미세플라스틱의 악영향에 대해서는 이미 널리 알려져 있지만, 공기 중 미세플라스틱 흡입이 변비 질환으로 이어질 수 있는 가능성이 밝혀져 눈길을 끌고 있다.

* 미세플라스틱은 5mm 이하인 고체형태의 인공플라스틱 입자로, 치약, 화장품 등에 사용되는 1차 플라스틱과 페트병이나 비닐봉지 등 큰 플라스틱이 분해돼 생성되는 2차 플라스틱으로 분류되며, 인체에 다양한 손상을 유발하는 것으로 보고되고 있음.

부산대학교(총장 최재원)는 바이오소재과학과 BK21사업팀(실버질환맞춤형 바이오소재 활용플랫폼혁신 인력양성팀)의 황대연 교수 연구팀이 캐나다 토론토대학교 윤우빈 박사, 인제대학교 장미란 교수와의 공동연구를 통해 공기 중 미세플라스틱의 흡입이 성인의 변비질환을 유발할 수 있음을 처음으로 규명했다고 17일 밝혔다.

공기 중 흡입된 미세플라스틱이 실험동물의 폐를 통해 흡입돼 대장에서 변비질환을 유발하는 모식도. 부산대 제공

이번 연구에서 연구팀은 흔히 일회용 컵, 포장재 등에 사용되는 폴리스틸렌(Polystyrene) 재질의 미세플라스틱을 공기 중에 분사해 실험동물에게 흡입시킨 후 폐조직에 침투된 미세플라스틱이 혈액을 통해 대장으로 이동해 만성변비질환을 유도함을 규명했다.

대장으로 이동한 미세플라스틱은 배변의 지연, 장운동의 억제, 뮤신(점액의 주성분) 분비 저해, 대장 체액운반시스템 이상, 장신경계 기능 저하 등 변비질환의 주요증상을 유발했고, 대장 조직의 심각한 구조변화를 유도했다. 이러한 변비증상들은 미세플라스틱을 직접 꼬리정맥으로 투여한 마우스에서도 동일하게 관찰됨을 확인함으로써 증명했다.

인간이 매주 신용카드 한 장 분량(5g)에 해당하는 미세플라스틱을 섭취한다는 세계자연기금(WWF)의 보고 이후 미세플라스틱은 최근까지 많은 관심을 받고 있다. 이러한 미세플라스틱들은 인간의 체내로 음식 섭취, 공기 흡입 등 다양한 경로로 흡수돼 혈류를 통해 전신으로 이동해 산화적 스트레스, 염증 유발, 생식 독성 등 다양한 장기 손상을 유발한다.

하지만 그동안 대부분의 연구는 음식물을 통해 섭취된 미세플라스틱의 영향에 집중돼 있었으며, 공기로부터 흡입된 미세플라스틱에 대한 영향 연구는 매우 적었다. 흡입에 대한 연구들도 1차적으로 침적되는 폐조직에만 집중돼 있고 혈액을 통해 이동해 2차적으로 다른 장기에 미치는 손상, 특히, 한국 성인의 16.5%나 차지하는 변비질환의 원인인 소화기 장기에 대한 연구는 거의 없었다.

따라서, 이번 연구결과는 혈액을 통해 운반된 미세플라스틱이 2차적으로 이동하는 소화기 장기에 미치는 영향에 대한 연구의 필요성을 제시하고 있으며, 특히 변비질환의 새로운 원인으로서 미세플라스틱의 가능성에 대한 과학적 근거를 제공함으로써 변비 치료에 대한 전략 수립에도 중요하게 기여할 것으로 기대된다.

부산대 황대연 교수. 부산대 제공

부산대 바이오소재과학과(BK21사업팀) 황대연 교수는 “이번 연구는 산업사회의 발전에 따라 급속히 증가하고 있는 대기 중 미세플라스틱의 양과 최근 환자 수가 가파르게 상승하고 있는 소화기 질병의 밀접한 연관성에 대한 과학적 근거를 제공하는 중요한 결과로 생각된다”고 말했다.

이번 연구결과는 환경과학 분야의 저명 국제전문학술지인 『사이언스 오브 토털 인바이런먼트(Science of the Total Environment)』 10월 31일자에 ‘Action mechanism as a cause of chronic constipation of inhaled and intravenously injected polystyrene nanoplastics in ICR mice(흡입되고 정맥주사된 폴리스틸렌 나노플라스틱이 ICR 마우스에서 만성변비질환의 원인으로서 작용기전)’이라는 제목으로 게재됐다.

논문 링크: https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2025.180789

※ ICR 마우스: Institute of Cancer Research 마우스(mouse)

이 연구는 한국연구재단의 BK21사업(실버질환맞춤형 바이오소재 활용플랫폼혁신 인력양성팀)과 석사과정생 연구장려금지원사업의 지원을 받아 수행됐다.