Paraquat 노출에 의한 메기, Silurus asotus의 생화학적 반응

Abstract

Paraquat은 비선택성이며 광범위한 식물에 작용하는 약 50년간 세계적으로 널리 사용된 제초제이며 사람과 동물에 높은 독성을 유발한다. 또한 유럽을 중심으로 PQ과 같이 인간과 동물에게 유해한 농약은 금지하는 국가가 증가하는 경향이다. 또한 메기는 대한민국의 대부분의 하천에 분포하는 종으로서 PQ에 노출될 가능성이 높다고 볼 수 있다. 따라서 본 연구의 목적은 4주간 paraquat에 노출된 메기, Silurus asotus의 성장, 혈액학적 성상 및 간, 신장, 아가미의 항산화효소의 변화를 분석하고자 하였다. 여러 가지 급·만성 노출실험을 참고하여 아치사 농도인 0, 1, 2, 5, 10 mg/L을 농도구간으로 설정하였다. 4주간의 일일성장량을 분석한 결과, 2mg/L 이상의 구간에서 성장이 둔화되었으며, RBC count, hematocrit, hemoglobin 수치 또한 5, 10mg/L 구간에서 모두 유의하게 감소한 것으로 볼 때, 빈혈이 유발된 것으로 보인다. 그리고 혈청 내 유기성분인 glucose와 효소성분 (GOT, GPT, ALP, LDH)들의 변화로 볼 때, 중요한 해독기관인 간에 심각한 손상을 주었음을 유추할 수 있다. 마지막으로 이물질에 대한 포합작용을 하는 GSH과 항산화효소, GST, GR, GPx가 모두 농도구배에 따라 증가한 것으로 산화스트레스를 받았음을 알 수 있었으며, SOD가 감소한 것으로 어체의 항상성에 문제가 발생했다고 사료된다. 이러한 연구결과, 실험어인 메기는 2mg/L 이상의 PQ에 노출되었을 때 성장둔화, 빈혈, 간가능 장애와 항상성의 손상 등 다양한 생화학적인 손상을 보여주었다. 이에 더욱 많은 연구가 수행되어 paraquat에 대한 검증을 할 필요가 있다고 판단된다.

Paraquat dichloride(PQ) is a non-selective, broad-spectrum herbicide widely used about 50 years for weed control, which has been known to be a highly toxic compound for humans and animals. Thus, this herbicide may induce toxic effects on non-target animal species, especially freshwater fish. The objective of this study was to investigate the effects of 4 weeks exposure to PQ (0, 1, 2, 5, 10mg/L) on growth, hematological parameters and oxidative stress of catfish, Silurus asotus. Daily length gain and daily weight gain of catfish exposed to PQ were significantly decreased in 5, 10mg/L groups of 4 weeks exposure compared to control. In haematological factors, red blood cell count, hematocrit levels in catfish decreased in 10mg/L. Moreover, serum glucose, GOT, GPT, ALP, LDH elevated proportionally to PQ concentrations. And PQ induced significantly elevated GSH, GST of liver, kidney and gill and GR, GPx of kidney. SOD activity of low concentration groups showed an increase but that of high concentration groups showed decreasing tendency. These results indicate that PQ reduced growth and induced anemia. Besides, PQ attacked liver and affected antioxidant defence mechanisms and initiated breaking the homeostasis.