바다나 물에서 나타나는 약물 오염물질은 적어도 한 생물체에게는 혜택을 주는 것처럼 보인다. 이러한 효과는 표준적인 위험평가에서는 빠져 있다. 일상적인 항우울증 약물에 노출된 물고기들은 좀 더 활동적이고 노출되지 않은 물고기보다 생존의 확률이 높다는 연구결과가 학술지 <Environmental Research Letters>지에 발표되었다. 이러한 연구결과에 따르면, 표준적인 약물의 수로에 미치는 환경 영향 평가방법에는 이러한 일부 약물의 영향이 빠져 있다. 그 이유는 이들은 항상 해로운 약물에만 초점을 맞추기 때문이라고 이번 연구의 저자들은 주장했다.

스웨덴의 우메아 대학 (Umea University)의 조나탄 클라민더 (Jonatan Klaminder)의 연구팀은 농어류의 민물고기인 유라시안 퍼치 (Eurasian perch, Perca fluviatilis)를 벤조디아제핀 (benzodiazepines)이라는 이름으로 광범위하게 항우울증 약물로 쓰이고 있는 약물성분인 옥사제팜 (oxazepam)에 노출시켰다. 표준적인 생태독성실험은 실험실에서 배양된 스트레스없는 건강한 물고기를 사용한다. 통제그룹의 경우에는 100%의 생존율을 갖도록 디자인되었으며 그래서 테스트 그룹에서의 생존율의 감소는 비교를 통해서 쉽게 포착되도록 했다. 하지만 통제그룹이 거의 완벽한 생존율을 보이는 상황에서는 생존율의 증가를 찾아내는 것은 어려운 일이었다. 그래서 클라민더의 연구팀은 정반대의 접근법을 선택했다. 이들은 물고기에 두 가지 민감한 생명주기 단계에서 약물에 노출시켰다: 하나는 겨울이 지나고 나서 최근에 해빙된 스웨덴의 호수에서 잡아올린 두 살 된 야생 퍼치이며 다른 하나는 어란으로 발달이 이루어지고 있는 배아가 담겨진 것이다. 이들은 야생상태에서는 실험상황보다는 좀 더 사망률이 높기 때문에 좀 더 실제적인 조건에서 실험을 수행했다고 밝혔다.

연구자들은 리터당 1,000마이크로그램의 높은 농도의 옥사제팜을 사용했으며 낮은 농도에서는 1 μg l−1를 사용했다. 적은 양은 도시의 수중환경에 적절하다. 그 이유는 1.9 μg l−1의 옥사제팜 농도는 수로의 오수처리과정에서 측정되는 농도이기 때문이다. 처리되지 않은 그룹의 경우에는 야생에서처럼 사망률이 물고기 단계와 어란 단계에서 높게 나타났다. 하지만 높은 약물농도에서는 노출되지 않거나 낮은 농도에서 노출된 그룹과 비교해서 어란단계의 생존율이 높게 나타났다. 그리고 이 두 가지 양은 성체 물고기의 생존율도 높였다. 클라민더는 “우리가 약학적인 요소를 포함시킨다고 할 때 오염연구의 새로운 장을 연 것이다. 그 이유는 이 효과는 우리가 생각한 것처럼 전통적이지 않기 때문"이라고 말했다.

아직까지 이러한 효과는 생태계 전체에 긍정적이지는 않다. 영국 요크대학의 생태학자인 캐트린 아놀드 (Kathryn Arnold)는 “만일 한 약물이 한 생물종에 혜택을 줄 수 있다면 이것은 그 포식자나 경쟁생물종에게는 부정적인 영향을 주는 것이다. 현재 위험평가는 먹이사슬을 통한 간접적인 영향에 대해서는 설명하지 않는다”고 말했다. 지난해 클라민더의 연구팀은 옥사제팜이 물고기의 행동을 변화시킨다는 연구결과를 발표한 바 있다. 이와 유사한 결과가 최근 연구에서도 나타났다. 약물에 노출된 물고기는 좀 더 활동적이고 강력하고 사회성이 떨어졌다. 이러한 행위에 미치는 영향이 생존에 미치는 영향을 조사하면서 발견한 것이라고 클라민더는 주장했다.

비록 증가된 활동성은 약물에 대한 놀라운 반응일 수 있지만 연구자들은 이것은 스트레스를 줄였기 때문에 일어난 것이며 그래서 물고기가 더 용감해질 수 있었다는 것이라고 설명했다. 결국 물고기들은 주변의 물고기와 지내는 시간을 줄이는 대신에 먹이를 찾는 시간을 더 할애했으며 그래서 생존율의 증가로 이어질 수 있었을 것이다. 하지만 클라민더는 이러한 행위변화가 야생상태에서는 생존에 동일한 영향을 줄 수 있는지는 확신할 수 없다고 조심스럽게 접근했다. 그는 “좀 더 용감해진 작은 물고기는 그 포식자에 잡혀 먹힐 가능성이 높다”고 말했다. 다른 가능한 설명은 독물이 무해농도에서 생체에 미치는 영향인 호르메시스 (hormesis)로 낮은 농도의 약물이 높은 농도의 약물에 정반대의 결과를 가져오는 것이라고 요크 대학의 환경과학자인 알리스타 박스얼 (Alistair Boxall)은 주장했다. 아무도 어떻게 호르메시스가 작동하는지 모른다고 그는 말하면서 “이것은 흥미로운 설명방식”이라고 말했다.

좀더 큰 문제제기는 이러한 영향이 다른 약물에 확대될 수 있으며 다른 생물종과 다른 환경조건에 확대적용될 수 있는가의 여부이다. 미네소타주의 미국 환경보호청 (US Environmental Protection Agency)의 독성학자인 제랄드 앤클리 (Gerald Ankley)는 “이것은 사후 연구가 이루어져야 할 주제이다. 하지만 한 가지 조건에 근거하여 결론을 내리는 것은 미숙한 것”이라고 말했다.

출처: <네이처> 2014년 8월 8일 (Nature doi:10.1038/nature.2014.15694)
원문참조:
Klaminder, J., Jonsson, M., Fick, J., Sundelin, A. & Brodin, T. Environ. Res. Lett. 9, 084003 (2014).
Brodin, T., Fick, J., Jonsson, M. & Klaminder, J. Science 339, 814–815 (2013).  

KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』 2014-08-12