내분비교란물질에 대한 이해가. 내분비교란물질에 대한 이해1. 내분비계 교란물질에 대한 정의내분비계장애물질이란 DDT, PCB등 환경중의 화학물질이 사람이나 생물체의 몸속에 들어가서 성장, 생식등에 관여하는 호르몬(내분비계)의 정상적인 작용을 방해하여 정자수의 감소, 암수 변환, 암등을 유발할 수 있다고 말해지는 화학물질이라 말할 수 있다.미국 환경청(US EPA)에서는 "체내의 항상성 유지와 발생과정을 조절하는 생체내 호르몬의 생산, 분비, 이동, 대사, 결합작용 및 배설을 간섭하는 외인성 물질"로 정의하고 있으며, OECD에서는 1996년에 전문가들이 모인 웍샵에서 "생물체 및 그 자손에게 악영향을 미쳐 그 결과 내분비계의 작용을 변화시킬 수 있는 외인성 화학물질"로 정의하고 있다.2. 내분비계 장애 기전내분비계장애물질은 한마디로 생명체의 정상적인 내분비 기능을 방해한다. 이들 물질 들은 생체 내 호르몬의 합성, 방출, 운반, 수용체와의 결합, 수용체 결합 후의 신호전달 등 일련의 과정에 관여하여 다양한 형태의 혼란을 일으킴으로써 생태계 및 인간에게 악영향(adverse effects)을 유발하고 차세대에선 성장억제와 생식이상 등을 초래하기도 한 다. 내분비계장애물질은 화학구조나 종류에 따라 표적이 되는 호르몬의 종류 및 장애 기전이 다르다.1) 모방(mimics) 작용내분비계장애물질이 호르몬 수용체와 결합하여 마치 생체내의 정상호르몬과 유사하게 작용하는 것으로서 대표적인 예가 합성에스트로젠인 DES(diethylstilbestrol) 그리고 산업용화학물질인 nonylphenol과 bisphenol A이다. 이러한 유사물질은 에스트로젠 수용체(estrogen receptors)에 결합하여 정상적인 호르몬보다 강하거나 약한 신호를 전달함으로써 내분비계의 교란 작용을 유발할 수 있다.2) 봉쇄(blocking) 작용호르몬 수용체 결합부위를 봉쇄함으로써 정상호르몬이 수용체에 접근하는 것을 막아 내분비계가 기능을 발휘하지 못 하도록 하는 것이다. 대표적인 예로서 D. 이러한 영향으로는 암과 같은 비정상적 생장, 대사작용의 이상, 불필요하거나 해로운 물질의 합성 등을들 수 있다. 다이옥신 또는 다이옥신 유사물질 등은 이와 같은 작용기전으로 영향을 나타낼 수 있는 것으로 보고되고 있다.4) 간접작용(interference) 작용내분비계 교란물질이 수용체와는 결합하지 않지만 간접적으로 자연 호르몬의 합성,저장, 배출, 분비 등을 증가시키거나 감소시켜 정상적인 내분비 기능을 방해하기도 한다. 정상호르몬은 자신의 기능을 다하면 생체 내에서 효소작용으로 분해된다. 만일 화학물질이 이 분해과정을 촉진하면 정상호르몬이 미처 자신의 활동을 마치기도 전에 사라지게 된다. 다이옥신이나 PCB는 이러한 과정을 거쳐서 남성호르몬과 갑상선호르몬이 혈중 농도를 저하시키는 것으로 알려져 있다.이 중, BPA, 프탈레이트, 노닐페놀, 다이옥신에 대해 더 자세히 알아보도록 하자.나. BPA(Bisphenol A)1. BPA아세톤과 페놀 2분자가 축합한 대칭구조의 2가 페놀. HOC6H4C(CH3)2C6H4OH. 백색 침상의 결정이다. 비스페놀A는 에스트로겐과 비슷한 작용을 한다. 1930년대에 난소가 없는 쥐에 비스페놀A를 주사한 실험을 통해 비스페놀A가 합성 에스트로겐으로 작용할 수 있다는 사실이 처음 밝혀졌다. 이후 세포를 이용한 실험을 통해 매우 낮은 농도에서 내분비계교란물질로 작용할 수 있다는 것이 알려졌다. 때문에 인간에게도 정자 수의 감소나 여성화 같은 건강 문제가 나타날 수 있다. 비스페놀A는 에스트로겐과 비슷한 화학구조를 가지고 있어 여성호르몬 수용체와 결합할 수 있다. 이에 의해 비스페놀A가 내분비계 교란물질로 작용을 할 수 있는 것이다.불임, 유방암, 성조숙증 등 다양한 질환의 원인으로서 추측되고, 비만을 일으키는 물질로서 또한 추측되고 있다.< Bisphenol A의 구조>< Estradiol과 Bisphenol A의 화학적 구조의 유사성>2. 일상생활 속 BPABPA는 휴대폰 케이스 등의 고강도 엔지니어링 플라스틱인 폴리카보네이트해되어 나온다는 점이다. 또한 영수중, 순번표에서도 BPA가 검출된 것으로 알려져있다.< BPA 발생 가능성이 높은 주요 제품들 /사진=한국PCBPA협의회 공개정보>3. 실제사례1) 서울대연구팀, 국내 최초로 비스페놀A 문제점 규명(경향신문)그 동안 임신 중이나 생후 초기에 비스페놀 에이에 노출될 경우 뇌 발달에 부정적 영향을 미칠 수 있다는 연구결과가 일부 있었지만 이번 연구결과를 통해 출생 이후 환경에서 비스페놀 에이에 노출되는 것이 아동청소년의 행동과 ADHD, 학습장애에 영향을 미치는 것이 규명된 것이다.연구팀은 “정확한 기전은 알려져 있지 않지만 비스페놀 에이가 뇌의 도파민 균형과 전두엽 기능에 영향을 미쳐 아이들의 감정과 행동, 학습능력에 악영향을 미치는 것으로 추정된다”고 밝혔다.2) 영수증 속 비스페놀A, 성기능 장애 일으킬수 있다(한겨례신문)국내에서 유통되는 대부분의 영수증에는 ‘비스페놀A’가 들어있다고 할 수 있다.논란의 여지는 있지만, 많은 연구자들은 비스페놀A가 인체에 유해하다고 결론내린다. 서울대 예방의학과 홍윤철 교수는 “독성이 다 밝혀져 있지는 않지만, 성인병과 어린이 성장발육에 영향을 미친다”고 말했다. 또 체내에서 호르몬 교란 물질로 작용해 성기능에 문제를 일으킬 수 있고, 유방암이나 성조숙증과 관련이 있다는 보고도 있다.4. BPA 안전 수치다음은 식약처 위해영향연구팀에서 우리나라 비스페놀 A에 관한 수치이다.다. phthalate (프탈레이트)1. phthalate의 화학적 구조프탈레이트류는 phthalic anhydride에 ester 반응을 통해 합성되는 물질로서 polyvinyl chloride(PVC) 등에 플라스틱의 유연성을 주기 위한 가소제로써 1930년대 이래로 지속적으로 플라스틱 소재에 광범위하게 사용되어 왔다. 의료용품, 장난감, 각종 식품 및 화장품 포장재 등 생활에 밀접하게 이용되는 플라스틱 소재에 광범위하게 사용되어 왔으며 이 때문에 경구, 흡입, 피부 등을 통하여 인체에 노출될 수 있다.유럽에서는 디에틸 변화, 고환위축, 생체이물 대사의 장애 등이 나타나는 것으로 알려져 있으며, DEHP의 경우 랫드에서 정소위축과 정자수 감소를 유발, 수컷 랫드의 혈청에서 testosterone의 감소와 estradiol의 증가가 유도됨이 보고 된 바 있다.2. 일상생활 속 phthalate주 노출경로는 음식포장이나 생산과정에서 오염된 음식의 섭취이며, 환경에서 잔류하는 특성으로 인해 프탈레이트류는 지하수, 강과 음용수에서도 발견되고 PVC로 만들어진 장난감에서 유출된 프탈레이트류는 유아의 입을 통한 노출 가능성이 있다. 아용 조유(調乳 milk formula), 치즈, 마아가린, 스낵용 과자 등에서도 발견되고 있고, 솔, 인형과 같은 압축 제품과 발포제, 화장품류, 방충제, 접착제에서 발견되어진다.3. 실제사례1) 식약처 "생리대 휘발성유기화합물 해로운 수준 아냐“식약처는 생리대, 팬티라이너, 탐폰 총 126개 제품을 대상으로 프탈레이트류와 비스페놀 A에 대한 위해평가를 한 결과, 검출량이 해롭지 않은 수준이라고 발표했다.프탈레이트류와 비스페놀 A 등 유해물질 16종 중 디메톡시에칠프탈레이트(DMEP) 등 11종은 모든 제품에서 검출되지 않았고, 디에칠헥실프탈레이트(DEHP) 등 5종은 검출됐지만 해로운 수준은 아니었다.2) 장난감 '액체괴물'서 유해물질 초과검출…100개 제품 리콜체괴물 148개 제품을 대상으로 조사한 결과 100개 제품에서 붕소, 방부제(CMIT·MIT), 프탈레이트 가소제 등 안전 기준치를 초과하는 유해물질이 검출됨에 따라 수거 등의 명령을 내렸다고 11일 밝혔다.적발된 제품 가운데 87개는 붕소가 기준치를 초과해 검출됐으며, 특히 17개 제품은 붕소뿐만 니라 방부제와 프탈레이트 가소제도 기준치를 넘어선 것으로 나타났다.4. 프탈레이트 안전 수치: 다음은 식약처 위해영향연구팀에서 우리나라 프탈레이트에 관한 수치이다.라. 노닐페놀1. 노닐페놀의 화학적 구조페놀(벤젠고리에 수산기가 붙은 화합물)에 탄소수가 9개인 분자사슬이 붙은 화합물이다. 비이 온계면활은 여성호르몬인 에스트로겐과 유사한 작용을 해 남성호르몬인 테스토스테론을 감소 시켜 남성에게 발기부전을 일으키거나 무정자증을 유발해 불임의 원인이 되고, 여성에게는 기 형아, 성조숙증 등을 일으킬 수도 있다고 알려져 있다. 또한 발암물질로서 작용할 수 있다고 알려져 있다. 상온에서 증기압력이 낮기 때문에 들이마시게 되더라도 큰 위험은 없지만, 가열 된 증기 형태로 들이마실 경우 일시적으로 점막과 호흡기에 자극이 나타날 수 있으며, 섭취하 거나 피부에 노출될 경우 화상을 입을 수도 있다고 알져 있다.2. 일상생활 속 노니페놀주방용 세정제, 세척제, 세안제, 삼푸 등이 대표적인 예다. 이외 NPEs는 에폭시 수지, 페인트 첨가제, 인쇄 잉크의 재료, 산화방지제의 원료, 페놀수지용 적층판의 원료로도 사용된다.노닐페놀과 NPEs는 주로 전자부품제조업, 영상 및 음향장비제조업, 통신장비 제조업 등에서 배출된다.3. 실제사례1) EU는 이미 ‘03년부터 노닐페놀과 NPEs의 사용을 제한하고 있으며, 중량비 0.1% 이상 농도의 산업용 및 가정용 세척제, 직물 및 피혁 가공, 금속가공, 유화제, 제지, 화장품, 개인위생용품 등에 유통 또는 사용을 금지하고 있다.2) 환경부, 환경호르몬 '노닐페놀' 사용 금지대표적인 환경호르몬(내분비계 장애물질)으로 불리는 노닐페놀(노닐페놀 에톡시레이트 포함)의 제조 및 수입, 사용이 단계적으로 금지된다.환경부는 노닐페놀과 이를 0.1% 이상 함유한 혼합물질을 가정용 세척제(주방용·화장실용·세탁용)와 잉크바인더, 페인트용으로 제조·수입·사용하는 것을 금지하는 내용의 고시안을 마련, 시행할 계획이라고 11일 밝혔다.마. 다이옥신[ dioxine ]1. 다이옥신의 화학적 구조다이옥신의 기본 골격은 벤젠 고리 2개가 1,4-다이옥신의 각각의 2중 결합에 접합한 화합물인 다이벤조[b, e][1, 4]다이옥신이며 각 벤젠 고리에 염소 원자들을 여러 개 가지고 있다. 이러한 다이옥신은 다염화 다이벤조다이옥신(PCDD)이라고 부르며 대표적인 화합물은 2다.
세균의 농도 측정 방법에 탐구서론Aim: 세균의 농도를 측정하는 방법에는 여러방법이 존재하고 각 세균의 특성에 따라 효과 적인 측정방법이 다르다. 각 측정법에 대해 자세히 알아보고, 실생활에서 직접 적용 해보도록 하자.1. 직접측정법1) 표준평판계수법2) 현미경직접 계수법3) 최확수법2. 간접측정법4) 건초균제량 측정법5) 탁도측정법본론1. 표준평판계수법가장 보편적으로 쓰이는 방법으로 살아있는 세균은 콜로니를 형성한다는 것을 전제로 한다.시료를 희석바탕값에 따라 희석한 다음 희석액을 배지에 접종하여 24~48시간 동안 배양 후 집락수를 계수하는 방법이다. 이 때 세균의 단일세포가 분열하여 평판 위에서 colony를 형성하는 종말점까지 세균세포가 희석되었다고 가정하며, 시료원액의 세균수는 집락수에 희석률을 곱하여 산출해 낸다. 평판배지상에 형성된 콜로니수는 시료내에 포함되어 있는 콜로니 형성이 가능한 살아있는 세균의 숫자에 비례한다.이 과정은 시료의 희석, 접종, 배양, 콜로니수의 측정과 계수의 네 단계로 나뉘는데, 각각의 과정을 살펴보면 다음과 같다.Methods1)시료의 희석평판배지 한 장당 30-300배의 콜로니가 형성되도록 하는 것이 가장 정확한 근사치를 산정할 수 있는 희석비율이다. 미생물검사용 시료는 25g(ml)를 대상으로 검사함을 원칙으로 한다.채취한 검체는 희석액을 사용하여 필요에 따라 10배, 100배, 1000배 단계별 희석용액을 만들어 사용할 수 있으며, 희석액은 멸균생리식염수, 멸균인산완충용액등을 사용 할 수 있다.그런데 시료 내에 세균수를 정확히 알지 못하므로 몇 단계 희석하여 평판배지에 접종한다.희석방법1. 희석액 90ml를 메스실린더를 이용하여 측정한 후 각각 5개의 tube에 넣는다2. 5개의 tube를 10-1, 10-2, 10-3, 10-4, 10-5로 라벨링한 후, 10ml피펫을 이용하여 시 험용액 10ml를 10-1 tube에 첨가한다3. 약 7초간 25번 진탕한다.4. 새 10ml 피펫을 이용하여 10-1 tube의 시료에서 10ml 채취하여 10-2 tube에 첨가한다5. 약 7초간 25번 진탕한다6. 위 과정을 순서대로 10-5 tube까지 실행한다표준평판계수법2)희석액의 접종멸균된 페트리접시에 희석액을 1ml 또는 0.1ml 멸균된 페트리접시에 가한다. 희석액을 접종한 페트리접시에 미리 녹여 45-50℃로 액화시켜둔 한천배지 15ml을 주입하고, 그 즉시 조심스럽게 흔들어 접종액이 배지에 골고루 섞이도록 한다.3)배양4)콜로니수의 측정과 계수적정기간 배양한 후 콜로니수가 30-300의 범위로 생성된 동일 희석배율의 평판배지를 골라 숫자를 세고 평균을 구한다. 평균 세균수에 희석비율을 곱하면 원래의 시료1ml(1g)에 존재하는 세균중 콜로니 형성능이 있는 살아있는 세균의 평균수를 구할 수 있다.세균수를 표시할 때는 유효자리숫자를 둘로 함이 바람직하다.2. 현미경 직접 계수법직접 계수법(direct method)은 현미경을 이용하여 미생물의 수를 직접 계수하는 방법이다. 전통적 방법으로는 특별히 고안된 헤모사이토미터(hemocytometer)를 이용하여 현미경으로 직접 미생물의 수를 계수하는 방법이 있다. 이 방법은 매우 간단하고 저렴하며 신속하게 수행할 수 있는 장점이 있다. 그러나 대부분 수 마이크로미터 이하인 미생물을 명시야 현미경으로 관찰하기 위해서는 고배율의 대물렌즈를 사용하여 다수의 시야를 관찰해야 하므로, 노동 집약적이고 시간이 많이 소요되는 작업을 필요로 한다. 또한 생존 미생물과 비생존 미생물을 구분할 수 없고, 용액에 섞여있는 비생물적 입자를 구분할 수 없다는 단점이 있다3. 최확수법최확수법은 평판배지에 도말하여 평가하는데 어려움이 있는 미생물의 경우 사용하며 확률적 통계치에 의존하여 측정 방법이다. 주로 물이나 식품 등의 지표세균(indicator bacteria)의 수를 측정하는데 사용된다. 측정하고자 하는 시료를 10 배수로 단계별로 희석하여 희석액의 일정량을 3 또는 5개의 적절한 액체배지 시험관에 접종하여 일정시간 배양한 후 시험관의 혼탁도(turbidity), 색깔의 변화, 가스 생산 등에 근거하여 미생물의 증식 정도를 판단하여 양성 및 음성 반응으로 평가한다. 양성 반응이 나타난 시험관의 수를 계수하고 이를 최확수표에 대입하여 시료의 미생물의 농도와 수를 추정한다. 사용하는 시험관의 수는 일반적으로 3개 또는5개를 사용하고, 시험관의 수가 많을수록 보다 정확한 미생물의 수를 추정할 수 있다.4. 탁도측정법탁도 측정법은 미생물이 현탁된 용액의 탁도를 광도계(photometer)를 이용하여 측정하는 방법으로 손쉽게 수행할 수 있는 장점이 있다. 세균의 농도가 증가함에 따라 탁도(흡광도)도 비례하여 증가하는데, 탁도를 실제의 세균수로 계산하기 위해서는 표준평판법을 병행하여야 한다. 탁도와 세균수와의 상호관계가 구해진 세균의 경우에는 탁도 측정으로 균체수를 알 수 있으나, 세균의 종류(또는 배양조건)등이 다를 때는 새로이 상관관계를 구해야 하는 번거로움이 있다. 그러나 각 세포에 들어있는 물질의 양이 일정하다고 가정하였을 때 특정 세포의 구성 총량은 세포 질량에 비례하므로 일정한 부피의 배양에서 세포를 회수, 세척한 후 전체 단백질 또는 질소량을 측정한다. 이를 통해 전체 세포 수를 환산할 수 있다.Methods예시) Escherichia coli 배양1. 멸균된 상태의 배지 100㎖에 E. coli 배양액 1㎖을 접종하여 키운다. (37℃, 200 rpm)2. 접종 후 4시간동안 0 time을 포함하여 매 30분마다 시료를 무균조작 방법으로 채취하여 흡광도 측정을 수행한다. 시간별로 시료를 채취하여 흡광도(파장은 595nm 또는 600nm) 를 잰다.3. 미리 알고 있는 흡광도와 세균수 관계표를 이용하여 세균수를 알아낸다.탁도측정실5. 건조 균체량 측정법건조 균체량 측정법은 미생물의 배양액을 일정량 취하여 여과 또는 원심분리를 통해 균체를 분리하고 물로 세척한 후, 가열이나 감압 등의 방법으로 건조한 균체를 측정하는 방법이다. 곰팡이, 방선균 등과 같은 다세포 미생물은 광학적 방법으로 측정하기 어려우므로 일반적으로 이 방법을 사용한다.
