토양이나 지하환경에서 소수성 유기오염물질은 자연적으로 존재하는 휴믹물질과 오염된 토양을 세척하는데 사용되는 계면활성제에 의해 거동이 결정되어진다. 거대분자인 휴믹물질은 pseudomicelle을 형성하여 소수성 유기오염물질의 용해도를 증가시키고, 계면활성제 역시 CMC 이상의 농도에서 마이셀을 이루어 오염물질을 흡수하게 된다. 이 논문의 연구 목적은 소수성 유기오염물질로서 네 가지 PAHs와 p,p'-DDT를 사용하여 휴믹산과 세 가지 음이온성 계면활성제에 의한 용해도 증가를 비교해보고, 나아가서는 오염물질의 종류에 따라 어떠한 양상을 보이는지를 알아보는 것이다. 휴믹산에 의한 용해도 증가는 PAHs의 경우에서는 나프탈렌에서 퍼릴렌으로 갈수록 증가하지만 p,p'-DDT는 소수성이 가장 큼에도 불구하고 파이렌보다도 용해도 증가 정도가 낮았다. 음이온성 계면활성제의 경우, SDS 와 SDDBS에 의한 다섯 가지 소수성 유기오염물질의 용해도가 선형적으로 증가한 반면, 쌍둥이 머리(twin-head)를 가진 MADS-12에 의한 용해도 증가는 나프탈렌에서 퍼릴렌으로 갈수록 증가하였지만, p,p'-DDT의 용해도 증가 정도는 퍼릴렌 보다 약간 감소하였다.
페닐케톤뇨증(PKU)은 전세계적으로 가장 잘 알려지고 중요한 유전성 대사질환이다. 1950년대 이후 단백제한을 이용한 식사치료를 처음으로 시도하여 성과가 있었던 질환이며 1960년대 이후 신생아선별검사를 통해 조기진단과 조기치료가 가능하게 된 최초의 유전성대사질환이기 때문이다. 단백제한 식사치료의 효과가 좋지만 학동기, 사춘기 이후 성인시기까지 유지하는 것의 어려움이 있고 이시기에 조절이 잘 되지 않았을 경우 경련, 여러가지 정신과적인 문제들, 삶의 질의 감소 등이 문제가 되어서 오랜 기간 치료를 위한 여러 방법들이 제시되었다. 더해서 2014년 미국의학유전학회(American Medical College of Medical Genetics and Genomics, ACMG)에서 전 연령에서 혈중 페닐알라닌 수치를 120-360 umol/L로 제시를 한 이후 더욱 치료의 중요성이 올라갔다. 2000년대 페닐알라닌수산화 효소(phenylalanine hydroxylase, PAH)의 조효소인 tetrahydrobiopterin (BH4)가 치료 승인되어서 약물반응을 보이는 환자에서 치료가 시작되었으며 4세미만에서도 허가가 되어서 이른 시기부터 약물치료를 병행하여 효과를 보게 되었다. 높은 혈중 페닐알라닌수치가 혈액-뇌 장벽(Blood-brain barrier, BBB)을 통하여 뇌로 넘어가서 회백질의 변성을 나타내게 되는 문제를 막기 위해 거대중성아미노산(LNAA)를 이용한 치료가 시도되고 있다. 오랫동안 연구되었던 페닐알라닌을 trans-cinnamic acid와 암모니아로 변화를 시키는 phenylalanine ammonialyase (PAL)을 이용한 효소치료는 최근 약제로 개발되어서 2018년 이후 성인환자를 대상으로 치료가 시작되었고 잘 조절되지 않는 환자들에게 효과를 보이고 있다. PAL을 경구용으로 개발하는 것이 빠르게 진행 중이며 유전자치료에 대한 연구들도 활발하게 진행이 되고 있어 다양한 치료들이 앞으로 기대된다.
Objective : This study was undertaken to determine if Carthami Semen Aquacupunc- ture(CSA) exerts protective effect against alterations in membrane transport function rabbits with mercury chloride(HG)-induced acute renal failure. Methods : The administration of Hg at a subcutaneous single dose of 10 mg/kg caused a reduction in GFR and an increase in fractional Na excretion, indicating generation of acute renal failure. When CSA were given for 7 days prior to Hg administration, such changes were significantly attenuated. The fractional excretion of glucose and phosphate was increased in rabbits treated with Hg alone. Results : The increase in rabbits treated with Hg following CSA are significantly lower than that in animals treated with Hg alone. Uptakes of glucose and phosphate in purified isolated brush-border membrane and Na-K-ATPase activity in microsomal fraction were inhibited in rabbits treated with Hg alone. Such changes were prevented by CSA. Uptakes of organic ions, PAH and TEA, in renal cortical slices were inhibited by the administration of Hg, which was prevented by CSA. Exposure of renal cortical slices to Hg in vitro caused an increased LDH release and lipid peroxidation, which was significantly prevented by CSA extract. Conclusions : These results indicate that the administration of Hg causes impairment in reabsorption of solutes in the proximal tubule via the generation of reactive oxygen species. CSA provides the protection against the impairment in proximal reabsorption, and its effect may be resulted from its antioxidant effect.
Objectives ; This study was undertaken to determine if Salviae Radix herb-acupuncture (SRA) exerts protective effect against alterations in membrane transport function in rabbits with mercury chloride (Hg)-induced acute renal failure. Methods and Results ; The administration of Hg at a subcutaneous single dose of 10mg/kg caused a reduction in GFR to 9.4% of the basal value and an increase in fractional Na+ excretion to 10-fold, indicating generation of acute renal failure. When animals were acupunctured with $0.5m{\ell}$ of SRA extract (0.1%) in both sides of Shinsu(BL23) for 7 days prod to Hg administration, such changes were significantly attenuated. The fractional excretion of glucose and phosphate was increased to approximately 132-fold and 7-fold, respectively, in rabbits treated with Hg alone, but the fractional excretion of glucose was increased to 26-fold and that of phosphate was not different from the basal value in SRA-pretreated rabbits. Uptakes of glucose and phosphate in purified isolated brush-border membrane and $Na^+-K^+$-ATPase activity in microsomal fraction were inhibited in rabbits treated with Hg alone, suggesting that impairment in proximal reabsorption of glucose and phosphate is resulted from a direct damage of membrane transport carriers and disruption of the normal $Na^+$ gradient. Conclusions ; Such changes were prevented by SRA. Uptakes of organic ions, PAH and TEA, in renal cortical slices were inhibited by the administration of Hg, which was prevented by SRA. Pretreatment of an antioxidant DPPD attenuated the increase in the fractional excretion of glucose and phosphate induced by the administration of Hg.
Objective : This study was undertaken to determine if Scutellaria baicalensis Georgi (SbG) extract exerts protective effect against oxidant-induced cell injury in renal proximal tubular cells. Methods : The cell injury was evaluated by lactate dehydrogenase (LDH) release in rabbit renal cortical slices and lipid peroxidation was estimated by measuring malondialdehyde (MDA). t-Butylhydroperoxide (tBHP) was used as a model of oxidant. Results : tBHP at 1 mM increased LDH release and lipid peroxidation, which were prevented by SbG in a dose dependent manner over concentration range of 0.001-0.1%. SbG provided the protective effect against oxidant-induced reduction in PAH uptake by renal cortical slices and microsomal Na+-K+-ATPase activity. SbG attenuated tBHP-induced depletion of reduced glutathione. 0.2 mM $HgCl_2$ increased LDH release and lipid peroxidation, which were completely prevented by 0.05% SbG. Conclusion : SbG prevents oxidant-induced impairment in membrane transport function.
다환방향족 탄화수소(PAHs)와 중금속의 거동은 주로 토양 및 퇴적물내의 다양한 성분과의 상호 반응에 의해 결정된다. 토양구성 성분중 스멕타이트는 양적으로 풍부하고 큰 표면적을 가지고 있어서 오염물의 거동에 커다란 영향을 끼친다. 본 실험에서, 헥사데실트리메틸암모니움(HDTMA)으로 표면개질된 스멕타이트로 다환방향족 탄화수소에 대한 흡착 실험을 실시하였을 때, 헥사데실트리메틸암모니움의 첨가량에 따라 선형적으로 오염물의 흡착량이 증가하였다. 그러나, 트리메틸암모니움(TMA)으로 표면개질된 스멕타이트는 헥사데실트리메틸암모니움이나 도데실트리메틸암모니움(DTMA)으로 표면개질된 스멕타이트보다 다환방향족 탄화수소의 흡착능력이 떨어졌다. 한편, 동일한 스멕타이트로 물속에 존재하는 카드뮴을 제거하는 실험에서 계면활성제의 첨가량이 많지 않을 때는 카드뮴 흡착량이 높았으나, 계면활성제의 첨가량이 증가하면서 반대로 카드뮴의 흡착량은 감소하였다. 이러한 결과는 유기점토에 의한 유기 혹은 무기오염물 흡착 경향성이 점토에 첨가되는 계면활성제의 크기와 첨가량에 의해 크게 좌우됨을 보여준다. 이것은 다시 말해, 계면활성제의 첨가량에 따라 점토광물 층간에 형성되는 양이온성 계면활성제의 안정성과 배열 구조가 환경 오염물들의 효과적인 제거를 결정하는 중요한 요소임을 의미한다.
목적 : Rhabdomyolysis에 의해 유발된 급성 신부전시 나타나는 신장세뇨관 세포에서 물질이동의 저해가 단삼 추출액에 의해 방지될 수 있는 지를 조사하였다. 방법 : 토끼에 50% glycerol을 10ml/kg씩 대퇴근육내 주사한 후 뇨와 혈액을 채취하여 신기능을 측정하고, 신피질 절편을 분리하여 실험하였다. 결과: 토끼에 50% glycerol을 10ml/kg씩 대퇴근육내 주사한 결과 사구체여과율의 감소와 Na 배설분율의 증가가 나타남으로서 glycerol 주입이 rhabdomyolysis에 의해 급성신부전이 유발되었음을 보였다. Glycerol을 주사하기 전 7일 동안 단삼 추출액 (0.05%)을 0.3 g/kg씩 경구 투여한 결과 glycerol에 의해 유발된 사구체여파율의 감소와 Na 배설분율의 증가가 유의하게 방지되었다. glycerol만을 주사한 동물에서는 포도당과 인산의 요배설분율이 각각 현저하게 증가하였으나, 이러한 증가는 단삼 추출액에 의해 억제되었다. 급성신부전이 유발된 신장피질에서 분리한 brush-border membrane vescicles (BBMV)에서 포도당과 인산의 이동은 정상 신장과 비교하여 유의한 감소가 나타나고, microsomal fraction에서 측정한 Na+-K+-ATPase 활성도 억제되었다. 이러한 억제현상은 단삼 추출액을 전처치한 결과 방지되었다. 급성신부전이 유발된 신장피질 절편에서 유기 음이온인 P-aminohippurate 이동과 유기 양이온인 tetraethylammonium의 이동이 억제되었고, 이러한 변화는 단삼 추출액에 의해 방지되었다. Rhabdomyolysis에 의해 유발된 포도당과 인산의 배설분율의 증가는 항산화제로 잘 알려진 DPPD 전처치로 방지되었다. 결론 : Rhabdomyolysis에 의한 급성신부전의 유발 과정에 반응성 산소기가 중요한 역할을 할 가능성을 보이고 있고, 단삼 추출액 전처치는 Rhabdomyolysis에 의한 급성 신부전시 나타나는 근위세뇨관에서 물질의 재흡수 장애를 방지하고 있다. 단삼 추출액의 방지 효과는 항산화작용에 기인할 것으로 사료된다.
본 연구에서는 활성슬러지 하수처리장에 유입된 PAHs의 일종인 anthracene을 대상으로 이의 농도분포, 물리적 혹은 생물학적 변환을 예측하기 위한 수학적 모형을 제안하였다. 이 수학적 모형은 유입 anthracene의 volatilization, biodegradation 및 adsorption/desorption과 같은 반응을 고려한 5개의 연립미분방정식으로 구성되어 있으며, 이들에는 7개의 kinetic rate constants와 18개의 input variables를 포함하고 있다. Steady state simulation의 결과 유입된 anthracene은 1차 침전지에서의 슬러지 배출로 인하여 약 33%가 포기조에서 발생한 volatilization에 의하여 약 61%가 제거되어, 총괄적인 anthracene의 제거율은 약 97%정도이었다. Dynamic simulation의 결과로 본 연구대상 system의 경우에 system이 steady state에 도달하는 시간은 약 160시간 정도로 예측되었다. 이와 아울러 본 연구에서 제안된 수학적 모형의 활용 가능성이 각종 simulation의 결과로 비교적 구체적으로 규명되었다.
전 세계적으로 지하수에서 TCE, PCE, BTEX, PAH, TPH, TNT, RDX, HMX가 지속적으로 검출되고 있다. 이러한 오염물질들은 기존의 물리화학적 방법으로 제거시에는 한계가 있으며, 신속한 정화를 요구하는 현장에 적용하기에는 많은 어려움이 있는 실정이다. 이에 본 연구에서는 난분해성 오염물질의 제거를 위해 PUV와 US를 연계하여 적용하고자 하였다. 각 공정은 고 에너지를 주입하는 PUV 공정과 라디칼 생산을 통해 오염물을 제거하는 US 공정의 특징을 이용하였으며, 제거율 향상을 위한 촉매주입도 함께 고려하였다. 연구 결과 PUV-US 하이브리드 시스템의 상승효과는 TCE, PCE, BTEX, TNT, RDX, HMX를 처리하는데는 90% 이상의 제거율을 나타내 적용 가능한, 효과적인 공정으로 판단되었으나 PAHs 제거를 위해서는 추가적인 공정 개선이 필요한 것으로 나타났다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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