초미세먼지는 뇌에 직접적 손상 인지장애 촉진

미세 먼지는 생각하는 능력을 손상 시킨다.
상대적으로 낮은 수준의 대기 오염도 인지 능력을 현저히 감소시켜
문광주 기자
eco@ecomedia.co.kr | 2022-02-10 12:51:17
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약 5만 명의 참가자를 대상으로 한 연구에서 확인했듯이 미세먼지는 폐와 심장뿐만 아니라 정신 능력도 손상시킨다. 미세먼지에 장기간 노출된 경우에도 인지 테스트에서 측정 가능한 결함을 보였다. 그 이유는 초미세 입자가 뇌에 직접적인 영향을 미치기 때문인 것으로 보인다. 이것은 처음으로 손상 유형에 대한 더 명확한 정보를 제공한다. 

▲ 흡입된 미세 입자가 후속 인지 장애를 유발하는 경로. 설명: 주로 더 작은 대기 오염 물질(미세 입자)은 후각 신경이나 폐를 통해 직접 뇌에 손상을 줄 수 있으며, 이후 혈류로 유입되어 뇌에 접근할 수 있다(경로 1). 대기 오염 물질은 또한 흡입을 통해 폐로 유입되어 폐 기능을 손상시키거나 폐 염증을 유발할 수 있다(경로 2). 손상된 폐 기능은 전신 염증, 산화 스트레스, 대뇌 동맥 경직 및 소혈관 손상으로 이어지는 낮은(비정상) 혈중 산소 수준(저산소혈증)을 유발할 수 있다. 대기 오염 물질은 또한 폐에 있는 면역 세포의 염증 반응을 유발한다. 폐 대식세포를 억제해 염증 매개체의 실질적인 전신 존재를 추가하거나 유발한다. (출처: 관련논문 Long-term exposure to fine particulate matter, lung function and cognitive performance: A prospective Dutch cohort study on the underlying routes)

미세먼지가 건강에 해로우며 전 세계적으로 폐 및 심혈관 질환으로 인한 수백만 명의 조기 사망의 원인이라는 것은 오랫동안 알려져 왔다. 게다가 초미세먼지는 뇌에 손상을 주어 인지장애와 치매를 촉진시키는 것으로 의심되고 있다. 그러나 지금까지 이에 대한 증거는 주로 중국이나 멕시코와 같이 대기 오염 수준이 매우 높은 교외 지역에서 나왔다.

또한 뇌가 미세 먼지 입자에 의해 직접적으로 손상을 받는지, 혈액 순환 감소 또는 혈관이나 폐의 만성 염증과 같이 간접적으로만 손상되는지 여부는 아직까지 명확하지 않았다.

작은 부하도 해를 입힐 수 있을까?

좀 더 명확하게 하기 위해 Rostock 대학의 Benjamin Aretz와 그의 동료들은 대규모 연구에서 비교적 낮은 노출을 가진 사람들의 미세 먼지의 인지 효과 가능성도 처음으로 조사했다. 이를 위해 그들은 장기간 연구에 참여한 네덜란드 북동부에서 온 거의 5만 명의 데이터를 평가했다. Aretz는 "이 지역은 미세 먼지 오염이 상대적으로 낮기 때문에 우리에게 매우 흥미로웠다"고 설명했다.

참가자들이 살았던 곳에서 공기 1㎥당 최대 2.5마이크로미터의 입자 크기를 갖는 9.3~20마이크로그램의 미세먼지가 측정됐다. 이 노출량은 EU 한도인 25보다 훨씬 낮다. 반면 2021년 세계보건기구(WHO)는 권장량을 연간 평균 입방미터당 10마이크로그램에서 5마이크로그램으로 강화했다.

연구팀은 모든 피험자의 폐 기능을 측정하고 모든 참가자의 인지 능력에 대한 표준화된 테스트를 실시했다. 또한 연령, 성별, 흡연, 과거 질병 및 소득과 같은 일반적인 영향 요인을 기록했다.

인지 성능이 눈에 띄게 감소했다.

"우리는 미세먼지에 더 많이 노출될수록 인지 처리 속도가 느려지고 인지 테스트에서 성능이 저하되는 것과 유의하게 관련이 있음을 발견했다"고 Aretz와 그의 팀은 보고했다. 대기 오염과 정신 능력 사이에는 흡입량에 따른 연관성이 있었다. 공기 중의 미세 먼지 1마이크로그램은 뇌 성능을 2% 감소시켰다.

이 결과는 미세먼지가 사고력에 미치는 유해한 영향을 확인할 뿐만 아니라 이 연구는 또한 EU 한계값보다 낮은 미세 먼지 수준이라도 뇌 성능을 측정할 수 있는 수준으로 손상시킨다는 것을 증명한다. 과학자들은 "이 흡입량-반응 관계가 비선형적이라면 다른 지역이나 국가에서 더 높은 노출이 더 강한 영향을 미칠 수 있다"고 기술했다.

뇌에 직접적으로 영향

그 배후의 메커니즘은 무엇일까?
Aretz와 그의 팀은 측정된 인지 장애에서 폐 기능이 하는 역할을 조사했다. 폐조직의 손상과 염증으로 뇌에 더 이상 혈액과 산소가 충분히 공급되지 않아 제 기능을 하지 못하는 간접적인 효과의 중요한 지표로 여겨지기 때문이다.

분석 결과, 폐가 완전히 정상적으로 작동하는 피실험자에서도 인지 결손이 발생하는 것으로 나타났다. 따라서 미세먼지가 뇌에 미치는 직접적인 영향이 있어야 하며, 이것이 피해의 가장 큰 부분을 차지한다. 손실"이라고 Aretz와 그의 동료들은 보고했다.

이것은 초미세먼지, 금속 나노입자, 미세플라스틱과 같은 매우 작은 입자가 호흡기관과 혈액을 뇌로 침투할 수 있다는 이전 연구를 확인시켜준다. 과학자들은 미세먼지가 혈액이나 후각신경을 통해 뇌로 들어가는 것으로 추정하고 있다.

"심각한 문제“

"우리가 아는 한, 우리의 연구는 인지 능력을 위해 흡입된 입자상 물질의 직간접적 경로의 중요성을 처음으로 입증한 것 중 하나다"고 연구원들은 말했다. 결과는 미립자 물질이 폐뿐만 아니라 뇌 및 기타 인간 장기에 직접 도달해 손상을 줄 수 있다는 추가 증거다. 따라서 이러한 형태의 대기 오염은 심각한 문제다.

Aretz는 "미래에 정치적 조치는 대기 오염을 줄이는 것을 목표로 해야 한다. 특히 우리가 그곳에서 많은 시간을 보내기 때문에 직접적인 생활환경의 오염을 줄이는 것이다"고 말했다. 다음으로, 뇌가 그러한 영향으로부터 보호할 수 있는지 여부와 방법을 연구하는 것이 이제 중요하다.

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