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폐 속의 미세 플라스틱, 세포 파괴한다

최종수정 2020.09.17 09:55 기사입력 2020.09.17 09:55

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나노플라스틱, 인체에 치명적
양전하를 띠면 활성산소 발생해 폐 세포 파괴
살아있는 폐세포 실시간 분석해 파악

미세플라스틱의 표면 전하에 의한 폐 세포 독성 유발 모식도

미세플라스틱의 표면 전하에 의한 폐 세포 독성 유발 모식도



[아시아경제 황준호 기자] 살아있는 폐 상피세포를 실시간 분석해 보니 나노 플라스틱 표면의 전기적 특성에 따라 폐 세포가 파괴될 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 연구진은 미세 플라스틱이 환경 뿐만 아니라, 우리 몸의 호흡기에도 치명적이라는 사실을 밝힌 첫 연구라고 밝혔다.


이성수 한국기초과학지원연구원 광주센터 박사의 연구팀과 김응삼 전남대학교 생물학과 교수 연구팀은 호흡으로 흡입된 나노플라스틱 표면의 전기적 특성에 따라 폐 세포가 파괴(세포사멸)된다는 사실을 밝혀, 관련 논문이 나노 분야 국제 학술지인 나노 레터스에 실렸다고 17일 밝혔다.

양전하 띈 나노플라스틱 폐 세포를 파괴한다
3차원 홀로토모그래피 현미경을 통해 관찰한 폐포 상피세포 변화

3차원 홀로토모그래피 현미경을 통해 관찰한 폐포 상피세포 변화


연구팀은 폐에 축적된 나노플라스틱이 세포 내에서 어떻게 작용해 질환을 일으키는지에 대해 밝혀냈다. 폐포 상피세포에 축적된 나노플라스틱은 여러 질환을 일으키는 것으로 알려져 있지만, 어떻게 작용해 질환으로 이어지는지에 대해서는 밝혀진 바가 없었다.


나노 플라스틱은 직경 100㎚(나노미터) 이하의 플라스틱이다. 크기가 매우 작아 공기중에 떠다니며, 호흡을 통해 폐 상피세포에 흡수돼 축적된다.


연구팀은 인간의 호흡 주기와 유사하게 주기적으로 수축·이완되는 폐 모사 조건에서 나노 플라스틱에 의한 폐포 상피세포의 형태 변화와 세포 파괴 과정을 실시간 분석했다. 이어 나노플라스틱의 전기적 성질에 따라 폐포 상피세포의 변화에 큰 차이가 있음을 확인했다.

나노플라스틱 표면이 음전하를 띠는 경우에는 폐포 상피세포 내에서 한 방향의 규칙적인 섬유 구조를 자라게 해 세포를 신장시켰지만 세포 자체에 미치는 악영향은 없었다.


반면, 양전하를 띠는 나노플라스틱은 세포 내에서 불규칙적인 섬유구조를 자라나게 했다. 또 세포 내에 과도한 활성산소 생성을 유도해 세포를 사멸시켰다.


폐세포의 상태 실시간 분석해
폐 속의 미세 플라스틱, 세포 파괴한다

연구팀은 빛에 대한 굴절률을 이용해 세포의 구조를 정량적, 정성적으로 분석할 수 있는 3차원 홀로토모그래피 현미경 기술을 통해 살아있는 폐세포를 실시간 관찰해 이같은 결과를 얻었다.


이번 연구성과에 대해 신형식 원장은 "국가적·사회적으로 주요한 이슈인 나노플라스틱이 인체에 미치는 영향을 분석한 결과로서, 분석과학이 국민의 건강과 안전한 생활을 여는 열쇠가 될 수 있음을 다시 한 번 드러낸 것"이라고 밝혔다.




황준호 기자 rephwang@asiae.co.kr

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