미크로플라스틱이 염증과 연관—과학자들이 그 원인을 마침내 발견했을 수 있다

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미크로플라스틱

미크로플라스틱이 물과 반응하여 매우 반응성이 강한 분자들을 생성한다는 새로운 연구 결과가 발표되었다.

Khanchit Khirisutchalual/Getty Images

미크로 플라스틱은 건강상 큰 우려의 원천입니다. 이 작은 플라스틱 파편들의 존재는 심장마비, 뇌졸중, 및 뇌종양과 연관되어 있습니다. 그러나 이러한 연관성 이면의 원인은 여전히 불명확합니다. 이제 지에 게재된 한 연구는 흥미로운 단서를 제시합니다. 미크로 플라스틱이 물과 반응하여 매우 반응성이 강한 분자들을 생성한다는 것입니다.

미크로플라스틱은 물과 접촉할 때 표면 근처의 물이 화학적으로 활성을 띠어 근접한 물질들을 변화시킬 수 있는 매우 반응성이 강한 종을 생성하는데, 여기에는 생물학적으로 중요한 분자들도 포함됩니다.

플라스틱이 미세 크기까지 마모되면서 표면적 대 부비율(surface-to-volume ratio)이 크게 증가합니다. 예를 들어, 신용카드가 약 10마이크로미터 크기의 입자로 분해될 때 표면적은 200배 이상 증가하는데, 이는 연구의 작가 중 한 명이자 컬럼비아 대학교의 화학자인 Wei Min의 말입니다. 그 결과, 모든 종류의 화학적 활동이 강화됩니다.

민과 그의 동료들은 다양한 미세플라스틱을 분석했습니다—스티렌, 폴리에틸렌, 폴리비닐 클로라이드, 폴리프로필렌 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트입니다. 민은 “플라스틱 표면은 소수성, 즉 물을 밀어냅니다”라고 말합니다. 이로 인해 수분자들은 액체 상태에서 유지하던 수소결합을 형성할 수 없습니다. 이러한 현 moleküler 배열을 변화시키고, 이 변화는 국부적 전기 환경과 화학적 반응을 영향을 미칩니다.

플라스틱이 전체적인 상태일 때는 화학적으로 무활성이라는 가정은 분해된 미세한 형태의 독성을 고려하지 않습니다. “미크로플라스틱의 경우 이것이 특히 중요한데, 분해 과정에서 엄청난 양의 새로운 표면적이 생성되기 때문입니다”라고 Min은 말합니다.

과거 연구들에서 미세플라스틱이 염증, 산화 스트레스, 미토콘드리아 기능 감소로 이어진다는 사실이 밝혀졌습니다. 새로운 연구는 플라스틱-수면(plastic-water interface)이 단백질을 파괴하고 세포막을 손상시킬 수 있다는 새로운 기제를 제시하며, 이것이 가능한 원인 중 하나임을 보여줍니다.

“이것이 생체 인체 조직에서 어떻게 손상에 기여할 수 있는지는 여전히 불명확합니다.”라고 Min은 말합니다. “결국 우리는 기본 인터페이스 화학을 생물학적 영향의 정량적 측정과 연관지음을 희망합니다. 이는 잠재적인 건강 위험을 더 잘 이해하는 데 도움이 될 것입니다.”라고 덧붙입니다.

노르웨이 과학기술대학교(Norwegian University of Science and Technology)의 독성학자이자 생물학자인 Martin Wagner는 이번 새로운 연구에 참여하지 않았으나, 연구 결과에 대해 “흥미롭다”고 평가한다. Wagner는 이 논문이 과학자들에게 플라스틱 오염의 영향을 살펴보는 새로운 방법을 제시했다고 말한다. “이 연구는 마이크로플라스틱 자체가 산화 스트레스를 유발하는 원인임을 시사하며… 산화 스트레스는 노출의 2차적 영향이 아니다”라고 강조한다.

사이언틱 아메리칸 편집장