납에 노출되면 어떤 일이 일어날까?
Lead Toxicity
납 독성
납은 어디에나 있습니다. 실제로 생물이 사는 모든곳에 납은 존재하지요. 납은 생체 내에서 분해되지 않아서 납의 환경독성은 인류에게 숙제로 남아있습니다.
우리는 유연 휘발유(유기납이 들어있는 휘발유), 납으로 만든 수도관을 없앴지만 땜납, 납 페인트 등은 여전히 우리 주변에 있습니다. 실제로 배터리, 낚시추, 사냥용 탄환, 페인트, 오래된 건물의 이음새, 납이 함유된 그릇에는 납이 들어있지요.
납에 노출되는 경로
동물은 호기심으로 배터리와 벗겨진 페인트를 핥거나 씹을 수 있습니다. 리모델링 계획 지역에서 납 오염 먼지를 핥기도 하지요. 오리과의 물새들은 호수 바닥에서 납 탄환을 섭취할 수도 있고 오염된 진흙, 물을 섭취할 수 있습니다.
특히 어린 동물은 호기심이 많기 때문에 납에 잘 노출되고, 중추신경계에 손상이 많습니다. 반면 성체는 만성적 노출로 인한 말초신경계 질환, 만성 신장 질환, 고혈압이 많이 나타납니다.
납의 독성 효과
납은 신경계, 조혈계에 독성이 있습니다.
신경계 독성
납은 칼슘을 대체하여 칼슘 항상성을 방해합니다. 이로 인해 protein kinase C(PKC)가 활성화되어 혈액-뇌 장벽이 손상되기도 합니다. 또한 세포 외의 칼슘 농도가 감소하여 거의 모든 신경전달물질(glutamate, dopamine, choline, GABA)이 방해받습니다. 아세틸콜린과 GABA 경로가 억제되어 교감신경이 항진된 것처럼 보이는 증상이 나타납니다. 아세틸콜린이나 GABA는 신경 가소성(새로운 기억, 인지 기능이 형성되는 과정)에 중요한 물질입니다.
중추신경계가 이렇게 손상되는 반면, 말초신경에서는 수초(myelin)가 손상받습니다. 그 결과 전기 신호의 전도 속도가 감소하지요. 또한 축삭의 퇴행이 일어납니다.
중추신경계 손상으로 인해 발작, 진전, 시력 상실, 우울, 치매 등 뇌병증이 일어나고 말초신경계 손상으로 인해 다리를 저는 등 말초신경계 신경 증상이 일어나지요.
조혈계 독성
조혈계 독성은 납이 δ-aminolevulinic acid dehydratase (ALAD)과 ferrochelatase 등 heme 합성 과정의 주요 효소를 억제하여 나타납니다.
ALAD는 aminolevulinic acid를 porphobilinogen로 전환하는 반응을 촉매하는 효소입니다. ALAD가 억제되면 aminolevulinic acid가 혈중에 축적되지요.
ferrochelatase는 protoporphyrin에 철을 첨가하여 heme을 생합성하는 효소입니다. ferrochelatase가 억제되어 protoporphyrin IV가 혈중에 축적되지요. 결과적으로 납 중독으로 인해 heme이 제대로 합성되지 못하고 빈혈 증상이 나타납니다.
기타 계통 독성
위장관계, 면역계, 골격계, 생식계, 심혈관계도 납의 영향을 받습니다.
과학자들은 위장관계의 독성 기전은 신경계 기전으로 인한 이차적인 독성으로 추측하고 있습니다. 신경계 손상에 의해 위장관계 운동이 영향받습니다.
납은 태반을 통과할 수 있는 물질입니다. 납이 태반을 통과하면 태아에 축적되어 신경계의 발달 장애를 일으킵니다.
또한 납은 2가 양이온을 형성하는 칼슘과 물리적 성질이 비슷합니다. 납은 칼슘을 대체하여 골격계에 영향을 미치며, osteoblast와 osteoclast에도 영향을 미칩니다.
납은 아세틸콜린을 억제하여 부교감신경이 제대로 기능하지 못하게 합니다. 부교감신경이 흥분하면 맥박 감소, 혈압 감소, 소화 촉진 등 몸이 편안한 상태가 되지요. 이런 부교감신경이 억제되기 때문에 납 중독증에 의한 고혈압이 나타날 수 있습니다.
납 중독증 치료
납 중독으로 확인되면 calcium disodium EDTA를 정맥투여합니다. EDTA는 납을 킬레이팅하는 물질입니다. 단, Tetrasodium EDTA는 칼슘을 킬레이트하여 저칼슘혈증을 일으키므로 사용하지 말아야 합니다. Calcium EDTA 요법으로 치료하기 전에 dimercaprol을 투여하면 뇌-혈관 장벽을 통과하여 급성 신경증상을 완화할 수 있고 담즙과 오줌으로 납의 배출을 용이하게 합니다.