미세플라스틱 최신 연구
최근 들어 미세플라스틱의 인체 영향에 대한 다양한 연구 논문이 쏟아지고 있습니다. 이는 우리 몸에 축적되는 플라스틱의 양이 더 이상 간과할 수 없는 수준임을 시사합니다. 이번 글에서는 최신 연구들을 통해 미세플라스틱이 인체에 미치는 영향을 상세히 알아보고, 이를 이해하기 위한 다양하게 살펴보겠습니다.
연구에 따르면 미세플라스틱이 혈전에서 발견되었으며, 이는 심장마비와 뇌졸중 위험 증가와 연관이 있습니다
중국 연구진은 최근 학술지 EBioMedicine에 발표된 연구에서 미세플라스틱 오염이 인간 건강에 미치는 영향을 이해하기 위해 노력했습니다. 이 연구는 하체 깊은 정맥, 관상 동맥 및 뇌 동맥에서 채취한 혈전에서 얻은 미세플라스틱의 질량 농도, 물리적 특성 및 폴리머 유형을 식별하고 정량화했습니다.
연구배경
플라스틱의 내구성, 다용성, 그리고 저렴한 비용은 인간에게 거의 필수적인 존재로 만들었지만, 동시에 광범위한 플라스틱 오염과 미세플라스틱의 환경 내 지속성을 초래했습니다. 버려진 플라스틱 제품은 종종 미세 및 나노 플라스틱으로 분해되어 대기, 토양, 수질을 오염시킵니다. 미세플라스틱 오염물질은 크게 두 가지 유형으로 나뉩니다. 첫 번째는 의료기기와 화장품에 사용되며 크기가 5mm 이하인 1차 미세플라스틱이고, 두 번째는 더 큰 플라스틱이 화학적 또는 물리적 분해로 형성되는 2차 미세플라스틱입니다.
미세플라스틱은 해양 생물과 인간을 포함한 다양한 동물에서 검출되었습니다. 인간의 몸 내부에서는 혈액, 가래, 간, 심장, 폐, 고환, 자궁내막, 태반, 양수 등에서 미세플라스틱이 발견되었습니다. 또한 연구들은 혈전이나 혈액 응고 덩어리에서도 미세플라스틱을 발견했습니다. 혈전 형성이 유전적 및 환경적 위험 요인을 가진다는 점을 감안할 때, 이러한 발견은 미세플라스틱이 혈관 건강에 높은 위험을 초래할 수 있음을 시사합니다.
내용
이번 연구에서 연구진은 가스 크로마토그래피-질량 분석법, 주사 전자 현미경, 레이저 직접 적외선 분광법 등 다중 모달 방법을 사용하여 깊은 정맥, 관상 동맥, 두개 내 동맥에서 얻은 혈전의 미세플라스틱 종류, 질량 농도 및 물리적 특성을 분석하고 정량화했습니다.
심근경색, 허혈성 뇌졸중, 심부정맥혈전증으로 인해 정맥 또는 동맥 혈전 제거술을 받은 사람들 중, 수술 직후 혈전을 수집한 경우 연구에 포함되었습니다. 이들은 스텐트, 인공 뼈, 이식물이 없으며 미세플라스틱을 포함한 치료제나 진단제를 사용한 적이 없어야 했습니다. 참가자별로 인구 통계학적 특성, 의료 기록, 지질 프로파일 및 전해질 패널에 대한 정보도 수집되었습니다.
혈전 샘플은 열분해 가스 크로마토그래피-질량 분석법을 사용하여 미세플라스틱을 분석했습니다. 이 방법은 미세플라스틱을 열분해하여 분리한 후, 가스 크로마토그래피 칼럼으로 조각을 분리하고 질량 분석법으로 입자를 특성화합니다.
연구는 폴리에틸렌, 폴리스티렌, 폴리염화비닐, 폴리카보네이트, 폴리프로필렌, 폴리아미드 6 등을 포함한 10종의 폴리머를 대상으로 했습니다. 이후 주사 전자 현미경과 레이저 직접 적외선 분광법을 사용하여 입자의 크기, 수, 형태를 평가했습니다. 일부 샘플은 충분한 혈전 샘플이 없거나 주된 미세플라스틱인 폴리아미드 66을 자연 단백질과 구분할 수 없어 이 단계에서 제외되었습니다.
미세플라스틱의 풍부함과 크기 분포는 미세플라스틱 스펙트럼 라이브러리와 비교하여 분석되었습니다. 각 샘플에 존재하는 미세플라스틱의 개별 종류도 정량화되었습니다. 배경 오염을 통제하기 위해 각 단계에서 엄격한 품질 관리 조치와 여러 음성 및 양성 대조군이 사용되었습니다.
연구결과
연구 결과, 다양한 종류의 폴리머로 만들어진 미세플라스틱이 주요 인간 동맥 및 정맥에 형성된 혈전에서 다양한 질량 농도로 존재한다는 것이 밝혀졌습니다. 인간 혈전 내 미세플라스틱 수치는 허혈성 뇌졸중의 심각도와 양의 상관관계를 보였습니다.
심근경색, 심부정맥혈전증 또는 허혈성 뇌졸중 환자로부터 획득한 30개의 혈전 중 24개(80%)에서 미세플라스틱이 발견되었습니다. 심근경색, 심부정맥혈전증 또는 허혈성 뇌졸중 사례의 혈전에서 미세플라스틱의 중간 농도는 각각 141.80 μg/g, 69.62 μg/g, 61.75 μg/g로 나타났습니다.
혈전에서 발견된 미세플라스틱의 주요 폴리머는 폴리에틸렌, 폴리염화비닐 및 폴리아미드 66이었습니다. 레이저 직접 적외선 분광법을 통해 식별된 15종의 미세플라스틱 중 폴리에틸렌이 가장 우세했으며, 직경 35.6 마이크로미터로 전체 미세플라스틱의 53.6%를 차지했습니다. 미세플라스틱은 크기 면에서 이질적이었습니다.
과응고 상태의 생체표지자인 D-디머 수치는 혈전에서 미세플라스틱이 검출된 그룹이 검출되지 않은 그룹보다 유의미하게 높았습니다. 이는 체내 미세플라스틱 농도와 혈전성 사건의 위험 사이에 직접적인 연관성이 있음을 시사합니다.
결론
종합적으로, 이번 연구는 심근경색, 허혈성 뇌졸중 또는 심부정맥혈전증 환자의 주요 혈관에서 채취한 혈전에서 다양한 폴리머 유형과 물리적 특성을 가진 상당한 농도의 미세플라스틱이 존재한다는 것을 발견했습니다. 더 나아가, 미세플라스틱 수치가 증가할수록 혈전성 사건의 위험과 질병의 중증도가 증가한다는 것을 보여주었습니다.
https://www.thelancet.com/journals/ebiom/article/PIIS2352-3964(24)00153-1/fulltext
미세플라스틱 문제점 및 위험성
미세플라스틱의 문제점은 단순히 환경 오염에 그치지 않습니다. 인체와 생태계에도 심각한 영향을 미칩니다.
- 건강 문제: 연구에 따르면 미세플라스틱은 혈액, 폐, 간, 그리고 심지어 태반에서도 발견되었습니다. 이는 미세플라스틱이 체내로 들어와 생리학적 기능을 방해할 수 있음을 시사합니다. 특히, 최근 연구는 미세플라스틱이 혈전 형성과 연관이 있으며, 심장마비나 뇌졸중 같은 심각한 질병의 위험을 높일 수 있음을 보여줍니다.
- 해양 생태계 파괴: 해양 생물들이 미세플라스틱을 섭취하면 소화 장애, 독성 축적 등 다양한 문제를 일으킬 수 있습니다. 이는 결국 해양 생태계 전체에 악영향을 미칩니다.
- 대기 오염: 미세플라스틱 입자는 공기를 통해 퍼져 호흡기 질환을 유발할 수 있습니다. 특히 도시 지역에서는 차량 타이어와 브레이크 마모로 인해 발생하는 미세플라스틱이 주요 오염원으로 작용하고 있습니다.
미세플라스틱 원인
미세플라스틱은 주로 두 가지 형태로 나뉩니다: 일차 미세플라스틱과 이차 미세플라스틱입니다. 일차 미세플라스틱은 주로 화장품, 세정제, 그리고 의료 기기에 사용되는 작은 플라스틱 입자입니다. 이차 미세플라스틱은 큰 플라스틱 물질이 물리적 또는 화학적 분해를 통해 작은 입자로 나뉘면서 형성됩니다.
- 타이어 마모: 차량 타이어가 도로와 마찰하면서 미세한 플라스틱 먼지가 생성됩니다. 이는 도로를 따라 물에 씻겨 하천과 해양으로 유입됩니다.
- 세탁: 합성 섬유로 만든 옷을 세탁할 때 미세플라스틱 섬유가 배수구를 통해 환경으로 배출됩니다. 이는 하수 처리장에서도 완전히 걸러지지 않기 때문에 하천과 바다로 유입됩니다.
- 플라스틱 쓰레기: 잘못 폐기된 플라스틱 제품들은 자외선과 기후 요인에 의해 점차 작은 조각으로 분해됩니다. 이러한 작은 조각들은 결국 미세플라스틱으로 변해 환경에 퍼집니다.
- 공업 활동: 플라스틱 제조 및 가공 과정에서 발생하는 미세플라스틱 입자도 주요 원인 중 하나입니다. 이러한 입자들은 대기 중으로 방출되거나 물을 통해 하천으로 유입됩니다.
미세플라스틱 인체 영향
- 다양한 경로를 통한 인체 침투:
- 미세플라스틱은 대기, 식수, 음식 등을 통해 우리 몸에 들어올 수 있습니다. 특히, 플라스틱 제품이 분해되면서 발생하는 미세플라스틱은 우리가 일상적으로 사용하는 물건들에서도 발생할 수 있습니다.
- 혈관 및 조직 내 축적:
- 최근 연구에 따르면, 미세플라스틱이 혈관 내에 축적되어 심장마비와 뇌졸중과 같은 심혈관 질환의 위험을 높일 수 있습니다. 연구진은 혈관에서 채취한 혈전에서 다양한 폴리머로 이루어진 미세플라스틱을 발견했으며, 이들 미세플라스틱이 염증을 유발하고 혈전 형성을 촉진할 수 있음을 보고했습니다.
- 세포 및 조직 손상:
- 미세플라스틱은 세포 내로 침투하여 세포 기능을 방해하고, 잠재적으로 독성을 유발할 수 있습니다. 나노플라스틱은 세포막을 통과하여 세포 내부에서 화학적 반응을 일으킬 수 있으며, 이는 장기적으로 건강에 악영향을 미칠 수 있습니다.
미세플라스틱과 심각한 건강 문제의 연결고리를 밝힌 획기적인 연구
주요 혈관에 작은 플라스틱 입자가 박힌 사람들이 3년간의 연구 기간 동안 심장마비, 뇌졸중 또는 사망할 확률이 더 높은 것으로 나타났습니다.
음식 포장, 타이어, 옷, 수도관 등 거의 모든 곳에 존재하는 플라스틱은 미세한 입자를 방출하며, 이는 환경으로 유입되어 사람들이 섭취하거나 호흡할 수 있습니다.
이제 이러한 미세플라스틱과 인간 건강 사이의 연결을 보여주는 최초의 데이터가 나왔습니다. 수술을 받은 200명 이상의 사람들을 대상으로 한 연구에서 거의 60%가 주요 동맥 내에 마이크로플라스틱이나 더 작은 나노플라스틱을 가지고 있는 것으로 밝혀졌습니다. 이러한 입자를 가진 사람들은 입자가 없는 사람들에 비해 수술 후 약 34개월 동안 심장마비, 뇌졸중 또는 사망할 가능성이 4.5배 높았습니다.
“이는 획기적인 연구입니다,”라고 환경이 심혈관 건강에 미치는 영향을 연구하는 미시간주 디트로이트 웨인 주립 대학의 의학 과학자 로버트 브룩이 말했습니다. “이 연구는 전 세계적으로 미세 및 나노플라스틱이 초래할 수 있는 위험의 정도를 더 깊이 연구하고 확인하는 데 있어 발판이 될 것입니다.”
그러나 브룩, 다른 연구자들, 그리고 연구 저자들 자신도 이 연구가 미세한 입자들이 건강에 나쁜 영향을 미쳤다는 것을 증명하는 것은 아니라고 주의를 당부합니다. 연구에서 다루지 않은 다른 요인들, 예를 들어 사회경제적 지위가 플라스틱보다 건강 문제의 원인일 수 있다고 그들은 말합니다.
플라스틱은 바다, 조개류, 모유, 식수, 공기 중, 심지어 비와 함께 지구 곳곳에서 발견됩니다. 이러한 오염 물질은 곳곳에 퍼져 있을 뿐만 아니라 매우 오래 지속되며, 때로는 분해되기까지 수백 년이 걸립니다. 결과적으로, 폐기물을 처리하는 세포는 이러한 미세 플라스틱을 쉽게 분해할 수 없어 유기체 내에 축적됩니다.
인간에서는 혈액과 폐, 태반과 같은 기관에서 미세 플라스틱이 발견되고 있습니다. 하지만, 축적된다고 해서 반드시 해로움을 의미하는 것은 아닙니다. 미세 플라스틱의 건강 영향에 대한 우려는 약 20년 전부터 있었지만, 그 영향을 엄격하게 평가하는 것은 어려웠다고 보스턴 칼리지의 소아과 의사이자 역학자인 필립 랜드리건이 말합니다.
이탈리아 카세르타의 캄파니아 루이지 반비텔리 대학의 내과 의사인 조세페 파올리소와 그의 동료들은 마이크로플라스틱이 지방 분자에 끌리는 것을 알고 있었기 때문에, 이 입자들이 혈관의 내벽에 형성될 수 있는 지방 침착물, 즉 플라크에 축적될지 여부를 조사했습니다. 팀은 목동맥에서 플라크를 제거하여 뇌졸중 위험을 감소시키는 수술 절차를 받는 257명을 추적했습니다.
연구자들은 제거된 플라크를 전자 현미경으로 관찰했습니다. 그들은 참가자 150명의 샘플에서 세포와 기타 폐기물 사이에 섞인 톱니바퀴 모양의 덩어리, 즉 미세 플라스틱의 증거를 보았습니다. 화학 분석은 대부분의 입자가 식품 포장, 쇼핑백, 의료용 튜브에서 자주 발견되는 세계에서 가장 널리 사용되는 플라스틱인 폴리에틸렌 또는 PVC, 즉 폴리비닐 클로라이드로 구성되어 있음을 밝혔습니다.
평균적으로, 플라크 샘플에서 더 많은 미세 플라스틱을 가진 참가자들은 염증 지표 수준이 더 높았습니다. 이는 입자들이 건강에 해로운 방식으로 기여할 수 있는 방법을 암시합니다. 만약 그들이 염증을 유발하는 데 도움을 준다면, 플라크가 파열되어 혈관을 막을 수 있는 지방 침착물이 쏟아지는 위험을 증가시킬 수 있습니다.
플라크에서 미세 플라스틱이 발견되지 않은 참가자들과 비교했을 때, 미세 플라스틱이 있는 참가자들은 더 젊고, 남성일 가능성이 더 높으며, 흡연을 더 많이 하고, 당뇨병이나 심혈관 질환이 있을 가능성이 더 높았습니다. 연구에는 뇌졸중 위험을 줄이기 위해 수술이 필요한 사람들만 포함되었기 때문에, 이 연결이 더 넓은 인구에서도 유효한지는 알 수 없습니다.
브룩은 플라스틱을 전혀 피할 수 없는 상황에서 플라크에서 미세 플라스틱의 증거를 보이지 않은 참가자들 40%에 대해 궁금해합니다. 연구 공동 저자이자 케이스 웨스턴 리저브 대학의 심장 전문의 산제이 라자고팔란은 이러한 참가자들이 다르게 행동하거나 플라스틱을 처리하는 다른 생물학적 경로를 가질 수 있지만, 더 많은 연구가 필요하다고 말합니다.
이 연구는 플라스틱 오염을 없애기 위한 글로벌 협약을 마련하려는 외교관들이 노력하는 가운데 발표되었습니다. 2022년, 175개국이 2024년 말까지 이를 확정짓기 위한 법적 구속력 있는 국제 협약을 만들기로 투표했습니다.
연구자들은 협약 과정에 더 많은 참여를 요구하며, 협약 진행이 너무 느리다고 지적했습니다. 최근 연구는 4월 오타와에서 모이는 협상가들에게 큰 동기를 부여할 것입니다. 라자고팔란이 마이크로플라스틱에 대한 추가 데이터를 기다리는 동안, 그의 발견은 이미 그의 일상 생활에 영향을 미쳤습니다. “나는 내 자신의 플라스틱과의 관계를 훨씬 더 의식적이고 의도적으로 살펴보게 되었습니다,” 그는 말합니다. “이 연구가 우리 사회가 석유 유래 제품을 사용하여 생물권을 재구성하는 방식에 대한 자기 성찰을 가져오기를 바랍니다.”
Nature 참고, doi: https://doi.org/10.1038/d41586-024-00650-3
- 심혈관 질환과의 연관성:
- 2024년의 한 연구에서는 심장마비, 허혈성 뇌졸중 또는 심부정맥혈전증 환자들로부터 채취한 혈전에서 미세플라스틱이 검출되었으며, 이는 심혈관 질환의 심각도와 양의 상관관계를 보였습니다. 이 연구는 미세플라스틱이 혈관 내에 축적되어 염증 반응을 일으키고, 이는 심혈관 질환의 위험을 증가시킬 수 있음을 시사합니다.
- 다양한 인체 조직에서 발견:
- 미세플라스틱은 혈액, 간, 신장, 태반 등 다양한 인체 조직에서 발견되었습니다. 이러한 발견은 미세플라스틱이 신체 여러 부위에 걸쳐 널리 퍼져 있음을 보여주며, 이는 장기적으로 건강에 심각한 영향을 미칠 수 있음을 의미합니다.
미세플라스틱 없는 생수
최근 연구에 따르면 생수 병에도 미세플라스틱이 존재한다는 사실이 밝혀졌습니다. 이러한 미세플라스틱은 생수의 플라스틱 병, 필터 과정, 그리고 환경적인 오염원에서 기인할 수 있습니다. 이에 따라 미세플라스틱이 포함되지 않은 생수를 찾는 것은 매우 중요합니다.
미세플라스틱 오염의 원인
- 플라스틱 병: 생수 병 자체에서 미세플라스틱이 나올 수 있습니다. 일반적으로 사용되는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)와 같은 플라스틱이 시간이 지나면서 작은 입자로 분해됩니다.
- 필터 과정: 많은 생수 브랜드는 물을 더 깨끗하게 만들기 위해 필터를 사용하지만, 필터 자체가 플라스틱으로 만들어져 있을 경우 필터 과정에서도 미세플라스틱이 물에 섞일 수 있습니다.
최신 연구 및 자료
- 연구 결과: 최근 Frontiers in Chemistry에 발표된 연구에 따르면, 여러 국가에서 판매되는 생수 병의 93%가 미세플라스틱을 포함하고 있었습니다. 이 연구는 전 세계적으로 259개의 생수 병을 분석한 결과입니다.
- 대안: 미세플라스틱 없는 생수를 찾기 위해 가장 확실한 방법은 플라스틱 생수 대신에 고품질의 물 필터 시스템을 사용하는 것입니다. 특히 역삼투압(RO) 필터 시스템은 미세플라스틱을 효과적으로 걸러낼 수 있습니다. 또한, 증류수 옵션을 고려할 수 있으며, 증류 과정은 물을 증발시켜 미세플라스틱을 제거하는 데 효과적입니다.
- 일회용 플라스틱 사용 줄이기: 생수 병 대신 재사용 가능한 스테인리스 스틸이나 유리 병을 사용하는 것도 좋은 방법입니다. 이는 플라스틱 사용을 줄이고 환경 오염을 방지하는 데 기여할 수 있습니다.
미세플라스틱 해결방안
미세플라스틱 문제를 해결하기 위해서는 개인과 사회 모두의 노력이 필요합니다.
- 플라스틱 사용 줄이기: 일회용 플라스틱 사용을 줄이고, 재사용 가능한 제품을 선택하는 것이 중요합니다. 이를 통해 플라스틱 폐기물을 줄일 수 있습니다.
- 올바른 폐기 및 재활용: 플라스틱 제품을 올바르게 폐기하고, 재활용하는 습관을 기르는 것이 필요합니다. 또한, 세탁 시에는 미세플라스틱 발생을 줄이기 위해 저온 세탁 및 액체 세제를 사용하는 것이 좋습니다.
- 정책적 노력: 정부와 기업이 협력하여 플라스틱 사용을 줄이고, 친환경 대체품을 개발하는 것이 필요합니다. 유럽연합(EU)은 2030년까지 미세플라스틱 오염을 30% 줄이는 목표를 세우고 있으며, 이러한 정책적 노력은 전 세계적으로 확대될 필요가 있습니다.
여러 연구와 논문을 통해 미세플라스틱이 인체에 미치는 영향이 더욱 명확히 드러나고 있습니다. 미세플라스틱이 혈류를 통해 여러 기관에 축적되며, 이는 장기적으로 건강에 심각한 영향을 미칠 수 있습니다. 특히, 최근 논란이 된 미세플라스틱 없는 생수에 대한 관심도 높아지고 있습니다.
향후 미세플라스틱은 신체에 축적되어 다양한 건강 문제를 일으킬 가능성이 있으며, 이는 플라스틱이 생활 곳곳에서 사용된 지 수십 년이 지난 현재 더욱 큰 문제가 될 것입니다. 여러 연구와 논문이 계속해서 이러한 영향을 밝히고 있으며, 새로운 연구 결과는 계속 나올것으로 생각됩니다.