비소의 독성
Arsenic Toxicity
비소 독성의 메커니즘
+3 비소 양이온은 -SH기와 강하게 결합합니다
생체 내에서 -SH기는 시스테인 분자에서 찾아볼 수 있지요. 시스테인의 -SH기는 전자를 쉽게 잃어버리거나 얻을 수 있는 작용기입니다. 그래서 시스테인은 생체 내에서 산화환원 반응을 담당하는 촉매에 빠지지 않고 포함되어있지요.
+3 비소 양이온은 시스테인의 -SH기와 강하게 결합합니다. 결국 시스테인이 본래 참여했어야 하는 산화환원 반응은 일어나지 못하고, 시스테인을 함유한 단백질이 제 기능을 하지 못합니다.
+5 비소 양이온은 미토콘드리아를 손상시킵니다
미토콘드리아는 ATP를 합성하는 세포 소기관입니다. ATP 합성에 이용되는 재료 중 하나는 무기인(inorganic phosphate)입니다. 무기인은 +5 양이온이기 때문에 +5 양이온인 비소 이온이 무기인을 대체하는 화학 반응이 일어날 수 있습니다.
화학적 성질이 유사한 다른 금속을 대치하는 현상을 mimicry라고 합니다. +5 비소 이온은 인을 mimicry하여 미토콘드리아 산화적 인산화 과정의 짝풀림을 매개합니다(산화적 인산화 과정을 고장냅니다).
비소의 대사물들은 DNA에 산화적 스트레스를 줍니다
금속은 전자를 잃고 양이온이 되는 성질이 강하고 반응성이 큽니다. 반응성이 큰 비소는 연쇄 반응으로 DNA의 분자 구조가 변형시킵니다. DNA 복구가 제대로 일어나지 못하면 결국 세포는 암세포가 되거나 사멸하지요.
암에 대해 더 이야기하자면, 비소는 피부암, 폐암, 방광암을 일으키고 신장, 간, 전립선에 암을 일으킬 수 있습니다. 특히 젊은 성인에서 비소로 인한 피부암과 폐암이 문제가 되고 있습니다.
비소 화합물
비소는 +3 양이온, 혹은 +5 양이온으로 존재할 수 있습니다. 탄소 사슬과 결합했는지 여부에 따라 유기 비소와 무기 비소로 나누기도 하지요.
 |
| 비산(Arsenic acid) |
비소에 노출되는 경로
살충제, 제초제 등 농업 용품 제조 공정에 비소가 들어갑니다. 그렇기 때문에 농업 관련 업계에 종사하는 근로자들은 직업적으로 비소에 노출될 수 있습니다. 제련 업계에서는 기체 상태나 분진 상태의 비소에 노출될 수 있습니다. 또한 석탄은 자연적으로 비소 농도가 높은데, 석탄을 태우는 과정에서 비소에 노출될 수도 있습니다.
자연적으로 비소에 노출되는 경우에는 보통 비소에 오염된 물을 마시는 경우입니다. 비소는 자연적으로 존재하는 금속이기 때문이지요. 또한 해산물을 섭취하는 경우, 매일 조금씩 비소를 섭취할 수 있습니다.
독성 물질로서의 금속이 무서운 이유가 바로 이 점입니다. 자연에 존재하면서 사라지지 않는 원소이기 때문에 우리는 항상 독성 금속에 노출됩니다.비소의 흡수, 분포, 대사, 배설
위장관계 -> 오줌
무기 비소는 위장관계에서 80% 이상 높은 흡수율을 보입니다. 장에서 흡수된 비소는 단백질과 결합하여 혈액을 타고 전신에 분포합니다. 비소 이온은 양전하를 띠고 있기 때문에 혈관을 통과하기 어렵습니다. 그래서 오줌으로 배설되기 어렵지요. 반면, 비소에 메틸기가 결합하면 그때는 전하를 상실합니다. 비소는 이렇게 메틸화되는 대사 과정을 거쳐서 주로 오줌으로 배설됩니다.
피부 ; Mee's line
비소는 피부와도 잘 결합합니다. 피부로 흡수된 비소는 주로 땀으로 배출되지요. 특히 비오듯 땀이 올 때 비소가 잘 배출됩니다. 피부로 흡수된 비소는 손톱, 발톱에 농축되기도 하는데, 이 경우 손톱에 가로로 선이 생깁니다. 이 선을 Mee's line이라고 부릅니다.
비소 중독증 증상
급성 중독증
많은 양의 비소에 노출되면 생체는 급성 비소 중독증을 일으킵니다. 열, 무기력증, 간 비대, 심부전, 그리고 치사량의 경우에는 심장 마비까지 발생하지요. 장에서 비소가 흡수될 때 장 점막이 파괴되어 복통, 수포가 생기고 설사를 합니다. 1~2주 후에는 말초신경 퇴행과 빈혈 등 혈액학적 증상이 나타나기도 합니다.
만성 중독증
비소에 만성적으로 노출될 경우 피부와 간, 신경에 중독증이 일어납니다. 피부에 암이 생기며, 간은 간 비대, 황달, 간부전, 지방간, 심한 경우엔 간암 등을 일으키지요. 신경의 퇴행성 변화가 일어날 수도 있습니다. 이때엔 말초에 감각이 둔해지다가 콕콕 찌르는 감각이 느껴집니다.