크롬 (Cr6+) 노출에 따른 숭어, Mugil cephalus의 생체 축적 및 생화학적 변화

Abstract

크롬은(Cr)은 지구의 지각 내 6번째로 풍부한 금속으로 환경 내에선 3가(Ⅲ)와 6가(Ⅵ) 크롬이 대부분을 차지한다. 특히 Cr(Ⅵ)은 여러 산업의 배출수로 배출되어 환경을 오염시키는 주요 중금속 중 하나이다. Cr(Ⅵ)은 수용액 내에서 주로 크롬산 이온으로 존재하며, 생체막을 쉽게 통과하여 산화 스트레스 및 생체 축적을 일으킨다. 숭어는 기수에서 많은 시기를 보내는 광염성 어류로 경골어류 중 가장 광범위한 지리적 분포를 나타낸다. 또한 한국에서 숭어는 산업적으로 중요한 어종이며, 천해어류양식 기준으로 생산량이 많은 편에 속한다. 따라서 본 연구의 목적은 4주간 0, 25, 50, 100, 200, 400㎍/L 농도로 Cr(Ⅵ)을 노출시킨 숭어의 성장, 혈액학적 성상, 항산화 반응 및 생체 축적 변화를 분석하였다. 4주간 Cr(Ⅵ)에 노출시킨 숭어의 생체 축적은 근육을 제외하고 유사한 패턴을 보였으며, 신장, 간, 장, 아가미에 많은 축적량을 보였고, 대체로 200㎍/L 농도 이상에서 유의한 증가를 나타냈다. 성장률 지표인 일일전장성장량은 25㎍/L, 일일체중성장량은 100㎍/L 농도 이상에서 성장이 둔화되었고, 이에 따른 비만도 지수는 100㎍/L 농도 이상에서 유의한 감소를 나타냈다. 혈액학적 성분 중 RBC count는 감소하였고, Ht은 증가하였다. 혈청에서 무기성분으로 칼슘은 감소하고 마그네슘은 증가하였으며, 유기성분에서는 총단백질만 200㎍/L 농도 이상에서 유의한 증가를 보였다. 혈청 내 효소성분인 GOT와 GPT는 높은 농도 구간에서 유의한 증가를 보였다. 항산화 반응 중 효소인 SOD와 GST 활성은 높은 농도 구간에서 유의한 감소를 나타냈다. 비효소 중 GSH와 MT level은 둘 다 증가하였다. 모든 요인들은 대체적으로 200㎍/L 농도 이상에서 유의성을 나타냈다.

Chromium is the sixth most abundant heavy metal in the earth crust. This metal exhibits trivalent and hexavalent states predominantly in the environment. Especially hexavalent chromium (Cr6+) is one of the most common heavy metal pollutants of the environment, discharged with the effluents of various industries. In aqueous solution Cr(Ⅵ) predominately exists as chromate ion, which easily penetrates biological membranes and causes oxidative stress and bioaccumulation. Mullet is euryhaline fish that lives brackish water zone in most of life cycle and appears one of the most widely geographical distribution among osteichthyes. The objective of this study was to investigate the effects of 4 weeks exposure to hexavalent chromium (0, 25, 50, 100, 200, 400㎍/L) on growth, hematological parameters, antioxidative response and bioaccumulation of mullet, Mugil cephalus. Bioaccumulation of chromium appeared similar pattern, except for muscle. And accumulation of chromium for 4weeks had many kidney, liver, intestine, gill, spleen, muscle in descending order. Also compared to control, commonly bioaccumulation was significantly increased over 200㎍/L concentration. Growth of mullet was slowed, because daily length gain and daily weight gain were significantly decreased over 25㎍/L, 100㎍/L concentration respectively. In hematological parameters, Cr(Ⅵ) reduced RBC count at 50, 200, 400㎍/L and elevated Ht over 50㎍/L significantly. In inorganic substance of serum parameters, calcium was reduced and magnesium was elevated over 25㎍/L. Total protein of organic substance was increased at 200, 400㎍/L. But no change was detected in glucose and triglyceride. In enzyme factor, GOT and GPT were increased entirely and significantly changed at high concentration. SOD and GST activity of antioxidative enzyme were depressed at high concentration significantly in liver and gill. And Cr(Ⅵ) induced significantly elevated GSH and MT in liver.