미세먼지, 폐뿐 아니라 뇌까지…여러 장기에 축적량 정밀 측정

[아이뉴스24 정종오 기자] 미세먼지는 폐뿐 아니라 뇌까지 영향을 끼치는 것으로 나타났다.

미세먼지는 호흡기를 넘어 뇌와 전신 건강까지 영향을 미친다. 오랫동안 노출되면 폐 기능 저하뿐 아니라 여러 장기에서 염증 반응을 유발할 수 있다는 연구 결과가 이어지고 있다.

미세먼지가 체내에 들어온 이후 어디로 이동하고 어떻게 분포하는지는 아직 명확히 밝혀지지 않았다. 기존의 미세먼지 노출 모사 실험에서도 기술적 한계로 인해 각 장기에 유입된 미세먼지를 정량적으로 분석하는 데 어려움이 있었다.

그 결과 실제 분포량을 정확히 파악하기 어려웠다, 지금까지는 미세먼지가 가장 많이 축적될 것으로 예상되는 폐를 중심으로 대략적 수준만 추정해왔다.

한국과학기술연구원(KIST, 원장 오상록) 특성분석·데이터센터 유병용·이관호 박사 연구팀은 이러한 분석 기술의 한계를 극복하고 미세먼지가 체내 각 장기에 얼마나 축적되는지를 정밀하게 측정할 수 있는 새로운 분석 플랫폼을 개발했다.

이번 연구는 소동물에 실제 환경과 비슷한 농도의 미세먼지를 노출시켰을 때 체내 각 장기에 유입된 미세먼지를 극미량까지 ‘숫자’로 확인할 수 있는 기술을 제시했다.

연구팀은 방사성 탄소(¹⁴C)로 표지된 미세먼지를 직접 제작했다. 이를 기반으로 한 노출 실험을 수행했다. 여기에 극미량의 방사성 동위원소를 구별하고 개수까지 측정할 수 있는 가속기 질량분석법(AMS, Accelerator Mass Spectrometry)을 결합했다.

체내에 유입된 미세먼지를 나노그램(ng) 수준까지 정량화할 수 있는 분석 기술을 구현했다. 이를 통해 기존에는 확인이 어려웠던 미세먼지의 체내 이동 경로와 장기별 축적량을 정밀하게 수치로 제시할 수 있게 됐다.

방사선 탄소 표지 미세먼지의 동물 노출 실험 결과 미세먼지는 폐에 국한되지 않고 간, 신장, 뇌 등 다양한 장기에도 분포하는 것으로 나타났다.

‘매우 나쁨’ 수준(PM10 약 150μg/m³)에서 1시간 노출만으로도 일부 입자가 여러 장기에 확인됐다. 하루 3시간씩 7일 동안 반복 노출하면 장기별 분포량이 증가하는 경향이 확인됐다. 이는 미세먼지가 노출 빈도와 시간에 따라 체내에 점진적으로 축적될 수 있음을 시사한다.

이번 기술은 앞으로 미세먼지 위해성 평가의 정밀도를 크게 높이고 환경 기준 과 보건 정책 수립에 과학적 근거를 제공할 것으로 기대된다. 기존의 호흡기 중심 연구를 넘어 뇌, 간 등 전신 영향까지 고려한 건강 영향 평가가 가능해진다.

임산부·노약자·호흡기와 심혈관 질환자 등 미세먼지 취약계층 보호 정책 수립에도 중요한 역할을 할 것으로 보인다.

KIST 이관호 박사는 “이번 연구는 가속기 질량분석법을 활용해 미세먼지의 체내 유입량과 장기별 축적량을 정량적으로 제시한 첫 사례”라며 “실제 생활 환경과 유사한 조건에서도 미세먼지의 체내 분포량을 정밀하게 측정할 수 있는 기반을 마련했다”고 말했다.

이번 연구 성과(논문명: Quantitative Assessment of Particulate Matter Biodistribution Using 14C-Nanotracing and Accelerator Mass Spectrometry)는 국제 학술지 ‘Environmental Science & Technology’ 최신 호에 실렸다.