미세먼지 1/100크기 나노미세먼지 "폐세포 깊이 침투해 다른 장기까지 악영향"

- 기초지원연구원, 미세먼지 인체 내 생체분포 패턴 확인

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[헤럴드경제=구본혁 기자] 국내 연구진이 미세먼지 중에서도 초미세먼지와 나노미세먼지라고 불리는 더 작은 입자가 인체에 어떻게 파고들어가 인체에 미치는 영향을 세포 단위에서 측정에 성공했다.

한국기초과학지원연구원(KBSI)은 바이오융합연구부 홍관수·박혜선 박사 연구팀이 초미세먼지와 나노미세먼지 모델입자를 제작, 인체 내 주입된 입자들의 생체분포 패턴을 형광이미징 기술을 이용해 미세먼지의 인체에 미치는 영향을 확인했다고 23일 밝혔다.

입자크기가 100나노미터(nm, 0.1㎛) 이하인 먼지는 미세먼지의 100분의 1수준의 작은 나노크기 입자로 '나노미세먼지'라고 불리며, 초미세먼지보다 더 인체에 깊숙이 침투하여 영향을 미치는 것으로 예측되고 있다. 하지만 더 작은 입자가 인체에 미치는 영향에 대한 연구는 아직 국내·외에서도 뚜렷하게 제시한 연구 결과는 없었다.

연구팀은 형광 이미징이 가능한 초미세먼지와 나노미세먼지 모델물질을 제작하여 생체에 주입한 후 최대 한 달 동안 장기별 이동 경로와 세포 수준에서의 미세먼지 축적량을 비교·분석했다.

나노미세입자를 기관지로 주입한 후 입자가 폐에 머물러 있는 양을 관찰했을 때, 나노미세입자는 초미세입자와 비교하여 빠르게 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 이 중 일부는 폐세포 깊숙이 침투해 혈관을 따라 간, 신장 등 다른 장기로 이동하는 흐름도 확인할 수 있었는데, 이렇게 나노미세입자가 다른 장기로 퍼지는 데 걸리는 기간은 최소 이틀 안에도 가능한 것으로 관찰됐다.

특히 폐기관 내 존재하는 면역세포에는 나노미세입자가 4주 후까지도 세포안에 남아 있었는데, 그 숫자는 초미세입자보다 8배 많은 것으로 나타났다.

생체내 주입된 초미세먼지와 나노미세먼지 모델물질의 이동 경로 모식도. 나노미세먼지는 초미세먼지보다 더 폐포 깊숙이 침투해 혈관을 타고 다른 장기로 이동해 영향을 끼친다.[한국기초과학지원연구원 제공]

이번 연구는 미세먼지 입자의 이동경로를 생체 내에서 장시간 관찰하고 분석하기 위해 생체 내에서 분해되지 않는 비교적 안정한 모델입자로 진행됐다. 실제 체내에서 분해돼 독성을 일으키는 탄화수소류의 미세먼지가 주입되는 경우 인체 내 각 장기와 면역시스템에 미치는 독성과 이로 인한 질병의 유발 및 면역시스템 교란 등의 영향이 클 수 있다는 것이 연구팀의 설명이다.

이번 연구성과는 나노과학분야 국제학술지 ‘저널 오브 나노바이오테크놀로지’ 5월 12일자로 게재됐다.

박혜선 박사는 “이번 연구는 초미세먼지 중에서도 더 크기가 작은 나노미세먼지가 우리 인체기관에 다양한 영향을 줄 수 있음을 확인한 결과”라며 “향후 다양한 특성을 갖는 모델물질을 만들어 생체분포패턴에 대한 정보를 라이브러리로 구축할 수 있다면, 지역이나 환경 특성에 다양하게 존재하는 미세먼지가 인체에 미치는 영향을 더 정확히 예측할 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다.

nbgkoo@heraldcorp.com