가축의 아플라톡신 중독증의 진단 및 치료

곰팡이류는 의학적으로 중요하게 사용되는 대사산물을 생산하는 반면 사람과 동물에 심한 부작용을 나타낼 수 있는 2차 대사산물을 생산하기도 한다. 곰팡이독소증에서는 곰팡이의 발육이 직접적으로 관여하지는 않으나, 진균증에서는 일반적으로 활발히 발육하는 곰팡이가 살아 있는 조직내에 침입하는 것과 관계가 있다.

곰팡이 독소의 생화학적 및 생물학적 효과에 대한 과학적인 관심은 크지 않다가 1960년대에 영국에서 독성이 있는 땅콩사료로 인하여 10만 마리의 칠면조가 죽은 turkey X disease의 발생으로 인하여 연구가 촉진되었다. 즉, 이 질병이 Aspergilus flavus라는 곰팡이에 의해 산생된 독소인 아플라톡신(aflatoxin)에 의한 것임이 밝혀진 후 곰팡이 독소에 대한 연구가 더욱 깊이 있게 이루어졌다. 식량이 부족한 시기에는 전 세계적으로 곰팡이가 핀 식량을 건강상 부작용이 있음을 모르고 섭취하였다. 이러한 섭취의 급성 또는 만성적 영향을 확인하는 역학적 연구는 거의 없다. 아플라톡신은 간장에 심한 손상을 유발하는 곰팡이독소로서 이독소를 함유한 사료를 섭취한 동물에서 얻은 자료는 사람에서도 여러 가지 질병을 일으킬 가능성이 있음을 시사해 준다.

1. 독작용

곡물 등의 저장소의 과도한 습기는 아플라톡신의 생산을 증가시킨다. 실험동물을 이용한 독성자료는 일반적으로 사료내에 일정한 수준을 연속적으로 노출시킨 것에 근거하여 얻어진다. 아플라톡신의 독작용효과는 노출된 양과 시간에 따른다. 아플라톡신에 대한 감수성과 발현은 동물 종과 품종에 따라 특이성이 있다. 오리와 개에서의 반수치사량은 대개 체중 kg당 1mg 정도이다. 일반적으로 조류가 포유류에 비하여 더욱 감수성이 높고, 조류에서도 오리〉칠면조〉닭의 순으로 감수성이 있다. 포유류 중에서는 개〉어린 돼지〉임신돈〉송아지〉비육돈〉성우〉양의 순이다.

가축에서 독작용을 일으키는 아플라톡신의 사료내 수준

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  가  축         아플라톡신수준(ppm)    사료급여기간       중   독   증   상 

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 송아지(이유)          2.2                   16주          사망

                    0.22;0.44                16주          성장억제, 간장손상

 수송아지(2년)      0.22;0.66                20주          간장손상

 암소(미경산)          2.4                   7개월         간장손상, 임상증상

 돼지(4;6주령)      0.41;0.69               3;6개월        성장억제, 간장손상

 병아리(1주령)         0.84                  10주          성장억제, 간장손상

 새끼오리              0.30                  6주           사망, 간장손상

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2. 작용 기전

아플라톡신은 Aspergillus flavus의 대사산물들과 밀접한 관계가 있는데 이들 독소들은 일반적으로 B1, B2, G1, G2, M1, M2, B2a 및 G2a라고 알려져 있다. B와 G는 크로마토그래피판 위의 푸른색과 녹색의 형광을 말하며, M은 독소의 유래가 'milk'임을 말한다. 자연적으로 오염된 상태하에서는 aflatoxin B1이 가장 많이 존재한다.

아플라톡신은 messenger-RNA 합성을 억제하며, DNA합성에도 영향을 미친다. RNA에 대한 작용부위는 주로 핵으로서 전구물질이 RNA와 결합하는 것을 방해함으로써 나타난다. 또한 DNA-dependent RNA polymerase의 활성을 억제한다. 핵의 RNA 억제 결과로 세포질의 RNA도 변화되는 것으로 생각된다. Messenger-RNA 합성의 억제는 단백질 합성을 억제할 수 있다. 단백질합성의 억제와 이와 관련된 지방의 이동능력 감소는 이 독소에 감염된 동물의 간장에서 주로 볼 수 있는 초기의 병변이다. 간장괴사와 지방변성은 아플라톡신 중독의 초기의 병변이며 여러 가지 임상증상과 각종 병변들은 이 영향으로 인하여 일어난다. 아플라톡신은 감염에 대한 저항성과 획득면역의 발생에 영향을 미친다. 낮은 농도(0.25∼0.5ppm)에서 가금의 세균성 및 원충성 질병에 대한 저항성을 저하시킨다. 낮은 수준의 아플라톡신으로 랫트와 송어에서 간암이 발생한다는 것은 잘 알려져 있다.

3. 각종 동물에서의 아플라톡신 중독

가. 소

(1) 임상증상

수주일 동안 오염된 사료을 섭취한 송아지에서는 임상증상이 급속히 나타나며, 가장 일반적인 증 상은 눈이 멀고, 빙빙돌며, 넘어지게 되며 이 때 귀의 연축이 있고 이를 간다. 대부분의 경우 심한 이급후증(tenesmus)과 직장의 외전이 있다. 일반적으로 심한 임상증상이 나타난 후 2일경에 사망 한다. 치명적이 아닌 경우에도 상태는 무척 나쁘며 회복도 매우 느리다. 사료섭취와 증체가 감소한 다. 성우에서는 임상증상은 드물게 나타나나 산유량이 감소한다.

(2) 병리학적 소견

사후변화로서 간장이 창백하고 굳으며 섬유소가 침착된다. 조직학적으로 주요 변화는 중심소엽괴 사, 담관증식 및 대정맥폐쇄증 등이다. 아플라톡신에 영향을 받은 어린 소의 콩팥은 황색으로서 지 방으로 둘러싸여 있다. 복수와 장간막부종이 빈번히 발생한다.

프로트롬빈의활성 감소로 인한 혈액응고부전이 일어나며, 혈장중의 aspartateaminotransferase (AST), γ-glutamyltransferase(γ-GT), lactatedehydrogenase(LDH), glutamate dehydrogenase 및 alkaline phosphatase(ALP)의 활성이 높아지며 빌리루빈(bilirubin) 농도가 증가한다. 단백뇨, 케톤 뇨 및 혈뇨 등도 나타난다.

(3) 젖으로의 배출

비유기의 동물에서 아플라톡신은 그 대사산물인 aflatoxin M1의 형태로 젖으로 배출된다. 아플라톡 신을 경구로 1회 투여한 소에서는 배출되는 총량의 85%가 젖으로 배출되며 오줌에서는 투여후 48시 간내에 검출된다. 4일 후에는 젖으로의 배출이 없으며, 오줌이나 분변에는 6일 후에는 배출되지 않 는다. 젖에 배출되는 아플라톡신의 총량은 섭취한 양의 0.39%이다. Aflatoxin B1은 0.6% 이하가 젖 으로 배출된다. 젖으로 배출된 아플라톡신의 양은 산유와는 관계가 없으며, 독성이 있는 사료의 급 여를 중지하면 3∼4일 후에 없어진다. 무시할 수 있는 양의 아플라톡신의 대사산물이 젖에 배출되 게 하기 위해서는 사료중의 aflatoxin B1의 수준이 0.05ppm 이하이어야 한다. Aflatoxin B1의 대사 산물인 aflatoxin M1의 수준이 젖에서 검출되려면 사료내에 46ppb 이상의 aflatoxin B1이 함유되어야 한다.

나. 양

양은 아플라톡신 중독에 대해 저항성이 매우 강하다. 독성이 높은 땅콩을 5년 동안 급여해도 암양에 서 수태율 저하와 각종 신생조직을 제외하고는 별다른 이상을 보이지 않는다. 양에 투여된 대부분의 아 플라톡신은 체내에서 파괴되며, 단지 투여량의 8%만이 젖, 오줌 그리고 분변으로 배출된다.

다. 산양

탈지된 분말 형태의 야자수 열매를 섭취하면 아플라톡신 중독을 일으킬 수 있다. 산양에서는 시스테 인, 메티오닌 또는 티오황산나트륨(sodium thiosulphate)를 단독으로 또는 복합하여 미리 급여하면 급성 아플라톡신 중독을 예방할 수 있다. 치사량의 아플라톡신을 섭취한 산양에서의 가장 효과적인 치료는 과량의 활성탄가루를 경구투여하고 21mg/kg의 stanozolol을 근육주사하거나 10mg/kg의 옥시테트라사이 클린(oxytetracycline)을 5일 동안 주사하는 것이다.

라. 돼지

중독된 돼지는 황달 및 식욕부진이 있으며 극도로 냉담하게 된다. 사후 변화로서 전신적인 황달이 있고 간장의 색깔이 회백색으로부터 옅은 오렌지색까지 다양하다. 담관증식이 뚜렷하나 대정맥 폐쇄는 나타나지 않는다. 혈액응고가 잘 일어나지 않으며 여러 부위, 특히 피하조직과 장간막하에 많은 출혈이 있다. 위의 식도부위에 궤양과 괴사가 있을 수있다. 복수와 장간막부종이 있으며, 특히 심장관상구에 지방의 장액성 위축이 있다. 실험적으로 아플라톡신 중독을 일으킨 돼지에서는 현훈과 냉담, 체중감소, 황달, 직장출혈 및 황색뇨 등의 임상증상을 보이며, 간장의 병변과 일치하여 간장 특이효소의 활성이 변 화한다. 또한 조직내에 아플라톡신이 잔류할 수 있으나 아플라톡신을 함유한 사료의 급여를 중단하면 4일 후에는 검출되지 않는다.

아플라톡신을 섭취하면 획득면역의 생성이 방해를 받을 수 있다. 사료 중의 셀레늄은 아플라톡신에 대한 방어효과를 갖고 있으며, 아플라톡신의 독작용은 단백질 결핍사료를 급여한 동물과 한냉 자극을 받은 동물에서 더욱 심하다.

마. 조류

아플라톡신은 산란율과 알의 크기를 감소시키나 이는 아플라톡신이 없는 사료를 급여하면 19일 이내에 정상으로 되돌아 온다. 오염된 사료를 급여한 가금의 간장과 근육에서 아플라톡신이 검출될 수 있다. 육계에서는 오염되지 않은 사료를 급여하면 조직으로부터 아플라톡신이 빠르게 사라진다.

아플라톡신은 병아리에서 골의 침착에 필요한 비타민D 요구량을 증가시킨다. 아플라톡신은 육계 에서 뼈의 강도를 저하시킨다. 또한 아플라톡신은 혈액응고를 방해하며 이로 인하여 아플라톡신에 중독된 조류가 정상적인 조류에 비하여 좌상(타박상)을 더욱 쉽게 입게 되는 것이다. 아플라톡신을 섭취한 닭에 서 비타민 A는 치사율(mortality rate)을 높인다. 아플라톡신 중독은 칠면조에서 캔디다증, 파스튜렐라증 및 살로넬라증 그리고 닭에서 콕시듐증과 마렉병에 대한 감수성을 증가시키며, 이는 아플라톡신에 의한 면역억제효과 때문이다.

사료내의 단백질과 지방함량을 높여주는 것은 주위 환경의 온도를 낮춰주는 것과 같이 아플라 톡신의 해로운 영향을 방지하여 준다.

바. 개

개는 aflatoxin B1을 경구로 또는 복강내로 투여할 때 특히 감수성이 높다. 육안적 병변으로서 흉강과 복강 전체에 걸쳐 장막하 및 점막하 출혈이 있으며, 간장에 황반이 나타난다. 담낭, 췌장, 콩팥, 흉선, 신장 및 부신에 여러 가지의 괴사와 출혈이 있으며, 현미경적 소견으로서 간장세포괴사, 지방성 변태, 담관비후, 섬유증 및 간장세포 변성 등이 나타난다.

만성 아플라톡신 중독에서는 무열상태(afebrile condition), 체중 감소, 황달, 빌리루빈뇨 및 복수 등이 있다. 실험적으로 5개월 동안 아플라톡신에 노출시키면 간염과 많은 결절들이 생기며, 그 병변은 개체간 에 차이가 있다.

사. 밍크

밍크에서 아플라톡신 중독중이 보고되어 있으며, 실험적으로 아플라톡신을 투여할 경우 혈장 콜레스테 롤 농도와 alkaline phosphatase(ALP) 활성이 증가한다. 뚜렷한 간장병변으로서 출혈과 적황색 반점이 있으며, 조직학적으로 지방침윤, 담관비후, 담즙정체, 위관형성(pseudotubular formation), 충혈 및 섬유 소증 등이 나타나며, 간종양이 발생한다.

4. 진단

가축에서 아플라톡신 중독의 진단에는 여러 가지 인자들이 포함된다. 곰팡이가 핀 사료는 진단에 도움이 되나 곡물을 분쇄하거나 고형사료를 만드는 과정에서 곰팡이의 발육은 감추어질 수 있다. 특징적인 병변과 임상병리학적 변화가 도움이 된다. 사료를 오리에 먹이는 생체시험이나 사료의 화학적 분석으로 낮은 수준의 아플라톡신을 검출할 수 있다. 자외선하에서 사료의 형광을 비춰 보는 방법으로 추정할 수는 있으나 확정할 수는 없다. 렙토스피라증, 콜탈중독, 구리중독 및 활나물 중독과 감별 진단되어야 한다.

5. 치료

아플라톡신 중독에는 특별한 치료법이 없다. 아플라톡신에 의한 간장 손상이 있을 경우에 소화가 쉬운 저지방사료 및 지방간 치료제를 투여하고 자극을 주지 않는 것이 효과적이다. 적절한 단백질 사료를 공급하는 것이 아플라톡신에 대한 저항성에 도움을 준다. 현재로서는 사료에 오염된 아플라 톡신을 파괴하는 실제적인 방법이 없으므로 오염된 사료는 상품화되어서는 안된다.

 [참고문헌]

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  2. Humphreys, D. J. : Veterinary Toxicology, 3rd Ed. pp 283;291, Bailli?e Tindall, London, 1988
  3. Buck, W. B. 등 : Clinical and Diagnostic Veterinary Toxicology, 2nd Ed. pp 261;274, Kendall/Hunt Publishing   Company, Iowa, 1976