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독성

Toxicity
독성
두개골과 십자 뼈는 독성의 일반적인 상징입니다.

독성화학 물질 또는 특정 물질 혼합물이 유기체에 손상을 줄 수 있는 정도입니다.[1] 독성은 동물, 박테리아 또는 식물과 같은 유기체 전체에 미치는 영향뿐만 아니라 세포(세포독성) 또는 간과 같은 유기체의 하위 구조(간독성)에 미치는 영향을 의미할 수 있습니다. 때때로 그 단어는 일상적인 사용에서 중독과 거의 동의어입니다.

독성학의 핵심 개념은 독성 물질의 효과가 용량 의존적이라는 것입니다. 조차도 너무 많은 양을 섭취하면 에 중독될 수 있는 반면, 뱀독과 같은 매우 독성이 강한 물질의 경우에는 감지할 수 있는 독성 효과가 없는 용량이 있습니다. 독성은 종에 따라 다르므로 종간 분석에 문제가 있습니다. 독성 종말점의 개념을 유지하면서 동물 실험을 우회하도록 새로운 패러다임과 측정 기준이 진화하고 있습니다.[2]

어원

고대 그리스 의학 문헌에서, ξικόν로 τ ("독성"이라는 뜻)라는 형용사는 "죽음이나 심각한 쇠약을 일으키거나 감염 증상을 나타내는" 능력을 가진 물질을 묘사하기 위해 사용되었습니다. 이 단어는 활과 이 든 화살을 무기로 사용하는 것과 관련하여 그리스 명사 τόξον 독소("호"라는 뜻)에서 유래되었습니다.

영어권 미국 문화는 종종 해로운 대인 관계나 성격 특성(예: "독성 남성성")[4]을 설명할 때 독성에 대한 몇 가지 비유적 사용을 채택했습니다.

종류들

독성에는 일반적으로 화학적, 생물학적, 물리적, 방사능 및 행동적의 다섯 가지 유형이 있습니다.

질병을 일으키는 미생물과 기생충은 넓은 의미에서는 독성이 있지만 일반적으로 독성물질이라기보다는 병원체라고 불립니다. 역치 용량이 단일 유기체일 수 있기 때문에 병원체의 생물학적 독성은 측정하기 어려울 수 있습니다. 이론적으로 하나의 바이러스, 박테리아 또는 벌레가 번식하여 심각한 감염을 일으킬 수 있습니다. 만약 숙주가 온전한 면역체계를 가지고 있다면, 그 유기체의 고유한 독성은 숙주의 반응에 의해 균형을 이루게 되고, 유효한 독성은 그 조합입니다. 예를 들어 콜레라 독소와 같은 경우 질병은 주로 유기체 자체보다는 유기체에서 분비되는 무생물에 의해 발생합니다. 이러한 무생물 생물 독성물질은 일반적으로 미생물, 식물, 곰팡이에 의해 생성되면 독소, 동물에 의해 생성되면 이라고 합니다.

물리적 독성 물질은 물리적 특성 때문에 생물학적 과정을 방해하는 물질입니다. 를 들어 석탄 먼지, 석면 섬유 또는 미세하게 분할된 이산화규소가 있으며, 이들 모두는 흡입될 경우 궁극적으로 치명적일 수 있습니다. 부식성 화학물질은 조직을 파괴하기 때문에 물리적 독성을 가지고 있지만, 생물학적 활동을 직접적으로 방해하지 않는 한 직접적인 독성은 없습니다. 물은 체내에 물이 너무 많으면 생체 이온의 농도가 급격히 감소하기 때문에 매우 높은 양을 섭취하면 물리적인 독성 물질로 작용할 수 있습니다. 질식성 가스는 환경에서 산소를 대체하여 작용하지만 화학적 독성 가스가 아닌 비활성이기 때문에 물리적 독성 물질로 간주될 수 있습니다.

방사선은 유기체에 독성 영향을 미칠 수 있습니다.[5]

행동 독성은 주어진 장애에 대해 임상적으로 표시되는 본질적으로 치료적인 수준의 약물의 바람직하지 않은 영향을 의미합니다(DiMascio, Soltys and Shader, 1970). 이러한 바람직하지 않은 효과에는 항콜린 효과, 알파 아드레날린 차단 및 도파민 효과 등이 포함됩니다.

측정

독성은 표적(장기, 장기, 조직 또는 세포)에 미치는 영향으로 측정할 수 있습니다. 개인은 일반적으로 동일한 용량의 독성 물질에 대한 반응 수준이 다르기 때문에 모집단에서 특정 개인의 결과 확률과 관련된 모집단 수준의 독성 측정이 자주 사용됩니다. 그러한50 조치 중 하나는 LD입니다. 그러한 데이터가 존재하지 않을 때는 알려진 유사한 독성 물질과 비교하거나 유사한 유기체의 유사한 노출과 비교하여 추정합니다. 그런 다음 데이터 및 평가 프로세스의 불확실성을 고려하여 "안전 요소"를 추가합니다. 예를 들어, 독성 물질의 투여량이 실험용 쥐에게 안전하다면, 그 투여량의 10분의 1이 인간에게 안전할 것이라고 가정할 수 있습니다. 안전 계수가 10이면 두 포유류 사이의 종간 차이를 허용할 수 있습니다. 데이터가 물고기에서 나온 것이라면, 두 코드 클래스(어류와 포유류) 간의 더 큰 차이를 설명하기 위해 100의 계수를 사용할 수 있습니다. 마찬가지로 임신이나 특정 질병과 같은 독성 영향에 더 취약하다고 생각되는 개인에게는 추가적인 보호 인자가 사용될 수 있습니다. 또는 다른 화합물과 효과가 매우 유사한 것으로 추정되는 새로 합성된 이전에 연구되지 않은 화학 물질에 10의 추가 보호 인자를 할당하여 훨씬 더 작은 효과의 가능한 차이를 설명할 수 있습니다. 이 접근 방식은 매우 근사하지만, 그러한 보호 요소는 의도적으로 매우 보수적이며, 이 방법은 매우 다양한 응용 분야에서 유용한 것으로 나타났습니다.

발암 물질에 대한 최소 유효 용량이 있는지 또는 위험성이 너무 작아서 볼 수 없는지 확신할 수 없기 때문에, 암 유발 물질의 독성의 모든 측면을 평가하는 것은 추가적인 문제를 수반합니다. 게다가 암세포로 변형된 단 하나의 세포가 완전한 효과("원 히트" 이론)를 개발하는 데 필요한 전부일 가능성도 있습니다.

순수한 화학물질보다 화학물질 혼합물의 독성을 확인하는 것이 더 어려운 이유는 각 성분이 고유의 독성을 나타내고, 성분들이 상호작용하여 향상되거나 감소된 효과를 낼 수 있기 때문입니다. 일반적인 혼합물에는 휘발유, 담배 연기산업 폐기물이 포함됩니다. 더욱 복잡한 것은 화학물질과 생물학적 작용제가 모두 작동하지 않는 하수처리장에서 배출되는 것과 같이 두 가지 이상의 독성 물질이 있는 상황입니다.

다양한 생물학적 시스템에 대한 전임상 독성 테스트는 조사 제품의 종별, 장기별 및 용량별 독성 효과를 보여줍니다. 물질의 독성은 (a) 실험 동물에 대한 세포/세포주(c) 생체 내 노출을 사용한 시험관 내 연구를 통해 물질(b)에 대한 우발적 노출을 연구함으로써 관찰할 수 있습니다. 독성 검사는 대부분 암, 심장 독성, 피부/눈 자극과 같은 특정 부작용이나 특정 종말점을 검사하는 데 사용됩니다. 독성 시험은 또한 NOAEL(No Observed Effect Level) 용량을 계산하는 데 도움이 되며 임상 연구에 도움이 됩니다.[7]

분류

독성 화학 물질에 대한 국제 픽토그램.

물질이 적절하게 규제되고 취급되기 위해서는 물질을 적절하게 분류하고 라벨을 붙여야 합니다. 분류는 승인된 테스트 조치 또는 계산에 의해 결정되며 정부와 과학자가 설정한 차단 수준(예: 관측되지 않은 부작용 수준, 임계값 한계값허용 일일 섭취 수준)을 결정합니다. 살충제는 잘 확립된 독성 등급 시스템과 독성 라벨의 예를 제공합니다. 현재 많은 국가들이 시험의 종류, 시험의 수, 그리고 컷오프 수준에 대해 다른 규정을 가지고 있지만, 글로벌 조화 시스템[8][9] 시행은 이들 국가들을 통합하기 시작했습니다.

글로벌 분류는 다음 세 가지 영역을 고려합니다. 물리적 위험(폭발 및 폭약),[10] 건강 위험[11]환경 위험.[12]

건강상의 위험

물질이 전신에 치명성을 줄 수 있는 독성의 종류, 특정 장기에 치명성을 줄 수 있는 경우, 주요/경미한 손상을 입히거나 암을 유발할 수 있는 경우. 이것들은 독성이 무엇인지에 대한 전 세계적으로 인정되는 정의입니다.[11] 정의를 벗어나는 것은 해당 유형의 독성물질로 분류할 수 없습니다.

급성독성

급성 독성은 구강, 피부 또는 흡입 노출 후 치명적인 영향을 조사합니다. 카테고리 1은 가장 적은 양의 노출이 치명적이고 카테고리 5는 가장 많은 노출이 치명적인 것이 필요한 심각도의 5가지 범주로 나뉩니다. 아래 표는 각 범주의 상한을 보여줍니다.

관리방법 카테고리1 카테고리2 카테고리3 카테고리4 카테고리5
경구: 체중 kg당 mg으로 측정한 LD50 7 50 300 2 000 5 000
진피: 체중 kg당 mg으로 측정된 LD50 50 200 1 000 2 000 5 000
가스 흡입: LC50(ppmV 단위) 측정 100 500 2 500 20 000 정의되지 않음
증기 흡입: LC50(mg/L)로 측정됨 0.5 2.0 10 20 정의되지 않음
분진 및 미스트 흡입 : LC50(mg/L)로 측정 0.05 0.5 1.0 5.0 정의되지 않음

참고: 정의되지 않은 값은 경구 및 피부 투여의 범주 5 값과 대략 동일할 것으로 예상됩니다.[citation needed]

기타 노출방법 및 심각도

피부 부식과 자극은 알레르기 염증 패치 테스트와 유사하게 피부 패치 테스트 분석을 통해 판단합니다. 이것은 손상의 심각성, 손상이 발생한 시점 및 남아 있는 기간, 가역적인지 여부 및 영향을 받은 테스트 대상자의 수를 조사합니다.

물질로 인한 피부 부식은 도포 후 4시간 이내에 표피를 통해 진피로 침투해야 하며 14일 이내에 손상을 되돌려서는 안 됩니다. 피부 자극은 도포 후 72시간 이내에 손상이 발생하거나 도포 후 14일 이내에 연속 3일 이내에 손상이 발생하거나 2개의 테스트 대상에서 14일 동안 지속되는 염증을 유발하는 경우 부식보다 덜 심각한 손상을 나타냅니다. 가벼운 피부 자극은 도포 후 72시간 이내 또는 도포 후 연속 3일 이내에 경미한 손상(자극보다 덜 심함)입니다.

심각한 손상은 조직 손상이나 시력 저하를 수반하며, 21일 안에 완전히 되돌릴 수 없습니다. 눈 자극은 21일 이내에 완전히 뒤집히는 눈의 변화를 수반합니다.

기타범주

  • 호흡 과민증은 물질을 흡입했을 때 호흡 과민증을 유발합니다.
  • 피부 민감제인 물질은 피부에 바르는 피부에서 알레르기 반응을 일으킵니다.
  • 발암물질은 암을 유발하거나, 암이 발생할 가능성을 높입니다.
  • 신경독성(neurotoxicity)은 생물학적, 화학적 또는 물리적 작용제가 중추 및/또는 말초 신경계의 구조나 기능에 악영향을 미치는 독성의 한 형태입니다. 신경독 또는 신경독성 물질에 노출되면 신경 조직에 영구적 또는 가역적인 손상을 유발하는 방식으로 신경계의 정상적인 활동이 변경될 때 발생합니다.
  • 생식 독성 물질은 부모나 자손에게 성적 기능이나 생식 능력에 악영향을 미칩니다.
  • 특정 표적 장기 독소는 특정 장기에만 손상을 입힙니다.
  • 흡인 위험은 흡입을 통해 손상을 일으킬 수 있는 고체 또는 액체입니다.

환경상의 위험

환경 위험은 환경에 악영향을 미치는 모든 조건, 과정 또는 상태로 정의할 수 있습니다. 이러한 위험은 물리적 또는 화학적일 수 있으며 공기, 물 및/또는 토양에 존재할 수 있습니다. 이러한 조건은 생태계 내에서 인간과 다른 유기체에 광범위한 피해를 줄 수 있습니다.

일반적인 유형의 환경 위험

  • : 세제, 비료, 원수, 처방약, 농약, 제초제, 중금속, PCBs
  • 토양 : 중금속, 제초제, 살충제, PCBs
  • 공기: 입자상 물질, 일산화탄소, 이산화황, 이산화질소, 석면, 지상 오존, 납(항공기 연료, 광산 및 산업 공정에서 발생)[13]

EPA는 시험 및 규제를 위한 우선 오염 물질 목록을 유지 관리합니다.[14]

직업상의 위험

다양한 직종의 근로자는 신경독성을 포함한 여러 유형의 독성에 더 큰 위험에 노출될 수 있습니다.[15] 이상한 나라의 앨리스의 "Mad as a hatter"라는 표현과 "Mad hatter"라는 책은 모자의 모양을 조절하기 위해 독성 화학 물질을 사용한 모자들의 알려진 직업 독성에서 유래합니다. 산업 위생 전문가의 평가를 위해 작업장 환경에서 화학 물질에 대한 노출이 필요할 수 있습니다.[16]

소규모 기업에 대한 위험
의료 폐기물 및 처방 폐기물로 인한 위험
예술계의 유해성

예술가들의 도구, 방법 및 재료의 독성이 항상 적절하게 실현되지 않았음에도 불구하고 예술에서의 위험은 수세기 동안 예술가들의 문제였습니다. 납과 카드뮴은 종종 예술가의 유화 물감과 안료의 이름에 포함되었는데, 예를 들어 "납 흰색"과 "카드뮴 빨간색"이 이에 해당합니다.

20세기 판화 제작자들과 다른 예술가들은 접착제, 도장 매체, 안료 및 용제에 들어있는 독성 물질, 독성 기술 및 독성 연기를 인식하기 시작했는데, 이들 중 다수는 라벨에 독성을 나타내지 않았습니다. 실크 스크린을 청소하기 위해 자일롤을 사용한 것이 그 예입니다. 화가들은 숨쉬는 그림 매체와 터펜틴과 같은 시너의 위험성에 주목하기 시작했습니다. 스튜디오와 작업장에서 독성 물질을 인지한 인쇄업체 Keith Howard1998년에 사진 에칭, 디지털 이미징, 아크릴 내성 손 에칭 방법 및 무독성 리소그래피의 새로운 방법을 도입하는 등 12가지 혁신적인 음각형 인쇄 기술을 자세히 설명한 "무독성 음각 인쇄"를 출판했습니다.[17]

환경위해요소지도작성

많은 환경 건강 매핑 도구가 있습니다. TOXMAP은 미국 국립 의학 도서관(NLM)의 전문 정보 서비스[18] 부서의 지리 정보 시스템(GIS)으로, 사용자가 미국 환경 보호국(EPA)의 독성 방출 인벤토리슈퍼펀드 프로그램의 데이터를 시각적으로 탐색할 수 있도록 도와줍니다. TOXMAP은 미국 연방 정부의 자금 지원을 받는 자원입니다. TOXMAP의 화학 및 환경 건강 정보는 NLM의 Toxicology Data Network(TOXNET)[19]PubMed 및 기타 권위 있는 출처에서 가져옵니다.

수독성

수생 독성 시험 대상은 어류나 갑각류의 주요 지표종에서 환경 내 특정 농도의 물질로 치사율 수준을 결정합니다. 물고기는 96시간 동안 노출되고 갑각류는 48시간 동안 노출됩니다. GHS는 100 mg/L 이상의 독성을 정의하지 않았지만 EPA는 현재 수중 독성을 100 ppm 이상의 농도에서 "실질적으로 독성이 없는" 것으로 나열하고 있습니다.[20]

노출 카테고리1 카테고리2 카테고리3
급성 ≤ 1.0 mg/L ≤ 10mg/L ≤ 100mg/L
만성적 ≤ 1.0 mg/L ≤ 10mg/L ≤ 100mg/L

참고: 범주 4는 만성 노출에 대해 설정되어 있지만 대부분 불용성이거나 급성 독성에 대한 데이터가 없는 모든 독성 물질을 포함합니다.

독성에 영향을 미치는 인자

물질의 독성은 투여 경로(독성 물질이 피부에 적용되는지 여부, 섭취, 흡입, 주입되는지 여부), 노출 시간(짧은 만남 또는 장기간), 노출 횟수(단일 투여 또는 시간 경과에 따른 다중 투여), 독성 물질의 물리적 형태(고체, 액체, 가스), 개인의 유전적 구성, 개인의 전반적인 건강 및 기타 많은 것들. 이러한 요인을 설명하는 데 사용되는 몇 가지 용어가 여기에 포함되었습니다.

급성노출
독성 물질에 한 번 노출되면 심각한 생물학적 해를 입거나 사망에 이를 수 있습니다. 급성 노출은 일반적으로 하루 이하로 지속됩니다.
만성 노출
독성 물질에 장기간 지속적으로 노출될 경우, 종종 몇 달 또는 몇 년 단위로 측정되며, 돌이킬 수 없는 부작용을 일으킬 수 있습니다.

용량-반응 프레임워크에 대한 대안

용량-반응 개념의 한계를 고려하여 최근 새로운 DTI(Abstract Drug Toxic Index)가 제안되었습니다.[21] DTI는 약물 독성을 재정의하고 간독성 약물을 식별하며 기계론적 통찰력을 제공하며 임상 결과를 예측하고 선별 도구로서의 잠재력을 가지고 있습니다.

참고 항목

참고문헌

  1. ^ "Definition of TOXICITY". 30 July 2023.
  2. ^ "Toxicity Endpoints & Tests". AltTox.org. Archived from the original on October 1, 2018. Retrieved 25 February 2012.
  3. ^ a b Laios, Konstantinos; Michaleas, Spyros N.; Tsoucalas, Gregory; Papalampros, Alexandros; Androutsos, George (2021-05-04). "The ancient Greek roots of the term Toxic". Toxicology Reports. 8: 977–979. doi:10.1016/j.toxrep.2021.04.010. ISSN 2214-7500. PMC 8122150. PMID 34026561.
  4. ^ "Oxford Dictionary's Word of 2018 says a lot about how we feel as a planet". NBC News. 2018-11-19. Retrieved 2024-01-17.
  5. ^ Matsumura Y, Ananthaswamy HN (March 2005). "Toxic effects of ultraviolet radiation on the skin". Toxicology and Applied Pharmacology. 195 (3): 298–308. doi:10.1016/j.taap.2003.08.019. PMID 15020192.
  6. ^ "Behavioral Toxicity - an overview ScienceDirect Topics".
  7. ^ 파라수라맨 S. 독성학적 검사. J Pharmacol Pharmacother [serial online] 2011 [2013.10.12. 인용]; 2:74-9. 사용처: http://www.jpharmacol.com/text.asp?2011/2/2/74/81895
  8. ^ "About the GHS - Transport - UNECE".
  9. ^ EPA, OCSPP, OPP, US (2015-08-25). "Pesticide Labels and GHS: Comparison and Samples".{{cite web}}: CS1 maint: 다중 이름: 저자 목록 (링크)
  10. ^ "Transport - Transport - UNECE" (PDF).
  11. ^ a b "Transport - Transport - UNECE" (PDF).
  12. ^ "Transport - Transport - UNECE" (PDF).
  13. ^ "연대기 오염에 관한 기본 정보" EPA 환경보호청, 2017. 3. 17. 웹. 보비에, 제프, 배리 D. 누스바움. "정량적 위험 분석 및 평가의 백과사전" 와일리, 2008년 9월 15일 N.P. 웹. "대기오염물질 기준" EPA. 환경보호청, 2017. 3. 2. 웹 "USEPA 우선 오염물질 목록" 식수의 환경과학(2005): 243-45. EPA, 2014. 웹 "환경 위험의 몇 가지 유형은 무엇입니까?" 언급. IAC 출판사, n.d. 웹.
  14. ^ https://www.epa.gov/sites/production/files/2015-09/documents/priority-pollutant-list-epa.pdf[맨 URL PDF]
  15. ^ Environmental neurotoxicology. National Research Council (U.S.). Committee on Neurotoxicology and Models for Assessing Risk. Washington, D.C.: National Academy Press. 1992. ISBN 0-585-14379-X. OCLC 44957274.{{cite book}}: CS1 유지보수: 기타(링크)
  16. ^ "Environmental health criteria: Neurotoxicity risk assessment for human health: Principles and approaches". United Nations Environment Programme, the International Labour Organization and the World Health Organization, Geneva. 2001.
  17. ^ Keith Howard; et al. (1988). Non-toxic intaglio printmaking / by Keith Howard; foreword by Monono Rossol. foreword by Monona Rossol; contributions from Elizabeth Dove. Grand Prairie, Alberta: Printmaking Resources. ISBN 978-0-9683541-0-0.
  18. ^ "Reliable information on K-12 science education, chemistry, toxicology, environmental health, HIV/AIDS, disaster/emergency preparedness and response, and outreach to minority and other specific populations". Archived from the original on 2019-03-21. Retrieved 2010-09-21.
  19. ^ "TOXNET".
  20. ^ EPA: 생태적 위험성 평가
  21. ^ Dixit, Vaibhav (2019). "A simple model to solve complex drug toxicity problem". Toxicology Research. 8 (2): 157–171. doi:10.1039/C8TX00261D. PMC 6417485. PMID 30997019.

외부 링크