일회용품 미세플라스틱 천식 유사 증상 유발 첫 규명

국가독성과학연구소 호흡기안전연구센터 이규홍 박사와 우종환 박사(왼쪽부터)가 포즈를 취하고 있다. 국가독성과학연구소 제공

[파이낸셜뉴스] 국가독성과학연구소 호흡기안전연구센터 이규홍·우종환 박사 연구팀과 전북대학교 생체안전성연구소 김범석 교수 연구팀은 폴리스타이렌(Polystyrene, PS) 미세플라스틱이 호흡기에 노출될 시 천식 유사 증상과 폐 손상을 유발한다는 사실을 규명했다.

폴리스타이렌은 열가소성 플라스틱 중 하나로 가볍고 가공이 쉬워 일상생활에서 흔히 접하게 되는 플라스틱이다. 스티로폼 일회용 배달 음식 용기의 재료로 주로 사용되고 있다.

이번 연구는 PS 미세플라스틱의 흡입독성 기전을 연구함으로써, 일상적으로 사용되는 플라스틱 제품이 인체 호흡기 질환에 미치는 위험성을 과학적으로 뒷받침한 의미 있는 성과라는 평가다.

22일 독성과학연구소에 따르면 연구진은 실험동물의 호흡기에 PS 미세플라스틱을 입자 크기별(1000~50 nm(나노미터))로 노출함으로써 나노 입자 크기별 폐 손상 정도를 관찰했다.

이어 독성이 가장 크게 나타난 PS 50 nm 입자를 용량별로 실험동물의 기도에 노출하고, 비부에 흡입 노출함으로써 폐 손상을 관찰했다. 최종적으로 인간 폐 상피세포주에서 폐 손상 기전을 확인했다.

이번 연구에서 연구진은 PS 미세플라스틱 노출에 의해 손상된 폐 조직 영역을 유전자 분석함으로써 IL-33 신호전달 경로와 Th2 면역 반응에 의해 폐 손상이 발생한다는 사실을 확인할 수 있었다. 즉 PS 미세플라스틱에 노출된 상피가 손상되면서 IL-33 단백질이 분비되고 천식 증상과 기도 염증이 유발되는 과정을 과학적으로 증명한 것이다. IL-33 신호전달 경로는 IL-33 단백질에 의해 조절되는 신호전달 경로로, 인체에 외부 유해인자 자극이 생겼을 때 IL-33 단백질이 발현되며, 주로 Th2 세포 활성화를 유도한다.

또 연구진은 천식 치료제 스테로이드성 약물과 IL-33 단백질 발현 억제제를 각각 복강에 투여함으로써 PS 미세플라스틱에 의해 유발된 천식 증상과 손상된 폐 조직을 완화하는 결과도 확인했다.

이번 연구는 일상생활에서 많이 사용되는 PS 제품이 미세플라스틱이 돼 공중에 부유하는 현상을 가정해 수행됐다.

이규홍 박사는 “이번 연구는 공기 중 PS 미세플라스틱을 생명체가 흡입하면 천식 증상이 유발되는 위험성에 대해 과학적으로 규명한 첫 사례”라며, “향후 다양한 미세플라스틱의 흡입독성을 평가하고 치료 전략을 개발하는 중요한 기반이 될 것”이라고 말했다.

한편, 이번 연구는 기관고유사업인 ‘대기환경 위해인자 다장기 흡입독성 평가 기술 개발’과제를 수행한 결과로, 지난 8월 환경 과학 분야 저널 Environment International에 게재됐다.

[e-mail] 연지안 기자