급성독성시험

급성독성시험은 보편적으로 LD50 또는 LC50을 통한 치사율 측정이 일반적이지만 눈 자극시험 또는 피부 자극시험도 급성독성시험에 응용할 수 있다.

LD50 및 LC50 시험

LD50은 독성물질을 정해진 조건하에서 실험동물에 직접적으로 투여할 경우 해당 동물의 50%가 치사할 때의 용량을 말하며, LC50은 해당 동물의 50%가 치사하는 농도를 나타낸다. LD50 시험은 아래와 같은 한계점을 내포하고 있다.

그 한계점은 다른 급성 영향을 반영하지 않고 오직 치사율만을 표시하고 있다는 점, 통계적으로 신뢰성 있는 자료를 얻기 위해서는 많은 동물 수가 필요하다는 점, LD50 값은 종, 혈통, 성별, 연령 등에 따라 달라지기 때문에 서로 다른 조건의 동물을 사용할 경우 실험실마다 결과치가 서로 다를 수 있다는 점이다.

또한 규제 목적을 위한 가장 중요한 정보인 만성독성에 대한 정보를 거의 얻지 못하며, 사람에 대한 외삽 시 신뢰성이 낮다는 점도 한계점으로 들 수 있다.

그러나 이러한 단점에도 불구하고 다음과 같은 필요성에 의해 LD50 시험은 계속 이루어지고 있다.

급성독성시험을 적절히 시행하면 LD50뿐만 아니라 사망원인, 사망시간 증후학, 비치사적 급성효과, 손상받은 기관, 비치사적 가역반응 등과 같은 급성 영향에 대한 정보를 얻을 수 있다. 또한 독성 및 해독 메커니즘에 대한 정보를 치사율 곡선을 통하여 알 수 있으며 급성독성시험 결과는 아만성독성 연구의 기초자료가 될 수 있다.

급성독성시험 결과는 작업장 근로자의 1차위해성 예측에 유용하며, 급성독성시험은 단시간 내에 끝낼 수 있다.

이러한 장점으로 인하여 최근에는 급성독성시험의 개념 수정에 노력을 기울이고 있으며 특히 적은 수의 실험동물을 사용하여 유의성이 있는 자료를 얻을 수 있는 시험방법들이 개발되고 있는 실정이다.

결론적으로 급성독성시험은 새로운 화학물질에 대한 위해성 평가와 환경 중의 자연적 혹은 인위적으로 배출되는 물질의 관리를 위해 매우 중요하다.

눈 자극 시험

화학물질의 눈에 대한 독성은 실명 가능성으로 인하여 오래전부터 관심의 대상이 되어 왔다. 비록 눈의 독성은 전신 독성으로 인한 영향을 배제할 수는 없지만 국소급성 독성시험법으로는 가장 적합하다. 현재 주로 통용되는 모든 시험은 Drazie 시험법을 변형한 것으로서 백색 토끼가 실험동물로 사용된다. 실험 방법은 수 마리 토끼를 선정한 다음 두눈 중에 한쪽 눈은 대조용으로 두고 나머지 눈의 결막낭에 직접 시험물질을 투여하는 것이다.

적어도 24시간 이후에 눈을 씻고 1일, 2일, 3일 후의 눈의 변화를 관찰하여 손상 정도를 분류한다. 주관적 분류 방법으로는 각막 외형의 불투명성, 홍채의 외형, 빛에 대한 반응성, 결막의 붉음과 혈관 손상 정도, 그리고 눈꺼풀의 팽윤 등을 관찰한다. 보다 객관적인 분류 방법으로는 손상된 조직에 쉽게 흡수되는 특성을 지닌 형광색소인 fluorescein을 사용하여 손상의 정도를 점수화하여 평가한 다음 시험물질들을 서로 비교하기도 한다.

피부 자극시험 및 과민 반응시험

화학물질의 국소적 급성독성을 관찰할 수 있는 피부 자극시험에는 1차 자극시험, 피부감작시험, 광독성시험, 광감작시험 등 네가지로 분류할 수 있다. 특히 피부에 직접적으로 접촉하는 물질(화장품, 세제, 표백제 기타 등)의 경우에는 적절한 규제를 위해 이들 시험이 필수적이다.

1차 자극시험

백색토끼 등 부위의 털을 깎은 후 약 5cm² 넓이를 갖는 시험부위를 두 군데 만든다. 이중에서 한쪽 부위는 그대로, 나머지 한쪽 부위는 피부를 가볍게 벗긴 다음 시험물질을 0.5mL 정도 양쪽 부위에 바르고 거즈로 덮어둔다. 계속하여 토끼의 전신을 비투과성 물질로 감싼 후 반창고를 붙여서 23시간 경과 후 이를 제거한다. 다시 1시간이 경과한 후 다음 처치된 부분의 홍반적 병변(모세혈관의 충혈에 의해 생기는 피부의 붉음)과 부종적 병변(피하조직의 과잉 유체축적 등을 평가하며 처치부위를 48시간 후에 재평가한다.

피부 감작시험

이 시험법은 화학물질이 면역계에 미치는 영향을 측정하기 위해 고안된 것으로 차후에 같은 물질에 다시 노출될 경우 심한 알레르기 반응의 발생 여부를 확인하는 방법이다. 이 방법은 면역계가 같은 물질에 다시 노출되면 최초 알레르기 유도 반응 용량보다 훨씬 작은 용량에서도 같은 세기의 반응이 일어나는 원리를 이용하는 방법이다.

이는 화학물질이 체내 단백질과 결합한 형태인 배위자 – 단백질 결합체가 항원으로 인식되기 때문이다. 피부감작시험에 주로 사용되는 동물은 guinea pig이며, 처치방법은 적절한 용매에 녹인 시험물질, 용매, 그리고 2,4-dinitrochlo-robenzene과 같은 양성대조물질 등을 함께 사용한다. 시험기간은 실험동물에 일정한 간격을 두고 3일씩 2주 동안 처치한 다음 2주간의 휴식기를 지낸 다음 다시 한번 시험물질을 처치한 다음 발병된 동물의 수와 증상의 심각성을 기초로 독성을 평가한다.

광독시험 및 광감작시험

빛(주로 자외선)과의 상호작용이 문제가 되고 있는 화학물질을 대상으로 피부에 대한 복합적 영향을 검토하는 것이다. 시험원리는 화학물질이 빛 에너지에 의해 일시적으로 여기(excitation)된 다음, 다시 낮은 에너지 상태로 돌아오면서 반응성이 큰 자유라디칼을 생성하고 이때 생성된 자유라디칼이 세포내 거대분자들과 결합함으로써 발생되는 독성 정도를 측정한다.

이 시험은 시험물질로 처치된 부위를 자외선에 의해 조사하는 것을 제외하고는 기본적으로 1차 자극시험법 및 피부감작시험법과 동일하다.