기형발생물질과 임신시기 


전통적인 관점에서 기형학은 수정 후부터 출산까지의 기형유발물질의 노출 시기와 출산 후 눈으로 보이는 형태학적 기형에 집중되어 있었다. 


그러나, 다양한 관련 과학의 발전은 임신이라는 과정은 수정되어 배아를 형성하는 정자, 난자가 만들어지는 배우자형성기(gametogenesis)의 연장선상에 있음을 명백히 하고, 또한, 이시기의 기형발생물질의 노출에 따른 가능성 있는 부정적인 결과에 관심을 가지게 하고 있으며, 이제는 출산 시에 알 수 있었던 구조적 기형을 포함해서 청소년기를 지난 후의 기능손상 까지도 관심을 가지게 하고 있다. 


임상에서도 임신한 많은 여성들은 남편이 복용한 약물에 관해서 그리고 임신을 계획한 상태에서 약물을 복용하고 있을 때 언제부터 임신이 가능한지, 그리고 임신 중 기형발생 가능 약물 및 물질에 노출되었을 때 기형아 출산 말고도 향후 성장기에 나타날 수 있는 장기적인 문제와 정신지체와 같은 기능적 손상에 관해서도 많은 질문과 관심을 보이고 있다. 


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                                                              정자형성과정 



수정 전 난자나 정자가 형성되는 과정에서의 기형발생물질의 노출이 부정적인 임신 결과와 관계 있는가? 


사용자 삽입 이미지여성의 일생동안 배란 될 난자(eggs)들은 출산 전 난모세포(oocytes)로 생성되어 감수분열(meiosis)의 특정시기에 멈추어 있다가, 단지 여성이 사춘기가 되어 임신을 할 수 있을 때만 마지막 단계를 경험한다. 따라서, 수정 전 난자의 경우 분할하지 않은 세포(non-dividing cells)로 유지되기 때문에 손상에 저항력이 강할 것으로 추정되고 있다. 


하지만, 남성의 생식세포는 정자가 형성되는 과정에서 여러번의 유사분열(mitotic division)과 감수분열(meiotic division)을 경험하게 된다. 이러한 여러번의 분열과정은 화학물이나 환경물질에 취약하다는 점에서 중요하다. 


일부 연구에서 용접공, 페인트공, 또는 소방수들이 불임이나 자연유산, 기형아출산과 같은 불량한 임신결과와 소아기 암의 위험률이 높은 것으로 보고하고 있다. 하지만, 이러한 부정적인 결과들과 특정 화학물질과의 구체적 연관성은 밝혀지지 않고 있다. 이러한 이유로 인간에서의 노출은 일반적으로 복합적이고, 노출된 양이나 기간 그리고 화학물질간의 상호작용에 관한 정보의 부족이 포함된다. 


남성이 약물이나 화학물같은 기형유발물질에 노출되는 경우 불량한 임신결과로 나타날 수 있는 이론적인 기전들을 살펴보자. 


첫째, 성교동안 정액(seminal fluid)이 직접 화확물을 배아나 태아에게 전달 할 수 있다. 동물실험에서 마취성 진통제인 메타돈(methadone), 모르핀(morphine), 그리고 cyclophosphamide와 같은 항암제를 교미 전에 주는 경우 불량한 임신결과를 나타낸다. 특히 cyclophosphamide의 경우 용량의존적으로 배아의 숫자가 감소한 것으로 나타났다. 


둘째, 정상적인 남성의 고환(testis)의 기능은 hypothalamic-pituitary complex로부터 오는 호르몬의 신호에 의존함. 하지만, 농약의 일종인 DDT의 대사물인 p,p’-DDE는 이들 complex와 고환사이의 소통을 방해함으로써 정자형성에 영향을 미칠 수 있다.


또한, 일부 화학물들로 TCDD(2,3,7,8-tetra-chlorodibenzo-p-dioxin)나 hexadione은 고환의 Sertoli 세포, 그리고 ethane dimethanesulphonate는 Leydig 세포를 표적으로 하여 발생할 세포의 파괴는 정자의 양이나 질에 영향을 미칠 수 있는 것으로 알려져 있다. 


셋째, 기형발생물질이 고환(testis)에서 정자형성동안 또는 부고환(epididymis)에서 정자의 성숙과정동안 남성의 생식세포에 직접적으로 영향을 미치는 것이다.


고환에서 정원세포(spermatogonia)는 여러번의 유사분열 후에 정모세포(spermatocytes)가된다. 그다음에 두 번의 감수분열 후에 정세포(spermatid)가 된다. 그다음에 그들의 핵물질을 응축시키고 세포질의 대부분을 제거한 후 결국 정자(spermatozoa)가 된다.


정자형성의 단계 


따라서, 우리는 노출과 교미 후에 나타나는 부정적 영향이 나타나는 시간에 근거하여 기형발생물질에 의해 영향을 받는 정자형성의 단계를 추론할 수 있다.


예를 들면, 랫드에서 약물이나 방사선에 노출된 후 첫 주 동안 태자에서 나타나는 효과는 부고환에서 처음 정자(spermatozoa)가 영향을 받았음을 의미한다. 또한, 수정전 2-4주에 노출은 정세포(spermatid)로서 처음 영향을 받은 생식세포에 관한 효과를 나타내며, 수정전 5-6주에 노출은 정모세포(spermatocytes)로서 노출된 생식세포에 관한 효과를 나타내며, 수정전 7주 이전에 노출은 정원세포(spermatogonia)로서 처음 생식세포에 관한 효과를 나타낸다 할 수 있다. 


항암제인 cyclophosphamide는 노출된 시기와 노출량에 따라서 매우 다른 효과를 나타낸다. 정원세포(spermatogonia)때 cyclophosphamide에 노출되는 경우 기형 발생률이 증가하고, 성장장애가 나타난다. 


그러나 정세포(spermatid)나 정자(spermatozoa)가 낮은 용량의 cyclophosphamide에 노출되는 경우 착상 후 태자 손실이 증가되지만, 기형이나 성장장애는 나타나지 않는다. 한편, cyclophosphamide의 경우 더욱 흥미를 끄는 것은 랫드에서 착상 후 태자손실과 기형 그리고 심지어 행동장애를 일으키는 효과뿐만 아니라 2세대인 손자에게까지 영향을 미친다는 점이다. 


한편, 정자는 부고환을 통과하는 동안 난자에 수정할 수 있는 능력을 얻게된다. 방사선이나 약물들은 부고환(epididymis)과 정관(vas deferens)에서 정자에 영향을 미칠 수 있다. 냉각제로 사용되는 메칠 클로라이드(methyl chloride)의 경우 부고환의 염증반응을 증가시킴으로써 배아의 손실을 증가시킨다. 


하지만, 항염증제의 처치는 이러한 효과를 역전시킬 수 있다. cyclophosphamide는 노출된 정자가 부고환의 전반부인 두부나 체부에서 일어났을 때 착상 후 태자손실이 증가된다. 그러나 부고환의 미부에서 노출되었을 때는 이러한 태자손실은 일어나지 않는다. 


결국 손상에 대한 생식세포의 반응은 손상의 시기와 손상의 정도에 의존한다. 하지만, 다행히, 오늘날까지 인간에서의 연구결과는 항암치료나 방사선에 노출된 남성에서 태어난 어린이들에서 기형아 발생의 증가나 유전질환의 증가는 보고되지 않고 있다. 


그러나, 관련 과학자들은 이들 인간에서의 연구는 아직은 적어서 연구 효과를 정확히 파악하는데 한계가 있음을 지적하고 있으며, 위의 예에서 보여주는 것처럼 동물실험에서 정자에 의해서 매개되는 많은 부정적인 임신결과가 보고되고 있기 때문에  


임신을 계획하는 예비임신부부의 경우 최소한 임신에 임박해서 인간에서의 정자 형성과정이 64일로 알려져 있으므로 최소 임신 3개월 전부터는 생식세포에 영향을 줄 수 있는 기형발생물질의 노출을 피하는 것이 바람직해 보인다.


사용자 삽입 이미지 한정열 ” 한국마더세이프전문상담센터 센터장
               관동대 제일병원 산부인과 교수











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