미세·나노플라스틱이 인체에 미치는 악영향

 미세·나노플라스틱(MNP)에 대한 관심은 계속 커지고 있습니다. 1회용 컵, 티백, 등의 생활에 친숙한 물품에 수 천억 혹은 수 억개의 초미세플라스틱이 존재하고 있습니다. 이러한 미세·나노플라스틱이 미치는 영향을 여러 논문을 통해 살펴보겠습니다.

 

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미세·나노플라스틱이란

 미세플라스틱은 크기가 5mm 이하인 인공 고분자 입자입니다. 미세플라스틱은 2004년에 처음 보고되었습니다. 미세플라스틱은 주로 플라스틱 제품의 마모로 인해 생성되며, 자동차 타이어, 의류 및 화장품과 같은 다양한 제품에서 발견될 수 있습니다. 미세플라스틱은 토양, 수역 및 대기에서 발견될 수 있으며, 생태계와 인체에 미치는 영향에 대한 우려가 제기되고 있습니다.

 

 미세플라스틱은 또 다시 나노플라스틱으로 분해됩니다. 나노플라스틱은 크기가 1nm에서 1μm 사이인 입자로 정의 되고, 미체플라스틱보다 더 해로운 영향을 미치는 것으로 밝혀지고 있습니다.

 

 연구되고있는 대부분의 미세·나노플라스틱은 PET 와 PS 재질입니다. PET는 폴리에틸렌 테레프탈레이트라고 불리며, PS는 폴리스티렌으로 불리는 플라스틱 재질입니다.

 

※ 참고
MNP : 미세플라스틱과 나노플라스틱을 총칭
MP : 미세플라스틱

 

 

미세나노플라스틱의 대표적인 유입 경로

1. 경구 섭취 : 가장 일반적인 노출 경로

• 미세 · 나노플라스틱은 식수, 식품, 담배 연기, 먼지 등 다양한 경로를 통해 입으로 들어갈 수 있습니다.
• 일회용 플라스틱 용기, 플라스틱 빨대, 플라스틱 포장재, 플라스틱 티백 등은 미세 · 나노플라스틱의 주요 배출원입니다.
• 미세 · 나노플라스틱은 소화관을 통해 흡수되어 혈액으로 들어가 인체 전반에 영향을 미칠 수 있습니다.

 

 2022년 4월 20일에 발표된 저널에 따르면 ‘일회용 종이컵에 믹스 커피 한 잔에는 조 단위의 나노플라스틱이 존재한다’ 라는 연구결과가 있으며, 2019년 환경과학 기술 저널에 개재된 논문에는 플라스틱 티백에 116억개의 미세플라스틱과 31억개의 나노플라스틱이 존재한다는 내용이 실려있습니다.

 

2. 호흡

• 미세 · 나노플라스틱은 공기 중으로 배출되어 호흡을 통해 폐로 들어갈 수 있습니다.
• 자동차 배기가스, 공장 배출가스, 먼지 등은 미세 · 나노플라스틱의 주요 배출원입니다.
• 미세 · 나노플라스틱은 폐에 축적되어 염증, 폐암 등 다양한 질병을 유발할 수 있습니다.

 

 미세·나노플라스틱은 실외보다 실내 공기에 더 많이 존재합니다. 그리고 나노플라스틱은 공기중에 있는 화학적 유해물질을 운반하는 역할도 가지고 있습니다.

 

3. 피부 접촉

• 미세 · 나노플라스틱은 피부에 닿아 흡수될 수 있습니다.
• 미세먼지, 먼지 등은 미세·나노플라스틱의 주요 배출원입니다.
• 미세 · 나노플라스틱은 피부 염증, 알레르기 등 다양한 질병을 유발할 수 있습니다.

 

 나노 크기의 물질의 독성에 대해 연구하는 곳(나노독성학)에서 발표한 내용에 따르면 크기가 40 nm 미만인 나노입자(나노플라스틱 포함)는 표피 장벽을 뚫고 체내에 들어갈 수 있음을 밝혔습니다. 위에서 보셨듯이 나노플라스틱은 1nm에서 1μm 사이인 입자를 뜻합니다.

 

 초미세플라스틱(나노플라스틱)은여러분이 상상하시는 모든 곳에 존재한다고 생각시면 됩니다. 공기, 토양, 음식, 식품, 타이어, 합성 섬유, 화장품, 먼지, 1회용 플라스틱 등 모든 곳에 존재합니다.

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미세·나노플라스틱이 사람에 끼치는 영향

 미세·나노 플라스틱이 인체에 해롭다는 연구결과는 수많은 연구에 의해 증명되고 있습니다. 미세·나노 플라스틱은 ROS(활성산소)증가, 산화 스트레스 활성화, DNA손상, 세포막 파열, 미토콘드리아와 같은 세포의 기능 장애, 특정 효소의 과도할 활성이나 억제 등 신체에 미치는 많은 악영향에 대해 연구되었지만, 아직도 연구해야될 영향이 많이 존재합니다.

출처:Hindawi

주목할 만한 미세·나노 플라스틱이 인체에 미치는 영향은 다음과 같습니다.

• 암세포의 성장과 전이 가속화
• 세포의 보호장벽을 무시
• 장건강
• 뇌에 축적
• 폐건강

 

1. 암세포의 성장과 전이 가속화

미세·나노 플라스틱은 암세포의 성장과 전이를 가속화할 수 있습니다. 한국에서 진행한 한 연구에 따르면, 미세 플라스틱에 영향을 받은 위암세포는 그렇지 않은 위암세포보다 성장이 1.74배 빨랐고, 다른 세포로의 전이도 3.2배 ~ 11배까지 우세했다고 밝혀졌습니다.

 

또한 미세 플라스틱에 노출된 위암세포는 종양을 생성하는 암줄기세포 유전자가 3.4내 증가했고, 면역억제 단백질은 4.2배까지 증가했습니다. 이렇게 될 수 있는 이유는 나노플라스틱이 DNA손상같은 유전적 변이를 일으켰기 때문입니다. 그리고 부수적으로 나노플라스틱에 노출된 암세포가 항암제에 대한 내성도 증가한것을 발견하였습니다.

 

2. 세포의 보호장벽을 무시

나노플라스틱은 세포안에도 들어갈 수 있고 세포벽을 뚫고 세포내에 축적될 수 있습니다. 이것은 신경과 뇌에 나노플라스틱이 축적되어 악영향을 끼칠수도있고, 태반에 들어가서 태어날 아이에게도 나노플라스틱이 영향을 줄 수있다는 것을 시사합니다.

 

실제로 2021년에 환경국제 저널에 실린 논문에서는 임산부의 태반에서 초미세플라스틱이 발견되었다는 내용이 실렸습니다. 이는 미세플라스틱이 후손에게도 전달된다는 것으로 당시에 심각한 우려를 낳았습니다.

 

또한 위의 실험을 진행한 연구팀에서 국제환경저널에 개재한 또 다른 실험에서는 미세플라스틱이 자폐-스펙트럼을 유발한다는 것을 증명하였고, 이는 최초로 증명한 것이었습니다.

 

3. 장건강

미세·나노 플라스틱은 장건강에 악영향을 미칠 수 있습니다. 한 연구에 따르면, 다른 두집단에서 대변에서 발견한 미세플라스틱의 양을 비교하여, 유의미한 상관관계가 있음을 밝혔습니다.

 

건강한 집단과 염증성 장질환(IBD)를 가진 환자 집단의 대변안에 있는 미세플라스틱을 분석하였더니 IBD질환을 가진 집단의 대변에서 미세플라스틱의 양이 훨씬 많은 것을 발견하였고, 이것이 시사하는 것은 미세플라스틱이 IBD의 발병에 관계가 있거나, IBD가 신체의 미세플라스틱 보유량을 증가시킨다는 것입니다.

 

그나마 다행인 것은 적더라고 미세플라스틱이 배설될 수 있다는 것입니다.

 

4. 뇌 손상

2017년 과학저널에 올려진 나노플라스틱 입자에 의한 어류의 뇌 손상과 행동장애에 대한 논문에서 먹이를 통해 섭취한 나노플라스틱이 물고기 뇌를 보호하는 장벽을 뚫고 뇌 신경에 대한 손상을 일으키고 행동 장애를 유발했다는 것을 밝였습니다.

 

무서운 점은 MNP는 축적이되어 DNA손상, 세포막 손상 등 알려진 영향말고도 다양한 영향을 미칠수 있다는 점입니다.

 

5. 폐건강

폐에 들어오는 나노플라스틱은 폐 세포를 자극하고, 호흡곤란, 폐활량 감소, 폐 간질 섬유증 등 수많은 호흡기 문제를 일으킬 수 있습니다. 나노플라스틱에 노출된 기관지 세포는 상당히 많은 양의 활성산소(ROS)가 축적이 된 것으로 나타났고, 그로 인해 산화스트레스가 생성되었습니다.

 

MNP의 흡입이 호흡기 질환 발병율에 영향이 있다는 것은 인공섬유 산업에 관련된 사람들에 의해 밝혀졌습니다.

 

미세·나노플라스틱이 건강에 해로운 주된 이유

▶ 세포막 파괴

출처:ScienceDirect

 미세플라스틱이 인체에 들어오게 되면 첫번째로 마주치는 것은 바로 세포벽입니다. 세포막은 세포에서 가장 중요한 장벽으로 세포의 대사, 능동 수송, 확산 등의 전반적인 기능에 직접적인 관계가 있습니다. 세포막이 중요한 역할을 담당하고 있기 때문에 세포벽에 미치는 미세플라스틱의 영향이 어떤것인지에 따라 인체에 미치는 영향에 대해 알 수 있습니다.

 

 결과적으로 보면 미세플라스틱은 세포막을 파괴할 수 있으며 심하면 세포를 죽일 수도 있는 것으로 나타났습니다. 또한 크기가 작으면 작을 수록 피해는 더 커졌음을 여러 논문을 통해 볼 수 있었습니다. 다음은 미세플라스틱과 세포막에 대한 연구자료의 내용들입니다.

 

 

▷ 미세플라스틱과 세포막에 대한 연구자료의 내용

화학전문의 유럽저널인 “Chemphyschem”에 게재된 “나노플라스틱이 세포막을 변화시킬 수 있습니까?”라는 문서에는 나노플라스틱 중 하나인 폴리스티렌(PS) 나노입자가 세포막과 활발하게 상호작용하면서 여러 불필요한 신호전달, 이온 수송 등을 하였고 심하면 세포사멸을 일으켰다는 내용을 볼 수 있었습니다.

 

폴리스티렌(PS) 나노입자에 대한 또 다른 논문을 보겠습니다. 2014년에 발표된 내용을 보면 양이온의 성질을 띠는 나노 폴리스티렌(PS)이 세포막을 파괴하여 ROS(활성산소)의 생산이 촉진되었고, 세포의 영양분을 공급하고, 보호하는 역할을 지닌 세포외 기질을 손상시켰음을 알아냈습니다. 이러한 사실을 바탕으로 나노 폴리스티렌(PS)이 세포막을 손상하는 세포 독성의 특성을 지녔음을 밝혔습니다.

 

폴리에틸렌(PET) 나노입자에 관한 내용도 결론적으로 같았습니다.

 

▶ 세포막 파괴가 무서운 이유

 세포막을 파괴할 수 있다는 점이 미세플라스틱이 정말 무서운 이유 중에 하나입니다. 인체의 모든 세포에 침투할 수 있으며 축적되거나 세포를 변형시켜서 다양한 악영향을 미치기 때문입니다. 신경세포가 될 수도 있고, 다른 어떤 세포에도 영향을 미칠 수 있습니다.

 

 포유류를 대상으로 한 연구에서는 MNP(미세플라스틱과 나노플라스틱)에 노출된 후에 산화 스트레스가 높아졌고, 염증반응, 유전, 신경, 간, 신장 그리고 암 형성 까지 많은 영향을 확인하였습니다. 또한 설치류를 대상으로 한 연구에서는 MNP의 축적을 확인이 되었고, 세포에 좋지 않은 영향을 미치는 여러 독성 효과와 부작용이 나타났습니다.

 

※ 미세 나노플라스틱(MNP)이 미치는 악영향을 정확히 판단하기 힘든 3가지 이유

1. MNP는 복잡하고 다양한 형태와 화학적인 특성을 지님
2. MNP가 인체에 미치는 영향을 분석할 데이터가 부족
3. 다양한 MNP에 대한 연구가 부족하여 연구의 불확실성이 존재

 

 

마무리

 MNP의 건강 위험에 대한 연구는 아직 많이 진행되어야 하지만, 최근 몇 년 동안 인간 건강에 대한 MNP의 악영향을 암시하는 증거는 계속 나오고 있습니다. 일부 연구에서는 MNP의 영향은 미비하다고 했지만 반대되는 연구결과는 계속 나오고 있습니다.

 

 이번 포스팅에서는 미세 나노 플라스틱이 뭔지 알아보고 인체에 미치는 영향이 어떤 것들이 있는지 여러 논문과 연구결과를 통해 살펴보았습니다. 세포에 축적되어 세포막을 파괴하거나 기능이상을 일으키는등 다양한 영향들이 있었습니다. 앞으로는 미세플라스틱이 더욱 많아질 텐데 우리 몸과, 환경을 위해 조금이라도 줄이려고 하는 노력을 하는 것이 좋겠습니다.

 

긴글 읽어주셔서 감사합니다.