대기 입자의 활성산소 발생에 의한 기관지 상피 세포 독성 평가

Abstract

[한글]

산업은 계속적으로 발전되어가고 이로 인한 대기오염의 심각성은 첨차 부각되고 있다. 급속한 산업화가 진행되는 동안 환경오염이 야기되었고, 이로 인해 발생되는 피해도 속출하였다. 기술이 점점 진보되면서 정밀한 작업을 요하게 되며, 이로 인해 미세분진에 대한 문제가 발생하기 시작하였다. 급속한 발달의 시기가 지나고 건강에 대한 관심이 높아지면서, 표면적으로 드러나는 환경문제들은 많은 부분 개선이 되고 있는 실정이다. 그러나 기술 수준이 높아질수록 보이지 않는 위해 요소들이 늘어나고 있으며, 이를 개선하고자 많은 연구가 진행되어져야 한다. 본 연구는 대기 중 입자에 대한 인체 내 독성을, 대기중 입자는 흡입에 의한 영향이 클 것으로 예상되어 사람 호흡기 상피세포(human bronchial epithelial cell)를 선정하여 진행하였다. 이를 통해 입경, 성분, 계절별 세포 사멸과 산화적 손상 영향을 관찰하여 결과에 대한 상관성을 분석하였다. 대기 중 미세먼지는 2008년에서 2009년 동안 2.5 ㎛와 10 ㎛로 포집하여 준비하였고, 디젤 엔진 발생 시료의 대표라고 여겨지는 DEP를 구입하여 유기성분과 수용성분을 각각 추출하여 사용하였다. 추출율은 수용성분에 비해 유기성분이, PM10에 비해 PM2.5, 여름보다는 겨울이 높았다. 대기 입자에 대한 세포 생존율 실험을 진행한 결과 입자가 작을수록 독성이 크게 관찰되었다. 성분별로는 수용성분보다 유기성분에 의해서 더 높은 독성영향을 보였으며, 계절별로는 일부 비슷하거나 여름의 독성이 높은 경우도 있었으나 추출율과 비교하면 겨울의 독성이 높은 것으로 나타났다. 평가함에 있어서 추출율이 높음에도 불구하고 일정 용량 당 독성 또한 높으므로 상대적으로 적은 양으로도 큰 독성이 있는 것으로 볼 수 있다.활성산소의 발현정도 결과를 살펴보면 생존율의 독성정도와 마찬가지로 입자가 작을수록, 수용성분보다 유기성분에 의해, 겨울철 일때 더 높은 발현율을 나타내었다. Glutathione 감소 측정 결과를 보면 PM10보다 PM2.5에 의한 감소율이 크고, 수용성분보다 유기성분에 의한 감소가 더 크게 나타났다. 역시 입자가 작을수록, 수용성분에 비해 유기성분에 의해 감소율이 더 큰 것을 볼 수 있다. 다만, 계절적 영향 차이는 뚜렷하게 나타나지 않았다. 본 연구의 결과를 종합적으로 보면, 입자의 크기가 작을수록, 수용성분보다는 유기성분에 의해, 여름보다 겨울에 비해 좀 더 높은 독성 영향이 높았다. 추출율 또한 독성 영향이 더 높은 경우에 더 높은 경향을 보이며, 이는 작은 용량에서 독성을 나타내는 것을 의미한다. 평가 방법별로 비교해보면, 생존율의 경우 세포 사멸을 보기 때문에 독성영향에 대해 각 조건별 미미한 정도의 차이만 나타났다. 반면, 살아있는 세포에서의 손상영향을 보는 활성산소 발현 비율 비교나, glutathione 감소 비율 연구의 결과는 더 민감하게 나타났다. 활성산소의 발현비율은 일정량 이상의 발현량이 있어야 측정이 가능하므로 사멸 직전의 높은 농도 측정시 유리하며, glutathione 감소 측정의 경우 농도가 작을수록 발생이 높고 고농도 노출일 때 점차 줄어들게 되므로 낮은 농도의 독성 평가시 유리하다.

[영문]