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유석 국
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1 J. ENVIRON. TOXICOL. Vol. 21, No. 2, 173~184 (2006) 메틸사이클로핵산 (methylcyclohexane) 의흡입독성과유해성평가 김현영, 이성배, 강민구, 송시환 1 산업안전보건연구원화학물질안전보건센터, 1 ( 주 ) 켐온 A Study on the Hazardousness Evaluation and the Inhalation Toxicity of Methylcyclohexane Hyeon-Yeong Kim, Sung-Bae Lee, Min-Gu Kang and Si-Hwan Song 1 Center for Occupational Toxicology, Occupational Safety & Health Research Institute, Korea Occupational Safety & Health Agency, Daejeon , Korea 1 Chemon, Cheoin-gu, Yongin-si, Gyeonggi-do , Korea ABSTRACT From the harmfulness expectation test conducted through a toxicity anticipation program, methylcyclohexane turned out to be harmful and simulative, but no carcinogenicity was anticipated. In a four-hour acute inhalation toxicity test, the result showed that lethal concentration (LC 50) was 3,750 ppm (15,054 mg/l), which was identified as a harmful substance on the basis of the harmful substance classification standard 2 LC mg/l)/4 hr (rat) of the Industrial safety and health law. methylcyclohexane fell under the category 4 (2,500 LC 50 5,000 ppm) substance from the GHS standard acute toxicity harmfulness classification. Also, from subchronic inhalation toxicity test that included 6 hours a day, five days a week, and for 13 weeks, we could observe weight, activity, long term weight, blood and blood biochemical influence from the exposure of test substance. No-observed effect level (NOEL) was determined below 100~400 ppm inboth male and female. This material falls under the Category 2 (50~250 ppm/6 hours/90 days) in the GHS (Globally Harmonized System) standard trace long-term whole body toxicity repeated exposure, and can be classified as a harmful substance in accordance with the Industrial Safety and Health Law harmful substance standard NOEL 0.5 mg/l/ 6 hr/90 day (rat). Key words : methylcyclohexane, inhalation toxicity, NOEL, MSDS 서 론 산업현장에는다양한화학물질이사용되고있으나일부는안전성평가자료의부족으로취급부주 To whom correspondence should be addressed. Tel: , Fax: kk3843@yahoo.co.kr 의시근로자의건강장해및화재폭발에의한산업재해를일으키는예가많다. 특히화학물질의위해성은그물질자체의물리화학적특성이나독성, 위험성 (toxicity or hazard) 과그물질의노출 (exposure) 강도와기간에많은영향을받는다. 따라서이러한안전성미확인화학물질에대해서는사전에유해위험성을파악하여적절한작업환경관리 ( 김치년, 1998) 를통해안전성을확보할필요가있 173

2 174 J. ENVIRON. TOXICOL. Vol. 21, No. 2 으며, 그러나이의유해위험성을평가하기위해서는다양한시험내용과장시간의시험기간등많은비용과시간이필요하다. 따라서이를위해서는 oecd 및선진국을포함우선순위의물질들을선정하여단계적으로안전성평가를통한관리를지속하여나갈필요가있으며 (Gary et al., 1994; OECD, 2001). 이의일환으로본연구는우리국내의산업현장에서작업환경관리또는취급부주의로인하여사람에흡입시발생될수있는근로자건강장해예방을위하여휘발성이강한유기용제를중심으로국내, 외적으로독성정보가없거나부족한화학물질로사용량과취급근로자수가많으며독성이강하게예측되는유해물질에대해독성예측프로그램을이용발암성및유해성을예측하고급성및아만성흡입독성시험을통하여유해농도와표적장기를포함생체에미치는영향을규명하며, 흡입노출시사람에미치는영향예측과 MSDS 자료를확보하고자하였다. 시험물질로선정된메틸사이클로핵산 (methylcyclohexane) 은분자량 의투명하고휘발성이강한무색의액체로페인트벤젠과같은냄새를띠며, 물에는난용성이고, 비중은 20 C 에서 0.77, 어는점 -127 C, 끓는점 C, 발화점 285 C, 증기압 43 torr (25 C), 증기밀도 3.4 (air=1.0), closed-cup 인화점 25 F(-3.98 C), 포화공기농도 5.65% (25 C), 폭발한계 ( 공기체적의 ) 상한 6.7%, 하한 1.2% 인물질로아세톤, 벤젠, 에테르등유기용제, 특히아세톤과벤젠에아주잘녹는물질이다 (Patty, 1963;, 1994; NIOSH, 1997; 한국산업안전공단, 2004). 독성정보로는흡입시피부와안구, 점막, 상부호흡기등을자극하고, 두통과어지러움, 오심등의신경계장해를유발하는물질로알려져있으며 (Casarett et al., 1975; Gosselin et al., 1984; Snyder, 1987;, 1994; ACGIH, 2004), 오래된연구결과이나 Mouse 에서의 LD 50 은 2,250 mg/kg, LC 50 는 41,500 mg/m 3 /2 h 이며아만성독성시험에서토끼에게 10 주간반복흡입노출한결과 2,880 ppm 용량에서간과신장에독성영향이관찰되었으며 1,200 ppm 용량에서는부작용이인정되지않은보고 (Treon et al., 1943) 와암, 수 Rat 를이용 0, 400 및 2,000 ppm 3 용량으로 12 개월간의만성흡입독성시험결과 2,000 ppm 노출수컷 Rat 의신장에서제한적으로독성영향 (nephropathy) 이관 찰되었고 (Kinkead et al., 1985), Lazarew 는 Rat 를이용급성독성시험결과 10,000~12,500 ppm 에서치명적영향과 7,500~10,000 ppm 으로 2 시간노출시강한독성작용을확인한것으로보고 (Lazarew, 1929) 하였다. 본메틸사이클로핵산의노출기준 (TLV-TWA) 은 400 ppm (ACGIH, 2004) 이며, 국내연간취급량은약 100 톤, 취급근로자수는 600 여명으로하루에 1 시간이하또는 1~4 시간정도로사용하는것으로보고되어있다 ( 노동부, 2004). 그러나최근흡입노출에의한각종생체에미치는영향연구자료는매우한정적이며특히본물질은휘발성이강하여작업환경관리나취급부주의시호흡기나피부흡수를통하여체내에흡수가용이한물질로최근시험물질의장기노출시생체에미치는각종영향과표적장기등메틸사이클로핵산의흡입에의한유해성평가자료는매우부족하다. 따라서본메틸사이클로핵산을시험물질로하여 SD rat 를이용 4 시간단회노출에의한치사농도등급성독성과일일 6 시간, 주 5 일, 13 주반복장기노출에의한독성시험을통하여각종임상적영향및유해성을평가하고이를통해사람에미치는영향을예측하며연구결과를토대로근로자건강장해예방및작업환경관리를위한물질안전보건정보 (MSDS) 를제공 ( 노동부, 1997) 하고화학물질의유해성분류 ( 노동부, 1997; GHS, 2003) 를위한기초자료제공과건강장해발생시원인규명의자료로활용하고자한다. 1. 실험재료 연구방법 1) 실험동물및사육환경 SLC Japan 에서생산된 6 주령의특정병원체부재 SPF (specific pathogen free) 의 SD (Sprague-Dawley) Rat 를주식회사중앙실험동물에서구입하여청정사육시설 (barrier system) 의검역실에서 1 주간순화후 4 대의흡입챔버 (inhalation chamber) 내에서가스발생및모니터링시험장비를이용하여시험물질을실험동물에노출시켰다. 실험동물은대조군과시험물질노출군으로구분하였고, 5 연식스테인레스철망케이지에실험동물을개체별로수용하였다. 환경은온도 22±3 C, 상대습도 50±20% ( 단,

3 June 2006 Kim et al. : Inhalation Toxicity of Methylcyclohexane 175 시험물질투여시는제외 ), 환기회수 12~15 회 / 시간, 조명 150~300 Lux 로 12 시간으로하였으며, 사료는실험동물용멸균사료 LabDiet 5002 (PMI Nutrition, USA) 를, 급수는상수도수를삼투압정수및자외선살균기로소독시킨음용수를자유롭게섭취토록하였다. 단, 사료는시험물질노출시간에는시험물질의사료내흡수를막기위해공급하지않았다. 2) 시험물질및시험노출농도설정시험물질은메틸사이클로핵산 (methylcyclohexane, MCH) 으로 Acros Organics (USA) 에서구입한 1 급 (Lot # A ) 시약을사용하였으며대조물질은 Hepa filter 및온습도조절을통해정화된청정공기를사용하고시험물질노출군은시험물질을가스발생기를이용기화시킨후시험농도별로청정공기와일정비율로혼합하여사용하였다. 또한시험물질의노출농도설정에있어급성독성시험의농도는 OECD 의 Guidelines for testing of chemicals (OECD, 2004) 규정에따라 100, 500, 2,500, 5,000 ppm 으로하였으며아만성흡입독성시험의경우는급성독성시험결과와다른연구자의참고문헌 (Treon et al., 1943; Kinkead et al., 1985) 및노출기준 (ACGIH, 2004) 을토대로고농도군은확실영향예측농도로, 저농도군은무영향예측농도로하여 0, 100, 400, 1,600 ppm 으로설정하였다. 2. 실험방법및통계처리 관련문헌조사와독성예측프로그램 (Quantitative Structure Activity Relationship : QSAR., Accelrys 사의 TOPKAT 6.2 프로그램 ) 을이용변이원성, 급성독성, 만성독성, 발암성을예측하고이를토대로실험동물을이용흡입독성시험을하였다. 급성흡입독성시험의경우암컷실험동물을이용각군별 5 마리로하여대조군과 100, 500, 2,500, 5,000 ppm 군으로 4 시간단회노출시켰으며, 아만성흡입독성시험의경우대조군과 100, 400 및 1,600 ppm 의 4 군으로구성, 각시험군당동물수는암, 수각 10 마리로하여시험물질을 1 일 6 시간, 주 5 일, 13 주간연속전신반복노출하였으며, 시험방법과실험항목은국립환경연구원 화학물질유해성시험연구기관의지정등에관한규정 1998, 식품의약품안전청 의약품등의독성시험기준, 1999, OECD OECD guidelines for testing of chemicals 1996, 2004, 미국 EPA 90-Day Inhalation Toxicity, 1998 등을참고하였고시험물질노출에의한생사의유무와임상증상, 체중변화, 사료섭취량변화, 안검사, 혈액및혈액생화학적검사, 병리조직검사운동성검사등을하였으며아만성흡입독성시험기간중시험물질의노출농도측정결과는 Fig. 1 과같았다. 시험결과의통계처리는평균과표준편차로표기하고동물의체중, 사료섭취량, 장기별무게등은 Paired-Sample t test 를이용예비검정에서는 multiple comparison 평가와 5% (p 0.05) 의신뢰한계로검정하고최종으로는 1% (p 0.01), 0.1% (p 0.001) 의신뢰한계로서대조군과폭로군의유의성을확인하였다. 혈액검사는 sigmastat 의일원배치분산분석 (One-way ANOVA) 에서실시하였으며유의성이인정된자료는 dunnet 다중비교법을이용하여 5% 수준에서유의차검정을하였다. Concentration of MCH (ppm) ±34.85 ppm 339.4±16.11 ppm 101.9±2.95 ppm Exposed time (Days) Fig. 1. Changes of concentration in inhalation chamber during the experiment. 연구결과 1. 독성예측프로그램을이용한유해성조사 각종독성예측프로그램 (Accelrys 사 TOPKAT 6.2) 을이용발암성을예측한결과일부는발암성이예측되었으나 12 종의예측모델중 10 종은발암가능성이 5% 이하로예측되어종합적평가에서발암성물질로판정되지않았으며, 기타급성독성, 자극성등의독성예측프로그램을이용독성발현가

176 J. ENVIRON. TOXICOL. Vol. 21, No. 2 능성조사에서는눈에자극성이발현할수있는예측결과를나타내었고 Aerobic Biodegradability Model 에서는호기성생분해가능성이예측되었으며 LC 50 는 10 g/m 3 (1 h), 만성독성의최저영향농도 (LOAEL) 는 1.1 g/kg 으로예측되었다. 2. 급성흡입독성 100, 500, 2,500 ppm 군에서는일반증상변화나사망동물은없었으나 5,000 ppm 군의경우노출기간 (4 시간 ) 내 (15~24 분정도 ) 5 마리전량사망하였 으며노출완료후생존동물에는대조군을기준으로특이한임상적소견이나체중변화는없었다.

2), 100, 500, 2,500 ppm 노출군에서는간질성폐렴과 500 ppm 노출군에서하악림프절의소절주위피질동 (cortical sinus) 의적혈구와하악림프절인접한결합조직내의출혈이관찰되었다 (Fig. 3). 또한사망및생존동물에대한용량반응 (Dose- Response) 프로그램을이용노출농도 (ppm) 와사망 Fig. 2. SD rat of female marked pulmonary congestion and hemorrhage (arrow).

4 176 J. ENVIRON. TOXICOL. Vol. 21, No. 2 능성조사에서는눈에자극성이발현할수있는예측결과를나타내었고 Aerobic Biodegradability Model 에서는호기성생분해가능성이예측되었으며 LC 50 는 10 g/m 3 (1 h), 만성독성의최저영향농도 (LOAEL) 는 1.1 g/kg 으로예측되었다. 2. 급성흡입독성 100, 500, 2,500 ppm 군에서는일반증상변화나사망동물은없었으나 5,000 ppm 군의경우노출기간 (4 시간 ) 내 (15~24 분정도 ) 5 마리전량사망하였 으며노출완료후생존동물에는대조군을기준으로특이한임상적소견이나체중변화는없었다. 사망및관찰기간종료후생존동물에대한병리조직검사결과 5,000 ppm 노출군은폐출혈및충혈과폐의암적색조 (Dark red discoloration) 가관찰되었으며 (Fig. 2), 100, 500, 2,500 ppm 노출군에서는간질성폐렴과 500 ppm 노출군에서하악림프절의소절주위피질동 (cortical sinus) 의적혈구와하악림프절인접한결합조직내의출혈이관찰되었다 (Fig. 3). 또한사망및생존동물에대한용량반응 (Dose- Response) 프로그램을이용노출농도 (ppm) 와사망 Fig. 2. SD rat of female marked pulmonary congestion and hemorrhage (arrow). H & E Fig. 3. SD rat of female hemorrhage in connective tissue adjacent to lymph node (arrow). H & E Probability of mortality Probability of mortality (%) Dose (mg/kg) Dose (mg/kg) Fig. 4. Dose-mortality curve for methylcyclohexane.

5 June 2006 Kim et al. : Inhalation Toxicity of Methylcyclohexane 177 률 (%) 을 Probit method 에의한통계처리결과 (Fig. 4) 반수치사농도 (4 시간, SD Rat) LC 50 은 3,750 ppm (15,054 mg/l) 으로산출되었다. 3. 아만성흡입독성시험 1) 임상증상시험물질노출기간중사망동물은없었으며대조군과 100 ppm 노출군암컷각 1 례에서백내장의현상을보였으나, 시험물질에기이한영향으로판단되지않았으며그외특이적이상소견은없었다. 2) 체중변화및사료섭취량시험기간중암 수동물의체중변화를측정한결과 Figs. 5, 6 에서와같이대조군과비교하여수 Body weight (g) Control (0 ppm) Group 1 (100 ppm) Group 2 (400 ppm) Group 3 (1,600 ppm) Exposed time (Days) Fig. 5. Changes of body weight in male rats exposed to methylcyclohexane for 13 weeks. 컷에서는 400 ppm 군이대조군에비해높은경향이있었고암컷에서는 400, 1,600 ppm 군의감소경향을보였으나체중의차이가크지않고농도의존성및통계학적유의성은없었다. 그리고사료섭취량은대조군을기준하여유의성은나타나지않았다. 3) 안검사시험물질노출마지막주 (12 주째 ) 에각군당암, 수 5 마리에대해안구의시진및촉진검사와각막현미경, 안저카메라등을이용하여안와주위, 안검, 각부위의형태학적변화, 혼탁이나혈관신생등을관찰하였다. 확인결과수컷대조군 1 례와 1,600 ppm 군 2 례에서각막혼탁과암컷대조군 1 례에서백내장이, 암컷대조군 1 례와 1,600 ppm 군한례에서각막혼탁이관찰되었다. 그러나대조군에서도동일한현상이발견되었으며, 시험물질에의한농도의존성이나노출에의한영향의특이성은관찰되지않아동물의개체특이성으로판단되었다. 4) 운동성변화시험물질노출종료전부터 3 일간시험물질노출에의한운동성의변화를적외선감지장치를부착한운동성측정장치 (Sibata, Japan) 를이용각시험동물에대한운동량을측정하여적산하였으며그결과를 Fig. 7 에나타내었으며, 시험물질노출종료 3 일전부터노출종료시점까지실험동물의활동성을암, 수로구분하고이를각군별, 시간대별로 Figs. 8, 9 에나타내었다. 결과 Fig. 7 에서와같이시험물질노출에따른활동성이노출농도증가에따른의존성은없었으 Body weight (g) Control (0 ppm) Group 1 (100 ppm) Group 2 (400 ppm) Group 3 (1,600 ppm) Activity counts (ea) Control (0 ppm) Group 1 (100 ppm) Group 2 (400 ppm) Group 3 (1,600 ppm) ** Exposed time (Days) 0.0 Male Female Sexes of S.D. rat Fig. 6. Changes of body weight in female rats exposed to methylcyclohexane for 13 weeks. Fig. 7. Activity counts sum of male and female rats exposed to Methylcyclohexane for 13 weeks.

6 178 J. ENVIRON. TOXICOL. Vol. 21, No. 2 Activity counts (ea) Control (0 ppm) Group 1 (100 ppm) Group 2 (400 ppm) Group 3 (1,600 ppm) 2:20 10:40 19:00 3:20 11:40 20:00 4:20 Times (min) Fig. 8. Activity counts of male rats exposed to methylcyclohexane for 13 weeks Activity counts (ea) Control (0 ppm) Group 1 (100 ppm) Group 2 (400 ppm) Group 3 (1,600 ppm) 2:20 10:40 19:00 3:20 11:40 20:00 4:20 Times (min) Fig. 9. Activity counts of female rats exposed to methylcyclohexane for 13 weeks 나고농도의경우암, 수모두상승하는경향을보였으며특히암컷농도의존성과 1,600 ppm 군의경우대조군을기준하여유의성 (p 0.01) 있는증가가확인되었다. 또한 Figs. 8, 9 에서와같이 12 시간을주기로실험동물은실험실내조명이소등되었을때활동성이강하고 (rat 는야행성동물 ) 점등 (150~300 Lux) 되었을때활동성이저하하는경향을볼수있었으며그러나암, 수모두시험물질의노출농도가높을수록활동성이증가하는경향을나타내었다. 5) 혈액검사결과혈액학적검사결과 Table 1, 2 와같이수컷 1,600 ppm 군의 HGB 에서대조군에비해유의한감소 (p 0.01) 를보였으나백혈구감별계수에서는암 수모든노출군의모두대조군과유의한차이를보이지않았으며 Reticulocyte 수치에서도대조군과유의한차이를보이지않았다. 또한혈액생화학적검사에서는 Table 3, 4 와같이수컷 400 ppm 군에서 total cholesterol 레벨이대조군에비해유의한증가를나타내었으며 (p 0.05), 1,600 ppm 군에서는 total cholesterol 레벨, triglyceride 및염소농도가대조군에비해유의한증가를나타내었다 ( 공히 p 0.01). 그리고암컷에서는 400 및 1,600 ppm 군의나트륨및염소농도가대조군에비해유의한감소를나타내었으며 (p 0.05), 1,600 ppm 군에서는 total cholesterol 레벨, triglyceride 및염소농도가대조군에비해유의한증가 Table 1. Hematological results in male SD rats after inhaled methylcyclohexane for 13 weeks Items Control 100 ppm 400 ppm 1,600 ppm WBC 8.1± ± ± ±1.37 RBC 9.0± ± ± ±0.26 HGB 15.5± ± ± ±0.35** HCT 43.3± ± ± ±0.94 MCV 48.0± ± ± ±1.41 MCH 17.2± ± ± ±0.31 MCHC 35.8± ± ± ±0.56 RDW 18.0± ± ± ±1.09 PLT 990.9± ± ± ±108.1 MPV 7.2± ± ± ±0.47 PDW 19.3± ± ± ±0.56 All values are expressed as mean±sd. Significant differences as compared with control : **p WBC, white blood cell count (10 3 /mm 3 ); RBC, red blood cell count (10 6 /mm 3 ); HGB, hemoglobin (g/dl); HCT, hematocrit (%); MCV, mean corpuscular volume (µ 3 ); MCH, mean corpuscular hemoglobin (pg); MCHC, mean corpuscular hemoglobin concentration (%); PLT, platlet (10 3 /µ 3 )

7 June 2006 Kim et al. : Inhalation Toxicity of Methylcyclohexane 179 Table 2. Hematological results in female SD rats after inhaled methylcyclohexane for 13 weeks Items Control 100 ppm 400 ppm 1,600 ppm WBC 4.8± ± ± ±1.82 RBC 8.0± ± ± ±0.41 HGB 15.0± ± ± ±0.60 HCT 41.7± ± ± ±1.52 MCV 52.4± ± ± ±1.19 MCH 18.8± ± ± ±0.45 MCHC 35.9± ± ± ±0.31 RDW 15.8± ± ± ±0.66 PLT ± ± ± ±93.6 MPV 6.8± ± ± ±0.37 PDW 18.4± ± ± ±0.73 Table 3. Biochemical serum values in male SD rats after inhaled methylcyclohexane for 13 weeks Items Control 100 ppm 400 ppm 1,600 ppm AST 88.9± ± ± ±62.2 ALT 43.7± ± ± ±70.49 ALP 101.4± ± ± ±14.54 BUN 16.4± ± ± ±1.51 CRE 0.59± ± ± ±0.040 GLU 176.0± ± ± ±30.52 CHO 68.2± ± ±14.78* 102.0±16.74** PRO 7.0± ± ± ±0.22 CPK 258.5± ± ± ±278.4 ALB 3.7± ± ± ±0.08 TBIL 0.13± ± ± ±0.02 TG 103.0± ± ± ±34.02** Ca 10.3± ± ± ±0.30 IP 7.0± ± ± ±1.28 A/G 1.1± ± ± ±0.04 LDH 564.2± ± ± ±659.0 Na 145.6± ± ± ±0.5 K 4.7± ± ± ±0.89 Cl 108.± ± ± ±1.5** All values are expressed as mean±sd. Significant differences as compared with control : *p 0.05, **p 0.01 AST, aspartate aminotransferase (µ/l); ALT, alanine aminotransferase (µ/l); ALP, alkaline phophatase (µ/l); BUN, urea nitrogen in blood (mg/dl); CREA, Creatinine (mg/dl); GLU, glucose (mg/dl); TCHO, total cholesterol (mmol/l); TP, total protein (mg/dl); LDH, lactate dehydrogenase (µ/l); TBIL, total bilirubin (mg/dl). 를나타내었다 (p 0.05 및 p 0.01). 6) 부검및장기중량소견대조군에서좌측정낭하부의 mass 가 1 례, maxillary lymph node 에서 congestion 이 1 례, 400 ppm 군에서안구혼탁이 1 례, testis 에서 microorchidia 가 1 례관찰되었다. 1,600 ppm 군에서는폐의적색조반점산재가 1 례, 흉선의충혈이 1 례, 간과횡경막의유착이 1 례관찰되었다. 또한 1,600 ppm 군의우측부신에서는대조군에비해증가경향을나타내었다. 암컷의경우대조군에서안구혼탁 1 례, 흉선의

180 J. ENVIRON. TOXICOL. Vol. 21, No. 2 Table 4. Biochemical serum values in female SD rats after inhaled methylcyclohexane for 13 weeks Items Control 100 ppm 400 ppm 1,600 ppm AST 106.1±27.2 147.

03 GLU 114.3±6.72 116.6±9.59 113.3±9.63 119.1±10.11 CHO 109.4±18.44 115.6±28.72 88.4±18.89 105.0±20.17 PRO 7.3±0.44 7.4±0.25 7.0±0.47 7.2±0.27 CPK 308.9±147.25 276.9±158.03 245.2±157.54 270.6±137.

8 180 J. ENVIRON. TOXICOL. Vol. 21, No. 2 Table 4. Biochemical serum values in female SD rats after inhaled methylcyclohexane for 13 weeks Items Control 100 ppm 400 ppm 1,600 ppm AST 106.1± ± ± ±28.0 ALT 44.0± ± ± ±25.14 ALP 63.0± ± ± ±22.9 BUN 18.6± ± ± ±4.18 CRE 0.57± ± ± ±0.03 GLU 114.3± ± ± ±10.11 CHO 109.4± ± ± ±20.17 PRO 7.3± ± ± ±0.27 CPK 308.9± ± ± ± ALB 4.0± ± ± ±0.20 TBIL 0.15± ± ± ±0.02 TG 83.0± ± ± ±24.31 Ca 10.2± ± ± ±0.22 IP 5.9± ± ± ±0.85 A/G 1.2± ± ± ±0.09 LDH 726.5± ± ± ±363.4 Na 145.9± ± ±1.3* 144.7±0.5** K 4.2± ± ± ±0.39 Cl 111.3± ± ±2.0** 108.4±1.5** Fig. 10. Focal nephropathy, Note the homogeneous proteinaceous tubular casts (arrow), inflammatory infiltrates, and thickened basement membrane of glomeruli and renal tubules (arrowheads). H & E Fig. 11. Interstitial pneumonia (2010), characterized by diffuse alveolar septal thickening by congestion, inflammatory cell infiltrates and mild fibrosis. H & E 충혈이 2 례및우측신장표면의거침이 1 례관찰되었으며, 100 ppm 군에서는자궁의맑은액체저류가 1 례, 400 ppm 군에서는자궁의맑은액체저류가 2 례, 췌장 - 지방의유착이 1 례관찰되었으며, 1,600 ppm 군에서는양쪽신장표면의거침이 1 례관찰되었다. 장기중량소견에서는수컷의경우 400 ppm 군이 상에서비장, 신장, 부신이, 암컷 400 ppm 군이상에서난소, 간장부신이농도의존적이며유의성있게 (p 0.05 및 p 0.01) 증가하였다. 7) 병리조직학적검사병리조직검사결과수컷 100 ppm 군신장에서국소성신장병증 3 례 (Fig. 10), 폐장에서는간질성폐

June 2006 Kim et al. : Inhalation Toxicity of Methylcyclohexane 181 Fig. 12. Lipomatosis in pancreas (2002), Note the adipocytes in the acinar tissues of the pancreas (arrows). H & E. 100. Fig. 14.

아가미끝소체 2 례가관찰되었으며, 400 ppm 군신장에서이행상피과형성 1 례, 무기질침착이 3 례, 폐장에서는간질성폐렴 1 례및폐혈관의백혈구증가증 (leukocytosis) 이 1 례, 갑상선에서는아가미끝소체가 1 례관찰되었다.

Ultimobranchial cysts (1309) lined by flattened squamous epithelium and distended with keratin and cellular debris (arrows). H & E. 100. 렴 (interstitial pneumonia) 이 3 례 (Fig.

9 June 2006 Kim et al. : Inhalation Toxicity of Methylcyclohexane 181 Fig. 12. Lipomatosis in pancreas (2002), Note the adipocytes in the acinar tissues of the pancreas (arrows). H & E Fig. 14. Congestion (2002), Note the foci of erythrocytes present in thymic medulla or cortex. H & E 아가미끝소체 2 례가관찰되었으며, 400 ppm 군신장에서이행상피과형성 1 례, 무기질침착이 3 례, 폐장에서는간질성폐렴 1 례및폐혈관의백혈구증가증 (leukocytosis) 이 1 례, 갑상선에서는아가미끝소체가 1 례관찰되었다. 또한 1,600 ppm 군의경우신장에서국소성신장병증, 만성경색 (chronic infarction), 무기질침착및간질성신염이각각 1 례, 관찰되었고폐장에서는간질성폐렴 1 례, 갑상선에서는아가미끝소체 1 례가관찰되었다. 고 찰 Fig. 13. Ultimobranchial cysts (1309) lined by flattened squamous epithelium and distended with keratin and cellular debris (arrows). H & E 렴 (interstitial pneumonia) 이 3 례 (Fig. 11) 관찰되었으며췌장에서는지방종증이 3 례 (Fig. 12), 400 ppm 군신장에서는국소성신장병증이 2 례, 폐장의간질성폐렴이 2 례, 갑상선에서는아가미끝소체 (ultimobranchial cyst) 가 2 례 (Fig. 13) 에서관찰되었다. 또한 1,600 ppm 군신장에서는국소성신장병증이 4 례, 흉선에서는충혈 (congestion) 이 1 례 (Fig. 14), 갑상선에서는아가미끝소체가 2 례에서관찰되었다. 암컷의경우 100 ppm 군신장에서무기질침착이 3 례, 폐장에서는간질성폐렴이 1 례, 갑상선에서는 본연구는산업현장에서화학물질취급에의한근로자건강장해예방의일환으로연구되었으며메틸사이클로핵산은휘발성이강하고취급부주의시호흡기나피부를통하여체내에흡수건강장해를일으킬수있는물질로실험동물을이용흡입독성시험으로사람에미치는유해성과유해농도를예측하고근로자건강장해예방을위해 MSDS ( 노동부, 1997) 를포함한독성평가자료를제공하고자하였다. 문헌조사 (Lehman, 1943; Lzmerov, 1982;, 1994; 한국산업안전공단, 2004) 결과메틸사이클로핵산인화성물질로분류되는강한휘발성유기화합물로써톨루엔에비해독성이낮아저독성이요구되는페인트, 잉크, 접착제등코팅분야와금속의세정제로사용된다. 또한타이어재생업, 계

10 182 J. ENVIRON. TOXICOL. Vol. 21, No. 2 면활성제제조업, 자동차차체용부품제조업, 금속조립공정등용제나세정제, 기타기초유기화합물제조업등에서사용하며독성으로는마우스에서의경구반수치사량 (LD 50) 은 2,250 mg/kg, 흡입반수치사농도 (LC 50) 는 41,500 mg/m 3 /2 h 이며아만성독성시험에서토끼에게 10 주간반복흡입노출한결과 2,880 ppm 용량에서간과신장에독성영향이관찰되었으며 1,200 ppm 용량에서는부작용이인정되지않은것으로알려져있다 (Treon et al., 1943). 본급성흡입독성시험에서는 Treon (1943) 의연구결과와달리반수치사농도 (LC 50) 는 3,700 ppm 이었으며 5,000 ppm 의경우흡입노출 15~24 분만에모두사망하였고, 사망원인은폐충혈과출혈에의한것으로판단되었다. 폐장의충혈과출혈은흔히보이는변화로써, 약물이나화학물질의노출이나심부전, 응고와같은전신적인병변에이차적으로유도되고부종, 충혈과출혈이동반되기도한다. 생존한동물의폐에서일부관찰된혈관주위염증세포침윤및폐포염은 Rat 에서자연발생적으로관찰되는소견으로, 생존동물에서도관찰되고병변의정도또한미약하여시험물질과는무관한것으로판단되었다. 그외에 500 ppm 노출군에서소절주위피질동 (Cortical Sinus) 의적혈구와하악림프절의인접한결합조직내의출혈은부검시경추탈구의압박에의한출혈과관련이있는것으로판단하여시험물질과는무관한것으로판단되었다. 또한아만성흡입독성시험에서사망이나특이적일반증상은관찰되지않았으나운동성변화시험에서시험물질노출에의한암 수모두농도의존적으로운동성의상승이관찰되었는데이는시험물질의흡입에따른신경계활성도에영향을미친것으로판단되었다. 혈액학적검사에서수컷의경우, 1,600 ppm 군의 HGB 에서만대조군에비해유의한감소가인정되었으나, 백혈구와망상적혈구백분율에서는유의한변화가인정되지않았으며, 암컷의경우혈액학적수치에서유의한변화는없었다. HGB 의경우는유의한감소가인정되었지만생리학적정상범위에있었고또한용량의존적인경향도관찰되지않아시험물질에의한영향으로판단하지않았다. 혈액생화학적검사에있어서는수컷의경우, 400 ppm 군에서 total cholesterol 레벨이대조군에비해 유의한증가를나타내었으며 (p 0.05). 1,600 ppm 군에서는 total cholesterol 레벨, triglyceride 및염소농도가대조군에비해유의한증가를나타내었고 (p 0.01) 100 ppm 군에서는 total cholesterol 레벨이증가하는경향이있었다. 암컷의경우, 400 ppm 군의나트륨및염소농도가대조군에비해유의한감소를나타내었고 (p 0.05 및 p 0.01) 1,600 ppm 노출군에서도나트륨및염소농도가대조군에비해유의한감소를나타내었다 ( 공히 p 0.01). 그러나이상의값들이표적장기의독성지표를나타내는높은수치와는달리대부분의생리학적정상범위 ( 이영순, 1991; 이귀영과이종순, 1993) 내에있고또한암 수간의연관성도인정되지않아본시험물질은혈액생화학적성상에영향을주지않는것으로사료되었다. 부검소견으로수컷에서는대조군에서좌측정낭하부의 mass 가 1 례, Maxillary lymph node 에서 Congestion 이 1 례관찰되었다. 400 ppm 군에서는안구혼탁이 1 례, testis 에서 microorchidia 가 1 례관찰되었다. 1,600 ppm 군에서는폐의적색조반점산재가 1 례, 흉선의충혈 1 례, 간과횡경막의유착 1 례가있었다. 암컷에서는대조군에서안구혼탁 1 례, 흉선의충혈이 2 례및우측신장표면의거침이 1 례관찰되었으며, 100 ppm 군에서는자궁의맑은액체저류 1 례관찰되었다. 400 ppm 군에서는자궁의맑은액체저류가 2 례및췌장 - 지방의유착 1 례, 1,600 ppm 군에서는양쪽신장표면의거침 1 례가관찰되었다. 장기중량검사에서는일부대조군에비해증가또는감소의경향이있었으나유의한차이가나타난장기에병리학적인변화가인정되지않았으며이러한차이는체중증감에따른차이였으며대조군을기준으로시험물질노출과관련된특이할만한육안적병변은관찰되지않았다. 병리조직학적검사결과에서도대조군을기준으로시험물질과관련된특이한병변을관찰되지않았다. 단, 신장에서관찰된국소성신장병증, 세뇨관내무기질침착, 섬유화 (Fibrosis) 를동반한신장의간질성신염과쐐기모양 (Wedge-shaped) 의만성경색, 신장의신우와유두의이행성피과형성, 폐장에서관찰된간질성폐렴및부신피질의다발층의광범위한공포화등은일반적으로아급성또는만성독성시험시대조군을포함자주유발되는자연발

11 June 2006 Kim et al. : Inhalation Toxicity of Methylcyclohexane 183 생적인병변으로일어날수도있으며 ( 강진석등, 1991; Boorman et al., 1990; Gary et al., 1990; Farrar, 1997; Greaves, 2000), 특히본연구에서는대조군과노출군을포함암, 수에서도산발적으로나타났고, 또한용량의존적으로관찰되지않아메틸사이클로핵산의흡입노출에의한독성학적영향으로판단되지않았다. 이상의결과를토대로 SD Rat 를이용아만성흡입독성시험에서메틸사이클로핵산의무영향농도 (NOEL) 는암 수모두 100~400 ppm 이하로평가되었다. 이는 GHS 기준 (GHS, 2003) 의표적장기전신독성 - 반복노출에서는 Category 2 (50~250 ppm /6 시간 /90 일 ) 물질에해당되었으며, 산업안전보건법의유해물질기준 ( 노동부, 1997) NOEL 0.5 mg/l/ 6 hr/90day (rat) 에의거메틸사이클로핵산은 0.40~ 1.61 mg/l/6 hr/90day (rat) 로유해물질기준에해당되었다. 결 론 메틸사이클로핵산에대해독성예측프로그램을이용유해성예측결과유해성과자극성이있는물질로나타났으나발암성은예측되지는않았다. 또한 4 시간급성흡입독성시험결과반수치사농도 (LC 50) 는 3,750 ppm (15,054 mg/l) 으로평가되어산업안전보건법의유해물질분류기준 2 LC mg/l)/4 hr (rat) 에의거유해물질에해당되었고, GHS (Globally Harmonized System) 기준급성독성유해성구분에서는 Category 4 (2,500 LC 50 5,000 ppm) 물질에해당되었다. 일일 6 시간, 주 5 일, 13 주아만성흡입독성시험에서는시험물질노출에의한체중저하및운동성과장기중량, 혈액및혈액생화학적영향을관찰할수있었으며무영향농도 (NOEL) 는암 수모두 100~400 ppm 이하로판단되었다. 이는 GHS 기준에서표적장기전신독성 - 반복노출에서는 Category 2 (50~250 ppm/6 시간 /90 일 ) 물질에해당되었고, 산업안전보건법의유해물질기준 NOEL 0.5 mg/l/6 hr/90day (rat) 에의거이물질은 0.40 ~1.61 mg/l/6 hr/90day (rat) 으로유해물질로분류될수있었다. 참고문헌 강진석, 남기택, 박인승. 독성병리학도감, 청구문회사 2001; 국립환경연구원. 화학물질유해성시험연구기관의지정등에관한규정, 국립환경연구원고시 1998; 41. 김치년. 작업환경을위한 TLV 의근거, 대한산업보건협회월간산업보건 1998; 2: 23. 노동부. 물질안전보건자료작성비치등에관한기준, 노동부 노동부. 화학물질별취급제조업체현황, 노동부 식품의약품안전청. 의약품등의독성시험기준, 식품의약품안전청 1999; 61. 이귀영, 이종순. 임상병리파일, 의학문학사 1993; 이영순. 실험동물의학, 1991; 한국산업안전공단. MSDS, 한국산업안전공단 ; American Conference of Governmental Industrial Hygienists TLVs and BEIs. Threshold Limit Values for Chemical Substances and Physical Agents and Biological Exposure Indices. Cincinatti, OH 2004; 5: 38. Baker JT. MSDS Number: M391, 11. Toxicology information 1999; 5. Boorman GA, Eustis SL, Elwell MR, Montgomery CA Jr, and Mackenzie WF. Pathology of the Fischer Rat. Academic Press, Inc Casarett LJ and Doull J. The Basic Science of Poisons. New York: MacMillan Publishing Co., Toxicology 1975; 82. EPA (Environmental Protection Agency). Health Effects Test Guidelines OPPTS , 90-Day Inhalation Toxicity, US EPA Farrar PL. Interstitial Pneumonia in Viral and Mycoplasml Antibody-Free Sprague Damlery Rats, ACLDA NEWS- LETTER (American Committee on Laboratory Animal Diseases) 1997; 1: 18. Gary AD, Mary BS and Sheila J. Comparative evaluation of chemical ranking and scoring methodologies, US EPA Gary AB, Scot LE, Michael RE and Charles AM. Pathology of the Fisher Rat. Academic press, New York, Globally. Harmonized System of Classification and Labelling of Chemicals (GHS), (United Nations NewYork and Geneva) Gosselin RE, Smith RP, Hodge HC. Clinical Toxicology of Commercial Products, 5th ed. Baltimore 1984; 2: 151. Greaves PH. istopathology of preclinical toxicity studies; Interpretation and relevance in drug evaluation, Elsevier 2000.

12 184 J. ENVIRON. TOXICOL. Vol. 21, No. 2 Kinkead ER et al. Aerosp Med Res Lab, Tech Rep AMRL- TR, AMRL-TR Proc Conf Environ Toxicol 1979; 154: 60. Kinkead ER, Haun CC, Schneider MG, Vernot EH and Macewen JD. Chronic Inhalation Exposure of Experimental Animals to Methylcyclohexane. Air Force Aerospace Medical Research Laboratory Report 1985; 85: 032 Lazarew NF. Zur toxikologie des benzins (The toxicology of gasoline) Arch Hyg 1929; Lehman KB and Flury F. Toxicology and Hygiene of Industrial Solvents, 1943; 95. Lzmerov NF, Sanotsky IV and Sidorov KK. Toxicometric parameters of industrial toxic chemicals under single exposure. Moscow, Russia: Centre of International Projects, GKNT 1982; 82. NIOSH. NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards. DHHS (NIOSH) Publication No Washington, D.C. U.S. Government Printing Office, 1997; 204, 367. OECD. OECD Guideline for Testing of Chemicals, TG 413: Subchronic Inhalation Toxicity: 90-day Study, Paris, France OECD. OECD guideline for Testing of chemicals Draft proposal for a new guideline Acute Inhalation Toxicity - Fixed Concentration Procedure 2004; 433. OECD, The 2000 OECD List of High Production Volume Chemicals, Organisation for Economic Co-Operation and Development, Paris, Patty F (ed.). Industrial Hygiene and Toxicology: Volume II: Toxicology. 2nd ed. New York: Interscience Publishers 1963; Snyder R (ed.). Ethyl Browning s Toxicity and Metabolism of Industrial Solvents. 2nd ed. Volume 1: Hydrocarbons. Amsterdam-New York-Oxford: Elsevier 1987; Treon JF, Crutchfield WE Jr and Kitzmiller KV. The physiological response of animals to cyclohexane, methylcyclohexane, and certain derivatives of these compounds, J Ind Hyg Toxicol 1943; 25(8):

( )Kju269.hwp

( )Kju269.hwp 만성세균성전립선염모델흰쥐에서 의항염효과 Anti-inflammatory Effect of Lycopene on Chronic Bacterial Prostatitis Rat Model Cho Hwan Yang, Dong Wan Sohn, Yong-Hyun Cho From the Department of Urology, The Catholic University