Growth Performance and Physiological Changes of Olive Flounder Paralichthys olivaceus by Concentration of Ozone Produced Oxidants in Semi-RAS

(1)

688

서 론

넙치

(Paralichthys olivaceus)

는우리나라해산어류양식산업 에서중요한위치를차지하고있으며

,

양식넙치의약

60%

가생 산되는제주도에서는중요산업으로자리잡고있다

(KOSIS,

2018).

제주도남동부연안은지하해수의활용이용이하여자

연스럽게양식장의밀집화가이루어졌으며

,

넙치의서식생태 를고려하여사육과시설관리가용이한육상수조에서유수식 으로넙치를사육하고있다

(Kim and Kang, 2011).

그러나밀 식과점진적으로증가하는질병발생으로환수량이점차증가 하였다

.

결국지하해수의적극적인활용과환수량의증가등의

대응은운영경비의증가시켜수익성은감소하였고

(Park et al., 2014a),

연안해수의자가오염을마저일으키고있다

(Roh et al.,

2018).

또다른대응방안인사육수의재사용은운영경비절감

에는도움이될수있으나

,

재사용된사육수에혼재된잔여사료 와분변은사육수질을크게악화시키며

,

오히려질병확산에기 여한다

.

^하물며^배출수^{오염물질총량은}^기존과^차이가^없어^연 안해수의자가오염을방지하기는어렵다

.

따라서최근에는사 육수의수온

,

수질그리고병원성미생물의관리가용이한순환 여과시스템의도입이검토되고있다

.

순환여과시스템은독립 적으로통제된양식환경의조성이가능하고

,

수온및수질의급 격한변화에적극적으로대응할수있다

.

^또한^제주도의^경우^사

반순환여과시스템에서 오존 유래 잔류산화물 농도에 따른 넙치(Paralichthys olivaceus)의 성장과 생리학적 변화

정상명·박우근·박정환

¹

·김재원·김병기*

강원도립대학교 해양양식식품과, ¹부경대학교 해양바이오신소재학과

Growth Performance and Physiological Changes of Olive Flounder Paralichthys olivaceus by Concentration of Ozone Produced Oxidants in Semi-RAS

Sangmyung Jung, Woogeun Park, Jeonghwan Park¹, Jaewon Kim and Pyong-kih Kim*

Department of Aquaculture and Seafood, Gangwon State University, Gangneung 25425, Korea

1Department of Marine Bio-Materials and Aquaculture, Pukyong National University, Busan 48547, Korea

This study investigated the effects of ozone-produced oxidants (OPO) on the growth, hematology, and histology of olive flounder Paralichthys olivaceus (average weight 500 g), raised in an ozonated semi-recirculating aquaculture system. The system was ozonated to maintained OPO concentrations of 0.004 (Control), 0.014 (OPO15), and 0.025 (OPO25) mg Cl

₂

/L in culture tanks for 26 days. The specific growth rate, feed conversion ratio, and survival rate did not significantly differ among the groups (P>0.05), while the daily feeding rate decreased OPO-dose-dependently (P<0.05). OPO appeared to affect the gill, hepatopancreas, and kidney tissues of fish from ozonated tanks. Hemato- logically, OPO affected some blood indices. The levels of chloride, glucose, glutamic oxaloacetic transaminase, and glutamic pyruvic transaminase were significantly increased in the ozonated groups, while the total cholesterol and cortisol decreased dose-dependently. These results imply that long-term exposure of olive flounder to an OPO con- centration ≥ 0.014 mg Cl

₂

/L might result in damage to the gill, hepatopancreas, and kidney tissues and cause physi- ological stress, albeit with no apparent short-term effects on growth or survival.

Key word: Ozone, Ozone-produced oxidants, Semi-RAS, Hematology, Histology

*Corresponding author: Tel: +82. 33. 660. 8221 Fax: +82. 33. 660. 8225 E-mail address: [email protected]

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Received 21 November 2018; Revised 5 December 2018; Accepted 14 December 2018 저자 직위: 정상명(연구원), 박우근(연구원), 박정환(교수), 김재원(교수), 김 병기(교수)

https://doi.org/10.5657/KFAS.2018.0688

Korean J Fish Aquat Sci 51(6), 688-696, December 2018

(2)

육수의일간환수량은시설수량대비

15-30

^배

(NFRDI, 2016)

인것을감안하면순환여과시스템은비교적적은환수량으로 넙치의육성이가능하여

,

오염물질의수처리가가능하여연안 의자가오염을방지할수있다

.

순환여과시스템의양식생물의 질병에대응하는방법중에서오존산화법이널리활용되고있 으며

,

^오존은^상태^{불안정성으로}^인한^{자가분해성}^{산화반응과}

ozone produced oxidants (OPO)

와같은

2

차산화물들의연쇄 적산화작용으로효과가나타난다

(Haag and Hoigne, 1984).

순 환여과시스템에오존의적용은북미및북서유럽지역을중심 으로지속적으로증가하고있으며

(Sharrer and Summmerfelt, 2007; Davidson et al., 2011),

^{순환여과시스템에}^널리^적용되는 공정들

(Sedimentation, Foam fractionation, Biological filter)

과병용시사육수의고형물질제거성능이향상되는것으로보 고되고있다

(Krumins et al., 2001; Park et al., 2011, Schroeder et al., 2015).

또한오존은병원성미생물과바이러스의사멸능 력이탁월하고

(Liltved et al., 2006; Sharrer and Summerfelt, 2007; Jensen et al., 2011; Cobcroft and Battaglene, 2013),

질 소화합물의감소효과가있는것으로보고되어있다

(Tango and Gagnon, 2003; Schroeder et al., 2011; Wold et al., 2014).

그럼 에도불구하고해수에서오존처리시발생되는

OPO

는독성이 매우강하고장시간동안잔류하여양식생물에게유해한영향 을미치는것으로알려져있다

(Paller and Heidinger, 1980; Oh et al., 1999; Ritola et al., 2002; Reiser et al., 2011).

따라서양 식용수중에포함된병원성미생물을질병예방차원의유효성 있는수준으로낮춰운전하려면상대적으로양식생물에대한 안전성확보가더욱어려워진다

.

^또한^{양식어종마다}

OPO

^에^대 한내성이상이하여생물위해성의공정표준화가어려우며

,

수 질환경에따라그효과와메커니즘의차이가있어명확한활용 방법을제시하지못하고있다

.

오존을순환여과시스템의수처 리성능향상과질병대응에적절하게사용한다면양식생산성 향상에도움을줄수있을것으로사료되나

,

^국내의^경우^상업 적목적의해산어류양식장에안정적으로활용한사례가매우 적어양식어민들이현장의도입에대한우려가상존하고있다

.

따라서본연구는오존이적용된상업적인반순환여과시스템

(semi-RAS)

에서넙치를장기간사육하면서성장효과와주요

장기및혈액성분의생리학적변화를조사하여실제넙치양식 산업에적용가능한적정농도를제시하고자하였다

.

재료 및 방법

사육시스템

사육용순환여과시스템은

Fig. 1

과같이

poly-propylene (PP)

원형사육수조

(ø 4 m×H 1 m, 2

개

),

살수식생물여과조

(ø 1.6 m×H 2 m, 1

개

,

직경

2-3 mm

스티로폼비드여과매질로이용

),

거품분리기

(ø 0.9 m×H 2.5 m, 1

개

)

및침전조

(ø 0.7 m×H 1.2 m, 1

^개

)

^로^{구성하였다}

.

^일간^보충^수량은^시설^수량

(

^총

35 m

³

)

^의

3

배로

,

내부순환율은일간

24

회전으로각각설정하였다

. 오존시스템과 주입 농도

오존은산소발생기

(Aqua 7L, Oxus, Gapyeong, Korea)

에서

생성된 순도

95%

^이상의 ^고순도 ^산소를 ^수냉식 ^{오존발생기}

(OZN-100, Ozone Engineering, Incheon, Korea)

에 공급하 여 발생시켰으며

,

생산된오존은내부순환수와연결된용해 기

(SUS316, Ozone Engineering, Incheon, Korea)

로용해하 였다

.

오존이 용해된내부순환수는 저수조에서 전체내부순 환수와혼합된후사육조로유입되도록하였다

.

^{오존시스템의} 오존주입농도와주입시간은사육수조내의

OPO

농도를기 준으로조절하였다

.

수중

OPO

농도는

DPD (N,N-diethyl-p- phenylenediamine)

발색법을 이용하여

(CLX online residual oxidant and chlorine monitor, 0-10 mg Cl

₂

/L)

측정하였다

(Buchan et al., 2005).

^사육수의^오존주입^{운전농도는}

Oh et al.

(1999)

와

Park et al. (2018)

의결과를참고하여

OPO

농도기 준으로

0.004±0.005 mg Cl

₂

/L (Control), 0.014±0.009 mg Cl

₂

/L (OPO15), 0.025±0.010 mg Cl

₂

/L (OPO25)

가되도록유 지하였다

(P<0.05).

오존주입량은사육수내

OPO

농도를

90

초 간격

(

^일간

960

^회

)

^으로^측정하여^{오존발생기에}^반영하여^자동 제어하였다

.

어류의 수용 및 사육 조건

평균체중

500 g

크기의넙치를실험수조에

2

반복으로수용 하고실험을실시하였다

.

실제넙치육성시성장이빠르며질병 에노출되기쉬운하절기의양식현장에부합하는실험환경을 조성하고자

,

수용밀도는상업적수준인수조당

20 kg/m

²으로 수용하고

,

총어체중량이각각

250 kg

이되도록하였다

.

일간

2

회

(09:00, 18:00)

실험사료

(

광어블루칩상품사료

, Woosung, Daejeon, Korea)

를만복공급하였으며

,

각각의실험구는동일 한시설에서

26

^일간씩^반복으로^{진행하였다}

.

^각^실험구의^사육 환경은

Table 1

과같으며

,

수질항목은사료공급

30

분후휴대 용수질측정기

(Pro series, YSI Inc., Yellow Springs, USA)

를 사용하여측정하였다

.

Fig. 1. Experimental semi-RAS system.

(3)

성장지표와 생존율

OPO

^농도가^넙치에 ^미치는^영향을 ^조사하기^위해^실험^종

료 시에 사료계수

(FCR=Dry feed intake/Fish weight gain),

일간사료섭취율

(DFI=Dry feed intake×100/[(initial wt.+final wt.+dead fish wt.)/2]×days fed, %/day),

일간성장률

(SGR=

[(In total Wt

_end

-In total Wt

_initial

)/days]×100, %/day)

그리고생 존율

(Survival rate=(final number/initial number)×100, %)

을산출하였다

.

또한각실험구당

20

마리씩

ID Chip (FDX- B 12 mm implantable tag, TROVAN, North Ferriby, UK)

을 각개체에삽입하였고

, Reader (LID-560ISO Pocket Reader, TROVAN, North Ferriby, UK)

를이용하여개체의일간성장률

(iSRG=[(In individaul Wt

_end

-In individual Wt

_initial

)/days]×100,

%/day)

을산출하였다

. 주요장기의 조직학적 분석

각실험구의최종실험종료일에수집된

5

마리의넙치에서아 가미

,

신장

,

간을절취하고광학현미경을이용하여오존주입에 따른각기관의조직학적인차이를관찰하였다

.

^각^어체를^해부 하여각기관별

(

아가미

,

신장

,

간

)

로

bouin's solution

에일정시 간고정후

,

각기관계를광학현미경

(BX-100, Leica, Wetzlar,

Germany)

으로관찰하기위하여파라핀포매법을이용하여표

본을제작하였다

. 혈액 조성

실험종료시혈액조성조사를위하여채혈

1

일전에절식하였 으며

,

넙치

25

마리를각실험구에서무작위로선발하여미부정

맥에서채혈하였다

.

^채혈된^혈액은^{냉장고에서}

3

^시간^동안^응 고한후원심분리기

(MF 300, Hanil sci., Seoul, Korea, 3,000 rpm, 10 min)

를이용하여상등부의혈장

(Serum)

을수집하였 다

.

수집한 혈장을 이용하여

osmolality, sodium, potassium, chloride, glucose, total protein, triglyceride, total cholesterol, glutamic oxaloacetic transaminase (GOT), glutamic pyruvic transaminase (GPT), cortisol

을측정하였다

.

통계처리

본 실험에 대한 결과는

mean±SD

로 나타내었고

, SPSS

Ver. 16.0

프로그램을사용해

One-way ANOVA

로검증한후

, P<0.05

^수준에서

Duncan’s multiple range test

^로^유의성을^비 교하였다

. Correlation method

는동프로그램을사용하여

sim- ple correlation analysis

로 검증하였으며

, Pearson correlation coefficient

를이용하여

OPO

노출농도와혈액성분간의관련성 을조사하였다

.

결 과

성장 효과

OPO

농도에따른넙치의성장효과는

Table 2

에나타내었다

.

실험에사용한넙치에서는

OPO

^{노출농도에}^따라

FCR, SGR, iSGR,

생존율은 유의하게 차이가 없었다

(P>0.05).

^그러나

iSGR

은

P

값이

0.052

로나타나

0.1

신뢰수준에서는

OPO15

에 서

0.82±0.55

로

0.45±0.55%/day

의개체일간성장률을보인

OPO25

실험구에비해높았던반면대조구와는차이가없었다

Table 1. Water environment for the experiment

Water temp. (℃) DO (mg/L) Salinity (psu) pH OPO¹ (mg Cl₂/L)

Control 24.0±1.2 8.9±1.2 31.6±0.2 7.3±0.3 0.004±0.005^a

OPO15² 20.0±2.1 8.4±1.0 31.5±0.4 7.2±0.5 0.014±0.009^b

OPO25³ 22.5±0.5 7.8±1.0 31.2±0.6 7.3±0.4 0.025±0.010^c

1OPO was measured with Residual Chlorine meter (CLX Online Residual Oxidant and Chlorine Monitor, USA). AndValues in each row with the different superscripts are significantly different (P<0.05). ²OPO concentration of 0.014±0.009 mg Cl₂/L or 0.036±0.025 mg Br₂/L.

3OPO concentration of 0.025±0.010 mg Cl₂/L or 0.056±0.025 mg Br₂/L. DO, Dissolved oxygen; OPO, Ozone produced oxidants.

Table 2. Growth performance of olive flounder Paralichthys olivaceus reared with 3 different OPO concentrations for 26 days Experimental groups

Control OPO15 OPO25 P value

FCR - 2.06±0.06 1.79±0.29 2.95±2.26 0.686

DFI %/day 0.88±0.06^a 1.05±0.14^a 0.44±0.08^b 0.021

SGR %/day 0.43±0.02 0.60±0.18 0.29±0.20 0.201

iSGR %/day 0.77±0.38 0.82±0.55 0.45±0.55 0.052

Survival rate % 94.23±1.95 94.23±1.19 69.00±17.00 0.150

Values in each row with the different superscripts are significantly different (P<0.05). FCR, Feed conversion ratio; DFI, Daily feed intake;

SGR, Specific growth rate; iSGR, Individual specific growth rate; OPO, Ozone produced oxidants.

(4)

(P<0.1).

또한

DFI

도

OPO15

에서

1.05±0.14%/day

로

OPO25

보다높았고대조구와는차이가없었다

(P<0.05).

주요 장기조직의 변화

OPO

^에^노출된^넙치의^{주요장기조직의}^변화를

Fig. 2-4

^에^나

타내었다

.

아가미

,

간췌장

,

신장의조직학적인변화가대조구에

서는관찰되지않았으나

, OPO15

실험구의아가미조직의표

피세포에서넓은범위의부종이관찰되었으며

,

새판이비대하 여곤봉화되었다

.

^그리고^일부^새판이^과다^증식되어^융합되어 있었다

.

간췌장은비대되어있었고효소분비과립이퇴화되는 Fig. 2. Histological changes of the gill of olive flounder Paralichthys olivaceus depending on the ozone injection rates. A: Control. Showing the gill lamellae (Gl). B: OPO15 group. H-E section showing the clubbed type of gill lamellae. C: OPO25 group. Note the hypertrophy and the epithelial cell lifting of gill lamellae. OPO, Ozone produced oxidants.

Fig. 3. Histological changes of the liver of olive flounder Paralichthys olivaceus depending on the ozone injection rates. A: Control. Note the hepatic cell (Hc), pancreas (P) and bile duct (Bd). B: OPO15 group. a little degeneration of hepatic cells and zymogen granules. C: OPO25 group. Note the degeneration of hepatic cells and the abnormal type of pancreas. OPO, Ozone produced oxidants.

Fig. 4. Histological changes of the kidney of olive flounder Paralichthys olivaceus depending on the ozone injection rates. A: Control. Note normal glomerulus (Gl) and renal tubule (Rt). B: OPO15 group. Note a little activated melano-macrophagocytes and the hypertrophied epithelia of renal tubules. D: OPO25 group. Section showing the deformation and degeneration of glomerulus and renal tubule.

Fig. 5 Blood analysis of olive flounder Paralichthys olivaceus reared at different OPO concentration. OPO, Ozone produced oxidants.

A B C

(5)

것으로나타났으며

,

신장조직에서신관의표피가약간비대해

져있었다

. OPO25

실험구에서는새판이심각하게융합되어표

피세포가융기되고심하게괴사되어있었으며

,

간에서담낭세 포의퇴화현상이관찰되었다

.

^신장은^신관이^상당히^비대하였 으며

,

일부신관조직이융착되었다

.

대조구와비교한

OPO

노 출실험구들의주요장기에서비정상적인변화가관찰되었다

. 혈액조성 변화

OPO

농도에따른넙치주요혈액성분의변화는

Fig. 5

와같 다

.

^혈액^성분^중^전해질^항목에서

osmolality, sodium, potas-

sium

는유의적인 차이가없었다

(P>0.05).

그러나혈장중큰

구성비를 가지며 대표적인 음이온인

chloride

는 대조구에서

116.7±22.0 mM, OPO15

에서

149.4±6.3 mM, OPO25

에서

159.4±6.5 mM

^로

OPO

^농도^{의존적으로}^{증가하였다}

(P<0.05).

에너지 지표에서는

total protein

은 유의적 차이가 없었으나

(P>0.05), total cholesterol

은대조구

, OPO15, OPO25

에서각 각

247.0±36.7, 221.3±37.4, 184.4±33.4 mg/dL

로

OPO

농 도가증가하면서감소하였다

(P<0.05). glucose

의경우

,

대조구

, OPO15, OPO25

^에서 ^각각

7.7±6.2, 11.3±4.3, 22.4±18.2 mg/dL

로

OPO

농도의존적으로증가하였다

(P<0.05).

그러나

,

Fig. 5. Blood analysis of olive flounder Paralichthys olivaceus reared at different OPO concentration. OPO, Ozone produced oxidants;

GOT, Glutamic oxaloacetic transaminase; GPT, Glutamic pyruvic transaminase.

(6)

triglyceride

^는 ^{대조구에서}

203.2±82.3 mg/dL, OPO15

^에서

148.5±34.6 mg/dL, OPO25 189.2± 59.0 mg/dL

로

OPO15

에서가장낮았다

(P<0.05). GOT

와

GPT

는대조구와

OPO15

에서는유의적인차이가없었다

.

그러나

OPO25

에서는각각

70.5±67.3 IU/L

와

13.2±14.2 IU/L

으로 유의하게 높았다

(P<0.05).

^스트레스^지표인

cortisol

^은^오존을^주입한^실험구에 서유의적인차이가나타났다

(P<0.05).

대조구는

3.7±3.1 µg/

dL, OPO15

는

1.4±1.0 µg/dL

그리고

OPO25

는

2.3±1.7 µg/

dL

로나타났으며

,

그 중

OPO15

에서가장낮은값을보였다

(P<0.05). OPO

농도와혈액성분간의상관도를나타낸결과는

Table. 3

^에^{나타내었다}

. Pearson correlation coefficient

^의^결과 에의하면

osmolality, sodium, potassium, total protein, triglyc- eride

는관계성이없었으며

,

반면에

chloride, total cholesterol, glucose, GOT, GPT

그리고

cortisol

은

OPO

농도의존적인관 련성이있는것으로나타났다

.

고 찰

본연구에서는오존산화법을적용한순환여과시스템을이용

하여상업적수준의넙치양식을하면일어나는

OPO

^노출의^영

향을성장효과와주요장기그리고혈액지표의변화로비교하

였다

.

오존과상업적인넙치양식장의사육수의용존

Bromine

(Br

^-

)

의높은반응성으로오존의형태유지가어려우며

, OPO (

주로

OHBr)

와같은

2

차산화물질을시작으로생성된순차적부 생성물들이계속적인살균및산화기능을유지한다

.

^이러한^과 정에서

OPO

는양식수에존재하는유기물

,

병원성미생물

,

질소 화합물등과다양한요인등과반응하고

,

동시에양식생물에게 도피해를주는양면적인부작용을보인다

(Von Gunten, 2003).

이와같은부작용에의하여본연구의넙치의

DFI

^는

OPO

^농도 가상승에따라유의적으로감소하였다

. Li et al. (2015)

에의하 면순환여과시스템에서오존의과도한영향을받은

European seabass (Dicentrarchus labrax)

는

DFI

및

FCR

이저하되었다고 하며

, Park et al. (2018)

또한고농도오존에노출된넙치

(Para- lichthys olivaceus)

^의

DFI

^가^{감소하였음을}^{보고하였다}

.

^본^실 험에서도비슷한경향이나타나

OPO 0.014 mg Cl

₂

/L

의저농 도에서는

DFI

가증가하였으나

, OPO 0.025 mg Cl

₂

/L

에서급 격하게감소하였다

(P<0.05). Park et al. (2018)

의결과

ORP

기 준으로

400 mV

이상에서

DFI

가감소하였고

,

이를

OPO

값으 로 환산

(Y=0.0016X-4.1288E

^-6

X

²

+3.7356E

^-9

X

³

-0.1953, R

²

= 0.9971)

하면약

0.013 mg Cl

₂

/L

이상으로본연구보다낮은혹 은비슷한농도에서도성장감소효과가나타났다

.

본연구의수 온조건

(20-24℃)

과어체크기

(380-452.8 g)

가비슷한

Kim et al. (2014)

의결과에따르면만복

DFI

은

0.9 %/day

이며적정

DFI

^는

0.74 %/day

^이다

.

^이를^본^연구의^결과와^비교하면

Con- trol

과

OPO15

의결과는만복

DFI

와비슷하였고적정

DFI

보 다는높았다

.

반면

OPO25

의결과는만복

DFI

과적정

DFI

보 다크게낮아오존영향이있는것으로보여진다

.

이외의성장지 표에서는대부분유의적인차이가나타나지는않았으나

, iSGR

의

OPO15

^에서 ^{유의적으로}^상승한^것으로^나타났다

(P<0.1).

Good et al. (2011)

은

ORP 250 mV

수준으로오존을주입한담 수

RAS

에서무지개송어

(Oncorhynchus mykiss)

^의

SGR

이상 승하는것으로보고하였으며

, Powell et al. (2015)

은사육수조 내에서

OPO 0.017-0.037 mg Cl

₂

/L

를유지한결과

,

터봇

(Psetta maxima)

^의

WG, DFI, FCR

^모두^개선되는^것으로^나타났다

.

적정수준의오존이주입된보고들과본연구의결과를고려하 면적정수준의오존주입은성장효과를개선할수있을것으로 사료된다

.

본연구의목적이적정수준의범위로사육수내병원 성미생물을 관리함으로예방효과를나타내면서

,

양식생물의 안전성확보이므로대조구와

OPO15

^간의^차이가^없는^것은^긍 정적인의미가있다

.

생존율의경우

,

모든실험구에서유의적인 차이는나타나지않았으나

(P>0.05), OPO25

에서감소되는경 향은뚜렷하였다

.

기존의단기간

OPO

노출사육실험에따르면 터봇

(Psetta maxima, L.)

^은

OPO 0.06 mg Cl

₂

/L

그리고감성돔

(Acanthopagrus schlegelii)

^은

OPO 0.15 mg Cl

₂

/L

^에서^안정적 인생존을보였다

(Reiser et al., 2011; Park et al., 2013).

그러나 넙치

(Paralichthys olivaceus)

^를^대상으로^한

Kim et al. (1999)

의

OPO

단기독성결과따르면

0.047 mg Cl

₂

/L

에서는전개체 가

3

시간이내에전량폐사하였고

,

반면

0.013 mg Cl

₂

/L

에서

96

시간이상안정적으로생존하여넙치

(Paralichthys olivaceus)

는다른어종에비하여

OPO

내성이비교적약한것으로판단된

다

.

본연구의성장효과만을고려한다면

0.014 mg Cl

₂

/L

이하 에서는긍정적인효과가있다

.

그러나주요장기의조직과혈액 조성의결과에서는오존의영향이비교적명확하게나타났다

.

어류의아가미는기능적인특성으로표면적이넓고대부분상 Table 3. The OPO concentration-dependent correlation of olive

flounder Paralichthys olivaceus blood indicators (n=75) Average Standard deviation

Pearson correlation coefficient

Probability of signifi-

cance

Osmolality 350.23 14.15 0.040 0.760

Sodium 183.36 8.03 0.101 0.394

Potassium 4.82 0.69 -0.113 0.400

Chloride 142.20 22.65 0.792 0.000

Total protein 4.56 0.79 -0.126 0.286

Triglyceride 180.56 64.96 -0.119 0.345 Total cholesterol 216.32 43.60 -0.573 0.000

Glucose 14.55 13.21 0.482 0.000

GOT 36.27 46.62 0.385 0.001

GPT 7.17 9.63 0.331 0.004

Cortisol 2.50 2.34 -0.281 0.028

OPO, Ozone produced oxidants; GOT, Glutamic oxaloacetic transaminase; GPT, glutamic pyruvic transaminase.

(7)

피세포로구성되어있어환경변화에민감하게반응하며

(Lee et al., 1997),

외부유래영향인자에의한성장저하및혈중전해질 의변동은대부분아가미로부터유래되는것으로추측되고있 다

(Paller and Heidinger, 1980; Fivelstad et al., 2003; Stiller et al., 2015). OPO

노출에따른아가미조직의관찰결과

(Fig. 2), OPO

^에^노출^된^넙치의^아가미^{상피세포가}^손상^또는^곤봉화와 같은부종이다수발생되었으며

,

그결과로주기능인가스교 환과삼투압조절이원활하게이루어지지않았을것으로유추 할수있다

.

특히염류세포의이온수송능력에도변화를일으켰 을것으로사료되는데

,

혈중전해질지표들의결과와일치하고 있다

.

^혈중^적혈구의

CO

₂^가스교환^{메커니즘의}

Cl

^-

shift

^에^사용

된후혈액으로용출되는

chloride

와외부에서체내로유입되

는

chloride

의체외배출이

OPO

노출에의하여염류세포의기 능저하로혈장내축적이된것으로사료된다

(Karnaky, 1986).

혈장내

chloride

농도상승은염류세포내이온수송과능동전

하그리고혈장의이온균형의변화를가져올것이며

,

^혈장^내

sodium

과

potassium

에영향을줄것이다

.

그러나본결과에서 는

chloride

외에는유의적인차이가나타나지않았다

(P>0.05).

유의적인차이가없는

sodium

의결과는해수진골어류의특정

기관인염류세포와

accessory

세포간의세포간극을이용한체 외배출기능은큰영향을받지않은것으로사료된다

(Karnaky, 1986).

그러나

cortisol

과의관계도간과할수없는요소이다

.

일반적으로

cortisol

은체내에너지를필요로하는다양한생리 학적기능에관여

(Mommensen et al., 1999)

하고있으며

,

외부 스트레스에의한급격한변동

(Barton and Iwama., 1991)

이나 타나고

,

^이후^환경^적응에^따라^안정화^된다

(Jeon et al., 2000;

Park et al., 2014b; Kim et al., 2005).

이러한

cortisol

의변동특 성을고려하면각실험구의종료시점에채혈된혈장의

cortisol

은

OPO

에노출되어발생된스트레스의지표로서활용보다는 염류세포의분화및

Na

⁺

, K

⁺

-ATPase

의촉진을일으키는호르 몬으로기능하여

Na

⁺^{배출능력을}^{상승시키는}^체내^항상성^지표 로의미가있다고판단된다

(Pierson et al., 2004).

그러나본실 험의결과

sodium

의경우유의적차이가없어

cortisol

과무관 하였거나

,

변동특성에따라이미영향을받아

sodium

배출능력 이증가되어안정한것으로추정할수있다

. chloride

의큰변화

에도불구하고혈중전해질의총괄성을대변하는

osmolality

^는

모든실험구에서비슷한수준의농도를나타내고있어

OPO

노 출에영향에적응혹은에너지를소비하며최소한의항상성을 유지하고있는것으로사료된다

.

진골어류는단백질을주요에 너지원으로사용하여당의이용은비교적적으나

, cortisol

증가 에의한클루코스신생합성

(gluconeo-genesis)

^으로^당의^농도 가상승

(Wedwmeyer et al., 1979)

하여외부스트레스로부터체 내항상성을유지할수있도록해준다

(Vijayan and Tan, 1997).

이러한발현특성은

glucose

를스트레스의지표로서사용할수

있게하는근거이다

. glucose

는

OPO

의노출농도증가에따라 상승하였으나

, OPO

^노출^후

26

^일이^지난^결과이고

cortisol

^의

변동특성을고려한다면

cortisol

^의^{영향만으로}

glucose

^의^증가 하여체내항상성유지를위하여높은농도를유지하는것을설 명하기에는다소무리가있다

.

다만실험과정에서

OPO

노출 에따라넙치의활동량이감소한것이목측된것으로미루어 볼때

,

대사활동및운동호흡을위한에너지소비감소의영향 일수도있으며

(Lang et al., 1987), glucose

^를^{정상수준으로}^회 복하게하는간장및근육으로글리코겐저장및지질형성능력 이저하되어증가된것으로도의심할수있다

.

이러한의심은

OPO

노출된실험구의

total cholesterol

과

triglyceride

의혈중 농도가대조구보다낮게형성된것과간장의조직의괴사및

융착그리고

GOT, GPT

^의^상승과^{일치하지만}

,

^{혈액성분간의}

양론적인차이가있어불분명하다

. total protein

또한

cortisol

의영향을받아변화하는것으로알려져있으나

(Van der Boon

et al., 1991),

본실험구간의큰차이가없어혈액에서근육

,

간 장그리고아가미를통한배출과소화기관에서의공급이

OPO

노출농도에따라큰영향이없는것으로추측되며

, OPO

^노출 농도구간에서는최소한의기초단백질대사는작동하는것으 로사료된다

.

간장의건강지표로서아민기전이효소인

GOT

와

GPT

는

OPO25

에서모두급격하게상승하였다

.

아직넙치의혈 중

GOT, GPT

의적정기준은제시되어있지않다

.

그러나일반 적으로간장의건강도와직접적으로관련되어있으며

,

^일반적 으로값의상대적인상승은간건강도가저하되는것으로판단 되고있다

.

간장조직관찰의결과와

GOT, GPT

상승과일치하

고있으며

OPO

노출에따라간장조직이손상된것으로판단

된다

. Pearson correlation coefficient

의결과에의하면

OPO

노 출농도에따른넙치의혈장지표중

chloride, total cholesterol, glucose, GOT, GPT

그리고

cortisol

순서로관련성이있고유의 미한경향이나타났으며

(Table. 3),

관련된주요장기에서도기 관손상이관찰되어결과가서로일치하는것으로나타났다

.

다 음과같은결과들을종합적으로미루어보면주요장기는

OPO

의과도한노출

(OPO25)

^에^의하여^손상되며

,

^혈장^{구성성분의}

변화가체내항상성유지를위한에너지소비의증가로성장의 저하로유발할수있을것으로유추할수있다

.

그러나성장지 표만을기준으로고려한다면

OPO15

에서는대조구보다다소 개선되어극도의기능손실은일어나지않은것으로사료된다

.

반면에

OPO25

^는

SGR, iSGR, DFI

^그리고^생존율의^급격한^저 하와혈액조성의변화가뚜렷하게나타남에따라다소위험성 이내재되어있는것으로판단된다

.

결론적으로상업적인반순 환여과시스템에서사육되는넙치의오존적용기준은사육수 조내기준으로

OPO

농도기준

0.014 mg Cl

₂

/L

이하로유지할 수있도록운전하는것이넙치에게오존에의한큰부작용없이 안전하게활용할수있을것이며

,

오존살균시스템이적용된순 환여과시스템을해산어류양식에활용하기위해서는대상어종 의

OPO

에대한생리학적내성수준과오존이사육수수질환경 에주는영향등을충분히고려해야할필요가있다고판단된다