[스크랩] 수은 독성

1-1 Mercury (Hg)

1-1.1 Source

Hg중독의 가장 흔한 원인은 산업용 사용(industrial use)과 관련 있으며, 즉 우발적 사고 혹은 만성 피폭에 의한다. Hg증기피폭은 brain에 축적되어 독성 효과를 유발한다. 과다피폭은 페인트, 표백제(bleaches), 전기 부품, 배터리, 수은 이뇨제(mercurial diuretics), 곰팡이 제거제(fungicides), 형광램프, 화장품, 헤어 드라이, 치과용 아말감(amalgams), 오염된 해산물, 석유제품(petroleum products)등으로부터 기인한다. 깨진 수은 온도계나 수은이 들어있는 다른 부품 -시계용 전지(button cells), tube lights- 의 부적절한 처리는 Hg중독의 또 다른 원인이다.

오염된 물에서 잡은 참치(tuna), 상어(shark), 황새치(swordfish)와 같이 크기가 큰 물고기의 잦은 섭취는 인체 조직에 심각한 Hg중독을 일으킬 수 있다. 산업폐기물에 있는 비수용성 Hg화합물이 비수용성이기 때문에 독성이 없을 것이라는 잘못된 믿음 때문에 이러한 물질들이 강이나 호수로 버려지고 있다는 사실은 잘 알려져 있다. 사실, 물고기나 식물을 섭취함으로써 흡수되는 가용성 화합물만이 인간의 음식사슬(human food chain)에 참여할 수 있다고 입증되었다. [In fact, it has been proven that soluble compounds form which are absorbed by fish and plants only to enter the human food chain.]

많은 소아백신에 12.5‑25 mcg의 thimerosal이 들어있어서, 백신을 스케줄대로 모두 접종한 소아의 경우 약 237.5 mcg의 thimerosal을 투여 받게 된다. Thimerosal은 무게의 약 50%가 Hg이다.

1-1.2 Mercury compounds

Methyl mercury; 쉽게 흡수되고 brain에 침착 되어 CNS disorder와 paralysis를 일으킨다.. Hg은 플라스틱, 프린터 잉크, 색소, 화장품, 살충제, 치과용 아말감, 섬유유연제, chlorine bleach, 그리고 곰팡이 제거제를 뿌린 곡물 등에서 발견된다. Hg⁰, Hg²⁺ 그리고Methyl-Hg⁺ 의 독성 효과는 많이 밝혀져 있지만 Hg²⁺ 최근 거의 주목 받지 못하고 있다.

Mercurous mercury는 1가(univalent) 상태의 Hg이다. 이것은 binuclear이며 mercury-mercury 결합을 가진다. Mercurous ions은 안정적인 화합물을 많이 형성하지 못한다.  1940년도에 영아를 위한 teething powders에는 항균효과가 있다고 알려진 calomel(mercurous chloride)이 포함되어 있었다. Calomel은 몇몇 소아에서 pink disease라고 알려진 말단동통증(acrodynia)을 유발하였다. 현재Calomel은 더 이상 이러한 용도로 사용되지 않는다.

Mercurous salts또 다른 의학적 목적으로 사용되어 왔다. 예를 들면, 중국과 서양에서 사용되는 많은 중국 전통의학은 mercurous chloride를 포함하고 있다. 또한 Hg는 항균제, 이뇨제 그리고 낙태약으로 사용되어왔다.

치과용 아말감은 인체 Hg축적의 주범이다. 최근에는 immune system, renal system, oral 그리고 intestinal bacteria, reproductive system 그리고central nervous system에 미치는 Hg의 효과에 대하여 연구가 진행되고 있다. 치과용 아말감은 상당한 양의 Hg과 다른 위해한 금속들이 포함되어있다. Hg아말감을 씌우고 제거하는 과정에서, Hg증기가 체내로 흡수되고, 지속적으로 부식되어 Hg이온을 방출하며, 이는 곧 혈액 내로 침투하게 된다.

일반적인 아말감 치아 충전제(tooth filling)의 무게는 약 1.5‑2 g이며, 50% elemental mercury, 35% silver, 13% tin, 2% copper, 그리고 미량의zinc로 구성되어 있다. 하나의 아말감 충전제에는 상당량의 Hg이 들어 있어서, 만약 이것이 제거되어 10에이커 면적의 호수에 던져진다면, 미국 환경보호국(EPA)는 물고기 오염을 막기 위해 그 호수를 폐쇄할 것이다. 그러나 불행하게도 수년간 아말감 충전제를 사용하는 것이 허용되어왔다.

충전제의 수명은 천천히 부식됨으로 인해 Hg축적에 기여하고 있다.

미국, 오스트리아 그리고 유럽의 치과의사들은 아말감 충전제에 대하여 그리고Hg피폭과 관련되어 나타나는 많은 증상들에 대하여 걱정하고 있다.

독일 정부는 kidney disease가 있는 사람에게 아말감 사용을 제한하는 것과 소아, 임산부, 수유여성에게는 주의해서 사용할 것을 요구하는 법안을 만들고 있다.

아말감 충전제를 시술 받은 사람은 모든 유럽과 북미국가의 Hg피폭의 직업적 허용치를 초과하게 된다. 4개 이상의 아말감을 한 성인에게는 심각한 위험이 초래된다. 48명의 Hg피폭 근로자와 비피폭 대조군으로부터 respiratory 그리고neutrophil function을 비교한 연구가 발표되었다. 실험 결과에 따르면 평균 urinary Hg농도는 24 mcg/g creatinine이었고, 44명의 urinary Hg 농도는 허용한계치인 50 mcg/g creatinine이하였다. 두 가지neutrophil functions이 대조군에 비하여 Hg피폭군에서 현저히 감소하였다. 28명의 근로자에서 chemotaxis를 6개월 후 재평가 하였다. 이 기간 동안 공장의 위생이 향상되었으며 urinary Hg농도를 매월 평가하였다. urinary Hg농도의 현격한 감소가 있었지만, neutrophil migration은 정상범위로 회복되지 못하였다. 이러한 결과는 안전하다고 생각되는 농도의Hg피폭에서도 neutrophil function의 장애를 초래하였다는 것을 의미한다.

반복적인 아말감 충전제의 씌움과 제거는 T‑lymphocytes의 변화를 초래하며. 또한 immune system에도 영향을 준다. 한 명의 환자에서6개의 아말감 충전제를 제거하였더니 T‑lymphocyte수가 55.3까지 증가하였다.

모든 아말감을 제거하면 blood, plasma 그리고 feces에서 Hg농도가 일시적으로 증가하며, 이후 blood levels이 제거 전 기저치 이하로 떨어진다.

아말감으로 복원한 치아 근처의 gold는 Hg배출을 10배나 증가시킨다.

새로 제작된 아말감보다 부식된 아말감에서 Hg이 많이 배출된다.

Calomel. calomel ("sweet mercury")로 알려진 inorganic Hg는 한 때 yellow fever, typhus 그리고 syphilis를 포함한 많은 질병을 치료하는데 사용되었다. 1940년대 들어 이들의 독성이 알려지기까지 calomel‑based teething powders는 영아와 소아에서 "pink disease" 혹은 acrodynia라고 불리는 Hg중독의 재앙을 일으켰다. 말단동통증(acrodynia)은 거무스름한 분홍빛 착색(dusky pink discoloration), swelling, paresthesia 그리고 손과 발의 표피박리(desquamation)를 특징으로 한다. Hg이 catecholamine의 분해과정을 block함으로 인하여sweating이나hypertension과 같은 catecholamine 과다 증상이 나타난다. Hg중독의 다른 증상들로 renal dysfunction, peripheral neuropathy 그리고neuropsychiatric symptoms (e.g., emotional lability, memory impairment 그리고 insomnia)등이 있다. calomel포함 화합물이 북미에서 금지되었지만, 동남아시아를 비롯한 세계의 다른 나라들에서 여전히 사용되고 있으며, calomel이 다양한 대체의학에서 치료제로 사용되는 것을 발견할 수 있다.

Thiomersal (thimerosal 혹은 mercuro‑thiolate로도 알려져 있다)은 세균과 곰팡이로부터의 오염을 막기 위해vaccine에 널리 사용되는 mercury-based substance이다. 각각의 thiomersal-containing vaccines에 포함되어 있는 Hg의 양은 25 mcg이다.

인체에 들어오게 되면, thiomersal은 ethylmercury와 thiosalicylate로 분해된다. Blood cell이나 다른 조직과 결합하는ethylmercury는 재빨리 inorganic mercury로 바뀐다;  Ethylmercury는 inorganic mercury의 형태로feces와 bile을 통해 배출된다. Thiomersal은 인체 내에서 methylmercury (CH₃-Hg)가 아니라 ethylmercury (CH₃-CH₂-Hg)로 분해된다.

Hg의 이러한 형태에는 중요한 차이점이 있다. Thiomersal과 ethylmercury는 methylmercury에 비해 독성이 약하고, 축적의 경향을 보이는 methylmercury에 비해 훨씬 빨리 배출된다.

The USA National Science Foundation은 2004년 2월 thimerosal이 들어있는 vaccine을 접종 받은 어린이가 thimerosal이 불포함된 vaccine을 접종 받은 어린이에 비해 27배 이상Autism Spectrum of Diseases에 걸릴 확률이 높다고 발표하였다.

소아 예방접종 프로그램에 thiomersal‑containing vaccines (Hib 그리고 hepatitis B)을 포함시키는 것은, 6개월 된 소아의 Hg피폭을 증가시키며, 이것이 thiomersal‑containing vaccines을 접종 받은 소아들에서 autism의 발병율이 높은 원인이라고 주장하고 있다. 1999년 6월 FDA는 다음과 같이 발표하였다: "thiomersal-containing vaccine으로 여러 번 접종 받은 영아는 연방정부의 guidelines으로 제시된 것보다 많은 양의 Hg에 피폭되고 있다” 그 해 7월 the European Agency for the Evaluation of Medicinal Products (EMEA)는 다음과 같은 문구를 발표하였다: “Ethylmercury (thiomersal) 에 지속적으로 피폭되면 건강에 유해합니다” [“Cumulative exposure to ethylmercury (thiomersal) could lead to a potential cause for concern."]  

Thiomersal이 Hg을 포함하기 때문에 유럽과 미국의 감시위원들은 최근에  vaccine공장들이 예방조치로 Hg의 사용을 단계적으로 철수할 것을 권고하였다. 그 동안 그들은 어떠한 vaccine의 철수도 권고 받지 않았었다.

미국환경보호국(EPA)은 자궁 내에서 methylmercury에 피폭된 어린이에게서 보여지는 신경학적 영향을 기초로 하여 reference dose를 0.1 mcg/kg body weight/day로 정하였다. Kentucky대학의 화학교수인 Boyd Haley는 한편의 논문을 제출해 달라고 요청 받았다.  그는 "Thiomersal은 독성이 매우 강하다. 예비 연구에서 vaccine이 autism의 강력한 원인이다라는 가설이 설득력이 있다.”라고 그는 말하였다. 일반적으로, 연구자들은 Hg의 축적이 뇌 발달을 저해하고 소아의 면역계와 소화계를 망가뜨려서 독성 환경물질에 과민성을 보이게 된다는 사실에 대하여 논쟁한다. 이러한 Hg의 축적은 autism이나 Hg중독의 증상들을 일으킬 수 있다. 이 둘의 증상은 유사하다. 이에 더하여, 연구자들은 망가진 면역계는 한꺼번에 3개의 live viruses에 대항할 수 없으므로, 18개월에서 2세 사이에 접종하는 MMR triple vaccine이 autism을 유발할 있다고 믿는다. Hg에 피폭된 아이들 중 단지 소수에서만 증상이 발생한다. 연구자들은 이것이 유전적 성향 때문이라고 믿는다.

신생아의 중추신경계(CNS)는 특히 Hg의 독성 영향에 취약하다. 이것은 hepatitis B vaccine이 왜 그렇게 문제인가에 대한 한가지 이유이다. 많은 다른 나라들처럼hepatitis B vaccine을 늦게 접종하면 그러한 문제를 일으키지 않을 것이다.

Differential Diagnosis

Full criteria를 만족시키지는 못하지만 pheochromocytoma (e.g., excessive sweating, tachycardia 그리고 hypertension) 혹은 Kawasaki disease를 시사하는 증상들이 보이면 즉각적으로 Hg중독을 의심해야 한다. Rash, 구강 점막이나 사지의 변화는 Kawasaki disease나 Hg중독의 증상이지만, 수은 중독환자들은 열이 없다. Rash와 사지 변화는 pheochromocytoma에서는 볼 수 없다. Kawasaki disease에서 볼 있는 사지 피부의 peeling은 발병1‑3 weeks주 후 나타나지만, Hg중독의 경우에는 rash와 다른 증상들과 함께 동시에 일어난다. Hg중독은 blood, urine 혹은 hair samples의 농도를 측정하여 확진한다.

1-1.3 Biochemistry

Hg는 RBC를 파괴시키고 chromosomal damage와 birth defects를 일으킨다. 임산부는 아말감 충전제로 시술 받거나 가지고 있는 아말감 충전제를 제거해서는 안된다. 치과용 drills은 Hg증기를 쉽게 발산하여 환자와 의사로 하여금 Hg을 흡입하게 한다. Hg증기는 지용성이어서 쉽게 세포막을 통과하며 BBB를 통과한다.

Hg화합물은 쉽게 단백질에 있는sulfhydryl groups과 반응하여 중요한enzyme activities를 방해한다. 유기 혹은 무기Hg화합물은 인간과 동물에게 매우 강한 독성을 지닌다.

140 mcg/g creatinine이하의 Zn농도와 50 mcg/g creatinine이상의 Hg농도는 아말감 중독에 중요하다.

Inorganic 그리고 methyl mercury는 sulfhydryls에 친화력이 강하여, 세포 내에서 protein에 있는 glutathione and cysteine, 그리고 histidine residues의 sulfhydryl group 과 반응하여 Hg의 세포 밖 이동을 가능하게 한다. 따라서 carnosine의 상대적 결핍은 AGEs를 초래한다.

chapter 7-7 p215 참조

Bile로의 Hg배출은 bile로의glutathione배출에 달려있다. Hg 배출의 90%는 feces를 통해 일어나고, 단지 10% 만이 urine으로 배출된다.

중추신경계에서 Hg의 반감기는 약 15‑30년이다.

1-1.4 Laboratory analysis

Hair: 역학적 연구에 의하면 HMA이 Hg중금속 독성과 만성 피폭을 평가하는데 있어서 가장 믿을 만한 방법이다

Whole blood: heparin이나 EDTA 채혈관에 들어있는 전혈로 독성을 확진한다. Hg은 약 24시간 동안 혈액에 머물러 있고 고농도는 높은 신뢰도로 검출된다.

Urine: 24시간 검체 혹은 어떤 다른 자연스럽게 수집된 urine sample이 Hg피폭을 확진하는데 사용될 수 있다. Hg은 24시간 동안 혈액 순환을 거친 후 배출된다. 만약 배출능력이 감소하면 남아있는 Hg은 인체조직에 축적된다.

20 mcg/g creatinine이하의 배출농도는 증상이 없는 환자에서 볼 수 있다.

Water: 0.002 PPM이 미국환경보호국(EPA)에서 주장하는 인간이 섭취해서 안전하다고 생각되는 최대값이다.

Apo‑E genotyping은 장기간 Hg피폭된 경우, Alzheimer’s disease를 포함한 neuropathology의 위험성이 증가하는 사람들에게 임상적으로 유용한 biomarker이다.

1-1.5 Symptoms

1-1.5.1 Symptoms of acute toxicity

● Loss of teeth	● Convulsions
● Extreme tremor	● Kidney failure
● Acute mental and emotional disorders

Early stages:

● Loss of appetite and weight	● Irritability
● Inflamed gums and loose teeth	● Blushing
● Increased pain threshold	● Loss of energy
● Skin irritations	● Hallucinations
● Hyperactivity especially in children	● Psychoses
● Stomatitis	● Ataxia
● Metallic taste in mouth and increased salivation	● Allergies
● Increased blood pressure	● Asthma
● Depression

신경학적 증상으로 흥분성 증가, 심한 행동 혹은 성격 변화, 불면, 기억력상실 등이 있다. 킬레이션 전에 random urine에서 Hg이100 mcg/g creatinine을 넘으면 급성피폭에 따른 중독을 의미한다.

Gastrointestinal disturbance 그리고 renal damage가 일어날 수 있다. Mercuric salt 1g은 인간에게 치명적인 양이다.

1-1.6 Chronic mercury poisoning

Sensory cerebral cortex의 atrophy와 degeneration을 초래한다. Brain damage 그리고 다른 신경계질환, hearing 혹은visual impairment가 일어날 수 있다. .

많은 사람들이 Hg에 suffer allergic reactions을 일으킨다고 밝혀져 있다.

1-1.7 Therapeutic considerations

해독과정은 cysteine과methionine처럼 sulfur aminoacids에 중점을 두어야 한다. 더욱이 Vit B6는 kidney function을 보조하고 Hg의 배출을 돕는다. Hg의 생화학적 길항제 (antagonists)인Selenium과 Zinc는 일반적인 조직 해독을 보조하고, 인체의 Hg 흡수를 감소시킨다

모든sulfhydryl-binding chelating agents는 조직이나 혈액의 Hg농도가 정상이거나 낮은데도 불구하고 urine배출을 증가시킨다.  excretion, even in the presence of normal or low tissue or blood concentrations.

DMPS나 DMSA를 이용한 킬레이션 치료는 효과적으로 Hg을 제거한다. Blood, hair 그리고urine 농도는 킬레이션치료 전에 측정되어야 하고 1주에 1회씩 총 4주 치료가 권장된다. DMPS는 매우 조심해서 사용해야 하며, 아말감 충전제를 한 사람은 절대로 DMPS를 이용해서는 안된다.

1-1.8 Chelating agents for Mercury

DMSA이 brain mercury 에 가장 효과적인 chelator이다.

이상적으로 DMPS는 25 g의 ascorbic acid를 정맥 주사한 후 투여하여야 한다. 그래야만 DMPS로부터 발생할 수 있는 독성을 최소화할 수 있다. Systemic elimination의 가장 효과적인 방법은 Hg의 원인을 제거하는 것이다.

EDTA는 Hg과 의미 있게 결합하지 않는다.

출처 : 약사의 미래를 준비하는 모임

글쓴이 : greenpharm 원글보기

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