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

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

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

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

독성 등급 등급 LD50 mg/kg 체중 평균 치사량 예 최고 독성 <0.01 이하 한 방울 이하 신경가스, 보툴리누스 독소, dioxin (TCDD) 맹독성 5 7 방울 청산가리, 파라치온, 니코틴 강독성 5-50 1 티스푼 수은염, 모르핀, 독성 50-500 1 온스(31g) 납 염, DDT, 사염화탄소, 수산화나트륨 약한 독성 500-5000 0.47리터 메틸알콜, 에테르 매우 약한 독성 5,000-15,000 0.946 리터 에틸알콜 무독성 >15,000 0.946 리터 이상 물, 설탕

최대 사망원인 물질은 무엇인가?

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%)

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

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

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

발암물질 분류 2차 발암물질 – 체내에서 활성화되어 발암성을 가진다. – 대부분의 발암물질 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

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

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.

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.

Dioxins의 구조

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

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

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

과학자들과 일반대중의 위해성 평가 비교

과학자 일반시민

미국의 위해 요소