and metamorphosis
of the epidermal layer in the bile duct, kidney was congestion, pycnosis in the interstitial
tissue and deformation of the renal tubules.
9) BPA induce VTG synthesis by E2 activity through E2 receptor mediated response and
prolong VTG synthesis on vitellogenesis in flounder. HSP 70 expression(stress reaction)
was higher when treated with environmental endocrine disruptors.
10) Monoclonal antibodies of 4 type against VTG of flounder were produced to apply as
the immunodetectors in biomarker system for the detection of environmental endocrine
disruptors.
1) Monitoring the bioaccumulation level of EDCs on marine organisms.
2) Quantification of the bioaccumulation effects of EDCs on marine organisms.
3) Quantification of the toxic ef EDCs on marine organisms.
4) Quantification of endocrine disruption effects of EDCs on marine organisms.
5) Educate the experts of EDCs. $\mid$ International Cooperation.
6) Risk assessment of the endocrine disruption chemicals on marine organisms.
7) Strategic decision making for the management of EDCs.

목차 Contents

• Ⅰ연구계획 요약문 ...3
• 1. 국문 요약문 ...3
• Ⅱ 연구결과 요약문...4
• 1. 국문요약문 ...4
• 2. 영문 요약문 ...5
• Ⅲ 연구내용 및 결과...6
• Ⅰ. 유용 해양생물에 대한 유기주석화합물, 노닐페놀 및 비스페놀 A의 농축 특성 및 내분비 장애 영향에 관한 연구 ...7
• 1. 서론 ...7
• 2. 연구방법 및 이론 ...8
• 3. 결과 및 고찰 ...14
• 4. 결론 ...17
• Ⅱ. 내분비계 장애물질의 급성ㆍ만성독성 및 기관계 구조에 미치는 영향 ...22
• 1. 서론 ...22
• 2. 연구방법 및 이론 ...22
• 3. 결과 및 고찰 ...24
• 4. 결론 ...35
• Ⅲ. 대수리 Imposex영향 ...36
• 1. 서론 ...36
• 2. 연구방법 및 이론 ...36
• 3. 결과 및 고찰 ...37
• 4. 결론 ...38
• Ⅳ. 내분비계 장애물질이 해양생물의 해독효소에 미치는 영향 ...40
• 1. 연안역 해양생물 혈액중의 생화학성분 및 효소활성 ...40
• 2. 내분비계 장애물질(EDCs)의 생체 장해평가 (간) ...43
• 3. 내분비계 장애물질(EDCs)의 생체 장해평가 (Muscle) ...54
• 4. 내분비계 장애물질(EDCs)의 생체 장해평가 (Serum) ...63
• Ⅴ. 내분비계 장애물질이 해양생물에 대한 비이오마크로서 비테로게닌에 관한 연구 ...71
• 1. 넙치 Paralichthys olivaceus 초대 배양간세포에서의 자성호르몬 (estradiol-17β) 및 내분비교란화학물질이 비테로게닌합성에 미치는 효과 ...71
• 2. 비테로게닌(VTG)의 항체 생산 ...81
• 3. 단기독성실험에 따른 VTG의 합성 및 Hsp의 발현양상 ...88
• 4. in vitro 실험을 통한 내분비계 장애물질 첨가에 따른 배양간세포에서의 스트레스 반응 ...92
• Ⅵ. 인용문헌 ...98