동물이나 인체에서 필수원소의 하나인 망간은 결 핍시에는 성장장애, 골격변형, 생식불능이나 신생아 사망 등을 유발하고(Hurley, 1981), 과다 노출시에 는 망간중독증을 일으키는 것으로 알려져 있다. 일 반적인 노출원은 망간광석, 망간제련 및 합금, 망간 함유 세라믹, 건전지의 분극제, 화학공업의 산화제, 농약 생산 및 망간 흄이 발생하는 용접작업 등의 직 업적 노출이며, 최근 무연가솔린 및 제트연료의 항 녹킹제로 이용되는 m e t h y l – c y c l o p e n t a d i e n y l manganese tricarbonyl (MMT)에 의한 노출도 문제시 되고있다(Zayed et al, 1999). 또한, 고농 도의 망간을 함유하는 곡물과 육류의 섭취 및 살충 제에 의해 오염된 음식물을 통해서도 흡수될 수 있 으며, 성인의 경우 1일 약 4 ㎎이 식품섭취를 통해 흡수된다(U.S.EPA, 1984). 망간중독증의 초기에는 피로감, 두통, 수면과다, 무기력 및 무관심과 같은 비특이적 증상과 정서변화, 정서불안정, 강박성 웃음 및 환각과 같은 증상이 주를 이루어 망간정신병(manganese psychosis)이라 불리 우며, 노출이 지속되면 진전, 구음장애, 보행장애, 행 동이 느려지는 증상, 소자증 및 자세이상 등 특발성 파킨슨병에서 나타나는 추체외로계 이상소견과 유사 한 운동장애가 나타나는 것이 특징이다(Calne et al., 1994; Huang et al., 1998). 최근, 망간중독 과 파킨슨병의 임상 양상의 유사성으로 인해 일부 신 경변성질환의 발병에 망간과 같은 전이금속이 관련된 다는 환경성 원인설에 대한 관심이 증대되고 있다 (Feldman, 1992). 망간에 의한 신경독성의 병리기전에 대해 현재까 지 명확하게 밝혀져 있지 않지만, 망간중독 후 경과 시기에 따라 생체에서 관찰되는 생화학적 변화에 차 이가 있는 것으로 알려져 있다. 즉, 초기에는 도파민 생성에 관여하는 tyrosine hydroxylase의 활성도 증가(Bonilla, 1980), 선조체의 도파민 교체율 (turnover rate)의 증가(Barbeau, 1984), Nmethyl-D-aspartate (NMDA) 의존성 글루탐산 염(glutamate) 수용체에 의해 매개되는 시납스전 도파민 자가수용체의 손실(Cuesta de Di Zio et al., 1995) 등이 관찰되는데, 이 결과들은 뇌조직의 도파민 농도나 활동성 증가가 중독 초기에 보이는 정신분열증과 유사한 임상증상의 발현과 관련됨을 시사한다. 반면 추체외로계 관련 증상은 도파민을 비롯한 카테콜아민의 자가산화반응의 증가와 그 대 사산물인 cyclized ortho-quinone 및 부수적으로 생성된 산소유리기가 세포독성에 기여하여 이로 인 한 뇌조직내 도파민 농도의 일시적인 감소와 관련되 며, 만성 망간중독증은 산소유리기(oxygen free r a d i c a l )와 a p o p t o s i s에 의한 세포사(cell death)가 기여하는 것으로 알려져 있다(Archibald & Tyree, 1987; Segura-Aguilar & Lind, 1989). 한편, 뇌조직은 산소유리기의 민감한 표적물인 다 가불포화지방산(polyunsaturated fatty acids), 특히 다수의 이중결합 구조를 지닌 e i c o s a p e ntanoic acid와 docosahexanoic acid가 타 조직에 비해 풍부하게 존재하고(Esterbauer et al., 1991), 뇌세포의 O2 소모량이 많은 점, Fe2 +의 풍부 함 및 catalase 같은 항산화 효소의 부족( H a l l i w e l l , 1992) 등의 이유로 인해 산화적 스트레스에 의해 쉽 게 지질과산화반응이 일어나는 것으로 알려져 있으 며 최근에는 파킨슨병, 알쯔하이머병, 근위축성 측 삭경화증(amyotrophic lateral sclerosis)과 같은 신경변성질환의 병인으로 산소유리기와 지질과산화 반응이 지목되고 있다(Halliwell & Gutteridge, 1 9 9 8 ) . 이 연구는 망간에 의한 신경독성이 산소유리기에 의해 매개된 과다한 지질과산화반응에 기인한다는 가 설 하에 망간을 투여한 흰쥐 뇌의 선조체에서 s u p e roxide dismutase (SOD) 활성도, malondialdehyde (MDA) 농도 및 지방산 조성 변화를 비교·분 석함으로써 망간중독증의 병리기전에서 산화적 스트 레스의 역할을 구명하고자 하였다.
