▲ PP 나노플라스틱 노출을 통한 폐 손상 기전 모식도- 실험동물(마우스)에 PP 나노플라스틱을 기도 노출 하였을 때, 미토콘드리아 손상을 통한 ROS 생성이 증가하였다. ROS는 활성산소종으로 체내에 과도하게 많아지면  DNA와 세포의 손상을 유발하고 염증 반응을 일어날 수 있다. 또한 신호전달경로(MAPK, NF-kB)를 통해 폐 내 염증 및 세포 손상이 유발되는 것을 확인할 수 있다.(안전성평가연구소 제공)

[프레스뉴스] 정재훈 기자= 안전성평가연구소(이하 KIT) 인체유해인자 흡입독성연구단과 전북대학교(김범석 교수, 생체안전성연구소장) 연구팀은 폴리프로필렌(Polypropylene, PP) 나노 플라스틱을 *기도 내 점적 투여한 결과 폐 손상 가능성을 세계 최초로 확인했다고 밝혔다. (* 기도 내 점적 투여 : 기도에 시험 물질을 서서히 떨어뜨린 후, 호흡 과정을 통해 폐로 시험 물질이 전달되는 방식)

미세플라스틱은 폐기된 플라스틱이 광산화, 풍화, 자외선 등과 같은 물리적인 힘에 의하여 미세한 입자로 변화한 것으로, 대기 중 상당량의 미세플라스틱이 생활 주변에서 부유하며 흡입 경로를 통해 사람의 폐에 축적되고 있다.

이러한 미세플라스틱은 5㎛ 이하의 입자로 흡입을 통해 폐 조직에 침윤하며, 1㎛ 이하의 나노플라스틱의 경우는 폐포까지 도달해 천식 및 폐 섬유화 등 다양한 호흡기 질환을 유발할 수 있어 특히 나노 플라스틱에 대한 인체 손상 연구가 절실한 상황이다.

폴리프로필렌(PP)는 내화학성, 고순도, 낮은 수분 흡수율을 가지며, 전기 절연 특성이 뛰어나고 가벼워 용접이 가능하기 때문에 일상생활에서 일회용품으로 흔히 접하는 플라스틱이다.

특히 PP가 일회용 마스크의 주원료로 사용되고 있으며 일회용 마스크 사용이 일상화됨에 따라 이에 따른 환경오염 및 인체 노출 가능성에 대한 우려가 커지고 있다.

해당 연구팀은 PP 나노플라스틱을 실험동물 기도에 노출한 후 폐 손상을 관찰했며, 또한 인간 폐암 상피세포주(A549)에 PP 나노플라스틱을 노출함으로써 폐 손상 기전을 확인했다.

그 결과, PP 나노플라스틱에 노출된 실험동물의 폐에서 염증성 손상이 유발되는 것을 확인했으며, 특히 호중구성 염증 반응이 관찰되었다.

독성기전 연구 결과에서는 PP 나노플라스틱에 노출된 A549 세포에서 미토콘드리아의 손상이 확인되었으며, 염증 반응을 유도하는 신호전달 경로(MAPK, NF-kappa B)를 통해 세포 손상 및 염증 유발을 확인했다.

이번 연구는 PP 나노플라스틱의 호흡기 노출에 따라 폐 손상이 유발되는 기전을 실험동물과 세포주를 통해 종합적으로 입증한 최초의 연구 결과로, 일상생활의 나노플라스틱이 인체에 손상을 줄 수 있다는 점을 확인했다는 점에서 의미가 있다.

또한 PP가 주원료인 일회용 마스크가 나노플라스틱이 되었을 경우, 인체 건강과 자연환경에 미치는 영향을 고려하여 사용 후 폐기 및 관리에 대한 방안도 함께 고려되어야 할 것으로 보인다.

KIT 인체 유해인자 흡입독성연구단 이규홍 단장은 “이번 연구를 통해 PP 나노플라스틱 흡입 노출에 따른 인체 유해성을 확인함으로써 명확한 흡입독성학적 근거를 마련하였다”라며 “향후 미세플라스틱과 흡입독성연구 간 다양한 연구를 수행해나갈 예정이다”고 말했다.

한편, 해당 연구는 한국환경산업기술원의 ‘호흡기 노출 경로에 따른 미세플라스틱 흡입독성평가 및 체내거동평가 기반 기술 구축’ 연구개발 사업의 결과로 국제 학술지 독성학 부분 상위 5% 이내 저널‘Particle and Fibre Toxicology’에 2023년 01월 게재되었다.

＊논 문 명 : Polypropylene nanoplastic exposure leads to lung inflammation through p38-mediated NF-κB pathway due to mitochondrial damage
- 주 저 자 : 우종환(안전성평가연구소)
- 교신저자 : 김범석(전북대학교), 이규홍(안전성평가연구소)

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