자외선 차단제의 인체와 환경에 대한 유해 영향

최근 자외선차단제의 사용이 급증하면서, 건강과 환경에 미치는 유해성에 관심이 모아지고 있다. 자외선차단제의 과도하고, 무분별한 사용으로 인해 강과 바다 등의 자연 환경에서 자외선차단제 성분이 다량 검출되고 있으며 이들은 먹이사슬을 타고 생물 농축되어, 종국에는 환경과 건강에 유해한 영향을 미칠 가능성이 제기되고 있다. 유기 자외선차단제의 경우, 내분비교란 활성 및 신경독성 우려도 보고되고 있다. 이들은 지질에 잘 용해되어 뇌나 척수 등 중추신경계에도 투과하여 유해한 영향을 미칠 수 있으며 피부에 광알러지나 광자극도 일으킬 수 있다. 무기 자외선차단제는 유기 자외선차단제에 비해 상대적으로 낮은 독성을 가지고 있으나 나노화되어 피부나 호흡기로 흡수되어 전신독성을 일으킬 수 있는 가능성이 제기되고 있다. 이 글에서 자외선차단제에 대해 보고된 유해 영향에 대해 검토해 보고, 보다 안전한 자외선차단제 사용에 대해 고찰해 보았다.

최근 지구온난화와 오존층 파괴로 인해 자외선의 유해 영향에 대한 우려가 높아지고 있다. 자외선의 건강과 환경에 대한 유해성은 다양한 연구를 통해 잘 알려져 있다. ¹ 특히 자외선에 직접 노출되는 피부에서는 유해산소종 생성, 유전자 및 세포지질막 손상, 노화촉진과 피부암 발생 등 심각한 문제를 야기할 수 있다. 이를 예방하기 위해 자외선차단제는 선제품 뿐만 아니라 다양한 화장품에 널리 접목되고 있다.

자외선차단제는 크게 유기 자외선차단제와 무기 자외선차단제로 구분할 수 있다. 유기 자외선차단제는 자외선을 잘 흡수하는 벤젠 등의 화학적 구조를 가지고 있어 이를 흡수하여 피부에 노출되는 것을 막으며, 무기 자외선차단제는 빛을 산란시키는 금속 특성을 가지고 있어 자외선을 산란 및 반사시켜 피부를 자외선으로부터 보호한다 (그림 1).

대표적인 유기 자외선차단제로는 옥티녹세이트, 벤조페논-3와 옥토크릴렌, 무기 자외선차단제는 징크옥사이드ZnO, 티타늄디옥사이드TiO2가 있다. 국내에서 자외선차단제는 기능성화장품으로 관리되고 있으며 현재 20종의 자외선차단제가 고시원료로 지정되어 있다.

재미있는 것은 한국과는 달리 미국에서는 자외선차단제가 일반의약품으로 분류돼 보다 엄격하게 관리되고 있다. 현재 자외선차단 제품은 자외선을 효과적으로 차단하기 위해 유기와 무기 자외선차단제를 적절히 섞어 사용하고 있다. 선제품 뿐만 아니라 자외선차단제는 샴푸, 헤어스프레이, 바디워시, 립스틱 등의 다양한 메이크업 제품 등에도 널리 사용되어 피부를 자외선으로부터 보호하고, 빛에 불안정한 효능성분을 안정화시키는데 사용되고 있다.

자외선차단제의 사용이 급증하면서 국내에서만 2017년 1조77억 원을 생산했고, 수입도 6658억 원을 기록했다. 자외선차단제의 광범위한 사용과 함께 이들의 건강과 환경에 대한 유해영향에 대한 우려도 함께 높아지고 있다. 최근 환경 중에 오염된 벤조페논-3(옥시벤존), 에칠헥실메톡시신나메이트(옥티녹세이트)에 의해 산호초의 파괴가 가속화된다는 기사가 미국에서 발표되었다. US Virgin islands와 하와이에서 각각 75-1400ppm, 0.8-19.2ppm의 벤조페논-3가 검출되었는데 이는 일부 산호종을 사멸시키는 농도 범위에 들어 산호의 파괴로 인한 백화현상과 유기 자외선차단제의 연관성에 대한 우려가 제기되었다. ²

실제 벤조페논-3는 효과적 자외선 차단제로 2000개 이상의 화장품 품목에 사용되고 있어 이로 인한 환경오염과 인체 노출 우려를 쉽게 예측할 수 있다. 실제로 인간의 소변, 수로, 물고기 등에서 벤조페논-3가 검출되었다. 특히 도시의 수영장 물에서 자외선차단제의 오염이 심각한데 벤조페논-3는 0.95ppm까지, 옥티녹세이트는 2.85ppm까지 검출되고 있으며 소독에 사용하는 염소와 결합하여 유해물질로 변환되는 것이 보고되어 이로 인한 환경과 건강에 대한 유해 우려가 커지고 있다. ³ 하와이 자치정부는 이러한 자외선차단제의 산호초와 해양생물에 대한 유해성 우려로 2018년 5월 벤조페논-3와 에칠헥실메톡시신나메이트 (옥티녹세이트)를 사용한 선제품을 금지하는 조항을 통과시켜 2021년부터 시행을 앞두고 있다.

최근 우리나라에서 진행된 낙동강 수계에서의 자외선차단제 오염실태 조사에서 벤조페논-3는 0.072ppm이 검출되어⁴  우리나라도 자외선차단제의 환경오염에서 자유롭지 않음을 입증했다. 자외선차단제는 사람의 건강에도 유해한 영향을 미칠 수 있음이 보고되었는데 비타민 D 합성 저해, 내분비장애, 발달독성, 신경독성, 국소독성 등이 알려져 있다. 그러나 자외선차단제의 유익한 효과 즉, 화상, 각화, 피부암 예방 효과를 고려하여 그 중요성에 대해 검토해야 할 것이다. 유기 자외선차단제의 내분비 장해효과에 대한 많은 보고가 있는데 옥티녹세이트는 에스트로겐 작용효과를 가지고 있으며^5-7 인간에서도 테스토스테론과 에스트로겐의 분비에 영향을 주는 것이 보고되었다^.8 이 뿐만아니라 시상하부의 갑상선호르몬, 성선자극호르몬, 황체호르몬 분비에도 영향을 미치는 것이 보고되었다.⁹ 4-메칠벤질리덴캠퍼4-MBC는 미국에서는 아직 허가되지 않았으나 몇 개 나라에서 사용되고 있다.

4-MBC 또한 내분비교란 효과가 보고되었는데 에스트로겐과 갑상선호르몬에 영향을 미친다고 알려져 있다. ^{6, 10, 11, 9} 4-MBC는 특이하게도 랫드에서 뇌의 호르몬 수용체의 발현에 영향을 주어 암컷의 성행동에도 영향을 주는 것이 보고되었다. ^12-14 이외에도 Benzophenone-3, -1, -4 등이 갑상선호르몬과 에스트로겐의 조절에 영향을 주는 것이 동물실험과 역학조사에서 보고되고 있다. ^{10 15 16,  17, 18, 19, 20}

신경독성 문제 주목

최근에는 자외선차단제의 신경독성 문제가 관심을 받고 있다. EHMC는 동물실험에서 뇌의 신경전달 물질의 분비를 저해하였으며 이는 호르몬 등의 내분비교란 효과와 함께 동물의 성행동과 태아의 신경세포 발달에 영향을 주는 것으로 추정되었다. ^{21, 22} 이러한 효과는Benzophenone-3, 4-MBC에서도 동일하게 관찰되어 보고되었다. ^{11 15, 22 23, 24} 무기 자외선차단제는 체내 흡수도가 낮아 유기 자외선차단제에 비해 독성이 낮은 것으로 보고되고 있으나, 최근 나노기술의 발달과 함께 나노형태의 무기 자외선차단제의 체내 흡수와 이에 따른 건강영향에 대한 우려가 제기되고 있다. 나노형태의 무기 자외선차단제는 일단 체내로 들어가면 제거가 어려워 농축 우려가 있다. ²⁵ 무기 자외선차단제인 티타늄옥사이드를 랫드에 흡입시켰을 때 뇌로의 흡수가능성이 확인되었으며 이는 염증세포의 활성화와 신경손상을 일으키는 것으로 보고되었다. ²⁶ 징크옥사이드 또한 나노형태로 노출되었을 때 피부나 폐, 소화관을 통한 흡수가능성이 제기되었는데 특히 흡입되었을 때 후각신경을 통해 뇌로 전달되어²⁷ 아연이온을 유리하여 세포독성을 야기할 수 있음이 확인되었다. ²⁵ 특히 지원자를 대상으로 시행된 흡입독성 연구에서 농도의존적으로 염증을 유발할 수 있음이 확인되었다. ²⁸

이외에도 자외선차단제는 피부에 대한 국소독성의 유발가능성도 있는데 선제품 특성상 강한 자외선에 함께 노출되어 광화학반응을 통해 광알러지를 일으킬수 있다고 알려지고 있다. ²⁹ 실제로 광알러지는 옥토크릴레이트의 가장 빈번한 부작용으로 보고되고 있다. ³⁰ 재미있는 것은 광알러지 유발 물질로 알려진 케토프로펜에 감작된 환자들에게는 옥토크릴레이트나 옥시벤존이 교차반응을 일으키는 것으로 확인되었는데 이는 구조적 유사성 때문으로 추정되고 있다. ³¹

이상의 보고들에서 자외선차단제의 광범위한 사용으로 인해 환경을 오염시키고 다시 사람에게 노출되어 건강과 환경에 유해한 효과를 나타낼 수 있음을 확인할 수 있다. 특히 자외선차단제는 사람에게는 내분비교란, 신경독성, 광독성의 우려가 있으며 산호나 물고기 등의 번식에도 영향을 줄 수 있어 이에 대한 과도한 사용과 환경오염에 대한 주의가 요구된다. 그러나 자외선차단제는 피부화상, 광노화, 피부암을 확실히 예방할 수 있는 편익을 가지고 있다. 실제로 일부 자외선차단제를 금지시킨 하와이에서도 의사처방이 있으면 자외선차단제를 사용할 수 있다고 한다. 무조건적인 자외선차단제의 사용금지 등은 오히려 자외선에 의한 유해성의 증가를 야기할 수 있어 챙이 넓은 모자, 긴팔 상의 등의 물리적인 자외선 차단 수단과 함께 적절히 사용하여 환경오염을 예방하며, 건강과 환경에 보다 안전한 자외선차단제의 개발이 필요하다고 하겠다.

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