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Korean Journal of Otorhinolaryngology-Head and Neck Surgery > Volume 45(7); 2002 > Article
Korean Journal of Otorhinolaryngology-Head and Neck Surgery 2002;45(7): 671-681.
Morphological Changes of the Nasal Respiratory Epithelium of Mice Following Industrial Adhesive Vapor Inhalation.
Tae Hyun Song, Young Hoon Lee, Dong Yul Han, Ki Hoon Kang, Dong Wook Kim, Byung Don Lee, Cheon Hwan Oh, Hyuck Soon Chang
Department of Otolaryngology, College of Medicine, Soonchunhyang University, Seoul, Korea.
공업용 본드가스 흡입 후 생쥐 코점막 호흡상피의 형태학적 변화
송태현 · 이영훈 · 한동열 · 강기훈 · 김동욱 · 이병돈 · 오천환 · 장혁순
순천향대학교 의과대학 부속병원 이비인후과학교실
주제어: 비강점막가스흡입.
ABSTRACT
BACKGROUND AND OBJECTIVES:
Social awareness of the narcotic effects of industrial adhesive vapors have been aroused by some teens who are reported to inhale these vapors to get the narcotic effects. When inhaled, the toxic effects of these chemicals are concentrated to the field of central nervous system, and the excretion system of metabolites like the liver and kidney. The effects of industrial adhesive vapors on the respiratory epithelium are unclear so far.
MATERIALS AND METHOD:
This was designed to study the morphological changes after exposure of the chemicals on the nasal mucosa in mice. Young healthy mice were exposed to industrial adhesive vapor (mixtures of acetone 5212+/-1268 ppm, c-hexane 3757+/-711 ppm, methyl cyclopentane 1820+/-375 ppm, n-hexane 139+/-30 ppm, toluene 0.9+/-1.4 ppm) for 20 min, once daily for 3 days, 5 days, 7 days, and 14 days. After adhesive vapor exposure, mice respiratory mucosa were excised, fixed in 4% paraformaldehyde for immuno-histochemistry and in 2.5% glutaraldehyde -1.5% paraformaldehyde for transmission electron microscopy and in 2.5% glutaraldehyde for scanning electron microscopy. Fixed tissues were processed for immunohistochemistry and for electron microscopy.
RESULTS:
Cellular degeneration and necrosis were seen on exposure day 3 and 5 which included erosion or ulceration of epithelium, exfoliation of cell, deciliation, shrinkage of goblet cells etc. The architecture of ciliated columnar cells and goblet cells were regenerated on day 7. Among the ciliated cells, most of the cells were replaced by cuboid ciliated cells. And the secretory pattern of the goblet cells were also changed from the merocrine to apocrine type at same days of exposure. On the other hand, the PCNA immunochemical study revealed that positive cells were increased on day 5.
CONCLUSION:
These results suggest that the nasal mucosa of mice can be damaged to some extent by daily regular exposure of industrial adhesive vapor. However, it could have a potency of regeneration to cuboidal cells, which are thought to change into more resistant cells in order to adapt to repetitive external stimuli.
Keywords: Nasal mucosaInhalationExposure

교신저자:이병돈, 140-743 서울 용산구 한남동 657번지  순천향대학교 의과대학 부속병원 이비인후과학교실
              전화:(02) 709-9363 · 전송:(02) 794-9628 · E-mail:bdlee12@hosp.sch.ac.kr

서     론


   현대사회는 산업사회로 발전하면서 대기오염이 갈수록 심해지고 있으며, 또한 사업장에서 사용하는 화학물질의 종류 및 사용량도 증가하고 있다. 이에 따른 사회적인 관심증가로 유해물질에 폭로되는 것을 방지하려는 노력이 계속되고 있지만 대기오염이나 사업장의 환경 문제를 쉽게 해결할 수 없기 때문에 현대인은 유해한 화학물질에 노출될 가능성이 항상 존재한다. 일반적으로 독성이 심하지 않은 화학물질을 흡입하면 점액의 분비만 증가되지만, 흡입자극이 계속되면 배상세포(goblet cell)의 증식(hyperplasia)이나 화생(metaplasia)이 나타나게 된다.1) 뿐만 아니라 부비동염,2) 기관지염,3) 낭포섬유증(cystic fibrosis) 등4)과 같은 병변이 있을 때나 흡연시5)에도 호흡점막에는 공통적으로 배상세포가 증식되고, 점액분비가 증가되어서 호흡점막을 보호하지만, 때로는 과다하게 분비되어 점액덩어리(mucous plugging)를 형성하여 기도(airway)를 차단하기도 한다. 각종 대기오염 물질 흡입시6)7)에도 유사한 변화가 초래되는데, 이 중 많은 양을 차지하는 이산화황은 점막상피의 섬모의 운동횟수를 감소시키고, 농도가 증가함에 따라 호흡점막의 구조적인 변화도 나타나게 된다.8) 또한 이산화질소에 노출되어도 농도에 따라 비강내 점막상피의 섬모운동이 감소되거나 상피층과 점막밑조직에 약간의 호산성 세포가 축적되는 양상에서부터 상피세포가 파괴되어 알레르기성 염증반응까지 초래하는 결과를 보이기도 한다.9) 이와 같이 외부로부터 흡입된 유해한 물질에 의해 코점막이 자극을 받게 되면 일시적으로는 호흡상피에 있는 배상세포의 증식에 따른 점액분비의 증가로 보호기능을 하게 되지만 자극이 지속적이거나 유해물질의 농도가 증가되는 경우에는 상피의 파괴가 일어나면서 질병을 유발하기도 한다.
   배상세포에서 점액을 분비하는 방식은 크게 두가지로서 샘분비(merocrine secretion)와 부분분비(apocrine secretion)방식을 취한다.10)11) 샘분비는 평상상태에서 소량의 점액이 계속적으로 분비되는 양식으로 표면의 보호와 마찰방지와 같은 기능을 주로 담당한다. 이에 비하여 부분분비는 외부의 자극에 의하여 분비가 유발되어 일시적으로 많은 양이 분비되는 방식이다.
   공업용 본드와 같은 유기용제를 흡입하면 먼저 코점막과 호흡기계통이 자극되고, 점막에 잘 발달된 정맥혈관을 통하여 혈액 속으로 들어가 중추신경계통뿐 아니라 간이나 콩팥과 같은 물질대사기관이 손상을 입는다.12)
   최근 일부 청소년들이 시중에서 쉽게 구할 수 있는 공업용 본드를 습관적으로 반복흡입하여 사회적인 문제가 되고 있지만 이로 인한 호흡상피의 손상에 관한 구체적인 연구는 드물었다. 이에 저자는 공업용 본드가스(acetone 5212±1268 ppm, c-hexane 3757±711 ppm, methyl cyclopentane 1820±375 ppm, n-hexane 139±30 ppm, toluene 0.9±1.4 ppm의 혼합물질)를 흡입시킨 후 코점막 호흡상피에 있는 섬모세포의 섬모 및 세포내 미세구조의 변화, 배상세포의 변화 및 점액분비의 변화를 형태학적으로 연구하였다.

재료 및 방법

가스노출장치
  
본 실험을 위하여 외부에 설치한 플라스크에 공업용 본드를 넣고 일정한 온도로 가열시 증발되어 나오는 가스를 분당 5L의 속도로 주입할 수 있는 40×30×20 cm 크기의 투명 아크릴상자를 특수 제작하였다(Fig. 1).

실험동물
  
실험동물은 건강한 생쥐(Institution of Cancer Research mouse, 체중 25~30 g) 30마리를 대조군 6마리와 실험군 24마리로 나누고, 실험군은 다시 공업용 본드에 노출시키는 기간에 따라서 3일군, 5일군, 7일군 및 14일군으로 나누어 각 실험군에 6마리씩 사용하였다. 본 실험을 위하여 제작한 투명 아크릴상자에 실험동물을 넣고, 본드에서 나오는 증발가스에 하루에 한번씩 20분간 3일(3일군), 5일(5일군), 7일(7일군) 및 14일(14일군)동안 전신노출시켰으며, 대조군은 실험군에 사용하였던 상자에 매일 20분씩 넣되 본드가스가 없는 공기에서 14일간 노출시켰다.
   본 실험에서는 시중에서 가장 널리 이용되는 D사 본드(D화학, 경기도 남양주시) 30 g을 플라스크에 짜 넣은 후 40°C를 유지한 상태에서 증발되어 나오는 가스를 분당 5L의 속도로 20분간 상자 안에 주입시켜 동물에 노출시켰다. 가스에 노출된 실험군에서 초기에는 입과 코에서 분비물이 나오고 행동이 둔해지는 변화가 관찰되었으나 5일군 이후에는 행동 및 기능이 점차 정상화 되는 양상을 보였다.
   노출가스의 양은 상자 윗면에 장치된 차콜검지관(226-09, SKC, USA)을 통하여 가스를 검출하였다. 본드증발가스의 성분 및 평균농도를 가스크로마토그래피로 분석한 결과 acetone 5212±1268 ppm, c-hexane 3757±711 ppm, methyl cyclopentane 1820±375 ppm, n-hexane 139±30 ppm, toluene 0.9±1.4 ppm이었다.
   각 실험군에 따라 일정기간 본드가스에 노출시킨 동물은 노출 24시간 후에 sodium thiopental로 마취하여 피를 흘려버리고 단두후 정중절개한 코안에서 호흡점막상피조직(코선반(비갑개, turbinate)와 가쪽벽(lateral wall)을 채취하여 광학현미경, 주사전자현미경 및 투과전자현미경으로 관찰하였다.

광학현미경 표본제작
   4% paraformaldehyde에 고정한 후 0.5% EDTA(tris buffer, pH 7.4)용액에서 일주일간 탈회(decalcification)한 조직을 50%, 70%, 90%, 95%, 100%의 알콜로 탈수하고, 파라핀에 포매후 7 μm 두께의 조직표본을 제작하였다. 일반 조직관찰을 위하여 hematoxylin-eosin(HE)염색을 하였고, 점액세포의 변화를 관찰하기 위하여 alcian blue(AB)염색 및 alcian blue(pH2.5)-periodic acid-Schiff[AB(pH2.5)-PAS]염색을 하였다. AB염색은 탈파라핀한 조직을 염색액에 10~30분간 염색하고 증류수에 행군 뒤, 흐르는 수돗물에 5분간 수세후 nuclear fast red액도 대조염색하여 탈수, 봉입하였다. AB(pH2.5)-PAS염색은 AB염색을 한 후 1% periodic acid 수용액에 5분간 산화시키고, 흐르는 수돗물에 5분간 수세후 증류수로 헹구었다. 다시 Schiff 시약에 10분간 반응시키고 0.5% sodium metabisulfate 수용액에 각각 2분씩 3회 헹군 뒤 탈수, 봉입하였다.
   세포의 증식상태는 PCNA(proliferating cell nuclear antigen)를 면역조직화학염색으로 표지하였다. 개략적인 방법을 보면 표본을 citrate buffer에 넣고 microwave oven에서 10분간 처리한 다음, 0.3% triton-X 100에서 1시간동안 처리하였다. 0.3% H 2 O 2 -methanol에 10분간 처리한 다음에 20배 희석된 normal swine serum으로 비특이성 반응을 억제시킨 후 PCNA(P8825, Sigma, USA) 단클론성 항체를 냉장실에서 밤새 반응시켰다. 다음날 다시 PBS(phosphate buffered saline)로 수세한 다음에 biotinated anti mouse IgG와 streptoavidine peroxidase를 처리한 후에 diaminobenxidine(DAB)으로 발색시켜 기저막 mm당 PCNA 양성세포를 세었다.

전자현미경 표본제작
  
주사전자현미경 표본 제작용 조직은 고정하기에 앞서 점액을 제거하였다. 정중절개한 코안을 PBS로 잘 씻어 준 다음에 2.5% glutaraldehyde에 고정하였다. 3시간 이상 고정한 조직을 phosphate buffer(0.1M, pH 7.4)로 세차례 씻어낸 후에 2% osmium tetroxide로 다시 1시간 고정하였다. 고정된 조직은 50%, 70%, 90%, 95%, 100%의 알콜로 탈수한 다음 hexamethyldisilazane(HMDS)으로 대기중에서 건조시킨 후 15~20 nm 두께로 금도금하여 주사전자현미경(JSM 5410LV, 1997)으로 호흡상피표면의 변화를 관찰하였다.
   투과전자현미경 관찰을 위한 조직을 2.5% glutaraldehyde-1.5% paraformaldehyde액에 고정한 후 탈회한 조직을 1% osmium tetroxide로 다시 3시간 고정하고 50%, 70%, 90%, 95%, 100% 의 알콜로 탈수과정을 거친 후에 araldite 혼합액으로 포매하였다. 포매된 조직은 1 μm 두께의 절편을 만들어 toluidine blue로 염색하여 호흡점막부위를 선택하여 LKB-V ultratome으로 60~70 nm의 투과전자현미경용 절편을 작성한 후 uranyl acetate와 lead citrate로 염색하여 투과전자현미경(JEM 100CXII, 1983)으로 호흡세포의 미세구조적 변화를 관찰하였다.

결     과

광학현미경 관찰
   HE염색에서 대조군의 호흡상피는 거짓중층섬모원주상피(pseudostratified ciliated columnar epithelium)로서 섬모세포 사이에 배상세포가 존재하였다(Fig. 2). 실험 3일군에서는 상피세포가 내강으로 떨어져 나와 분비물과 함께 세포덩어리를 이루어 괴사되는 모습을 보였다(Fig. 3). 손상의 정도는 부위에 따라 달랐으나 코선반(비갑개, turbinate)부위 보다는 비강의 가쪽벽(lateral wall)에서 손상의 정도가 심하였다. 실험 5일군에서는 부분적으로 손상된 부위가 관찰되었지만 세포의 탈락 현상이 감소하였고 손상된 부분의 상피가 입방형이 많아지면서 전체적으로 납작해진 모양이었다(Fig. 4). 실험 7일군과 14일군에서는 상피가 탈락된 부분이 거의 관찰되지 않고, 손상된 상피가 대부분 재생된 모습이었으나 상피의 높이가 낮은 입방세포들이 많았으며 간혹 용종(polyp)이나 결절(nodule)을 형성하는 모습도 관찰되었다(Fig. 5).
   점액세포 관찰을 위한 AB염색 및 AB(pH2.5)-PAS염색 결과 대조군의 점액은 배상세포에서 관찰되었으며 산성 점액과 중성 점액을 모두 함유하고 있어서 보라색으로 염색되었다. 배상세포는 호흡상피 전체에 고르게 분포하지 않고 부위에 따라 배상세포가 없는 부분이 섞여 있었다(Fig. 6A). 배상세포가 없는 부분은 주로 섬모가 없는 입방형의 세포들로 구성되어 있었다. 실험 3일군 및 5일군에서는 급격히 배출하는 부분분비의 모습이 많았고, 세포 안에는 점액이 모두 분비되어 배상세포가 위축된 모습으로 보였고 점액은 전반적으로 약하게 염색되었으나(Fig. 6B), 실험 7일군부터는 제모습을 찾아가는 배상세포가 많아졌다.
   PCNA 면역조직화학 염색에서는 바닥세포(기저세포, basal cell)의 핵에서 염색반응을 관찰할 수 있었으며 염색되는 세포가 대조군은 9±3.5개/mm(Fig. 7A)였으나 실험 3일군은 조직의 손상이 너무 심하여 판독이 불가능하였고, 실험 5일군은 21.4±9.5개/mm(Fig. 7B), 실험 7일군은 11.3±3.9개/mm, 실험 14일군은 11.6±4.2개/mm로 실험 5일군에서는 양성표지율이 증가되었으나 실험 7일군 이후에는 다시 감소되어 정상군의 소견과 비슷하여졌다.

전자현미경 관찰

주사전자현미경 관찰
  
대조군의 호흡상피는 섬모세포로 이루어진 부분이 많았으나 섬모는 없고 미세융모만 돋아있는 부위도 교대로 관찰되었다(Figs. 8 and 9A). 코안의 뒤쪽으로 갈수록 섬모세포와 배상세포로 구성된 부분이 많아졌다. 대조군의 섬모세포들은 섬모들이 비교적 가지런히 배열되어 있었고 배상세포들은 섬모 사이에서 그 끝이 약간 보이는 모습이었지만 점액으로 가득 차 섬모 사이로 둥글게 솟아오른 모습도 관찰되었다(Fig. 10).
   실험 3일군에서는 섬모세포가 탈락된 모습이 자주 관찰되었으며(Fig. 9B), 섬모들이 불규칙해지고 점액이 엉겨 붙어있는 모습이 많았다(Fig. 11). 실험 3일군 및 5일군에서 상피세포의 손상과 함께 위축되었던 배상세포들은 7일군 및 14일군에서 그 활성이 다시 증가하면서 회복되는 양상을 보였으나 술잔세포의 증식이나 화생은 관찰되지 않았다.

투과전자현미경 관찰
  
대조군의 호흡상피에는 섬모세포들이 많았고 섬모는 바닥소체(basal corpuscle)에서부터 시작되었으며 매우 규칙적인 모습이었다. 섬모세포들도 섬모 사이에 미세융모를 갖고 있었다. 섬모의 바닥소체 아래에는 작은 사립체(mitochondria)들이 풍부하였다. 섬모세포 사이에 배상세포들이 존재하였는데 술잔세포의 위쪽 세포질은 둥근 분비과립들로 채워져 있었고, 바닥세포는 바닥판(basal lamina) 위에 닿아 있었으며 비교적 작은 삼각형 모습이 많았다(Fig. 12). 부위에 따라서는 자유면에 미세융모만 있는 미세융모세포들이 관찰되었는데 이들 세포는 낮은 원주형 또는 입방형으로 섬모세포에 비하여 높이가 낮은 세포들이 많았으며 세포 사이에 배상세포는 거의 관찰되지 않았다(Fig. 13).
   실험 3일군에서는 괴사되는 세포들이 자주 관찰되었다. 특히 섬모가 없는 미세융모세포들의 손상이 심하여 세포막이 파괴되고 핵을 비롯한 세포질 성분이 내강으로 흩어진 모습이 자주 관찰되었다(Fig. 14). 대체로 바닥판(basal lamina)은 단절되지 않고 남아있는 곳이 많았으나, 부위에 따라서는 바닥판 아래 고유판(lamina propria)까지 심하게 손상된 궤양부위도 있었다(Fig. 15). 또 세포막이 파괴되지 않은 세포들도 세포의 배열이 흐트러지고 핵과 세포질의 전자밀도가 높아진 변성된 세포들이 많았다(Fig. 16). 세포소기관의 손상도 심하여 과립세포질세망은 둥근 소포형태를 이루었고, 사립체는 크기가 커지고 모양이 불규칙해지거나 사립체능선(mitochondria cristae)이 감소하는 모습이 많았다.
   실험 5일군의 경우 섬모세포는 핵의 모양이 불규칙해지고 일부 섬모들이 떨어져 나간 모습도 관찰되었다. 또한 배상세포들도 점액과립은 거의 관찰되지 않고 세포의 위쪽이 위축되어 가늘고 긴 모습으로 관찰되었다(Fig. 17). 실함 7일군에서 많은 세포들은 다소 회복되는 모습을 보였다. 즉 섬모가 규칙성을 되찾고 배상세포에 따라서는 분비과립으로 가득 차있는 모습이 많아졌고 전자 밀도가 낮은 분비과립이 서로 융합되어 큰 공간을 이룬 배상세포들도 자주 관찰되었다(Fig. 18).
  
실험 14일군에서는 회복되는 모습이 더욱 뚜렷하여 섬모세포의 배열과 형태가 비교적 정상적인 모습으로 회복되었으며, 섬모는 규칙성을 갖고 배열되었다. 하지만 섬모세포들은 높이가 낮아진 입방형의 세포들로 구성된 부분이 많아져 본래의 모습으로 회복되지는 않았다(Fig. 19).
   실험 14일군에서의 배상세포들도 막에 둘러싸인 분비과립을 갖고있는 경우가 많았으며, 섬모가 없는 미세융모세포들도 미세융모가 돋아 정상적인 모습을 보였다(Fig. 20).

고     찰

   사람을 비롯한 포유동물의 코안(비강)은 편평상피, 호흡상피, 후각상피로 덮여 있다. 호흡상피는 들이마신 공기의 온도 및 습도를 조절하고 미립자형태의 유해물질을 거르는 역할을 한다. 이러한 기능에 적합하도록 호흡상피는 섬모가 풍부한 거짓중층섬모원주상피로 덮여 있다.13) 하지만 섬모세포(ciliated cell)가 호흡상피 전체를 덮고있는 것은 아니고, 섬모가 없이 미세융모만을 가진 세포(non-ciliated cell or microvillous cell)들도 넓게 분포되며 이 부위를 이행부위(transitional zone)라 한다.14) 
   이런 세포 분포의 모습은 본 실험에서도 주사전자현미경으로 잘 확인할 수 있었다. 대조군의 호흡상피에는 섬모세포와 배상세포(goblet cell)가 많았으며, 바닥쪽에 작은 바닥세포(기저세포, basal cell)가 있었다. 이에 비하여 섬모가 없는 상피에는 배상세포가 매우 드물었다. 또한 호흡상피는 섬모세포 부분과 이행부분이 불규칙하게 섞여 존재하였으나 이행부분은 주로 앞쪽과 가쪽벽에 많았으며, 앞쪽에서 뒤쪽으로 갈수록 점차 섬모세포 부분이 많았다. 이와 같이 상피세포의 분포가 균일하지 않은 것은 점액 생산을 경제적으로 하면서 섬모의 운동과 함께 점액질도 한부위에 머무르지 않고 인두쪽으로 흘러가도록 하는 보조적인 역할도 갖는 것으로 보인다.
   본 실험에서 본드가스 흡입시 호흡상피세포들은 모두 심한 손상을 입었다. 가스 흡입후 3일군 및 5일군에서는 섬모가 떨어져 나가고 점액세포는 위축된 모습을 보였다. 이행부분의 손상은 더욱 심하여 미세융모가 감소되고, 세포막이 용해되며, 세포가 내강쪽으로 탈락되는 모습이 많았다. 즉, 호흡상피세포가 전체적으로 손상을 입었지만 가장 심하게 손상받은 부위는 미세융모로 덮힌 이행부위였다. 이와 같이 이행부위의 손상이 심한 것은 점액을 분비하는 배상세포가 풍부한 섬모상피는 비교적 두터운 점액층에 의하여 보호되는 반면에 이행부분의 상피는 점액분비세포가 소수 존재하여 점액층이 얇게 분포하기 때문인 것으로 생각된다.
  
점액은 생화학적 성상으로 산성 점액과 중성 점액으로 나누는데, 산성 점액과 중성 점액을 구별하기 위하여 AB염색과 PAS염색을 한다. AB로 염색하면 산성 점액만 푸른게 염색되고, PAS로 염색하면 중성 점액이 붉은 색으로 염색된다. 따라서 AB(pH2.5)-PAS염색에서 보라색을 띠는 부위는 산성 점액과 중성점액이 모두 존재하는 부분이고, 파란색 부위는 산성 점액, 붉은색 부위는 중성 점액이 분포하는 부분이다. 산성 점액질은 주로 윤활작용에 관여하고 중성 점액질은 물리적 또는 화학적 자극에 대한 보호작용이 강한 것으로 알려져 있다.15)
   본 실험에서 대조군과 실험군의 점액은 모두 산성과 중성 점액을 고르게 함유하여 보라색으로 염색되었다. 이와 같은 결과는 본드가스에 의한 자극이 산성 점액과 중성 점액의 비율을 크게 변화시키지는 않는 것으로 생각된다.
   점액의 분비는 정상적인 상태에서는 세포외유출(exocytosis)에 의한 샘분비(merocrine secretion)방식으로 소량의 점액만 분비되지만 점막에 자극이 있으면 점액이 빠르게 분비되어 응급상황에 대처하게 되며 이때는 세포질의 일부가 함께 분비되는 부분분비(apocrine secretion)방식을 취하게 된다. 즉 적은 양의 점액이 계속적으로 분비되는 경우에는 주로 윤활작용을 담당하지만, 소화기계통에 음식물이 들어오거나, 호흡기계통에 독성가스가 들어오는 자극이 있으면 바로 부분분비방식에 의하여 많은 양의 점액을 분비하여 상황에 대처하게 된다. 하지만 정상적인 경우에도 다소간의 차이가 있을 뿐 두 가지 방식은 함께 존재한다.10)11) 
   본 실험에서도 대조군의 배상세포는 분비과립이 막에 둘러싸여 세포질 윗부분에 모인 모습이 많은 것으로 보아 세포외유출에 의한 샘분비방식을 통하여 분비과립이 분비되는 양상으로 생각되었다. 하지만 실험 3일군 및 5일군에서는 급격히 배출하는 부분분비의 모습이 많았고, 세포 안에는 점액이 모두 분비되어 배상세포가 위축된 모습으로 보이기도 하였다. 실험 7일군부터는 배상세포의 경우, 제모습을 찾아 가면서 분비과립형태의 점액을 가득 함유한 세포들이 많아졌고, 전자밀도가 낮은 점액들이 큰 공간을 이루어서 부분분비되는 모습의 배상세포들이 자주 관찰되었으며 이는 본드가스에 의한 반복적인 자극으로 점액분비가 증가된 모습으로 판단되었다.
  
공해가 심한 멕시코 시민의 코점막을 관찰한 결과 섬모의 감소 및 형태적 이상, 바닥세포의 증식, 배상세포 및 편평상피의 화생 등의 변화가 있었다.16) 대기오염물질에 의한 영향을 보기 위한 동물실험에서 이산화황의 경우8) 농도가 적을 때는 섬모운동이 감소되는 변화만 보이다가 농도가 증가하면서 상피가 탈락하고 세포내 부종이 나타나면서 섬모세포의 세포질유출과 같은 심한 구조적인 변화를 초래하였다. 이산화질소에 의한 실험9)에서도 농도가 증가함에 따라 섬모운동의 감소가 심해지고 상피세포가 파괴되어 염증반응 현상이 나타났다. 그외 chlorine, endotoxin, cigarette smoke, ozone 등의 물질에 노출되면 점액세포의 증식 및 화생, 섬모세포의 섬모의 감소와 세포의 손상, 섬모세포의 단층상피화 등이 일반적으로 나타나는 변화인데, 호흡기계통의 손상시에는 점액세포의 화생 및 점액의 분비증가가 주로 나타난다.5)7)17)
   본 실험에는 실험 3일군 및 5일군에서 상피세포의 손상과 함께 위축되었던 배상세포들은 실험 7일군 및 14일군에서 그 활성이 다시 증가하면서 회복되는 양상을 보였으나 배상세포의 증식이나 화생은 관찰되지 않았다. 이와 같이 배상세포의 증식이 관찰되지 않았던 것은 본드가스에 의한 특수한 변화라기 보다는 가스노출 기간이 14일 정도로 짧았던 점을 고려한다면 손상된 점막의 회복기에 나타나는 일시적인 변화로 생각되며 좀 더 장기간의 노출실험이 필요하다고 생각된다.
   PCNA는 세포분열시에만 나타나는 물질로서 분열기에 있는 세포를 표지하며 특별한 처치없이 조직표본에서 면역조직화학염색으로 세포증식상태를 확인할 수 있어 세포증식에 관한 연구에 널리 이용되고 있다.18)
   본 실험에서 PCNA에 양성을 보이는 분열세포가 대조군은 9개/mm이고, 실험 5일군에서는 2배 정도로 증가되었으나 이후에는 급격히 감소되어 실험 7일군 및 14일군에서는 대조군과 거의 같은 수준으로 회복되었다. 이러한 결과는 손상 직후 세포의 회복시기에는 바닥세포가 빨리 분열하여 상피세포가 복구되었으나 7일 이후에는 세포분열이 왕성하지 않기 때문으로 생각된다.
   본 실험에서 실험 3일군에서는 주로 세포의 손상 및 괴사부위가 많았으나 실험 5일군에서는 상피의 손상이 감소되었고, 실험 7일군에서는 재생이 빠르게 진행되었으며 실험 14일군에서는 세포손상이 거의 사라지고 단층의 입방형 섬모세포로 변화된 모습을 보였다. 이러한 입방형 세포로 대치된 것에 대해서는 전형적인 호흡상피 구조를 띠고 있지 않은 것으로 보아 계속되는 자극에 대해 저항력이 강한 세포로 재생되는 결과를 초래한 것으로 생각된다. 그러나 이 변화가 세포의 성분 및 기능의 변형까지 유발시키는지는 확실치 않다.
   본 실험에서 사용된 공업용본드에서 나오는 용매를 살펴보면 acetone 5212±1268 ppm, c-hexane 3757±711 ppm, methyl cyclopentane 1820±375 ppm, n-hexane 139±30 ppm, toluene 0.9±1.4 ppm으로 단순물질이 아닌 혼합물질이므로 각 물질의 단독효과와 직접 비교하기는 어렵다. 따라서 앞으로는 각 성분의 인체에 대한 평가를 정확히 하여 현재 사회적 문제가 되고 있는 청소년의 본드흡입이 호흡기점막에 미치는 영향에 대하여 체계적인 연구가 필요할 것으로 생각되었다.


결     론

   최근 일부 청소년들에 의한 공업용 본드의 습관적인 반복흡입은 사회적인 문제로 대두되고 있다. 그리고 이것이 인체에 미치는 영향에 대한 연구는 중추신경계통이나, 간, 콩팥과 같은 기관의 손상에 대하여 집중적으로 이루어지고 있으며 가장 먼저 접촉하게 되는 코안의 호흡상피에 미치는 영향에 대한 연구는 드물었다.
   본드 가스를 이용한 실험을 통하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 실험 3일군 및 5일군에서는 세포의 탈락, 섬모의 감소, 배상세포의 위축 등, 세포의 괴사 및 퇴행성 변화를 보였는데, 특히 섬모가 없는 미세융모세포가 가장 심한 손상을 입었다. 그러나 실험 7일군 이후에는 섬모세포 및 배상세포는 기능을 회복하는 모습이었으며, 재생되는 섬모세포는 대부분 입방형으로 바뀌었다. 배상세포는 정상에서는 샘분비의 모습이 많았으나, 실험 3일군 및 5일군에서는 부분분비하는 모습이 많아지면서 위축된 모습을 보이다가 실험 7일군부터는 다시 제모습을 찾아갔다. PCNA에 면역염색되는 바닥세포들은 실험 5일군에서 양성지표율이 증가하였으나, 실험 7일군부터는 다시 감소하였다.
   이상의 결과에서 공업용 본드를 흡입 후 초기에는 생쥐의 호흡상피는 심한 퇴행성 변화 및 괴사를 보였으나, 실험 7일군 이후에는 정상에서는 관찰하기 힘든 입방형 섬모세포로 변화함으로써 계속되는 자극에 대한 저항력이 강한 세포로 재생되는 것으로 사료되었다.


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