스크랩 환경호르몬

[0318]

 

환경 호르몬

목      차

서  론

본  론

1. 내분비계(호르몬계)란?

  1) 내분비계의 기능

  2) 호르몬의 종류

2. 내분비계장애물질이란?

  1) 내분비계장애물질이란?

  2) 내분비계장애물질의 성질

3. 내분비계 장애를 일으킬 수 있는 물질

  1) 플라스틱과 관련된 내분비 교란물질

  2) 스티렌 다이머와 트리머

  3) 비스페놀A

  4) 가소제

  5) 식품용 비닐랲

  6) 플라스틱 소각시 발생하는 유해물질

4. 내분비계장애물질의 영향

1) 내분비계 장애 기전

2) 생태계 및 인체에 대한 영향

5. 내분비계장애물질에 대한 평가

1) 생체내 시험

2) 시험관내 시험

3) 현장조사

6. 관리방안

1) 생활환경 관리

2) 원인물질 관리

결  론

환경호르몬

서      론

1997년 국제자연보존연맹(International Union Conservation)의 보고에 따르면 현재 지구상에서 약 3천 종류의 동물과 약 1만5천8백 종류의 식물이 멸종 위기에 직면해 있다고 한다.  다행히 근래에 들어 환경의 중요성이 인식되어 손상된 환경이나 생태계를 원상 회복시키고 환경에 위해가 되는 요소는 미연에 예방하고자 하는 노력들이 확산되고 있다. 

최근 미국, 유럽, 일본 등에서 발표되어 주목을 받고 있는 일명 환경호르몬이라 불리는 내분비계장애물질은 인간 및 동물의 생체내에 작용하여 수컷의 정자수를 감소시키거나 수컷의 암컷화, 다음세대의 성장억제 등을 초래하는 것으로 알려져 있어 지구상 생명체의 멸종에 큰 영향을 미치는 한 요인으로서 인식되기 시작하였다. 

내분비계장애물질에는 광범위한 합성화학물질, 의약품 및 일부 천연물질들을 포함하는 것으로 거론되고 있으며 이러한 물질들은 생체내의 섬세한 호르몬계에 영향을 주기 때문에 극미량으로도 생식기능에 이상을 가져올 수 있고 급ㆍ만성 독성과는 달리 차세대에 영향이 발현될 수 있다는 특성이 있다.  또한 유기염소계 살충제 및 PCB와 같이 잔류성이 큰 물질일 경우 자연의 먹이사슬을 통해 동물이나 사람의 체내에 축적되어 야생동물이나 인간에게 생식 기능 저하와 기형 등을 유발하는 것으로 알려져 있다.

따라서 향후 내분비계장애물질을 검색ㆍ선정하여 규제하기 위해서는 우선 적합한 시험법 개발이 이루어져야 하고 환경중 실태조사, 용량-반응 평가, 노출량 산정 및 위해도 평가 등 일련의 위해성 평가과정이 이루어져야 할 것이다

본      론

1. 내분비계(호르몬계)란?

1) 내분비계의 기능

내분비계(호르몬계)란 생체의 항상성, 생식, 발생, 행동 등에 관여하는 각종 호르몬을 생산, 방출하는 기관으로서 선(gland), 호르몬(hormones), 표적세포(target cell) 등 3가지 부분으로 나뉘어진다.  내분비선(內分泌線)으로부터 생산된 화학적 신호인 호르몬은 마치 통신네트워크와 같이 혈액을 통해 체내를 순환하며 표적이 되는 각 세포, 조직에 정보 및 지령을 전달한다.

  이러한 일련의 과정은 외부자극에 대한 반응과 같이 수초이내에 이루어지기도 하며, 성장 및 발육, 암수분화 등과 같이 장시간에 걸쳐 이루어지기도 한다.  모든 척추동물(어류에서 포유류까지)은 같은 내분비계를 가지고 있으며, 이들은 각기 유사한 호르몬을 분비하고 있다.  

내분비계의 활동은 신경계와의 협력을 통해 이루어지며, 내분비계의 기능을 요약하면 다음과 같다.

  •체내의 항상성 유지 (영양, 대사, 분비활동, 수분과 염의 균형유지)

•외부 자극에 대한 반응

•성장, 발육, 생식에 대한 조절

•체내에너지 생산, 이용, 저장

2) 호르몬의 종류

호르몬은 그리이스어의 ‘불러일으키다’라는 말에서 따온 용어로 핏속을 돌며 신체기능의 조절에 필수적인 메시지를 표적세포 및 조직으로 전달하는 메신저로서의 역할을 한다.

호르몬은 심장박동을 빠르게 하거나 손바닥에 땀이 나게 하는 순간적인 반응을 지시하는 것부터 골격 및 근육의 생장을 결정하는 장시간에 걸친 반응을 조절하는 등 정상적인 신체기능을 유지하기 위한 다양한 역할을 수행하고 있다. 따라서 이러한 수많은 호르몬중 어느 하나라도 이상이 생기면 신체기능에 장애를 가져오며, 심할 경우 사망 또는 차세대에까지 영향을 나타내곤 한다.

호르몬은 정소, 난소, 췌장, 부신, 갑상선, 부갑상선, 흉선 등의 내분비샘 기관에서 생산된다. 

정소는 출생 한 주 전부터 수컷에게서 남성호르몬인 안드로젠을 분비하며 이는 남성적 발달을 유도하며 난소에서는 임신이 가능하게끔 자궁내벽을 발육시키는 작용을 하는 여성호르몬인 에스트로젠을 분비한다.

갑상선은 목젖부근에 있는 샘으로 신체의 대사를 활성화시키고 열을 내게 자극하는 기능을 수행한다.

호르몬 농도의 조절은 뇌의 바닥에 있는 시상하부(Hypothalamus)라는 곳에서 시작되며, 각종 내분비기관은 서로 유기적으로 연결되어 적절한 양의 호르몬이 분비되도록 조절한다.

만일, 이러한 시스템에 고장이 일어나 호르몬이 과잉 또는 결핍될시에는 우리몸에 이상을 초래하게 되며, 여러 가지 질병을 나타낸다.

2. 내분비계 장애물질이란?

1) 내분비계 장애물질이란?

내분비계장애물질이란 내분비계의 정상적인 기능을 방해하는 화학물질로서 환경중 배출된 화학물질이 체내에 유입되어 마치 호르몬처럼 작용한다고 하여 환경호르몬으로 불리우기도 한다.

내분비계장애물질로 알려진 물질의 대부분은 산업용 화학물질이 차지하고 있으며, 그밖에 에스트로젠 기능약물, 식물에서 생산되는 식물성에스트로젠 등이 포함된다.

이들 내분비계장애물질은 생태계 및 인간의 생식기능저하, 기형, 성장장애, 암 등을 유발하는 물질로 추정되고 있으며 생태계 및 인간의 호르몬계에 영향을 미쳐 전세계적으로 생물종에 위협이 될 수 있다는 경각심을 일으켜 오존층 파괴, 지구온난화 문제와 함께 세계 3대 환경문제로 등장하였다.

2) 내분비계 장애물질의 성질

내분비계장애물질은 일반적으로 합성화학물질로서 물질의 종류에 따라 저해호르몬의 종류 및 저해방법이 각각 다르다. 그러나 수많은 화학물질중 명확하게 내분비장애물질로 밝혀진 것은 극히 일부분이며, 대부분의 물질이 잠재적 위험성이 있는 것으로만 알려져 있다.

생체내에 합성되는 호르몬과 비교하여 내분비계장애물질의 특성은 다음과 같다.

• 생체호르몬과는 달리 쉽게 분해되지 않고 안정하다.

• 환경중 및 생체내에 잔존하며 심지어 수년간 지속되기도 한다.

• 인체 등 생물체의 지방 및 조직에 농축되는 성질이 있다.

3. 내분비계 장애를 일으킬 수 있는 물질

  현재 내분비계 장애를 일으킬 수 있다고 추정되는 물질로는 각종 산업용화학물질(원료물질), 살충제 및 제초제 등의 농약류, 유기중금속류, 소각장의 다이옥신류, 식물에 존재하는 식물성에스트로젠(phytoestrogen) 등의 호르몬유사물질, DES(diethylstilbestrol)과 같은 의약품으로 사용되는 합성 에스트로젠류 및 기타 식품, 식품첨가물 등을 들 수 있다.    

현재 세계생태보전기금(WWF, World Wildlife Fund) 목록에는 67종의 화학물질이 등재되어 있으며, 일본 후생성에서는 산업용화학물질, 의약품, 식품첨가물 등의 142종의 물질을 내분비계장애물질로 분류하고 있다.

내분비계 장애와 관련해 연구결과 및 그 사례가 보고된 대표적 물질로는 식품이나 음료수캔의 코팅물질 등에 사용되는 비스페놀A와 과거 농약이나 변압기절연유로 사용되었으나 현재 사용이 금지된 DDT와 PCB, 소각장에 주로 발생되는 다이옥신류, 합성세제원료인 알킬페놀, 플라스틱 가소제로 이용되는 프탈레이트 에스테르 및 그밖에 스티로폴의 성분인 스티렌다량체 등이 내분비계장애물질로 의심을 받고 있다.

【내분비계 장애가 우려되는 물질 및 생활용기】

세계생태보전기금 (WWF) 분류(67종)	일본 후생성의 분류 (142종)	내분비계장애물질 용출우려가 되는 생활용품
- 다이옥신류 등   유기염소물질 6종 - DDT 등 농약류 44종  -    펜타 - 노닐 페놀 - 비스페놀 A - 디에틸헥실프탈레이트   등 프탈레이트 8종 - 스티렌 다이머,   트리머 - 벤조피렌 - 수은 등  중금속 3종	- 프탈레이트류 등   가소제 9종 - 플라스틱에 존재하는   물질 17종 - 다이옥신 등 산업장 및    환경오염물질 21종 - 농약류 75종 - 수은 등 중금속 3종 - DES 등 합성에스트로젠    8종 - 식품 및 식품첨가물    3종 - 식물에 존재하는 에스트로젠 유사호르몬 6종	- 플라스틱 용기, 음료캔, 병마개, 수도관의 내장코팅제, 치과치료시 이용되는 코팅제  : 비스페놀 A - 합성세제: 알킬페놀 - 컵라면 용기 : 스티렌 다이머, 트리머 - 폐건전지 : 수은

1) 플라스틱과 관련된 내분비 교란물질

  최근 기존의 독성개념으로는 안전하다던 화학물질들이 내분비계를 교란하여 건강에 영향을 미친다는 새로운 학설이 발표된 후 선진 각국에서는 이미 내분비 교란물질을 지구온난화, 오존층파괴 문제와 더불어 인류의 앞날을 좌우할 중대한 위협으로 간주하여 적극적으로 대처하고 있다. 미국 일본을 비롯한 각국의 몇몇 기관들은 현재까지 알려진 결과를 바탕으로 내분비 교란물질 목록을 작성하여 발표하였다. 그러나 충분한 실험결과들이 축적되지 못해 각 기관에 따라 목록에 포함된 화학물질들간에는 차이가 있다. 우리나라 정부에서는 세계야생보호기금(WWF)이 발표한 67종의 화학물질 목록을 기준으로 내분비 장애물질 문제에 대응하고 있다. 이를 기준으로 우리 나라에서 제조 및 수입된 바가 없는 16종을 제외한 51종 42종의 화학물질들이 유해물질관리법, 농약법 등 각 관련법에 따라 관리 규제되고 있다. 그러나 현재 우리 나라의 관련법에 규제 받고 있지 않은 화학물질이 9종에 이르고 있고 그중 4가지 물질은 관찰물질로 지정된바 있다.

이들 미 규제 화학물질들은 플라스틱을 제조할 때 사용되고, 가공할 때 목적에 따라 플라스틱에 첨가하여 사용되고 있다. 그리고 플라스틱을 사용할 때 이들 물질들이 용출되어 나오며, 플라스틱과 접한 물질의 산도, 극성, 온도 등에 따라 용출되어 나오는 량이 달라진다.   일반인들이 일상생활에서 접하는 플라스틱은 매우 다양하지만, 식품을 취급하는데 많은 플라스틱 기구나 용기를 사용하고 있어 식품을 통해서 노출되고 있다. 특히 우리 나라 사람들은 뜨거운 음식을 즐기는 식생활과 바닥을 데워서 실내를 덥히는 주거양식으로 서양 사람들보다 플라스틱에서 용출되는 내분비 교란물질에 노출되는 량은 더 많을 것으로 추정된다. 그리고 폐 플라스틱이 처리되는 과정에서도 내분비 교란물질이 발생하여 국민들이 노출되고 있다. 환경부 자료에 의하면 96년도에 발생한 폐 플라스틱 중에서 16.1 % 만이 재활용되고 나머지는 매립 또는 소각 처리되고 있다. 특히 1995년부터 시작된 쓰레기 종량제로 일부 국민들은 쓰레기부피를 줄일 목적으로 가연성 폐기물들을 불법으로 노천 소각하고 있으며, 일부 지방자치단체에서는 드럼통으로 제작한 간이 쓰레기 노천 소각장치를 관할구역 곳곳에 설치하여 아무런 처리과정 없이 노천소각 하고 있다. 이와 같이 폐 플라스틱의 소각처리 과정에서도 여러 가지 내분비 교란물질이 발생하여 국민들이 노출되고 있다.

현재 널리 사용되고 있는 플라스틱으로는 폴리에틸렌(PE), 폴리플로필렌(PP), 폴리스틸렌(PS), 폴리염화비닐(PVC), 폴리카보네이트(PC) 등이 널리 쓰인다. 플라스틱 원료에 관련된 것으로는 젖병의 재질인 PC나 금속 캔의 내부 코팅제인 에폭시수지에 기인하는 비스페놀A와, 컵라면 용기의 재료인 폴리스틸렌에서 기인하는 스틸렌 다이머, 트리머가 있다. 첨가제에 기인한 물질로는 다이에틸헥실프탈레이트(DEHP)와 다이부틸프탈레이트(DBP)와 같은 프탈레이트계 화학물질이 주종을 이루는 가소제가 있다. 그리고 산화방지제 안정제 등의 목적으로 첨가되는 알킬 페놀류들이 있다.

2) 스티렌 다이머와 트리머

  폴리스티렌은 범용 플라스틱 중에서 견고하여 야쿠르트병, 일회용 커피크림용기, 계란받침, 구은김 받침 등으로 사용되며 발포된 제품은 단열성이 컵라면 용기, 일회용 도시락 및 컵 등으로 사용되며 포장용으로도 많이 사용된다. 그러나 스티렌 다이머와 트리머가 일리노이주 EPA, WWF, 일본 후생성의 내분비 교란물질 목록에 포함되어 폴리스티렌을 사용한 제품에서 용출되는 스티렌 다량체에 관심을 기울이게 되었다. 우리 나라에서는 컵라면에서 스티렌 다량체가 검출되지 않았다는 식품의약품안전청의 발표(98.6.30) 후, 강원대학에서 검출사실을 발표(98.6.30) 하였고, 식품의약품안전청에서는 컵라면에서 미량이지만 스티렌 다량체가 검출되었다는 재 발표(98.7.7)가 있었다. 이러한 검출 논쟁과정을 통해서 많은 국민들이 스티렌 다량체가 내분비 교란물질의 가장 대표적인 물질이며 내분비 교란물질 문제가 컵라면에만 국한된 것으로 잘못 이해하고 있다. 컵라면 용기 이외에도 유제품의 용기로 폴리스틸렌이 사용되면 용출될 수도 있으며, PS로 포장된 일회용 커피 크림에서 스티렌 모노머가 60 -160 ppb 검출되었고 다이머와 트리머는 검출한계 10 ppb 이하였다는 일본 식품분석센타의 보고도 있다.

3) 비스페놀A

폴리카보네이트(PC)는 페놀과 비스페놀A를 사용하여 만든 플라스틱으로 내열성과 내충격성이 우수하고 투명하여 엔지니어링 플라스틱으로 많이 사용된다. 일상 생활중에서는 CD나 컴퓨터의 CD-ROM의 기판, 젖병, 식기 등에 사용되고, 비스페놀A 자체로는 커튼의 방염처리제로도 사용된다. 일반적으로 내분비 교란물질에 노출되는 시기가 수정란의 분화시기나 어릴 때일수록 나타나는 영향이 크다는 것을 고려하면 젖병이나 식기에 대한 대책이 시급하다. 그 외에도 스틸캔의 내부 코팅제로 사용되는 에폭시수지에서 비스페놀A가 용출되며, 한국소비자보호원의 결과에 따르면 여러 가지 금속캔 중에서도 식품 캔에서 가장 높은 농도의 비스페놀A가 용출되었다. 한가지 주목할 사항은 폴리 카보네이트 용기를 처음 제품으로 만들어 세척하지 않은 시료에서 높은 농도를 나타냈고, 끓는 물로 15회 세척 후에는 비스페놀A의 농도가 검출한계 이하로 내려갔으나, 끓는 물로 50회 세척한 후부터는 용기에 백화 현상이 나타나면서 용출 되는 량도 처음의 10배 이상 높아졌다. 그리고 100회 세척 후에는 50회 세척했을 때 보다 용출되는 비스페놀A의 농도가 3배정도 더 높아졌다. 그러므로 폴리카보네이트 재질로 된 젖병이나 집단급식용 식기는 일정시기를 두고 교체 할 필요가 있다.

4) 가소제

가소제는 플라스틱을 유연하게 만들기 위해서 염화비닐수지(PVC)를 비롯한 플라스틱에 첨가하여 널리 사용되고 있으며 프탈산 에스테르계가 주종을 이루고 있다. 그 외에도 페인트, 잉크, 염료, 접착제, 살충제, 방충제 등에도 첨가되는 등 용도가 매우 다양하다. 그래서 플라스틱 용기뿐 아니라 대기, 수질, 토양 중에 널리 분포하고 있어 여러 가지 경로를 통해서 인체에 노출될 가능성이 높다. 국내의 조사 결과로는 한국소비자 보호원에서 플라스틱 완구에 대해 모니터링한 결과 DEHP, DINP 및 DEHA가 최고 23 ppm 정도 용출 되었다. 캐나다에서는 플라스틱 용기에 든 식품을 조사한 결과 DEHP가 음료에서 평균 0.065 ㎍/g, 식품에서 평균 0.29 ㎍/g 검출되었다(Page et al., 1995). 그리고 그린피스에서 17개국 71종의 완구를 냉동분쇄하여 핵산으로 추출한 시험에서 염화비닐수지로 만들어진 완구에서는 모두 프탈산에스테르계 가소제가 검출되었고 중량비로 10-40% 정도였다.

5) 식품용 비닐랩

시중에서 사용되고 있는 포장랩은 선상저밀도폴리에틸렌(LLDPE)와 염화비닐수(PVC)이며 후자가 더 많이 소비되고 있다. 비닐랩으로 포장된 음식을 전자오븐렌지를 이용하여 높은 온도로 가열하면 비닐랩에서 유해한 물질들이 발생한다. 플라스틱 필름은 주로 고분자 중합체로 구성되어 있으며 사용목적에 따라 가소제, 산화방지제, 자외선 안정제 등 다량의 저분자 화합물들을 첨가제로 사용하여 물성을 향상시켜 제조된다. 그러므로 첨가제가 포함된 필름들이 열에 노출되면 여러 가지 휘발성 유기화합물이 생성되어 식품으로 이행될 가능성이 있다. 이러한 음식포장물질에서 발생하는 휘발성 유기화합물을 분석하기 위하여 지속적인 온도 조절과 유량조절이 가능한 Hot jar 장치를 이용하였다. 시중에서 식품포장에 많이 사용되는 플라스틱 필름(PVC, LLDPE)을 실생활에서 사용하는 여러 온도에 노출시켜 발생하는 휘발성 유기 화합물들을 Tenax GR이 충진된 흡착관을 이용하여 채취하여 가열블럭으로 일차 탈착시키고, 액체질소를 사용하여 -40℃로 냉각시킨 저온 농축관(HSS-100, JAI)에 시료를 재 농축시켰다. 그 후 다시 저온 농축관을 유도화 가열(358℃)하여 10초간 재탈착시켜 농축된 시료를 분석컬럼으로 주입시키는 2단 농축방법을 사용하였다. 그리고 주입된 시료의 분석은 극성 컬럼인 HP-20M(0.32㎜×25m×0.3㎛)을 갖춘 GC/MSD(JMS-AM 150, JEOL)로 분석하였다. PVC필름을 80℃이상의 열에 노출시켰을 경우 Nonylphenol, Tetramethylbutylphenol과 Diethylphthalate 등 첨가제에서 기인한 물질들이 검출되었다. LLDPE필름을 열에 노출시켰을 경우에는 C12 ～C18까지의 탄화수소류와 Butylphenol, Nonylphenol 등 내분비 교란물질에 포함되는 알킬페놀들이 검출되었다. 그림 2와 3에 각각의 비닐랩을 100 ℃에서 열추출한 총이온크로마토그램을 나타냈다. 이러한 열추출 시험방법은 FDA등에서 채택하고 있는 용매추출 방법 보다 소비자들이 실제 제품을 사용하는 방법에 더욱 근접한 방법이다.

6) 플라스틱 소각시 발생하는 유해물질

  현대사회에서 사용되고 있는 플라스틱의 량과 종류는 점점 증가하고 있으며, 사용후 환경중으로 유해물질을 배출시키지 않고, 이를 적절한 방법으로 처리하는 것이 주요한 과제이며 이는 내분비 교란물질 문제이기도 하다. 폐 플라스틱류를 소각처리 할 경우 폐플라스틱의 기질 및 첨가제로 함유된 각종 유기물질과 중금속 및 염화수소 등의 유해물질을 포함한 폐가스가 대기중으로 방출될 가능성이 매우 크다. 특히 95년부터 쓰레기 종량제가 실시된 후 생활 폐기물의 량은 36% 정도 줄었고 재활용되는 것들도 늘었지만, 폐 플라스틱을 포함한 가연성 폐기물의 불법 소각처리가 성행하고 있다. 폐 플라스틱이 소각되는 과정은 플라스틱이 열분해되어 액/기화된 후 산소와 반응하여 연소되며 여러 가지 연소생성물이 생성된다. 여러 종류의 플라스틱이 같이 소각될 때는 단독으로 소각될 때보다 더욱 다양한 연소생성물이 생성된다. 특히 PVC와 같이 염소를 포함한 화합물과 함께 소각되면 유독한 새로운 염소화합물이 생성된다. 큐리포인트 유도화 가열방법과 니크롬선을 이용한 열분해연소장치를 이용하여 플라스틱을 연소시켜 배출되는 연소 생성물울 고체흡착제에 채취한 후 열탈착과 저온농축과정을 거쳐 캐필러리 가스크로마토그래피에 도입하여 질량분석기로 검출하는 연소생성물 분석 시스템을 이용하여 실험하였다. PVC와 PE 및 PS 가 혼합 연소될 때 클로로벤젠류, 클로로톨루엔 및 벤질클로라이드 등의 염소화합물들이 생성되는 것을 확인하였다. 그리고 금속염화물(염화구리, 염화철, 염화주석)이 플라스틱의 혼합연소시 클로로벤젠의 생성에 미치는 상승효과를 확인한 결과 염화구리에 의한 상승효과가 제일 높았다. 플라스틱 폐기물을 분별하지 않고 PVC와 함께 소각 처리할 경우 유독한 유기염소화합물이 발생되며, 소각 온도가 낮은 노천 소각 시에는 더욱 많은 염소화합물이 연소생성물로 발생하는데 여기에는 내분비 교란물질로 주목되는 많은 화학물질들이 포함되어 있다. 그러므로 불법 노천소각과 농촌지역에서 권장되고 있는 간이 소각로를 이용한 가연성 폐기물의 처리 방법은 대기중으로 내분비 교란물질을 유입시키는 행위이므로 검토되어야 할 것으로 생각된다.

4. 내분비계 장애물질의 영향

1) 내분비계 장애 기전

호르몬이 체내에서 작용하기 위해서는 보통 합성, 방출, 목적장기의 세포로의 수송, 수용체결합, 신호전달, 유전적 발현 활성화 등의 일련의 과정을 거쳐 이루어진다.

내분비계장애물질은 이러한 과정중의 어느 단계를 저해 또는 교란함으로써 장애를 나타낼 수 있다.  

현재 내분비계장애물질의 작용기전을 밝혀내기 위한 연구가 미국, 일본, 유럽 등 각국에서 수행되고 있는데, 지금까지 알려진 수용체 결합과정에서의 내분비계장애물질의 작용은 호르몬 유사(mimics), 호르몬 봉쇄(blocking), 촉발(trigger)작용 등으로 나뉠 수 있다. 

호르몬 유사작용이란 호르몬수용체와 결합하여 내분비계장애물질이 마치 정상호르몬과 유사하게 작용하는 것으로서 대표적인 예가 합성에스트로젠인 DES(diethylstilbestrol)이다. 이러한 유사물질은 정상호르몬보다 강하거나 약한 신호를 전달함으로써 내분비계의 교란작용을 유발할 수 있다.

호르몬 봉쇄작용이란 호르몬 수용체 결합부위를 봉쇄함으로써 정상호르몬이 수용체에 접근하는 것을 막아 내분비계가 기능을 발휘하지 못하도록 하는 것이다.  대표적인 예로서 DDE(DDT의 분해산물)의 경우 정소의 안드로젠호르몬의 기능을 봉쇄하는 것으로 보고되고 있다.

촉발작용은 내분비계장애물질이 수용체와 반응함으로써 정상적인 호르몬작용에서는 나타나지 않는 생체내에 해로운 엉뚱한 대사작용을 유발하는 것이다. 이러한 영향으로는 암과 같은 비정상적 생장, 대사작용의 이상, 불필요하거나 해로운 물질의 합성 등을 들 수 있다.  다이옥신 또는 다이옥신 유사물질 등은 이와 같은 작용기전으로 영향을 나타낼 수 있는 것으로 보고되고 있다.   

정상반응 

인체내 호르몬이 표적세포에 도달하여 수용체와 결합함으로써 정상적인 반응이 일어난다

봉쇄작용

내분비장애물질이 호르몬 수용체의 결합부위를 봉쇄함으로써 호르몬이 결합하지 못하고 따라서 반응이 일어나지 못한다.  

유사작용

내분비계장애물질이 호르몬과 유사하여 수용체에 결합함으로써 반응이 일어난다. 그러나 정상적인 반응과는 달리 비정상적인 생리작용을 야기하기도 한다.

【내분비계의 작용과정 및 내분비계장애물질의 작용 예】

호르몬 작용단계	내분비장애물질의 작용예
1. 호르몬 합성단계	스티렌 다이머, 트리머 : 뇌하수체에 작용하여 호르몬 합성을 저해
2. 내분비선으로부터의 호르몬 방출단계
3. 표적장기의 세포로 혈액을 통해 수송
4. 호르몬수용체의 인식, 결합 및 활성화	유사작용(mimics): PCB, 노닐페놀, 비스페놀 A, 프탈레이트 에스테르 등      (에스트로젠 유사체로 작용) 봉쇄작용(blocking): DDE, vinclozolin(농약의 일종) (장애물질이 수용체와 결합하여 안드로젠 호르몬의 작용 저해)
5. DNA의 조절부위에 결합하여 유전적발현 또는 세포분열을 조절하는 신호 발생	다이옥신류(촉발작용; trigger) 유기주석화합물(TBT, TPT)

2) 생태계 및 인체에 대한 영향

현재 우리가 널리 사용하고 있는 합성물질 또는 식물에서 만들어지는 천연물질 중 상당수가 체내 내분비계에 대한 장애물질로 밝혀지고 있다. 이들 물질들은 파충류, 어류, 조류 및 포유류 등의 야생동물에 심각한 영향을 주어 개체수 감소 및 성(性)의 혼란 등을 야기하는 것으로 지적되고 있으며, 이러한 관점에서 볼때 정자수 감소 등을 포함한 현재와 미래의 인간의 건강에 대해서도 심각한 영향을 끼칠 것으로 염려되고 있다.     

인간을 포함한 생태계에 대해 나타날 수 있는 내분비계장애물질의 대표적인 영향은 다음과 같다.

• 호르몬 분비의 불균형 

• 생식능 저하 및 생식기관 기형

• 생장저해

• 암유발

• 면역기능 저해

󰊺 야생생물에 대한 영향

야생생물에 대한 내분비계장애가 관찰되었다는 연구 보고는 상당히 많으며, 그 대상이 되고 있는 야생동물도 파충류, 어류, 조류, 그리고 포유류 등 광범위하다. 그러나 야생동물의 생태학적 조사 결과 장애 영향과 오염물질의 실제 노출량과의 상관관계 등을 확실히 밝힌 보고는 극히 드문 형편이어서 앞으로 이러한 상관관계를 규명하기 위한 대응책을 강구하지 않으면 안되겠다.

파충류에 대한 대표적인 사례는 1980년 플로리다주의 아포프카호수에 타워화학회사가 사고로 유출시킨 디코폴 및 DDT 등에 의한 오염으로 그 호수의 악어의 수가 반감되었으며, 수컷 악어의 암컷화 및 수컷 성기의 크기가 정상에 비해 ½～⅓ 정도로 왜소화 된 것이 관찰되었다.  한편, 거북에 대한 영향으로는 붉은귀거북(red eared turtle)의 경우 PCBs 노출에 의해 알의 부화수가 감소되었거나, 거북의 알에 PCBs를 묻혔을 경우 대부분 암컷이 태어났다는 보고가 있었다. 이밖에 다이옥신류(2,3,7,8-TCDD)나 디벤조퓨란류에 의한 발생이상의 증가 등도 보고되었다.

양서류는 전세계적으로 빠른 속도로 감소하는 집단으로서 이에 따른 생식 및 발생에 대한 관심이 집중되고 있다.  개구리 등을 이용한 연구에서 생식 및 발생시 다이옥신류나 중금속 등 유해물질에 노출될 경우 부화율 감소 및 기형증가가 현저히 증가하는 것이 발견되었다.    

내분비계장애물질의 어류에 대한 영향은 수컷생식능의 변화 및 수컷의 암컷화 등이 많이 관찰되고 있으며, 이에 대한 관심 또한 매우 높다.

1980년대 후반 영국각지에서 암수 구분이 어려운 물고기가 대량 발견되었는데 그 원인을 조사해 본 결과, 합성세제와 유화제의 성분인 비이온성계면활성제의 분해물인 알킬페놀이 다량 검출되었다.  그 후 학자들은 무지개송어를 키우는 수조에 이 알킬페놀을 투여한 결과, 수컷의 정소발달이 방해받는다는 사실을 실험적으로 밝혔으며, 원래 암컷의 간에서만 만들어지는 난황단백질(vitellogenin)을 수컷이 생산하는 것도 발견하였다.  또한, 영국에서는 주변 공장들로부터 약 28종류의 폐수가 처리, 배출되는 지점에서 송어를 약 3주간 노출시킨 결과 수컷의 혈액에서 정상 수컷보다 최고 10만배 이상의 난황단백질이 검출된 경우도 있었다.

캐나다 겔프대학의 연구보고에 따르면, 오대호에 서식하는 2～4년생 연어의 상당수에서 비정상적인 갑상선비대(사진 2)가 관찰되었는데 연어는 먹이사슬의 상위포식자에 해당하며, 이러한 현상은 오염물질이 농축된 먹이를 섭취했거나 또는 오대호내의 오염물질을 비롯한 복잡한 환경요소로 인한 내분비계장애에 기인한 것으로 추측되었다.    일본에서도 1996년에서 1997년에 걸쳐 도쿄의 다마강에서 수십ppt(ppt는 1조분의 1), 쓰미다강에서는 수백 ppt 농도로 알킬페놀이 검출되었으며, 이와 동시에 수컷 잉어의 비율이 현저히 낮아진 것이 발견되었다.

그밖에 펄프공장 하류에 서식하는 농어류(Perca fluviatilis)에서 성숙지연, 생식기의 퇴축, 성징결여 등이 관찰되었으며, 오염지역의 강이나 호수 등에 서식하는 물고기들의 수컷 생식능 저하, 혈장중의 성선자극호르몬 또는 스테로이드의 저하, 2차성징의 미숙 등 지금까지 다양한 사례가 관찰되었다.

조류에서의 영향은 갈매기, 가마우지, 왜가리, 물수리, 펠리칸, 매, 독수리 등에서 발견되었으며, 관찰된 특징은 오염지역에 서식하는 새들의 생식능력 및 성적습성의 변화, 면역능력의 감소, 부리의 기형 등이었다. 특히, 이들 대부분의 새들은 물고기를 먹이로 하기 때문에 오염물질이 농축된 물고기를 잡아먹을 경우 먹이사슬에 따른 영향은 심각할 수 있다.  예로 PCBs등이 오염된 지역의 물고기를 잡아먹는 갈매기와 같은 새들의 면역능을 연구한 결과 비오염지역의 새들에 비해 면역능이 감소한 보고들이 있었다.

한편, 생식능의 변화는 대표적인 영향인데 DDT/DDE에 폭로된 독수리류에서 알의 부화에 장애가 나타났으며, 다이옥신이나 PCBs에 폭로된 제비갈매기의 경우에서도 알의 부화장애가 보고되었다.

갈매기의 경우 내분비장애에 따른 “super normal"이라고 불리는 다산란현상을 비롯하여, 암컷끼리 둥지를 트는 현상이 관찰되었으며, 미시간호 주변에 PCBs나 다이옥신의 고농도오염지구에 서식하는 갈매기에서 갑상선비대 및 수컷에서의 난관의 발달 등이 보고된 바 있다.

일본메추라기에서는 살충제인 케폰에 의한 배란이나 산란장애도 발견되었다.

포유류에 영향을 나타내는 물질들은 인간에게 바로 영향을 줄 수 있다는 점에서 포유류에서의 영향 발견은 매우 우려되는 일이 아닐 수 없다. 

발트해 연안의 바다표범을 조사한 결과 PCBs의 대부분이 바다표범 생식선의 스테로이드 합성에 장애를 줄 뿐 아니라 갑상선 기능의 저하를 일으킨다는 보고가 있었다. 

플로리다 아메리카표범 수컷의 혈액을 채취해 검사한 결과 암컷호르몬인 에스트로젠이 정상에 비해 수배 이상 높게 검출되었으며, 발육과 생식기의 이상이 관찰되었는데 그 후 원인이 DDE나 PCBs가 사료에 오염되었기 때문이라는 결과가 나왔다.

환경중의 내분비계장애물질들은 야생생물의 생식과 발생에 심각한 영향을 미칠 수 있으며, 현재까지 수정율 감소, 개체수 감소, 수컷의 생식관의 암컷화, 갑상선기능이상, 면역계이상 등이 보고되고 있다.

󰊻 인간에 대한 영향

현재까지 내분비계장애물질의 인간에 대한 영향 및 영향을 나타낼 수 있는 양에 대해서는 정확히 밝혀져 있지 않지만, 이에 대한 관심은 상당히 높은데 그 이유는 내분비계는 우리몸을 조절하는 가장 중추적인 역할을 하기 때문이다.

내분비계장애물질의 차세대 영향을 개연한 사건으로는 70년대 합성에스트로젠인 DES(diethylstilbestrol)라는 유산방지제를 복용한 임산부의 2세들에게서 나타났다. 이 약을 복용한 임산부에서는 영향이 나타나진 않았으나 이들의 2세에게서 생식능이 감소되었고, 딸의 경우 자궁기형, 불임, 면역기능 이상이 증가하는 사례가 발생했다.

덴마크에서는 1992년에 과거 50년동안 남자들의 정자수가 반감되었다는 보고가 있었으며, 일본에서 최근 Teikyo 대학 의학부 조사에 따르면 20대 남성 34명의 정액을 조사한 결과 정자의 농도와 운동성에서 WHO의 기준을 충족시킨 사람은 1명에 불과했다는 사실이 발견되었다.

내분비계장애물질은 이와 같이 정자수의 급격한 감소 이외에도 정소종양(고환암)이나 요도하열과 같은 기형의 증가를 유발시키며, 여성의 유방암의 증가도 이와 관련된 것으로 보는 경향이 있는데 이를 증명하기 위한 연구는 계속 진행중이다.

내분비계장애물질에 대한 인체노출 정도를 연구하기 위해 최근에 가장 주목되는 물질로는 소각장 등에서 배출되는 다이옥신류가 있다.  최근 일본의 후생성과 오비히로 축산대학에서의 연구에 의하면 쓰레기 처리 소각장에 가까울수록 그 지역 주변의 모유나 낙농장 젖소의 우유에서 다이옥신이 고농도로 함유되어 있다는 사실이 1998년 4월 일본에서 발표되어 사회적으로 커다란 파문을 일으켰다.

인체에 대한 대부분 내분비계장애물질에 대한 노출영향은  현재로는 정확히 증명되지는 않았으며, 논란중인 상태이다.  내분비계장애물질 가운데 기존 연구를 토대로 가장 많이 알려진 외인성 에스트로젠의 잠재적 인체영향을 살펴보면 다음과 같다.

•여성의 경우 : 유방 및 생식기관의 암, 내분열증(endometriosis), 자궁섬유종(uterinefibroid), 유방의 섬유세포 질환, 골반염증성 질환(pelvic inflammatorydisease) 등

  •남성의 경우 : 정자수감소, 정액감소, 정자운동성감소, 기형정자 발생증가, 생식기

기형, 정소암, 전립선질환, 기타 생식에 관련된 조직의 이상

5. 내분비계 장애물질에 대한 평가

  내분비계장애물질을 평가하는 방법에는 생체내 시험(in vivo assay), 시험관내 시험(in vitro asssay), 현장조사(field survey) 등이 있다.

내분비계장애물질의 영향에 대한 명확한 규명을 위해서는 어느 한 가지의 시험만으로 이루어지는 것이 아니라 이들 세가지 방법이 서로 협조적으로 이루어져야 가능하다.                    

1) 생체내 시험

생체내 시험은 시험물질을 시험동물에 직접 투여하여 실시하는 시험으로서 물질의 영향을 직접적으로 확인할 수 있는 장점이 있다. 그러나 이 시험은 시간이 오래 걸리며, 심지어 수세대에 걸쳐 실시하기도 한다.  간단히 말하면 쥐에 시험물질을 투여하여 독성여부를 관찰하는 것 등이 생체내 시험의 예이다.

현재 내분비계장애물질 연구를 위해 일반적으로 이용되는 설치류 외에도 어류, 조류, 양서류, 파충류 등을 이용한 시험방법들이 점차 개발되고 있다.  그러나 현재로는 내분비계장애물질을 검색하기 위한 표준화된 생체내 시험방법이 아직 정립되지 않은 실정이라  OECD를 비롯한 각국이 이 이러한 시험법개발에 대한 노력을 계속하고 있다.        

2) 시험관내 시험

시험관내 시험은 생체내의 조건을 인위적으로 만들어 시험관 등의 생체밖에서 실시하는 시험으로서 생체내 시험보다 용이하고, 결과를 신속히 볼 수 있는 장점이 있다. 따라서 현재 이 방법은 유해화학물질을 일차적으로 검색하는데 널리 이용되고 있다.   현재 내분비계의 요소들을 조절하거나 이들과 반응하는 물질들의 영향을 평가하기 위해 수많은 시험관내 시험법이 사용되고 있으며 이들 방법의 대부분은 작용기전을 규명하거나, 대상물질의 잠재적 위해성을 평가하는데 이용되어 왔다.  그러나 이 방법은 생체내 시험 결과와의 상관관계 확보 등 그 이용에 한계가 있고, 현재로는 시험관내 시험은 생체내 시험을 대체하기 보다는 보완적 측면에서 이용될 수 있다고 결론을 내리고 있다.

3) 현장조사

현장조사는 실제 생태계에서 내분비계장애물질에 대한 노출영향을 집단수준의 차원에서 조사하는 것이다.  이러한 현장조사는 생태계 현장에서 영향유무를 단순히 육안적인 관찰로만 하는 것이 아니라, 기존의 생체내 시험, 시험관내 시험, 생태학적조사, 그리고 각종 통계학적 기법을 이용한 통합적인 프로그램으로 운영되어야 한다.

이러한 현장조사가 효율적으로 이루어지기 위해서는 사전에 생태계 조사를 통한 대표성 있는 모니터링 지역의 선정, 내분비 장애영향을 스크리닝할 수 있는 시험기법 및 생물학적지표(biomarker)의 개발, 수집된 자료를 이용 집단수준의 영향을 분석할 수 있는 통계프로그램의 개발 등이 이루어져야 할 것이다.   

6. 관리방안

1) 생활환경관리

  내분비계장애물질에 대응하기 위한 일차적인 방안은 우리 인간 및 환경에의 노출을 최소한 줄이는 것으로 다음은 생활환경중에서 실천할 수 있는 방안을 제시하였다.

󰊺 음식물 및 용기

• 지방질이 많은 육류보다는 곡류, 채소, 과일이 풍부한 식단 선택

• 전자렌지에 플라스틱 또는 랩으로 음식을 씌워 데우는 일 삼가

• 과일이나 야채는 흐르는 물에 깨끗이 씻고 되도록 껍질을 벗겨 섭취

• 1회용 식품용기 사용 자제

• 바퀴벌레 퇴치(붕산 등과 같은 물질로 예방)

󰊻 생활주변 관리

• 금연

• 파리, 모기 등 해충 구제를 위한 살충제의 과도한 사용 억제

• 주거지 주변의 정원이나 텃밭에 농약 살포 자제

• 플라스틱제품을 어린이가 입에 대지 않도록 주의

• 폐건전지, 파손된 수은온도계, 형광등 등과 같은 유해폐기물의 적절한  처리

• 세척력이 지나치게 강한 세제의 사용 자제

• 손의 청결 유지

󰊼 소비자로서의 선택

• 치아 치료시 아말감 사용 억제

• 세제를 사용할 때는 내분비계장애물질(노닐페놀에톡시레이트류)이 함   유된 세제 사용 자제

• PVC가 포함된 어린이용 장난감 구매 자제(가능한한 목재 또는 천연   소재로된 장난감 선택)

2. 원인물질 관리

  내분비계장애물질에 대응하기 위한 정부, 산업체 및 연구기관 등의 추진 방안은 다음과 같다.

󰊺 정부의 관리 대책

• 실제 또는 잠재적 위해성에 따른 관리대상물질의 우선순위 선정

• 내분비계장애물질에 대한 환경 및 인간 건강에 영향을 미치는 농도 이하의 환경 기준치 설정 및 모니터링

• 내분비계장애물질의 환경중 방출을 최소화하기 위한 배출목록 작성 및 보고제도 운영

• 농약의 의존도를 낮추기 위한 대체물질, 품종 및 방법의 개발

• 청정생산 기술 장려 및 지원

• 대체물질 개발에 대한 지침 마련

• 대상물질의 내분비 장애정도를 측정할 수 있는 방법과 환경중 규제치   를 감시할 수 있는 지표(biomarker) 개발

󰊻 산업체의 대응 방안

• 생산 또는 폐기하는 물질에 대한 내분비 장애독성 평가 및 시험

• 소비자에게 상품과 위해성에 대한 정보 제공

• 생산에서부터 폐기에 이르기까지의 전과정(life-cycle) 평가를 통한   오염방지 및 청정생산 기술 이행

• 내분비계장애물질에 의한 제품의 오염여부 감시를 위한 측정

󰊼 연구계의 추진 방안

• 내분비계장애물질 관련 실험, 연구, 조사 결과 등을 수집, 평가하기  위한 관련부처연구기관 및 민간전문가로 구성된 연구기관간 전문연구  협의체 운영

• 과학적이고 합리적인 연구 수행을 위한 중ㆍ장기 연구추진전략 수립

• 내분비계장애물질에 대한 현황과 환경생태계에 대한 영향 등을 조사

• 내분비계장애물질 규제를 위한 평가 및 시험방법 등의 확립

• 내분비계장애물질에 대한 환경중의 노출량 및 인체 노출량 조사

• 내분비계장애물질의 지정 및 환경중 기준농도 등을 마련하기 위한 역  학조사 및 위해성 평가

결      론

내분비 교란물질로 작용하는 화학물질들은 이제까지 국민들의 생활 속에서 편리함과 안정성을 추구하기 위하여 사용된 것들이지만 불필요한 화학물질들은 국민들 자신이 생활에서 줄여나가도록 노력해야 할 것이다. 한국사람들의 독특한 식생활 문화로 플라스틱에 관련된 내분비 교란물질에 노출 될 가능성은 서양사람들보다 훨씬 높다. 그러므로 각 화학물질들의 독성 등 세계적으로 공유할 수 있는 정보들과는 달리 플라스틱에 관련된 대처 방안은 한국의 독자적인 기준에 의한 실태파악 및 노출평가가 이루어져야 한다. 이제까지 화학물질들의 규제와 이에 대한 홍보는 기준농도를 바탕으로 관리되고 홍보되었다. 그러나 이제부터 내분비 교란물질과 관련 화학물질들은 생산단계에서 폐기단계까지 총량적인 개념으로 관리되어야 할 것이다.