처음으로 갤러리 콘테스트에 참가하게 되었습니다.

우선 이런 좋은 콘테스트를 개최하신 험프백아이님께 감사하다는 말씀 드리고 싶습니다.

블로그를 기반으로 글을 작성했기 때문에 블로그에 방문하셔서 읽는 것이 더 가독성이 좋을 거라고 생각해서 블로그 주소를 남겨드리니 더 편하게 보고싶으신 분들은 블로그를 방문해주시면 되겠습니다.

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우리는 무언가 안 좋은 일이 일어났을 때 우린 "스트레스 받아"라고 이야기를 합니다. 일반적으로 사람들이 생각하는 스트레스는 긍정적인 무언가보단 부정적인 것이 더 큰 무언가입니다. 과연 어류도 사람과 같이 스트레스가 있을까요? 어류도 사람과 마찬가지로 스트레스가 있습니다. 오늘은 어류가 스트레스에 노출되었을 때 나타나는 영향, 스트레스 요인들 및 스트레스를 피할 수 있는 방법에 대해서 알아보도록 하겠습니다.

스트레스란?

우리는 스트레스(stress)라는 단어는 잘 사용하는데 정작 스트레스라는 것에 대해 명확히 잘 알지 못하는 경우가 많습니다. 스트레스라는 것은 "한 생물체의 생체 적응의 불균형을 초래하는 자극에 대한 반응"이라고 할 수 있습니다. 스트레스의 설명을 봐도 어떤 것인지 감이 잘 안 잡히시죠? 생물은 항상 일정하게 유지하려는 특성인 항상성(homeostasis)을 가지고 있습니다. 항상성의 예로 포유류의 경우 체온을 항상 일정하게 유지하려고 하는 것도 항상성이며, 체내의 수분량을 항상 일정하게 유지하려는 것도 항상성을 유지하는 것입니다. 이 항상성을 유지하지 못하게 방해하는 외부 자극들 중 하나가 바로 스트레스라는 것입니다.

어류가 스트레스에 노출되면 미치는 영향

많은 분들이 스트레스가 무조건 나쁘다는 생각을 가졌을 거라고 생각합니다. 하지만 잠깐의 스트레스는 오히려 어류에게 좋은 영향을 미칩니다. 스트레스에 단기간 노출되게 되면 뇌에 시상하부, 뇌하수체 등에서 호르몬이 분비됩니다. 위 사진에서 보이는 CRH이나 카테콜아민(Catecholamine), ACTH가 그 호르몬들이죠. ACTH가 신장의 앞부분인 두신(head kidney)을 자극하면 두신에서 코티솔(cortisol), 노르에피네프린, 에피네프린 등의 호르몬을 분비하게 되는데 이 호르몬들은 면역기능을 상승시키는 역할을 합니다. 가령 백혈구의 이동이나 숫자를 높여준다든지, 항체를 만들기 위해 꼭 필요한 T helper cell을 반응시킨다든지 말이죠.

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하지만 스트레스의 노출이 오래된다면 긍정적인 영향에서 부정적으로 바뀌게 됩니다. 스트레스의 노출이 지속되면 혈중 코티솔의 농도가 올라가게 되는데요. 이 코티솔은 어류의 간에서 글리코겐(glycogen) 을 분비하게 해서 glucose 방출, 혈당량이 증가하고 glucose를 에너지원으로 이용해 스트레스에 대처하게 합니다. 이러한 호르몬의 과다 분비는 어류의 삼투조절에 장애를 일으키고, 이를 해결하기 위해 더 많은 에너지를 소비하게 됩니다. 이로 인해  호흡 증가, 혈압이 상승하게 됩니다. 또 코티솔은 장기간 방출되면 초기 면역의 반응을 억제하고 백혈구 분화를 억제하는 등의 면역반응을 억제합니다. 어류의 면역이 떨어지게 되면 질병 감수성이 높아져 질병에 걸릴 확률이 높아지는 것이죠.

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코티솔이 어류 면역을 억제하는 예로 틸라피아, 잉어 그리고 참돔의 코티솔이 전신 세포의 식균작용을 감소시켰고, 금붕어의 대식세포 계의 주화성과 식균작용을 억제했으며, 잉어에서는 비장, 전신, 그리고 혈액에서 림프구의 IgM(항체)의 분비를 억제시켰다는 연구결과가 있습니다.

어류는 스트레스를 받으면 여러 가지 행동을 나타내는데요. 먹이를 잘 안 먹는 경우도 있으며, 기타 어류에 대해서 공격적인 반응을 보이기도 합니다. 호흡 증가나 이상행동을 보이는 것도 스트레스에 노출되어 나타나는 행동이라고 할 수 있습니다. 

어류의 스트레스 요인들

스트레스를 일으키는 원인이 되는 모든 요소를 스트레서(Stressor)이라고 합니다. 스트레서의 종류에는 생물적(병원체, 피로, 굶주림 등), 물리적(소음, 진동, 고통, 충격, 온도 등), 사회적(과밀 등) 등으로 나눌 수 있습니다. 그렇다면 우리가 물생활을 하면서 어류에게 스트레스 주는 요인들은 어떤 것들이 있을까요?

1. 고밀도 사육

고밀도 사육은 수질오염, 기생충의 감염 기회의 증가뿐만 아니라 어류에게 스트레스를 받게 하는 요소 중 하나입니다. 자연에서는 개체가 원하는 곳으로 어디든지 이동할 수 있지만 한정적인 공간인 수조에서는 자유로운 이동이 불가능하기 때문에 스트레스를 받게 됩니다. 여기에서 개체 수까지 많아지게 된다면 스트레스는 더 많아지겠죠. 어떤 분들은 여과만 충분하다면 수조 내에 많은 개체를 길러도 상관이 없다 말씀하시는 분들은 개체가 받는 스트레스는 생각하지 못한 것이라고 할 수 있습니다. 매일 청소되고, 공기가 쾌적한 5평짜리 방이라도 사람이 1명만 있을 때랑 5명이 있을 때는 차이가 나는 것처럼 말이죠. 밀도에 따른 어류의 혈중 코티솔에 관한 자료를 보면 저밀도에서는 코티솔이 3.91ng/ml인데 반해 고밀도에서는 16.25ng/ml로 코티솔 농도가 증가한 것을 볼 수 있습니다. 고밀도로 사육하면 개체가 스트레스를 받는다는 것을 뒷받침해주는 자료인 것이죠. 또한 농어를 오랜 기간 고밀도로 사육했을 때 농어 체내의 백혈구가 탐식 능력이 억제되어 이어 체내로 들어온 병원체를 제거하지 못하는 것으로 나타났습니다.

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2. 화학성분의 노출

여기서 말하는 화학성분은 농약이나 살충제부터 해서, 항생제나 구충제 같은 수산용 의약품, 황산동 등과 같은 모든 성분을 말합니다. 이외에도 사료 찌꺼기나 어류 배설물에서 생기는 암모니아나 아질산 그리고 질산염도 여기에 해당합니다. 화학성분은 어류에게 스트레스를 주며 농도가 높으면 폐사를 유발할 수도 있습니다. 각기 다른 구리 농도에 노출시켰을 때 제브라피쉬는 스트레스를 받았을 때 바닥 유영을 하는 경향을 보였습니다. 구리의 농도가 높으면 높을수록 바닥에서 유영하는 수가 늘었죠. 또 화학적인 스트레서는 어류의 점액을 손상시킨다는 자료가 있습니다. 점액 안에는 효소, 라이소자임(lysozyme), 항체 등의 물질이 있어 병원체를 막기 위한 물리적 장벽입니다. 만약 화학성분이 노출된다면 스트레스 그리고 점액의 손상으로 인해 개체는 질병에 걸리기 쉬운 상태가 될 것입니다. 

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3. 수온의 급격한 변화

수생생물에 있어서 수온은 정말 중요한 요소입니다. 포유류와 달리 어류는 변온성 동물이기 때문에 수온의 영향을 크게 받기 때문인데요. 수온의 급격한 변화는 어류의 생리 활성을 저하시키고, 병원체의 활성을 증가시킵니다. 한 연구에 따르면 농어의 사육수온을 급격하게 변화시키면 온도 스트레스로 인해 혈중 코티솔의 수치가 증가하는 것으로 나타났습니다. 또 바이러스에 대한 항체 생성 능력도 감소하는 것으로 나타났죠. 틸라피아에서는 저온 스트레스 유발성 카테콜아민과 코티솔이 백혈구의 포식작용을 억제하고, 혈중 IgM(항체) 수준을 떨어뜨린다는 연구결과도 있습니다.

4. 핸들링

우리는 수조에서 개체를 옮기기 위해 뜰채질을 하곤 합니다. 개체들은 뜰채를 피하기 위해 이리저리 빠르게 움직이곤 하죠. 이 과정에서도 개체는 스트레스에 노출되고 많은 에너지를 소비하며, 뜻하지 않은 상처를 입게 됩니다. 참돔에 반복적인 핸들링 스트레스를 주면 3일 후에 병원체를 죽이는 보체 활성이 감소하였고, 병원세균의 세포벽을 녹이는 라이소자임의 양도 감소했다고 합니다. 그뿐만 아니라 참돔의 비특이적, 특이적 면역활성을 저하시켰다고 합니다.

5. 잦은 환수

환수가 스트레스라니 의아하신 분들도 많을 것이라고 생각합니다. 시기적절한 환수도 물론 스트레스이지만 환수를 함으로서 얻는 이익이 더 크기 때문에 좋은 결과를 가져오지만, 너무 잦은 환수는 환수를 함으로서 얻는 이익이 더 작습니다. 그 이유는 개체가 새로운 물에 적응을 해야 하기 때문이죠. 환수를 하기 위한 물과 기존 수조에 있는 물은 엄연히 다른 환경입니다. 다른 환경에 노출된 어류는 이에 대한 스트레스를 받게 되죠. 

이외에도 타 어종과 무리한 합사, 영양의 불균형, 오랫동안 빛에 노출 등 스트레스 요인은 여러 가지가 있습니다.

스트레스를 최소화하는 방법

어류에게 스트레스를 최소화하는 방법은 간단합니다. 제가 말씀드린 스트레서들을 피하시면 됩니다. 너무 간단한 이야기죠? 하지만 이 간단한 것들을 매일 유지한다는 것은 참 어려운 일입니다. 물이 오염되면 시기적절한 시기에 환수를 하고, 고밀도 사육을 피하고, 수온이 급격하게 변하는 것을 막고, 핸들링은 가급적 최소화하고, 화학적 성분이 수조에 노출되지 않게 조심하시고, 기타 다른 어종과 무리한 합사를 피하고, 영양이 골고루 갖춰진 사료를 주고, 적당하게 빛에 노출시켜주면 어류가 스트레스에 노출되는 것을 줄일 수 있지 않을까 생각합니다.

마치며

많은 자료들에 나와있듯 스트레스는 어류의 면역활성을 저하시키고 많은 에너지를 소비하게 합니다. 이러한 상태가 지속된다면 개체는 질병에 걸릴 가능성이 높아지겠죠. 이러한 이유 때문에 만병의 근원은 스트레스라고 하나 봅니다. 여러분들의 건강을 위해 스트레스 관리를 하면서 아끼는 애어들의 스트레스도 관리를 해준다면 서로 오래 볼 수 있지 않을까 싶습니다.

참고자료

스트레스에 대한 어류의 신경 내분비적 면역 시스템 조절기작(김은도, 2016)

스트레스와 면역과의 관계(국립수산과학원 병리연구과 한현자 연구사)

스트레스 유형에 따른 어류 신경계의 스트레스 반응 연구(이승현, 2018)

High stocking density produces crowding stress altering some physiological and biochemical parameters in gilthead seabream, Sparus aurata, juveniles(D. Montero 외 4명, 1999)

Light Control for Fish Tanks(1996)

The stress response in fish(1997)