"코로나 끝나도 마스크 못벗는다"…국내 연구진이 밝힌 이유

지하철내 오염물질 이미지/사진=게티이미지뱅크

지하철 미세먼지가 체내 면역력을 떨어뜨리고 폐 조직 손상과 만성 염증을 유도하는 한편, 대기 중 미세먼지는 저산소증을 유발해 태아 발달에도 영향을 미친다는 연구결과가 나왔다.

경희대 동서의학연구소 박은정 교수(경희의과학연구원 환경독성보건연구센터장) 연구팀이 지하철과 대기 중 호흡성 먼지가 우리 인체에 주는 영향에 관한 2건의 연구결과를 14일 발표했다.


박 교수 연구팀은 먼저 지하철 환풍구에서 먼지를 채취한 뒤 사람의 기관지 상피 세포주에 노출하는 실험을 진행했다.

그 결과 액포(주머니 모양의 세포기관) 내에 먼지 입자가 축적됐고 세포 내 칼슘 이온이 축적되면서 ‘세포 내 발전소’로 불리는 ‘마이토콘드리아’가 구조적·기능적으로 손상을 입었다. 또 세포 내 손상을 수리하는 과정인 자가포식(오토파지)신호도 중간 단계에서 차단됐다. 세포막 손상도 증가했다.

박 교수는 지하철 운행 도중 발생하는 흙먼지와 함께 레일이 마모되면서 발생한 '철 입자'가 신체에 악영향을 미친다는 사실도 규명했다.


연구팀은 철 입자에 의한 영향을 확인하기 위해 페롭토시스의 가능성을 시험했다. 페롭토시스는 세포 내 철분이 많을 때 세포가 죽는 현상이다. 연구팀은 “지하철 먼지를 세포에 주입하자 철분을 함유한 혈구 세포 단백질인 ‘페리틴’ 발현이 급격히 증가했다”고 말했다.

마우스(실험쥐)를 통한 실험 결과 폐 조직에서 육아종(육아조직으로 이뤄진 염증성 결절)이 생겼고, 폐 내에 조직 손상과 관련한 염증 매개 인자 농도가 증가했다. 아울러 주변 면역 세포 유입을 이끄는 케모카인 양도 감소했다. 면역 세포를 활성화하는 보조 T세포에 비해 손상된 세포를 제거하는 세포독성 T세포가 증가했다.

연구팀은 이어 영장류 실험에선 먼지를 주입한 원숭이의 폐 조직에선 세포사멸을 일으키는 사이토크롬C 발현이 증가했고, 마우스에서 발견된 육아종성 병변도 발견됐다고 밝혔다.

박 교수는 “호흡기를 통해 유입된 지하철 먼지는 외부 이물질에 대한 체내 면역반응을 감소시키고, 폐 내에 축적하며 조직 손상과 함께 만성 염증을 유도할 수 있다”면서 “지하철 내에서 근무하는 근로자와 승객의 건강 유지를 위해 지하철 내 환경 관리를 더 철저히 해야 한다”고 말했다.

이와 함께 박 교수 연구팀은 대기 중 미세먼지에 반복적으로 노출된 경우 성인의 폐 건강에 미치는 영향도 알아봤다.

박 교수는 대기 중에 존재하는 미세먼지(PM10)의 수용성 분획을 암컷과 수컷 마우스의 기관지를 통해 주입하고 13주간 관찰했다. 그 결과 염증성 조직 병변과 함께 세포 조성 및 세포 간 신호전달 역할을 하는 단백질 발현이 성별에 따라 다르게 나타남을 확인했다.

또 어미 쥐의 폐에 남아있던 미세먼지가 태아에 미치는 영향도 관찰했는데 출산에 소요된 총 시간과 출산 수, 신생아 생존율(출생 후 4일), 성비 등이 변했다. 특히 최대 농도에 노출된 어미 쥐 8마리 중 4마리에서 사산이 발생했다. 미세먼지에 노출된 어미 쥐의 폐 조직에서 저산소증 유도 단백질의 발현이 증가했고, 이 변화는 사람 기관지 상피세포주를 이용한 기전 연구에서도 똑같이 나타났다.

박 교수는 “호흡기를 통해 폐 내로 유입된 대기 중 미세먼지는 면역 항상성에 손상을 입혀 염증성 폐 질환을 유도할 수 있고, 저산소증을 유발해 태아 발달에 영향을 준다”고 설명했다.

또 “호흡기를 통해 유입된 미세먼지를 제거하는 과정에 관여하는 면역세포들의 작용이 암컷과 수컷 쥐에서 다르게 관찰됐다”면서 “이런 점을 고려해 환경적 요인에 의한 자가면역 질환 및 만성질환의 발생과정에 성별이 관계있는지 추가로 규명할 필요가 있다”고 덧붙였다.