사람의 독성 차이

생물 분류학적으로 호모사피엔스 학명을 지닌 사람의 경우에도 마찬가지로 화학물질에 대한 각 개인마다 민감성은 서로 다르다. 이는 주로 환경적 요인이나 유전적 요인 그리고 나이 요인 등에 기인한다고 볼 수 있다.

환경적 및 내분비계적 요인

화학물질의 대사에 관련하여 독성에 영향을 주는 환경적 및 내분비계적 요인은 다음과 같다.

사람이 섭취하는 음식물에 의해서 영향을 받을 수 있다. 물론 약물이나 다른 독성물질이 함께 투여되면 독성 발생에 영향을 주게 된다. 즉, P-450 또는 포함에 관련된 다른 효소를 유도하거나 억제하는 화학물질에 노출될 경우 배설이 지연되거나 촉진될 수 있다.

다양한 생리작용을 나타내는 호르몬에 의해서도 영향을 받게 된다. 이와 같은 현상은 여성과 남성의 화학물질에 대한 민감성 차이를 통하여 알 수 있다.

또한 민감성의 차이는 하루 동안 시간에 따라서도 달라진다. 일반적으로 이러한 차이를 활동일 일주기(circadian rhythm)에 따른 차이라 부른다. 즉, 활동일 일주기에 따라 혈액 중 corticosterone 농도가 달라지며 이 호르몬의 농도 역시 광주기의 영향을 받기 때문이다.

유전적 요인

이미 설명한 것처럼 모든 개체가 동일한 환경조건과 같은 식이를 섭취할지라도 실제적으로 화학물질에 대한 반응은 서로 다를 수 있다. 즉, 같은 생물종의 화학물질에 대한 반성을 조사한 용량 – 반응곡선을 검토해 보면 비록 유사한 경향을 보이고는 있지만 곡선의 양 끝에 위치하는 일부 개체는 화학물질에 대해 아주 민감하거나 아주 둔감하다. 이 경우 이런 유기체들은 과민하거나 둔감한 유전적 특징을 지니고 있기 때문이다.

간혹 특정 형질에 대한 화학물질의 반응을 조사하기 위하여 개체 수를 충분히 많게 하여 용량 – 반응곡선을 그려보면 다단계 곡선이 나타나는 경우가 있다.

아세틸화 반응에 대한 다양성 역시 또 다른 유전적 변이의 한 예가 될 수 있다. 일례로 항 결핵약인 INH (isoniazid)의 작용은 acetyltransferase에 의하여 아세틸화됨으로써 끝나게 된다. 사람과 일부 동물의 경우는 유전적으로 acetyltransferase가 결핍되어 있어 이 약을 투여하고 6시간 후에 혈중 INH 량을 측정하여 용량-반응곡선을 그려보면 삼상 형태의 곡선이 얻어진다.

즉, 세 종류의 집단이 존재한다는 의미로서 첫 번째 주 피크에 해당하는 집단은 빠르게 아세틸화하여 혈액 중 INH가 거의 없으며, 두 번째 피크에 해당하는 집단은 서서히 아세틸화하기 때문에 비교적 많은 양의 INH가 혈액 중에 존재하고, 세 번째 집단은 매우 느리게 아세틸화하기 때문에 가장 많은 INH가 혈액 중에 남아있다.

Acetyltransferase 효소가 결핍되는 이유는 유전적 특징으로 인종에 따라 다르다. 결핍 정도는 흑인과 백인에게서 가장 많은 빈도로 발생하며, 일본인과 중국인에서는 약간 관찰되고, 에스키모인에는 거의 나타나지 않는다.

일반적으로 유전적 변이가 생식세포에 발생되면 변이된 집단이 나타나는데 이 경우 만약 변이가 정상 대사에 필수적인 효소의 결핍으로 나타나면 생존이 불가능하지만 생존에 필수적이지 않은 효소가 결핍되게 되면 생존이 가능하다.

나이

일반적으로 어린이와 노인의 경우 화학물질에 대한 민감성이 크다. 이와 같은 민감성의 차이는 어린이의 경우는 무독화 효소계가 충분히 발달하지 못했기 때문이며 노인의 경우는 이들 효소의 활성이 감소되었기 때문이다. 즉, 어린이의 미성숙한 면역체계와 나이 든 사람의 감소된 면역기능이 아주 중요한 역할을 한다.