간 독성

간독성(Hepatotoxicity)은 체내로 들어온 다양한 화학물질이 간에 손상을 주는 현상을 말하며, 독성의 발생 원인과 메커니즘은 매우 다양합니다. 간은 체내에서 대사, 해독, 저장 등의 생리적 기능을 담당하는 핵심 기관으로, 독성학적으로도 매우 중요한 역할을 합니다. 특히 체내에 유입된 화학물질을 대사 또는 생체 내 전환을 통해 더 극성 높고 수용성 강한 형태로 바꾸어 배설을 용이하게 하는 기능은 간이 독성물질의 주요 처리기관임을 입증합니다.

1. 간의 구조 및 생리적 기능

간은 인체 내에서 복강의 우상부, 횡격막 바로 아래에 위치한 장기로, 성인 기준 1,200~1,500g의 무게를 가집니다. 구조적으로 간은 **겸상간막(falciform ligament)**에 의해 좌엽과 우엽으로 나뉘며, 일반적으로 우엽이 좌엽보다 훨씬 큽니다. 우엽에는 담즙이 저장되는 **담낭(gall bladder)**이 존재합니다.

간으로 유입되는 주요 혈관은 다음 두 가지입니다.

• 고유간동맥(hepatic artery): 산소를 간으로 공급
• 문맥(portal vein): 소장에서 흡수된 영양소를 간으로 운반

간이 수행하는 주요 기능은 아래와 같습니다:

• 당 대사: 포도당을 글리코겐으로 전환하여 저장
• 단백질 대사: 아미노산으로부터 혈장 단백질 합성
• 지질 대사: 콜레스테롤, 인지질, 중성지방 등 합성
• 해독 및 방어작용: **성상세포(Kupffer cell)**를 통한 식균 작용으로 노화된 적혈구, 세균, 독성물질 등을 제거

독성학적 관점에서 간은 화학물질의 대사와 해독의 중심 장기입니다. 간은 혈중 독성물질의 농도를 일정하게 유지하고, 이를 무독화시켜 배설하는 데 핵심적 역할을 합니다. 그러나 모든 간 대사가 유익한 것만은 아닙니다. 어떤 화학물질은 간 대사 과정을 통해 오히려 더 강한 독성물질로 변환되기도 합니다. 대표적인 예로 유기인계 살충제인 Parathion과 Malathion이 있습니다. 이들은 체내에 유입된 후 간의 P-450 효소계에 의해 활성 독성체로 변환되어 강력한 독성을 나타냅니다.

예를 들어, Parathion은 간 미소체에서 황(S)이 떨어지고 산소(O)가 붙으면서 Paraoxon으로 전환되며, 이는 **항콜린에스테라제(acetylcholinesterase)**를 강하게 억제하여 Parathion보다 수천 배 강한 독성을 보입니다. Benzo(a)pyrene 또한 benzo(a)pyrene-7,8-diol-9,10-epoxide라는 활성체로 전환되어 강력한 발암성을 나타냅니다.

2. 간독성 물질과 간독성 메커니즘

현재까지 밝혀진 간독성 유발물질과 주요 메커니즘은 다음과 같이 분류됩니다:

(1) 지방 축적 (Steatosis)

다수의 화학물질은 간세포 내 Triglyceride 형태로 지방을 비정상적으로 축적시킵니다. 이는 지방 합성 증가와 지방 운반 감소의 불균형에서 비롯됩니다. 이로 인해 혈장 내 지질 및 단백질 수치가 감소합니다. 대표적인 예로, 금식한 흰쥐에 **사염화탄소(CCl₄)**를 투여했을 때, 2시간 내 혈장 트리글리세라이드 농도가 급격히 상승하는 것이 확인되었습니다.

(2) 단백질 합성 억제

간독성 물질은 세포 내 단백질 합성을 직접 억제할 수 있습니다. 예를 들어, Ethionine은 아미노산이 소포체에서 단백질로 전환되는 과정을 방해하며, Dimethylnitrosamine은 투여 3시간 내에 단백질 합성을 현저하게 억제합니다. 이는 RNA 메틸화에 의해 mRNA가 소실되고 **폴리리보솜(polyribosome)**이 기능을 상실함으로써 발생합니다. CCl₄, Galactosamine 역시 동일한 방식으로 단백질 합성을 저해합니다.

(3) 지질 과산화 (Lipid Peroxidation)

사염화탄소는 간에서 대사되는 과정에서 **자유라디칼(free radical)**을 생성합니다. 이 라디칼은 효소의 **sulfhydryl기(-SH)**를 알킬화하고, 지질이 풍부한 간세포의 막을 손상시켜 구조적·기능적 이상을 유발합니다.

(4) 칼슘 항상성 변화

정상 세포의 **세포 내 칼슘 농도(Ca²⁺)**는 약 150nM 수준으로 유지됩니다. 그러나 독성물질은 세포막의 이온 통로를 교란시켜 칼슘 유입을 증가시키고, 결과적으로 세포골격이 붕괴되며 기포 형성, 막 파괴, 효소 비정상 활성화 등이 연쇄적으로 일어납니다. 유발 물질로는 CCl₄, Galactosamine, Chloroform, CS₂(이황화탄소) 등이 있습니다.

(5) 담즙 정체 (Cholestasis)

담즙 정체증은 독성 메커니즘이 명확히 규명되진 않았지만, ANIT(α-naphthylisothiocyanate), 특정 스테로이드, 망간 등으로 실험동물에서 유도된 바 있습니다. 사람에서도 담즙 정체증은 약물이나 환경 독소에 의해 유발될 수 있으며, 이에 대한 역학적 연구가 지속되고 있습니다.

(6) 간경변 (Cirrhosis)

간경변증은 만성적 염증과 섬유화로 인해 간 조직이 섬유성 결합조직으로 대체되는 질환입니다. 이는 콜라겐 격막의 형성으로 간 구조가 변화하는 병리적 상태입니다. 대표적 유발요인은 장기간 CCl₄ 노출, Aflatoxin, 만성 음주 등이 있습니다.

(7) 간암 유발 (Hepatocarcinogenesis)

동물 실험에서 확인된 간암 유발 물질은 매우 다양하며, 다음과 같은 천연 및 합성 화학물질이 있습니다:

• 천연물: Aflatoxin B, Mycotoxin, Alkaloid, Safrol 등
• 합성물: Dialkyl nitrosamine, 유기염소계 농약, PCBs, CCl₄, Chloroform, Vinyl chloride, Acetylaminofluorene, Thioacetamide, Dimethylbenzanthracene, Galactosamine 등

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결론적으로, 간은 인체 내 해독 및 대사의 중심기관이며, 다양한 내·외인성 독성물질에 의해 손상될 수 있습니다. 이러한 간독성은 단순한 조직 손상에서부터 생명 위협 수준의 발암까지 이르기 때문에, 간독성 유발물질에 대한 지속적 감시와 연구, 그리고 환경 노출 최소화가 필수적입니다.