• 제목/요약/키워드: 행동학적 독성평가

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금나노 물질이 북방산개구리에 미치는 영향 (Effects of Gold Nanoparticles on eggs and tadpoles of Rana dybowskii)

  • 김은지;고원배;한얼;김호진;고정원;정훈
    • 한국습지학회지
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    • 제17권4호
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    • pp.407-413
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    • 2015
  • 나노물질이 포함된 다양한 제품들이 증가하고 있으며, 나노물질의 수생태계 노출에 대해서는 불가피하다. 따라서 우리는 금나노입자를 이용하여 국내 다양한 습지 환경에 널리 서식하는 북방산개구리에 대한 독성평가(부화율, 바디컨디션, 행동학적민감도)를 해보았다. 행동학적 민감도는 포식자 회피반응 정도를 이용하여 Ethvision XT 9으로 측정하였다. 금나노입자에 대한 부화율과 STL의 독성은 나타나지 않았다. 하지만 금나노입자에 노출된 올챙이들은 외부자극에 대한 행동학적 민감도가 감소하였다. 이러한 결과는 실험대상 동물의 행동학적 특성을 이용한 새로운 독성평가 방식을 제시한다.

북방산개구리(Rnan dybowskii )유생의 포식자회피 행동에 대한 FNW와 FNW-Ag 복합체의 영향 (Effects of FNW and FNW-Ag on the Antipredator Behavior of Dybowski's Frog (Rana dybowskii) Larvae)

  • 김은지;고원배;한얼;고정원;정훈
    • 한국습지학회지
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    • 제20권3호
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    • pp.272-280
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    • 2018
  • 기존의 독성평가는 생물의 생존가능성에 영향을 줄 수 있는 이상행동반응에 대한 평가를 거의 하지 않았다. 따라서 본 연구에서는 행동학적 이해를 바탕으로 양서류 유생들의 생존가능성과 직결되는 포식자회피반응 행동을 이용하여 fullerene nanowhisker(FNW)와 nanowhisker-silver nanoparticle composites(FNW-Ag복합체)의 독성을 평가해 보았다. 우리는 나노물질에 노출되지 않는 그룹과 5가지 농도에 따른 나노물질에 노출되는 그룹(FNW $10{\mu}g/ml$, $100{\mu}g/ml$, $500{\mu}g/ml$과 FNW-Ag복합체 $10{\mu}g/ml$, $50{\mu}g/ml$)으로 나누어 실험하였다. 그 결과, FNW-Ag복합체 $50{\mu}g/ml$농도에 노출된 유생들을 제외하고는 평소 활동량에는 차이가 없었지만, FNW $10{\mu}g/ml$농도에 노출된 유생들을 제외하고는 모두 포식자인식 반응에 따른 활동변화에서는 통계적으로 유의한 차이가 나타났다. 즉, 나노물질노출 유무는 평소 움직임에는 영향을 주지 않지만, 행동학적 이해를 바탕으로 한 분석결과 포식자회피반응에 영향을 준다는 것을 알 수 있었다. 따라서 생물을 대상으로 하는 독성평가연구에 행동학적 분석이 이루어져야 할 것으로 판단된다.

식품첨가물 E171이 수생물에 미치는 독성 평가 (Toxicity assessment of food additive(E171) in aquatic environments)

  • 송인규;김강희;윤학원;박준우
    • 환경생물
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    • 제41권1호
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    • pp.41-53
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    • 2023
  • 식품첨가제로 주로 사용되는 이산화타이타늄 혼합물인 최근 E171은 체내 축적 및 유전 독성을 야기할 수 있다는 사실이 입증되어, 현재 규정 개정을 통해 E171의 식품첨가물 사용이 제한되고 있다. 그러나, 현재까지 E171의 인체 위해성 연구는 많이 진행된 반면, E171의 환경생물에 미치는 독성 연구는 상대적으로 부족한 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 최근 우려되는 잠재적 독성물질인 E171의 환경적 위해성을 파악하기 위해 수생태계를 대표하는 물벼룩(Daphnia magna)과 제브라피쉬(Danio rerio)를 대상으로 나노물질의 특성을 반영한 최신 표준문건을 활용하여 기존 시험법의 한계점을 보완한 최적의 독성시험을 수행하였다. 독성시험 결과, 실제 환경적 현실성을 고려한 농도범위의 E171에 노출된 물벼룩에서 유영저해가 발생했지만, 어류의 경우 치사나 이상행동개체가 관찰되지 않았다. 그러나, 산화스트레스 관련 분자생물학적 분석 결과, E171이 물벼룩과 어류에 모두 산화스트레스를 유발하여 이의 방어작용으로 항산화효소의 활성이 증가하는 것을 확인하였다. 다만, 항산화효소 관련 유전자의 발현 여부는 생물종에 따라 차이가 존재하였다. 따라서, 본 연구 결과를 통해 E171은 실제 환경적 현실성을 고려한 농도에서 수생물에 산화스트레스를 유도할 수 있으나, 생물체의 종류에 따라 가시적인 독성의 정도와 산화스트레스 관련 유전자 발현에 차이가 존재함을 확인하였다. 본 연구는 기존 시험법의 한계점을 보안한 최적의 독성시험을 통해 E171이 수생물에 미치는 위험성을 확인하였으며, 이 결과는 E171의 환경 위해성 평가를 위한 과학적 자료로서 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

MSG의 반복투여가 어린랫드의 인지능력과 기억력에 미치는 영향 (Effect of Repeated MSG Administration on Cognitive Ability and Anxiety of Juvenile Rats)

  • 이해님;추강식;신성아;박정준;이세근;김세운;김현선;이송희;임정민;김형진;박영석;김상기;박병권;김병수;정지윤
    • 한국식품위생안전성학회지
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    • 제30권1호
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    • pp.120-125
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    • 2015
  • 본 연구는 Sprague-Dawley 계통의 4주령 랫드에서 MSG의 반복경구투여 독성평가와 행동실험을 통해 어린랫드의 인지능력과 불안감에 미치는 영향을 평가하기 위해서 시행하였다. 시험군은 MSG 대신 distilled water를 투여한 대조군(Control, n = 4), MSG를 3 g/kg을 투여한 군(Low, n = 4), MSG를 5 g/kg을 투여한 군(High, n = 4)으로 나누어 4주 동안 주5회 경구투여를 하였다. MSG의 안정성을 확인하기 위해 다음과 같은 관찰 및 검사를 하였다. 검사항목으로는 체중의 변화, 임상증상, 행동실험인 T-maze, Elevated-plus-maze와 혈액학적 검사, 혈청생화학적 검사, 병리조직학적 검사를 관찰한 결과 모든 투여군 및 대조군에서 특이할 만한 임상증상과 체중변화는 관찰되지 않았으며, 폐사 및 빈사 동물은 시험 전 기간을 통하여 발견되지 않았다. 행동실험인 T-maze 결과 MSG 고용량 투여군에서 움직이는 횟수가 감소하다 증가하는 양상을 보였고, Elevated-plus-maze 실험에서는 MSG 고용량 투여군의 Open arm의 출입빈도가 증가하는 등 유의적인 변화가 나타났다. 혈액학적 검사 및 혈청생화학적 검사에서는 대조군과 비교 시 유의적인 변화가 관찰되었지만 그 수치가 정상범위 안에 포함되기 때문에 이상을 나타내지 않았다. 병리조직검사 또한 약간의 염증발생 소견이 나왔지만 정상범위 안에 포함되기 때문에 이상을 나타내지 않았다고 판단했다. 따라서, 어린랫드를 이용한 MSG의 반복투여 독성시험 결과 특이할만한 신체적인 변화는 나타나지 않았으나 고용량의 MSG 투여는 어린랫드에서 인지능력의 저하 및 행동의 불안을 유발할 가능성이 있다고 사료된다.

송사리 Tyrosine Hydroxylase: cDNA 클로닝 및 생물지표로서의 TH 유전자 발현의 분자생물학적 추적 (Ttrosine Hydroxylase in Japanese Medaka (Oryzias latipes): cDNA Cloning and Molecular Monitoring of TH Gene Expression As a Biomarker)

  • Shin, Sung-Woo;Kim, Jung-Sang;Chon, Tae-Soo;Lee, Sung-Kyu;Koh, Sung-Cheol
    • Environmental Analysis Health and Toxicology
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    • 제15권4호
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    • pp.131-137
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    • 2000
  • 최근 독성 유해물질의 환경으로의 방출로 인해 인간 및 생태계에 대한 위해성 문제가 심각하게 제기되고 있다. 독성화학물질을 포함한 여러 환경 오염물질의 위해성평가는 화학물질의 유해성과 노출량 측정을 동시에 측정함으로써 가능한데 이 경우 생물지표(biomarker)가 최근 각광을 받고 있다. 본 연구에서는 동물의 행동에 관련된 신경전달물질의 생성에 결정적 역할을 하는 tyrosine hydroxylase(TH)및 그 유전자가 생물지표로서 이용 가능성이 있는지를 검토하였다. Ovary cDNA library의 PCR 스크리닝을 통한 송사리 TH유전자를 부분적으로 를론하였으며(327 bp), DNA염기서열 분석 결과 쥐 (rat)의 TH유전자와 동일한 염기서열을 보였다. 그리고 다이아지논 처리구 및 무처리구에서 송사리의 머리부분(head)및 몸통 부분(body)에서 추출된 총RNA에 TH mRNA가 존재함을 RT-PCR를 통하여 확인하였다. 그러나 다이아지논의 처리효과가 송사리의 행동에 미치는 영향을 보기 위해서는 TH의 발현을 보다 정량적으로 검토할 필요가 있을 것으로 판단된다. 생물지표로서 TH의 활성 및 mRNA의 기관별 또는 조직별 검출은 독성물질에 영향을 받는 어류 신경행동 변화를 모니터링 할 수 있는 유용한 수단이 될 것이다. 나아가 환경관리에 있어서 신경화학물질과 분자생물학적 상관관계를 통한 이상반응행동의 분석은 환경 위해성평가에 상당히 기여할 것이다.

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복합유기용제에 폭로된 근로자들에 대한 신경행동학적 기능의 평가 (Neurobehavioral Performance Test of Workers Exposed to Mixed Organic Solvents)

  • 김창윤;사공준;정종학;주리;전만중;성낙정;김상규
    • Journal of Yeungnam Medical Science
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    • 제14권2호
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    • pp.314-328
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    • 1997
  • 복합유기용제를 취급하는 근로자들을 대상으로 유기용제의 폭로가 신경행동기능에 미치는 영향을 평가하기 위하여 대구지역의 중소규모 사업장에서 톨루엔, 크실렌, 메틸에틸케톤 및 신나에 만성적으로 폭로되는 유기용제 폭로군 48명과 폭로군과 같은 사업장에 근무하면서 유기용제에 폭로되지 않은 대조군 50명을 대상으로 1996년 8월에서 10월까지 연령, 교육수준, 음주, 흡연량 및 직업관련 변수들을 조사하고 Neurobehavioral Core Test Battery의 검사항목 중 Benton visual retention검사, 숫자부호 짝짓기, 숫자 외우기, 목적점찍기를 시행하였다. Benton visual retention검사는 폭로군이 7.9개, 대조군이 8.2개로 두군에서 유의한 차이가 없었으며, 숫자부호 짝짓기의 경우 폭로군이 55.6개, 대조군이 62.1개로서 폭로군이 유의하게 적었다(p<0.01). 숫자 외우기의 총 점수와 거꾸로 따라외우기의 점수가 폭로군에서 유의하게 적었으며(p<0.05, p<0.01) 목적점찍기의 바르게 찍은 점의 개수가 폭로군에서 유의하게 적었다(p<0.05). 연령의 변화에 따른 신경행동기능의 일관성있는 변화는 없었으나 Benton visual retention검사의 경우 젊은 연령군이 고연령군에 비해 대조군에서 유의하게 높은 성적을 보였다(p<0.05). 부호숫자짝짓기의 경우 폭로군과 대조군 모두에서 학력이 높을수록 검사성적이 유의하게 높은 경향을 보였다(p<0.05). 숫자부호짝짓기에서 섭취하는 알콜의 량이 많을수록 폭로군의 부호숫자짝짓기 검사성적이 감소하는 경향을 보였다(p<0.05). 목적점찍기의 경우 폭로군에서 흡연량이 증가할수록 성적이 감소하는 경향을 보였다(p<0.05). 신경행동학적 검사성적을 종속변수로 하고 유기용제의 폭로유모, 나이, 학력수준, 알콜 및 흡연량을 독립변수로 한 다중회귀분석에서 Benton visual retention검사는 연령이 증가할수록 그 성적이 감소하는 경향을 보였으며(p<0.05), 숫자부호짝짓기는 학력이 높을수록 성적이 증가하는 것으로 나타났다(p<0.01). 숫자외우기에서는 유기용제의 폭로가 유의한 변수로 채택되었다(p<0.01). 목적점찍기의 총점수는 흡연량과 교육수준이(p<0.01), 바르게 찍은 개수는 흡연량과 유기용제의 폭로가 유의한 변수로 채택되었다(p<0.05). 유기용제의 폭로에 의해 지각반응(perception-response)과 단기기억능력(short-term memory)이 민감하게 영향을 받는 것으로 평가되었으며, 특히 허용 농도이하에서도 장기적으로 폭로되는 경우 폭로자의 신경행동기능에 변화를 초래할 수 있음을 확인할 수 있었다. NCTB에 의한 신경행동기능의 평가는 신경독성물질의 폭로이외에도 연령과 교육수준에 영향을 받으며 특히 지속적 운동능력의 경우 흡연에도 다소 영향을 받을 가능성을 제시하였다.

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신경독성 물질에 폭로되지 않은 제조업체 여성 근로자의 신경행동검사 수행능력범위 (Performance Ranges of the Neurobehavioral Core Test Battery among Female Workers Occupationally Not Exposed to Neurotoxic Agents in Manufacturing Industries)

  • 이경재;이세훈;김형아;이원철;장성실;박정일;정치경
    • Journal of Preventive Medicine and Public Health
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    • 제28권4호
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    • pp.911-923
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    • 1995
  • 유기용제와 같은 신경독성 물질에 폭로되지 않은 제조업체 여성 근로자를 대상으로 세계보건기구의 Neurobehavioral core Test Battery(NCTB) 7가지 검사 항목 중 사업장 여건을 고려하여 산타아나 민첩성검사와 목적점 찍기, 숫자 기호화, 단순반응시간, 시각기억 검사 등 5가지 항목을 세계보건기구 표준방법에 따라 실시하여, 신경독성 물질폭로로 인한 신경행동학적인 영향을 평가하기 위한 대조군 자료를 마련하고자 본 연구를 시행하였다. 잘 쓰는 손과 반대편 손의 산타아나 민첩성검사 수행능력은 각각 $45.7{\pm}7.1$$41.9{\pm}6.4$개, 목적점 찍기는 $191.9{\pm}38.6$개였다. 숫자 기호화와 시각기억검사는 각각 $57.7{\pm}16.0$$7.8{\pm}1.7$개, 단순반응시간의 평균은 $274.8{\pm}44.6msec$였고 평균 표준편차는 $70.5{\pm}69.0msec$였다. 대부분의 신경행동검사 항목들은 피검자의 연령, 교육수준의 영향을 받는 것으로 나타났다. 산타아나 민첩성검사는 양손 모두에서 피검자의 교육년한에 영향을 받는 것으로 나타났다. 목적점 찍기 검사에서 올바르게 한 것은 피검자의 연령과 교육년한에 영향을 받는 것으로 나타났다. 숫자 기호화는 연령과 교육년한에, 단순반응시간은 교육년한에, 그리고 시각기억검사도 교육년한에 영향을 받는 것으로 나타났다. 전체적으로 볼 때 피검자의 교육수준은 모든 검사항목에서 주요한 영향 변수로 작용하고 있었고 연령은 일부 검사의 영향 변수로 작용하였다.

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정신분열병의 실험적 모델 (Experimental Models of Schizophrenia)

  • 전진숙
    • 생물정신의학
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    • 제6권2호
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    • pp.153-160
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    • 1999
  • 동물모형은 정신장애의 연구와 치료에 유용한 도구를 제공할 수 있다. 정신장애의 동물모형으로서의 적합성에 대한 평가 기준은 첫째, 유도된 상태의 유사성, 둘째, 행동상의 유사성, 셋째, 공통된 근저의 신경생물학적 기전, 넷째, 임상적으로 효과적인 치료 기술에 의한 역전 등 4가지이다. 저자는 정신분열병의 연구에 유용한 도구로 사용할 수 있는 실험적 모델을 간략히 소개하였다. 정신분열병의 실험적 모델로서는 L-dopa 모델, phenylethylamine 모델, hallucinogen 모델, amphetamine 모델, phencyclidine(이하 PCP) 모델, NE 보상계병소 모델, 망상계자극 모델, 사회격리 모델, 조건화된 회피반응, catalepsy 시험, paw 시험, 자기자극 paradigm, latent inhibition paradigm, blocking paradigm, 경악반사의 prepulse inhibition, 설치류 상호작용, 원숭이의 사회적 행위, 해마손상, 선택적 breeding을 사용한 모델, 고기압 모델, 각성 모델, 감각운동 gating 모델 등이 제시되고 있다. 저자는 이중에서 특히 정신분열병의 실험적 모델로서 face validity, predictive validity, construct validity가 높은 몇 가지 방법에 대해서 중점적으로 설명하였다. 임상경험 및 동물실험에서 PCP 및 ketamine 등 PCP 유사물질은 양성증상 뿐만아니라 음성증상, 파과형, 인지장애군에 좀 더 가까운 비망상형의 정신분열병에도 적용시키기가 좋은 것으로 알려졌다. 임신이나 출생 시 합병증에 의한 해마병소화, 내재적 신경독성에 의한 NE 보상계 병소, 스테로이드 증가에 의한 해마변화 등에 의해서 정신분열병이 유도될 수 있음은 해마병소화 모델이 정신분열병의 실험적 모델로서의 첫번째 기준을 충족시킴을 입증한다. 해마 병소화 후에 정신분열병 환자에서 흔히 볼 수 있는 주의집중력 장애, 공간 및 문맥 정보의 이해결핍, 기억구성, 인식기억, 고전적 조건화, 일반화, 복합적 학습, 상동적 행동, 미신적 행동, 과잉각성, 소멸과 습관형성, 피부전도 실험 등의 이상이 관찰됨은 정신분열병의 실험적 모델로서 두 번째의 기준에 합당한 것이다. 사후 부검한 뇌조직 및 여러 신경영상화 연구에서 해마의 구조적 이상 및 신경전달물질의 수용체 변화가 보고됨은 세 번째 조건을 만족시키는 것이며, 정신분열병의 여러 치료약물을 투여함으로써 상기 변화가 반전됨은 해마병소화 모델이 정신분열병의 실험적 모델로서 타당도가 높음을 시사한다. 정신분열병의 양성증상, 음성증상, 인지장애를 모두 포괄적으로 반영할 수 있는 실험적 모델로서 ketamine 모델과 해마병소화 모델 등이 보다 유용한 도구로 제시될 수 있다. 그러나 현재까지 어떠한 정신분열병의 모형도 정신분열병 전체를 대표할 수 있는 것은 없다. 따라서 동물모형을 사용한 연구의 결과는 매우 조심스럽게 해석되어야 한다. 또한 동물모형을 발전시키고 타당화 시키려는 노력은 인간에서의 현상을 신빙성있게 측정하는 방법을 규명하는 과정과 공동으로 이루어져야 한다.

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고양이의 납중독에 관한 실험적 연구 1. 임상증상 및 실험실적 평가 (Experimental Studies on Lead Toxicity in Domestic Cats 1. Symptomatology and Diagnostic Laboratory Parameters)

  • 홍순호;한홍율
    • 한국임상수의학회지
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    • 제10권1호
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    • pp.111-130
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    • 1993
  • 고양이에서 납의 중독량을 결정하고 행동과 임상병리학적인 변화를 밝히고, 납 투여용량과 혈중 납농도와의 관계를 규명하기 위하여 42마리의 고양이를 대상으로 체중에 따라 0(대조군), 10, 100(저용량), 1000, 2000, 4000(고용량) ppm의 lead acetate를 경구적으로 투여하여 납독성을 평가하였다. 고투여용량(1000, 2000, 4000ppm)을 투여한 어떤 고양이는 분출성 구토, 활동항진 그리고 발작을 보였다. 모든 실험군에서 성장율은 변화가 없었다. 고양이의 정상 혈중 납농도는 사람, 개 그리고 소의 혈중 납농도 보다 낮았다. 고양이에서 준임상형 납중독의 혈중 납농도는 3~20$\mu\textrm{g}$/100$m\ell$이었고, 임상형 납중독의 혈중 납농도는 20~l20$\mu\textrm{g}$/100$m\ell$이었다. Zinc protoporphyrin 농도는 납 투여용량에 비례하였으며 50$\mu\textrm{g}$/100$m\ell$ 이상으로 ZPP농도가 유의성 있게 증가하는 경우는 임상형의 납중독을 의미하였다. Aminolevulinic acid dehydratase는 모든 납 투여용량에 역비례 관계를 보였고, 고양이의 납노출에 대한 유용한 진단적 지표로 나타났다. 오줌의 aminolevulinic acid 농도는 대개 납투여용량에 따라서 증가하지만 측정치는 개체에 따라 다양하였다. 피모의 납농도는 납투여용량에 따라 비례적으로 증가하였다. 최소한 고용량에서 납은 PMN세포와 단핵구의 화학주성을 억제하는 것으로 나타났다. 헤모글로빈, 적혈구, 백혈구, 호중구, 임파구, 단핵구 그리고 호산구에서는 투여용량에 대한 반응이 일정하게 관찰되지 않았고 또한 총단백, 혈장단백, BUN그리고 ALT치에서의 용량에 따른 일정한 변화가 없었다. 망상적혈구수는 대부분의 납투여용량수준에서 유의성 있게 증가하지 않았기 때문에 고양이 납중독의 진단적 가치는 거의 없었다. 신경전달속도의 유의성 있는 변화가 없는 것으로 보아 납섭취로 인한 대상성 탈여(Segmental demyelination)는 없는 것으로 생각된다. 고양이의 치사량은 체중 kg당 60~150mg이었다. 납중독 진단에 신뢰할 수 있는 파라미터는 혈중 납농도, ZPP. ALAD 그리고 피모의 납농도이었다.

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