• 제목/요약/키워드: Hypoxia water

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인삼의 염증성 사이토카인 분비 및 저산소 유도인자-1${\alpha}$ 활성화 조절 효과 (Regulatory Effect of Inflammatory Cytokines Secretion and Hypoxia-inducible $Factor-1{\alpha}$ Activation by Panax ginseng)

  • 조철원;이승희;김동웅;이성균;송봉근
    • 대한한방내과학회지
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    • 제27권4호
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    • pp.864-878
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    • 2006
  • 목적 : 인삼은 다양한 생물학적 작용이 있다. 그 중 항염증작용과 관련하여 염증성 사이토카인 분비 및 저산소 유도인자-1${\alpha}$ 활성화 조절 효과를 살펴보고자 한다. 방법 : phorbol myristate acetate (PMA)+A23187에 유도된 세포에서 염증성 cytokines 분비의 변화와 인간의 mast cell인 HMC-1 cells에서 hypoxia-inducible factor-1 (HIF-1)${\alpha}$의 작용을 관찰하였다. 결과 : PMA+A23187은 대조군과 비교해서 interleukin $(IL)-1{\beta}$, IL-6와 tumor necrosis factor $(TNF)-{\alpha}$의 분비를 증가시킨다. 또한 증가된 cytokines IL-1, IL-6, $TNF-{\alpha}$가 인삼의 처리에 의해 두드러지게 억제하는 것을 확인하였다. 인삼(5 ${\mu}g/ml$)은 $IL-1{\beta}$, IL-6, $TNF-{\alpha}$의 분비를 약 105.1${\pm}$9.7%, 95${\pm}$9.4%, 29.7${\pm}$4.5%,(P<0.05)로 최대로 억제하였고, PMA+A23187에 유도된 vascular endothelial growth factor (VEGF)와 granulocyte macrophage-colony stimulating factor (GM-CSF)의 분비를 41.3%와 75.7%로 각각 억제하였다. 그리고 저자는 인삼이 PMA+A23187로 유도된 HIF-1${\alpha}$ 발현과 HIF-1에 대해 DNA binding activity를 억제하고 있음을 관찰하였다. 결론 : 인삼이 HIF-1에서 염증반응을 억제함을 나타내고, 이는 인삼이 염증성 질환을 치료하는데 유익한 효과가 있음을 의미한다.

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방조제 체절이후 새만금호의 장기적인 수질변화 (The Long-term Variations of Water Qualities in the Saemangeum Salt-Water Lake after the Sea-dike Construction)

  • 정용훈;양재삼
    • 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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    • 제18권2호
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    • pp.51-63
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    • 2015
  • 새만금 방조제 건설로 조성된 새만금호의 장기적인 수질의 변화를 조사하기 위해 2002년부터 2010년까지 총 40회에 걸쳐 현장조사를 수행하였다. 호 내 표층수의 염분은 방조제 끝물막이 직후 감소하여 장기간 감소된 상태를 유지하였다. 방조제 끝물막이 직후에 표층수의 SPM은 감소하였으나, 이후 호 내 수위 변동과 관련하여 증가하다 다시 감소하는 경향을 보였다. 표층수의 Chl-a는 방조제 끝물막이 직후부터 증가하여 장기간 동안 계속 증가된 상태를 유지하였다. 표층수의 DIN 항목들은 방조제 끝물막이 직후에는 변화가 없었으나, 이후 $NH_4-N$은 증가(90%)하였다. 표층수의 DIP는 방조제 끝물막이 직후에는 감소하였으나, 이후 증가(264%)하였다. $NH_4-N$과 DIP의 증가는 새만금호의 장기적인 유기물의 축적과 관련된 것으로 판단된다. 표층수의 $NO_3-N$은 방조제 끝물막이 이후 변화가 없는 반면, DISi는 방조제 끝물막이 직후부터 증가하여 계속 증가된 상태를 유지하고 있어 담수 기원 이외의 다른 유입원으로부터 공급되고 있는 것으로 판단된다. 한편, 새만금 방조제 끝물막이 이후 호 내의 수질은 공간적으로 강하구와 나머지 지역들로 뚜렷하게 구분되는 특징을 보이고 있으며, 성층은 방조제 쪽보다 강하구 쪽에서 더 강하게 관측되었다. 특히 하계에 강하구 쪽에서 강한 염분 성층과 함께 표층에서 약 1 m 이하로 저산소 상태가 관측되었다. 저산소층의 형성은 퇴적물로부터 영양염 및 중금속 등의 용출을 유발시킴으로서 수질악화를 가속화시킬 우려가 있음으로 이에 대한 대책이 시급하게 필요하다.

Behaviors of nitrogen, iron and sulfur compounds in contaminated marine sediment

  • Khirul, Md Akhte;Cho, Daechul;Kwon, Sung-Hyun
    • Environmental Engineering Research
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    • 제25권3호
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    • pp.274-280
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    • 2020
  • The marine sediment sustains from the anoxic condition due to increased nutrients of external sources. The nutrients are liberated from the sediment, which acts as an internal source. In hypoxic environments, anaerobic respiration results in the formation of several reduced matters, such as N2 and NH4+, N2O, Fe2+, H2S, etc. The experimental results have shown that nitrogen and sulfur played an influential, notable role in this biogeochemical cycle with expected chemical reductions and a 'diffusive' release of present nutrient components trapped in pore water inside sediment toward the bulk water. Nitate/ammonium, sulfate/sulfides, and ferrous/ferric irons are found to be the key players in these sediment-waters mutual interactions. Organonitrogen and nitrate in the sediment were likely to be converted to a form of ammonium. Reductive nitrogen is called dissimilatory nitrate reduction to ammonium and denitrification. The steady accumulation in the sediment and surplus increases in the overlying waters of ammonium strongly support this hypothesis as well as a diffusive action of the involved chemical species. Sulfate would serve as an essential electron acceptor so as to form acid volatile sulfides in present of Fe3+, which ended up as the Fe2+ positively with an aid of the residential microbial community.

이매패의 생물정화 기작을 이용한 마산만의 수질개선방안 (Water quality management by bio-purification of bivalve, Mytilus galloprovincialis, in Masan Bay)

  • 홍석진;엄기혁;장주형;박종수;김동명;권정노
    • 한국습지학회지
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    • 제9권2호
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    • pp.71-84
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    • 2007
  • 마산만은 한국의 대표적인 반 폐쇄성 내만으로 유속이 느리며, 해수의 순환이 제한되어 입자물질의 침강이 주로 일어나고 있다. 특히, 육상기원 오염물질 유입은 환경오염문제를 일으켜, 부영양화, 적조, 저층 빈산소 현상 등의 문제가 빈번히 발생하고 있다. 본 연구에서는 생태계 모델을 이용하여, 이매패류를 포함하는 생태계 시스템에서 물질순환 과정의 계산을 수행하였으며, 여과식자인 이매패류에 의한 COD와 식물플랑크톤 같은 입자유기물질의 제거 효과도 계산하였다. 또한, 이매패류 양식장의 입식위치와 입식량을 산정하여, 생물학적 수질관리에 적용하고자 하였다. 모델결과에서, 최적 입식위치는 해양 물리적 과정을 참고로 하여 식물플랑크톤의 집적이 일어나는 곳을 선정하였으며, 최적 입식밀도는 35 개체/$m^{-3}$였고, 최적 입식 면적은 약 500 ha로 나타났다. 이매패류가 최적의 성장을 보인다고 가정하면, 육상부하의 삭감에 관한 노력 없이도 수중의 COD 농도의 18%의 개선효과가 나타났다.

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부남호·천수만의 갈수기와 강우기 수질 오염 특성과 식물플랑크톤의 공간 분포 특성 (Water quality characteristics and spatial distribution of phytoplankton during dry and rainy seasons in Bunam Lake and Cheonsu Bay, Korea)

  • 이민지;서진영;백승호
    • 환경생물
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    • 제39권2호
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    • pp.184-194
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    • 2021
  • 부남호는 하굿둑 건설 이후 수질이 급격히 악화되어 농업용수로 사용이 불가할 만큼 본래의 기능을 상실하였다. 따라서 해수 교환이나 유통의 필요성이 있으나, 극히 오염된 부남호의 물을 대량 방류할 시 문제가 야기될 수 있기 때문에 시기에 따른 환경 조사가 중요하다. 따라서 본 연구에서는 갈수기(4월)와 강우기(7월)에 천수만과 부남호의 수질 및 식물플랑크톤 분포 특성을 조사하였다. 갈수기에는 부유 생물이 정체되어 부남호 내에서 남조류 Oscillatoria spp. 세포수가 8.92×107 cells L-1로 대증식하였고, Nitrate+Nitrite을 제외한 영양염 대부분이 소비되었다. 강우기에는 담수 유입의 영향으로 부남호에서 용존 영양염이 크게 증가하였고 부남호에서 식물플랑크톤이 대증식하였다. 강우기 방류의 영향으로 천수만 내측 역시 높은 농도의 생물량을 보였다. 강우기 부남호에서 우점했던 남조류 Oscillatoria spp.와 Microcystis spp.가 천수만 내측에서도 다수 출현하였으며, 해수에서는 Cheatoceros spp., Eucampia zodiacus와 같은 규조류가 빠르게 증식하였다. 부영양화 지수는 부남호 내측에서 1을 초과하여 부영양 해역으로 평가되었다. 천수만은 강우기에 담수 방류의 영향을 받을 경우 부영양화 해역으로 평가되었다. 특히 부남호 내 방조제에 인접한 B3 정점의 8 m 이상 수심에서 정체된 해수 기원의 강한 빈산소 수괴가 관찰되었고, Nitrate+Nitrite를 제외한 영양염 농도가 극단적으로 높았다. 특히 COD 농도가 206 mg L-1로 심하게 오염된 상태임을 확인하였다. 따라서 부남호는 지속적으로 육상기원의 영양염이 누적되며, 식물플랑크톤의 대발생과 침강으로 수질이 더욱 악화될 가능성이 높은 수역으로 판단되었고, 이를 근본적으로 해결하기 위해서는 해수유통을 통한 생태계 복원이 필수적이다.

황금(黃芩), 석창포(石菖蒲), 천마(天麻) 물추출액 혼합물이 배양한 흰쥐 대뇌신경세포의 활성과 학습능력 증진 효능 (Effects of Water-extract Mixture of Scutellariae baicalensis GEORGI, Acarus gramineus SOLAND and Gastrodia elata BLUME on Cultured Rat Cortical Neurons and Enhancement of Learning and Memory Power)

  • 배철환;정현정;정승현;문일수;이원철;신길조
    • 생명과학회지
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    • 제19권6호
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    • pp.756-764
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    • 2009
  • Scutellariae baicalensis GEORGt Acorus gramineus SOLAND and Gastrodia elata BLUME are traditional medicines used in the treatment of incipient stoke. In this study we investigated their effects on various aspects of neuronal differentiation in single or composite forms. Water-extracts of these medicines showed neuroprotective effects on cultured rat cortical neurons in normoxia and hypoxia. To understand the mechanism for neuroprotection we carried out various cell biological assays. They stimulated initial differentiation of neuronal development (transition from stage 1 to 2), and increased the number of spines and the length and number of dendritic processes. These effects were best manifested in the experimental group, which were given a mixture of the three kinds of extracts (p<0.01). To assess improvement of brain functions we carried out Morris water-maze tests for the mice that were fed on these extracts instead of water for 4 weeks. The experimental groups, especially those which were given the mixture of the three kinds of extract, showed significant (p<0.01) enhancement in memory as early as one day after the learning trial. These results indicate that these three kinds of extracts have synergistic effects on neuronal protection and improvement of brain functions.

팔당호의 계절별 열적 및 화학적 층화 특성 (Seasonal characteristics of thermal and chemical stratification in Lake Paldang)

  • 손주연;박진락;노혜란;유순주;임종권
    • 한국물환경학회지
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    • 제36권1호
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    • pp.1-13
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    • 2020
  • The purpose of this study was to investigate the thermal and chemical stratification in Lake Paldang 2013-2018 weekly using Schmidt's stability index (SSI) and the index of chemical stratification (IC-i). The annual average for SSI was 19.1 g cm/㎠ with the maximum value of 45.3 g cm/㎠ in the summer and the minimum value of 4.8 g cm/㎠ in fall-winter showing seasonal differences as well as increased vertical mixing in the summer. The lake stability increased higher in 2016 as compared with the other period. The most influential factors of thermal stratification were temperature and heavy rainfall. Especially, high water temperature and a prolonged residence duration caused by reduced rainfall and inflows could result in an increase of the stratification period. While decreasing inflow and outflow at the end of the rainfall, the thermal stratification was restrengthened within 7-14 days, and then stabilized rapidly before the rainfall. IC-DO increased with high air temperature in the spring and fall-winter. However increasing sunshine duration and residence time and decreasing rate of outflow caused an increase of IC-DO in the summer. Rainfall (less than 800 mm/year) and discharge (less than 200 CMS) significantly declined in 2015 resulting in IC-DO (0.77) increased more than three times over the other years and bottom water hypoxia occurred. The SSI and IC-i used in this study could be applied to other lakes to understand changes in stratification and mixing dynamics.

A Study of Transient Estuarine Circulation in the Chunsu Bay, Yellow Sea: Impact of Freshwater Discharge by Artificial Dikes

  • Jeong, Kwang-Young;Ro, Young Jae;Kang, Tae Soon;Choi, Yang Ho;Kim, Changsin;Kim, Baek Jin
    • 해양환경안전학회지
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    • 제26권3호
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    • pp.242-253
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    • 2020
  • This study examined the ef ects of freshwater discharge by artificial dikes from the Kanwol and Bunam lakes on the dynamics in the Chunsu Bay, Yellow Sea, Korea, during the summer season based on three-dimensional numerical modeling experiments. Model performances were evaluated in terms of skill scores for tidal elevation, velocity, temperature, and salinity and these scores mostly exceeded 90 %. The variability in residual currents before and after the freshwater discharge was examined. The large amount of lake water discharge through artificial dikes may result in a dramatically changed density field in the Chunsu Bay, leading to an estuarine circulation system. The density-driven current formed as a result of the freshwater inflow through the artificial dikes (Kanwol/Bunam) caused a partial change in the tidal circulation and a change in the scale and location of paired residual eddies. The stratification formed by strengthened static stability following the freshwater discharge led to a dramatic increase in the Richardson number and lasted for a few weeks. The strong stratification suppressed the vertical flux and inhibited surface aerated water mixing with bottom water. This phenomenon would have direct and indirect impacts on the marine environment such as hypoxia/anoxia formation at the bottom.

부영양화된 해양환경의 수질개선을 위한 해양생태계모델링의 적용 ; 한국의 진해만 (Application of ecosystem modeling for the assessment of water quality in an eutrophic marine environment; Jinhae Bay)

  • 이원찬;박성은;홍석진;오현택;정래홍;구준호
    • 해양환경안전학회:학술대회논문집
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    • 해양환경안전학회 2006년도 추계학술발표회
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    • pp.217-219
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    • 2006
  • This study focused an water quality response to land-based pollution loads and the appropriate pollutant load reduction in Chinhae Bay using an eco-hydrodynamic model. Land-based discharge foam urban areas, industrial complex and sewage treatment plant was the greatest contributor to cause red-tide blooms and summer hypoxia. Tidal currents velocity af the ebb tide was about 10 cm/s stronger than that of the flood tide. A residual current was simulated to. have a slightly complicated pattern with ranging from 0.1 to. 2.7 cm/s. In Masan Bay, pollutant materials cannot flaw from the inner to the outer bay easily because af residual currents flaw southward at surface and northward at the bottom. The simulation results of COD distribution showedhigh concentrations aver 3 mg/L in the inner part of Masan Bay related pollutant discharge, and charge, and lower levels less than 1.5mg/L in the central part of Chinhae Bay. For improvement water quality in Chinhae Bay, it is necessary to reduce the organic and inorganic loads from paint sources by mare than 50% and ameliorate severe polluted sediment.

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수온이 대서양 연어(Salmo salar) 치어의 체내 스트레스 관련 유전자 발현에 미치는 영향 (Effect of Water Temperature on the Expression of Stress Related Genes in Atlantic Salmon (Salmo salar) Fry)

  • 강희웅;김광일;임현정;강한승
    • 환경생물
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    • 제36권2호
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    • pp.131-139
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    • 2018
  • 기후 변화로 인한 수온의 상승은 어류 서식지에 영향을 미친다. 수온의 변화는 어류 생리 거의 모든 부분에 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 기후 변화에 따른 수온의 상승은 산소 용해도의 감소 및 산소 운반 헤모글로빈의 결합 능력의 감소로 인해 저산소증을 초래할 수 있다. 본 연구는 대서양 연어(Salmo salar) 치어 성장의 최적수온($15^{\circ}C$)보다 고수온($20^{\circ}C$)에 사육 시, 대서양 연어 치어의 건강상태를 평가하기 위해 수행되었다. 평가 방법은 NGS RNAseq 분석방법을 이용하여 생체지표유전자를 개발하고, RT-qPCR 분석을 이용하여 생체지표유전자의 발현양상을 조사하는 것이다. 개발한 생체지표유전자로는 interferon alpha-inducible protein 27-like protein 2A transcript variant X3, protein L-Myc-1b-like, placenta growth factor-like transcript variant X1, fibroblast growth factor receptor-like 1 transcript variant X1, transferrin, intelectin, thioredoxin-like, c-type lectin lectoxin-Thr1-like, ladderlectin-like 및 calponin-1 등이다. 선택된 생체지표 유전자는 NGS RNAseq 분석을 통해 수온변화에 민감하게 발현한 유전자들이며, RT-qPCR 분석을 통한 이들 유전자의 발현 양상은 NGS RNAseq 분석을 통한 발현 양상과 매우 유사하게 나타났다.