초록 ▼

한국인의 인체부위별 중금속류의 국민보건 지표 산정, 성별, 연령별 중금속류의 분포, 중금속류의 체내 동태를 규명하기 위하여 외인성 요인으로 사망한 한국인 사체의 장기를 채취하여 장기별 중금속의 함량을 측정하고 장기내 중금속류의 상호 관련성을 조사하였다. 또한 특정 질환과 중금속 함량간의 상관관계를 규명하기 위하여 간질환 및 폐질환 환자의 간장과 폐를 적출하여 중금속 함량간의 상관관계를 조사하였다. 즉 1997년 7월에서 2000년 3월 사이에 사고로 인하여 사망한 한국인 사체 150구를 대상으로 인체 각 장기 조직을 채취하여 인체

한국인의 인체부위별 중금속류의 국민보건 지표 산정, 성별, 연령별 중금속류의 분포, 중금속류의 체내 동태를 규명하기 위하여 외인성 요인으로 사망한 한국인 사체의 장기를 채취하여 장기별 중금속의 함량을 측정하고 장기내 중금속류의 상호 관련성을 조사하였다. 또한 특정 질환과 중금속 함량간의 상관관계를 규명하기 위하여 간질환 및 폐질환 환자의 간장과 폐를 적출하여 중금속 함량간의 상관관계를 조사하였다. 즉 1997년 7월에서 2000년 3월 사이에 사고로 인하여 사망한 한국인 사체 150구를 대상으로 인체 각 장기 조직을 채취하여 인체 부위별 중금속 함유량과 병리조직학적 검사를 수행하였으며, 간질환 환자 50구 및 폐질환 환자 53구의 간장과 폐를 적출하여 중금속 함량간의 상관관계를 조사하였다.
생체시료중의 중금속 분석 방법으로는 전처리 방법으로 신속성과 회수율이 우수한 것으로 나타난 microwave digestive system에 의한 분해방법과 감도와 미량성분 분석이 우수하며 동시에 여러 원소의 분석이 가능한 ICAP방법을 선정하였다.
조사기간 동안 시료 150례의 폐, 심장, 신장, 비장, 간장, 뇌, 뼈, 모발, 혈액 및 손톱중의 중금속류 Pb, Cr, Cu, As, Hg, Fe, Mn, Mo, Ni, Se, Sn, V, Si, Cd, Zn를 측정하여 정상 한국인 인체 부위별 중금속 함유량의 평균치를 산출하였으며, 장기조직내에서 금속간의 상관성 및 중금속의 함량과 연령간의 상관성을 살펴보았다. 중금속이 상대적으로 많이 함유된 장기에 대하여는 광학현미경 및 편광현미경을 이용한 병리학적 검사를 실시하여 중금속 침착에 의한 형태학적 소견을 분석 정리하였다.
또한 간질환과 간장내 함유한 중금속간의 상관성 및 폐질환과 폐에 함유된 중금속간의 상관성을 검토하였다.
이상의 시험결과 카드뮴, 수은, 망간, 몰리브덴 및 아연 등의 중금속은 대사와 관련된 장기조직에서 고농도로 검출되었으며, 크롬, 규소 등의 중금속은 호흡 등에 의해 외부에 노출되는 장기조직, 즉 폐에서 고농도로 검출되었다. 바나듐은 심장에서 고농도로 검출되었으나, 타 장기조직에서는 장기조직별 분포의 변화가 거의 보이지 않았다. 비소, 니켈, 셀레늄, 납, 주석 등의 중금속은 장기조직별 분포의 변화가 없었으며, 철은 조혈기관인 비장에서, 구리는 간장 및 대뇌에서 고농도로 검출되었다. 비소, 크롬, 수은, 납, 주석 및 바나륨 등은 타장기에 비해 뼈에 고농도로 축적되었고, 모발 및 손톱에는 모든 중금속이 고농도로 검출되었다. 장기조직에서 중금속의 농도와 연령에 관한 상관관계는 카드뮴은 신장, 비장, 대뇌 및 뼈에서, 크롬은 간장에서, 철은 대뇌 및 뼈에서, 납은 뼈에서, 규소는 폐 및 뼈에서 연령과 농도간에 유의성있는 순상관관계가 나타났다. 구리는 간장, 심장 및 비장에서, 수은은 신장 및 뼈에서, 셀레늄은 신장에서 유의성있는 역상관관계를 보여주었다. 망간은 신장에서는 연령과 농도간에 유의성있는 역상관관계가 나타났으나 폐에서는 유의성있는 순상관관계가 나타났다. 바나듐은 망간과 유사하게 심장에서는 역상관관계가 폐에서는 순상관관계가 나타났다. As와 Se농도 사이에는 간장, 신장, 심장, 폐, 비장, 대뇌 및 뼈에서 유의성이 관찰되었다. Hg와 Se의 농도는 간장, 신장, 심장, 폐 및 대뇌에서 유의성있는 상관관계가 나타났다.
Se와 Cd 농도사이의 상관관계는 대뇌에서 유의성이 있었으나, Cd의 표적장기인 신장, 간장에서는 유의성이 없었다. Cd와 Zn농도사이에는 뼈를 제외한 전 장기조직에서 유의성이 관찰되어 Cd는 Zn과 유사한 분포를 보이고 있음을 알 수 있었다. Zn과 Cu농도 사이에는 간장, 신장, 폐, 비장 및 대뇌에서 유의성있는 상관관계가 관찰되었는데 Zn과 Cu가 장기조직 중에서 유사한 분포양상을 보이기 때문인 것으로 사료된다.
Hg와 Zn농도 사이에서는 간장 및 뼈에서 유의성있는 상관성을 얻을 수 있었다. 각종 간질환으로 사망한 사람의 간조직내 중금속 함량을 측정한 결과 철과 구리가 간질환과 가장 밀접한 관계가 있었고, 기타 중금속은 평균 한국인 중금속 함량과 큰 차이가 없었다. 구리는 간경변증에서만 증가하였고, 철은 간경변증，지방간, 알코올 간염 및 혈색소증에서 증가하였다. 철이 간경변증, 지방간 및 알코올 간염에서 증가한 것은 모두 알코올과 관련이 있기 때문으로 추정되었다. 철은 거의 모든 간질환의 간세포에 침착되었고, 이중 특히 간경변증, 알코올 간염 및 혈색소증은 조직내 철 침착정도와 철 함량간에 비교적 상관관계가 있었다. Hepatic stellate cell의 활성도를 보기위한 a1pha-smooth muscle actin에 대한 면역조직염색 결과 간경변증, 알코올 간염 및 아광역 간괴사에서는 hepatic stellate cell이 활성화되어 간의 섬유화에 관련된 것으로 추정되었다. 각종 폐질환으로 사망한 사람의 폐에서는 53예중 10예에서 Si와 A1의 함량이 매우 높 았고 3예에서 Fe의 함량이 높았으나 다른 중금속은 모두 정상범위에 있었다. Si와 A1이 증가된 폐질환에는 중등도 내지 고도의 탄분침착증, 폐기종, 기관지 천식, 폐섬유증 등이 있었고, Fe가 증가된 질환으로는 탄분침착증을 동반한 폐기종과 미만성 폐포손상이 있었다. 따라서 이들 질환과 Si, A1 및 Fe의 관련성을 입증하기 위해서는 향후 더 많은 사례를 대상으로 한 연구가 필요할 것으로 생각되었다.

Abstract ▼

The heavy metal content of human tissues or organs has long been attracted attention, from the viewpoints of their essentiality and toxicity to human body, their association with disease, and the relations particularly between heavy metals and environmental pollution. In studying these problems, 'st

The heavy metal content of human tissues or organs has long been attracted attention, from the viewpoints of their essentiality and toxicity to human body, their association with disease, and the relations particularly between heavy metals and environmental pollution. In studying these problems, 'standard values' or 'range of standard values' are of important significance as basic information. Because environmental factors, such as living environment and eating habits, have changed rapidly, revision of the previous values and ranges is therefore urgent necessity. The purposes of the present study are to obtain (1) standard values of heavy metals, correlations with age and correlation between heavy metals in normal Korean human body (2) their association with disease.
The human tissues analyzed were obtained from autopsied cadavers undergoing forensic medical examinations in National Institute of Scientific Investigation of Korea, during July 1997 to March 2000. The total 150 cadavers died from accident without disease. Tissues were digested with microwave digestion system and heavy metals were determined by inductively coupled plasma atomic emission spectrometry (ICP-AES). Distribution of As, Ni, Se, Sn and Pb in human body were almost uniform. Cd, Hg, Mn, Mo and Zn were found in large quantities in the metabolic organs, whereas concentration of Cr and Si were greatest in the tissues exposed to the exterior. And higher concentration of all heavy metals were determined in hair and nail. Positive correlation with age was observed in the following cases : Cd in kidney, spleen, cerebrum and bone; Cr in liver: Fe in cerebrum and bone ; Pb in bone ; Si in lung and bone. Copper in heart, liver and spleen, Hg in bone and kidney, Se in kidney correlated negatively with age.
Correlation analyses were conducted on each organ using heavy metal concentrations as variables, significantly positive correlation between heavy metals were obtained in all organs examined. In the case of Cd, this element correlated with Zn and with Cu.
And significant correlations between Se and As, Hg and Se, Se and Cd, Zn and Cu were observed. These results might be a reflection of the protective effects of essential elements against toxic elements, a phenomenon which has already been indicated in experimental animals.
We also have studied the correlation between the heavy metal concentration and pathologic change in normal adult Korean, in the patient with liver disorders, and in the patient with lung disorder. The result of the pathologic change in normal adult Korean was as follows: The most common metal stored in organs was cadmium, copper, iron and silica. Cadmium was principally stored in kidney, copper in liver, iron in liver, spleen, lung and blood, and silica in lung. The metal storage was not different from that of foreign report. No significant pathologic change of organs was noted. Result of correlation between heavy metal concentration. and pathologic change in the patient with liver disorders were as follow: Iron and copper overload was the most common feature, while other metal were within normal limit. Copper was increased in liver cirrhosis, and iron was increased in liver cirrhosis, fatty liver, alcoholic hepatitis and hemochromatosis. There was a fairly close correlation between the histologic degree of iron deposition and hepatic iron level in liver cirrhosis, alcoholic hepatitis and hemochromatosis. Result of correlation between heavy metal concentration and pathologic change in the patient with lung disorders were as follow : Silica and aluminum was the most prevalent metal within the lung, inducing anthracosis, emphysema, fibrotic nodule, and pulmonary fibrosis. Iron overload was present in diffuse alveolar damage, and anthracosis with focal emphysema. Other metal were within normal limit. Because there is an uneven distribution of metal, multiple sampling should be taken.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 3
• 목차 ... 4
• 연구개발사업 최종보고서 요약문 ... 5
• Project Summery ... 7
• 총괄연구개발과제 연구결과 ... 9
• 1. 총괄연구개발과제의 최종 연구개발 목표 ... 9
• 2. 총괄연구개발과제의 최종 연구개발 내용 및 결과 ... 11
• 3. 총괄연구개발과제의 연구결과 고찰 및 결론 ... 13
• 4. 총괄연구개발과제의 연구성과 및 목표달성도 ... 15
• 5. 총괄연구개발과제의 활용계획 ... 18
• 6. 첨부서류 ... 18
• 제1세부연구개발과제 연구결과 ... 19
• 1. 제1세부연구개발과제의 최종 연구개발 목표 ... 20
• 2. 제1세부연구개발과제의 연구대상 및 방법 ... 21
• 3. 제1세부연구개발과제의 최종 연구개발결과 ... 30
• 4. 제1세부연구개발과제의 연구결과 고찰 및 결론 ... 106
• 5. 제1세부연구개발과제의 연구성과 및 목표달성도 ... 108
• 6. 제1세부연구개발과제의 활용계획 ... 110
• 7. 참고문헌 ... 110
• 제2세부연구개발과제 연구결과 ... 120
• 1. 제2세부연구개발과제의 최종 연구개발 목표 ... 122
• 2. 제2세부연구개발과제의 연구대상 및 방법 ... 124
• 3. 제2세부연구개발과제의 최종 연구개발결과 ... 126
• 4. 제2세부연구개발과제의 연구결과 고찰 및 결론 ... 136
• 5. 제2세부연구개발과제의 연구성과 및 목표달성도 ... 164
• 6. 제2세부연구개발과제의 활용계획 ... 165
• 7. 참고문헌 ... 165
• 끝페이지 ... 168