제 8 장 위해성 , 독성학 , 및 인간의 건강

1. 제8장 위해성, 독성학, 및 인간의 건강 • 위해도 risk • 부상, 질병, 경제적 손실, 환경훼손 등의 위험(hazard)으로부터 손상을 받을 수 있는 확률 • 위해성(도) 평가 risk assessment • 위험요소에 노출되어 손상을 입을 확률을 추정하는 과정 • 위험의 유형 • 문화적 위험: 작업조건, 흡연, 운전, 음주 등 • 화학적 위험: 해로운 화학물질 • 물리적 위험: 이온화 방사선, 소음, 화재 등 • 생물학적 위험: 병원균, 벌, 꽃가루 등

2. 독성학 • 독성 toxicity: 어떤 물질이 얼마나 해로운가를 나타내는 척도로 용량과 반응에 의해 좌우됨 • 용량 dose: 섭취, 흡입, 피부흡수, 주사를 통해 체내에 유입된 양 • 반응 response • 급성효과 acute effect • 만성효과 chronic effect

3. Dose-Effect (Response) and Log(Dose)-Effect Curves Effect or Response Effect or Response ED50 Dose Log Dose

4. 독극물(poison 또는 toxin)이란? • LD(lethal dose)50: 실험동물의 50%가 사망하는 용량 • LD50이 50mg/kg 이하인 화학물질  유독성 화학물질

5. 독성 등급

6. 최대 사망원인 물질은 무엇인가?

7. 화학적 위험요소 • 인화성, 폭발성 물질 • 피부나 폐를 자극 또는 손상 • 산소의 흡수와 분배를 방해: 일산화탄소, 황화수소 • 면역계의 allergy 반응 유발 물질 • 돌연변이 유발물질 mutagen: 복구(repair) 기작 • 기형 유발물질 teratogen: 선천적 결함 유발, PCBs, 탈리도마이드, 비소, 수은, 납, 카드뮴 등 • 발암물질 carcinogen: 세포의 증식 조절 안 되는 악성종양 유발; 전이(metastasis); 유전, 바이러스 감염, 화학물질 노출; 흡연(35-40%)

8. 내분비 교란물질(일명 환경호르몬, endocrine disrupter) • 호르몬: 화학적 전령  유성생식, 성장, 발달 및 행동을 조절(제어) • 합성 모조 호르몬(hormone mimic) • 작용 기작 • 호르몬 합성 단계에 관여하여 합성을 촉진시키거나 저해함 • 호르몬이 내분비선으로부터 방출되거나 축적되는 과정을 교란함 • 호르몬이 혈액을 통해서 세포로 수송되는 과정과 분해되는 과정을 교란함 • 호르몬과 수용체의 인식 결합을 교란함  호르몬 수용체와 결합하여 호르몬과 같은 세포 반응을 유발(유사작용), 결합부위를 봉쇄(봉쇄작용) • 호르몬이 DNA 조절 부위에 결합하여 유전적 발현이나 세포 분열을 조절하여 교란

9. 암 발생 과정 • 유전독성물질에 의해 DNA 변형 • 종양 전구세포 (premalignant cell) 생성 • 암세포를 증식시키지 않는 상태로 잠복 • 발암촉진제 (promoter) 에 의해 악성암세포로 전

10. 발암물질 • 유전독성적 발암물질 genotoxic carcinogen • DNA에 작용하여 유전자코드를 변환시킨다. 돌연변이원 mutagen • 돌연변이 유발물질은 대부분 발암물질이다(약 80%). • 후성적 발암물질 epigenetic carcinogen • DNA에 작용하지 않고 암을 유발하는 물질 • 금속이온(Be, Pb, Ni, Cr, Co, As), 석면

11. 발암물질 분류 • 1차 발암물질 –활성화가 필요 없이 직접 발암성을 가진다. • 2차 발암물질 –체내에서 활성화되어 발암성을 가진다. –대부분의 발암물질 • Benzo[a]pyrene → benzo[a]pyrene-7,8-diol-9,10-epoxide

12. 발암촉진제 • 발암촉진제에 장기간 노출되면 암 전구세포가 악성 종양세포로 전환된다. • Tetradecanoylphobol acetate(TPA), PCBs, TCDD, 유기염소계 살충제 (DDT, aldrin, chlordane)

13. PCBs • Biphenyl ring에 1-10개의 염소가 결합 • 209 가지의 조합이 있다. • 1930년 발명, 위험성이 밝혀진 1970년 까지 많이 사용되었다. • 분해속도가 매우 느리고 독성이 강하다. • 변압기, 유압기 등에 지금도 사용되고 있다. • 세계 많은 하천과 호수를 오염시켰다. • 어류에 체내에서 발견되어 식용할 수 없는 곳이 많다.

14. Dioxins • Polychlorinated dibenzo-p-dioxins의 통칭이다. 염소의 결합 위치에 따라 75 종류가 있다. • 이 가운데 2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin (TCDD)이 특히 강한 독성을 가지므로 널리 알려져 있다. 그 외에 16종의 dioxin이 독성이 강하고 흔하다. • 제초제 (고엽제), 살충제 등의 화학물질 제조 공정에서 불순물로 생성된다. • 유기물과 염소의 가열로 생성된다. • 자동차 배기가스, 낮은 온도에서 쓰레기 소각 등 • 대기, 수중, 식품 등에 광범위한 오염을 보이고 있다.

15. Dioxins의 구조

16. 생물학적 위험요소 - 전염성질병 • 선진국 사망요인의 5% • 개발도상국 사망요인의 44% • 치명적 전염병 (표 9-2, 159쪽) pathogen • 호흡기 전염병: 박테리아, 바이러스 • 설사병: 박테리아, 바이러스, 기생충 • 결핵: 박테리아 • 말라리아: 기생성 원생동물 • 에이즈: 바이러스(HIV) • 홍역: 바이러스 • B형 간염: 바이러스 • 파상풍: 박테리아

17. 수인성 전염병 • 콜레라, 이질, 장티푸스 등의 장내 설사병 병원균은 물을 통해 전염됨 • 박테리아는 정수과정에서 염소소독으로 대부분 죽음 • 염소소독 도입 후 수인성 전염병은 크게 줄어들어 수명 증가의 주요 원인이 됨 • 그러나 바이러스는 박테리아보다 염소소독에 내성이 강함 • 원생동물의 알 중에는 염소소독을 견디는 종이 있음 • Giardia, Cryptosporidium

18. 위해성 분석 Risk analysis • 위험 요소 파악 • 위험 요소들의 발생 가능 확률 평가 • 사람들이 위험요소에 노출되는 정도 평가 –노출평가 exposure analysis • 노출된 사람들에 미치는 피해 평가

19. 과학자들과 일반대중의 위해성 평가 비교

20. 과학자 일반시민