나노플라스틱 체내 흡수와 복합독성 영향 규명
나노플라스틱 체내 흡수와 복합독성 영향 규명
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한국생명공학연구원 정진영 박사·이정수 박사 et al.

[더케이뷰티사이언스] 국내 연구진이 최근 사회적 이슈인 (초)미세플라스틱(nanoplastics, 나노플라스틱)1의 체내 흡수와 복합독성 영향을 실험동물인 제브라피쉬2를 이용해 검증했다. 향후 (초)미세플라스틱의 안전성과 관리방안에 중요한 기초자료로 활용될 것으로 기대된다.

미세플라스틱이 환경과 생물에 미치는 영향은 알려져 있지만, 나노플라스틱에 대한 구체적인 체내 흡수나 분포, 그리고 생물학적 영향에 대해선 아직까지 알려져 있지 않았다.

한국생명공학연구원(생명연) 환경질환연구센터 정진영 박사팀과 질환표적구조연구센터 이정수 박사팀(교신저자:정진영·이정수 박사)은 (초)미세플라스틱이 대표적인 실험동물인 제브라피쉬 배아에서 크기에 따라 난막을 통과해 배아 체내에 쌓이는 것을 확인했다. 또 이 연구에서 (초)미세플라스틱이 작을수록 난막을 더 많이 통과해 체내 축적되는데 주로 배아에 영양분을 공급하는 난황에 축적되는 것을 확인했다. (초)미세플라스틱이 축적된 동물 배아는 겉으로는 이상이 없으나 세포 수준에서 미세한 미토콘드리아 손상이 있음을 확인했으며, 다른 물질에 의한 독성을 증폭시키는 것을 발견했다. 특히, 배아의 기관 중 배아의 영양을 공급하는 난황yolk 3에 대부분이 축적되며 이외에도 신경이나 각종 기관에 분포되는 것을 형광 분석을 통해 관찰했다.

(초)미세플라스틱을 흡수한 제브라피쉬 배아는 대조군과 비교하여 겉으로 보기엔 특이점은 없었으나 전자현미경을 통해 세포 수준에서 관찰한 결과, 미토콘드리아mitochondria 4를 미세하게 손상시키는 것을 확인했다. 이런 미세한 미토콘드리아의 손상은 다른 약한 독성이 있는 물질과 함께 있을 경우 복합적으로 작용해 급격한 독성을 유발할 수 있는데, 예를 들어 금 이온과 함께 처리한 (초)미세플라스틱에 의해 미토콘드리아가 깨지거나 손상되는 것을 확인했다. 다시 말해, (초)미세플라스틱이 몸 속에 분포되면서 세포 안에 있는 미토콘드리아에 영향을 주고 다른 물질에 의한 독성을 증폭시키는 역할을 한다는 것이다.

연구책임자인 정진영 박사는 “이번 연구는 (초)미세플라스틱의 체내 흡수와 분포, 그리고 잠재적으로 심각한 독성을 유발할 수 있는 가능성을 보여주는 결과로, 향후 이에 대해 심도 있는 연구와 조사가 더 필요할 것”이라고 밝혔다.

이번 연구는 과학기술정보통신부(한국생 명공학연구원 주요사업)와 과학기술연합대학원대학교 미래지향원천기술사업의 지원으로 수행되었고, 나노분야의 과학전문 저널인 나노스케일(Nanoscale, IF 7.23) 2018년 12월 10일자 온라인 판에 게재됐다.


1. 크기가 약 1 마이크로미터(< 1 μm) 이하의 작은 플라스틱으로 미세플라스틱이 쪼개지거나 분해되어 생성되는 미세플라스틱 중 가장 작은 플라스틱이다. 수 밀리미터(< 5 mm)에 해당하는 미세플라스틱과 달리 눈이나 현미경으로도 관찰이 어려울 정도로 작은 플라스틱이다.

2. 줄무늬를 가진 열대어로 인 간과 유사한 기관을 갖고 있으 며 배아의 발생 관련 연구에 주 로 활용.

3. 일반적으로 알의 노른자에 해당하며 배아(인간의 경우 태아)에 영양분을 공급하는 중요한 부위이다. 난황은 주로 콜레스테롤과 같은 지방과 단백질, 미네랄 등을 포함하고 있으며 배아의 발생과 성장에 필수적이다.

4. 세포 내에 존재하는 소기관 중의 하나로 여러 유기물질을 이용해 세포에 에너지를 공급하여 세포의 발전소라고 불리는 기관이다. 세포의 약 25%인 세포질을 차지하고 있으며 미토콘드리 아에 이상이 생길 경우 각종 질병이 발생할 수 있다.


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