‘미세먼지의 경고’…1시간 노출만으로 폐 넘어 간·신장·뇌까지 이동

KIST, 극미량 미세먼지 장기 유입 정밀 측정 ‘분석플랫폼’ 개발
나노그램 수준까지 정량화...노출빈도, 시간에 따라 체내 축적 가속

챗GPT로 그린 일러스트.

미세먼지에 자주 반복적으로 노출되는 계절이다. 이 맘 때면 매일 날씨와 함께 미세먼지 농도를 확인하는 게 일상이 됐다.

호흡기를 넘어 뇌와 전신 건강까지 영향을 주는 미세먼지에 장기간 노출되면 폐 기능 저하뿐 아니라 여러 장기에서 염증 반응을 유발할 수 있다는 연구결과가 속속 밝혀지고 있다.

하지만 기존 연구는 주로 대기 중의 농도와 사망률 또는 질병 발생률 간 상관 관계를 분석하는 데 초점이 맞춰져 왔다. 미세먼지가 체내에 들어온 이후 어디로 이동하고 어떻게 분포하는지는 아직 명확히 밝혀지지 않았다.

체내로 유입된 미세먼지를 정량적으로 측정할 수 있는 기술적 한계로 인해 실제 분포량을 정확히 파악하기 어려웠기 때문이었다. 미세먼지가 가장 많이 축적될 것으로 예상되는 폐를 중심으로 대략적인 수준만 추정해 왔다.

국내 연구진이 각 장기로 유입된 미세먼지를 나노그램 수준까지 정밀하게 측정할 수 있는 고감도 분석 플랫폼 기술을 개발했다.

한국과학기술연구원(KIST)은 유병용·이관호 박사 연구팀이 미세먼지가 각 장기에 축적된 극미량의 미세먼지를 정밀 측정할 수 있는 분석 플랫폼을 개발했다고 10일 밝혔다.

연구팀은 방사성 탄소로 표지된 미세먼지를 직접 제작한 뒤 극미량의 방사성 동위원소를 구별하고 개수까지 측정할 수 있는 가속기 질량분석법(AMS)을 적용해 체내 유입된 미세먼지를 나노그램((ng·1ng은 10억분의 1g) 수준으로 정량화하는 분석 기술을 구현했다.

미세먼지를 이용한 동물 노출 실험 수행 및 각 장기별 분포 확인 개념도. KIST 제공.

방사성 탄소 표지 미세먼지를 동물에 노출시킨 실험 결과 미세먼지는 폐뿐 아니라 간, 신장, 뇌 등 다양한 장기에 분포했다.

대기질 미세먼지 농도가 '매우 나쁨' 상태에서 동물모델을 1시간 노출시킨 결과, 미세먼지가 폐에서 가장 높은 농도로 관찰됐으며, 일부 미세먼지는 간과 신장, 뇌에도 분포했다.

이어 하루 3시간씩 7일간 반복 노출한 동물 실험에서는 딘시간 노출 조건보다 더 높은 농도의 미세먼지가 장기에 분포함을 확인했다. 미세먼지 노출 빈도와 시간에 따라 체내에 점진적으로 축적된다는 점을 보여준다고 연구팀은 설명했다.

연구팀은 미세플라스틱 등 다양한 환경 유해물질 평가로 분석 플랫폼 기술을 확장해 산업 및 환경안전 관리 전반에 활용할 계획이다.

이 박사는 "인체 흡입된 미세먼지가 단순히 호흡기에만 국한되지 않고, 전신 장기로 이동할 수 있음을 정량 데이터로 제시한 연구라는 데 의미가 있다"며 "앞으로 미세먼지 위해성 평가의 정밀도를 크게 높이고, 환경기준과 보건정책 수립에 과학적 근거를 제공하는 데 기여할 것"이라고 말했다.

연구결과는 국제학술지 '환경과학&기술' 지난 1월에 실렸다.

이준기 기자 bongchu@dt.co.kr