비소(As3+)노출에 의한 북방전복, Haliotis discus hannai (Ino, 1953)의 생체축적 및 생리학적 변화

Abstract

Arsenic exists in the form of inorganic arsenic in nature, and belongs to metalloid but has similar properties to heavy metals. Arsenic generated mainly by industry and agriculture contaminates the surrounding soil and rivers, flows into the sea, damaging aquatic life. The shellfishes are more susceptible to polluted water systems than fishes which are distributed as attached organisms. In this study was to exposure to arsenic(As3+) for 4weeks at concentrations of 10, 20, 40, 60 and 80 μg/L to observe the in vivo scale and physiological changes of abalone(Haliotis discus hannai) due to the effects of waterborne arsenic. The bioaccumulation of abalone exposed to arsenic was in order of hepatopancreas, gill and muscle, the bioaccumulation increased with high concentration organ exposures but the muscles were identified to be significantly lower than other tissues. Hemolymph observed changes in organic, inorganic and enzyme components. Total protein showed a tendency to decrease with increasing concentration. Glucose was significantly increased at all concentrations except for the control group, T-Cholesterol was not significantly changed. Calcium significantly decreased at 80 ㎍/L concentration at 2 weeks and 60 ㎍/L at 4 weeks, Magnesium increased significantly at the concentration of 60 ㎍/L over 4 weeks of exposure. No changes were observed in Phosphorus. GOT showed a significant change at the concentration of 80 ㎍/L for 2 weeks, a significant increase at the concentration of above 40 ㎍/L for 4 weeks, GPT showed a tendency to increase with increasing concentrations and longer exposure periods. LDH increased from a concentration of 80 μg/L in the 2 weeks and showed a significant increase in concentrations of 60 and 80 μg/L for 4 weeks. As antioxidant activity, SOD and CAT of hepatopancreas and gill were observed. SOD showed a significant increase in concentrations of 80 μg/L for 2 weeks in the hepatopancreas and significant increases in concentrations of 60 μg/L for 4 weeks. In gill, significant increase was observed at concentrations of more than 60 ㎍/L for 4 weeks. CAT showed an increase from a concentration of 80 μg/L for 2 weeks in the hepatopancreas and increased significantly at the concentration of 40 ㎍/L for 4 weeks, a significant increase was identified at concentrations of 60 μg/L for 4 weeks in gill. Lysozyme and Phenoloxidase of the hemolymph and hepatopancreas were observed in non-specific immune responses. Lysozyme showed a significant decrease in concentration of 40 μg/L for 4 week both hemolymph and hepatopancreas, Phenoloxidase was not significantly changed but decreased with increasing arsenic concentration.

비소는 무기비소의 형태로 자연계에 존재하며 중금속과 성질이 유사하다. 주로 공업이나 농업에 의해 발생된 비소가 주변의 토양과 하천 등을 오염시켜 바다로 흘러오면서 수생생물에게 피해를 입힌다. 패류는 부착생물로서 유영하는 어류보다 오염된 수계에 대한 영향을 받기 쉽다. 본 연구의 목적은 북방전복에 대해 수계 노출된 비소가 미치는 영향으로 전복의 체내 축척 및 생리적 변화를 확인하기 위해 대조구인 Control을 포함하여 10, 20, 40, 60 및 80㎍/L의 농도로 4주의 기간 동안 비소 노출 실험하였다. 비소(As3+)에 노출된 전복의 체내 축적량은 간췌장, 아가미, 근육 순이었으며 고농도 장기노출일수록 축적량은 증가하였고, 근육은 다른 조직보다 다소 낮은 축적을 확인하였다. Hemolymph 내 유기, 무기 성분 및 효소 활성의 변화를 관찰하였다. TP와 T-Cho는 노출실험 2주와 4주 모두 유의적 변화를 보이지 않았다. GL은 대조구를 제외한 2주와 4주 40 ㎍/L 이상의 농도에서 유의적 증가를 확인하였다. Ca은 노출실험 2주에서 80㎍/L 농도와 4주 60 ㎍/L 이상의 농도에서 유의적 감소를 나타냈고, 반면 Mg은 노출실험 4주 60 ㎍/L 이상의 농도에서 유의적 증가를 나타냈다. 그러나 P는 유의적 차이가 없었다. GOT는 노출실험 2주 80㎍/L의 농도에서 유의적 변화를 보이다가 노출실험 4주에서는 40 ㎍/L이상의 농도에서 유의적 증가를 관찰하였고, GPT는 유의성은 인정되지 않았지만 농도가 증가하고 노출기간이 길어질수록 점차 증가하는 경향을 나타냈다. LDH는 노출실험 2주 80㎍/L의 농도에서부터 증가하다가 노출실험 60 ㎍/L 이상의 농도에서 유의적인 큰 증가를 나타냈다. 항산화 반응으로 간췌장과 아가미의 SOD와 CAT를 관찰하였다. SOD는 간췌장에서 노출실험 2주 80㎍/L의 농도에서 증가를 나타냈고 4주 60 ㎍/L 이상의 농도에서 유의적 증가를 확인하였다. 아가미에서는 노출실험 4주 60㎍/L이상의 농도에서 유의적 증가를 확인하였다. CAT는 간췌장에서 노출실험 2주 80㎍/L의 농도에서 증가를 보이다가 4주 40㎍/L이상의 농도에서 유의적 증가를 나타냈다. 아가미에서는 노출실험 4주 60 ㎍/L 이상의 농도에서 유의적 증가를 확인했다. 비특이적 면역 반응으로 Hemolymph와 간췌장의 Lysozyme활성과 Phenoloxidas활성을 관찰하였다. Lysozyme활성은 Hemolymph와 간췌장 모두 노출실험 4주 40㎍/L의 농도에서 유의적 감소를 확인하였고, Phenoloxidase활성은 유의적 변화는 없었지만 비소 농도가 증가할수록 감소하는 변화를 확인하였다.