핀란드-스웨덴 연구팀, ‘랜싯 지구 보건’에 논문
“일상 노출 수준에서도 뇌 발달 변화 가능성”
▲프라이팬 코팅제 등에 널리 사용되는 과불화화합물.PFAS). 잘 분해되지 않고 축적되는 성질 때문에 '영원한 화학물질'로 불린다. (자료=미 국립보건원(NIH)]
임신 중 산모의 혈액에 포함된 '영원한 화학물질'이라는 과불화화합물(PFAS)이 아이의 뇌 구조와 기능 발달에 영향을 미칠 수 있다는 연구 결과가 발표됐다.
핀란드 투르쿠대학교와 스웨덴 오레브로대학교 공동연구팀이 수행한 이 연구는 세계적 의학저널 '랜싯 지구 보건(The Lancet Planet Health)'에 실린 논문을 통해 공개됐다.
과불화화합물(퍼플루오로알킬 및 폴리플루오로알킬 물질, PFAS)는 물·기름·열·전기에 강한 특성 때문에 20세기 중반 이후 조리도구, 방수 의류, 가구, 식품 포장재, 치실, 소방용 폼 등 다양한 제품에 쓰여 왔다. 플라스틱처럼 자연에서 분해되지 않아 '영원한 화학물질(Forever Chemicals)'로 불리며, 한 번 배출되면 토양과 수계에 수백 년 이상 남는다.
연구팀은 논문에서 “PFAS는 마시는 물과 음식, 심지어 직업적 환경을 통해 인체에 들어오며, 체내에서 거의 분해되지 않는다"고 설명했다.
연구팀은 투르쿠대의 핀브레인(FinnBrain) 출생 코호트 연구를 통해 분석을 진행했다. 이 출생 코호트 연구는 2011년부터 임산부와 자녀를 장기 추적하는 프로그램이다.
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이번 분석에는 임신 24주차에 채혈한 산모 혈액과, 해당 산모가 출산한 뒤 만 5세가 된 아이의 뇌 MRI 데이터를 모두 확보한 51쌍의 산모–어린이 데이터가 사용됐다. PFAS 농도는 질량분석기로 정밀 측정했고, 아이들은 구조적 MRI, 확산강조영상(DTI), 기능적 MRI(fMRI)를 통해 뇌의 회백질, 백질, 피질 두께, 표면적, 기능적 연결성을 평가받았다.
그 결과, 산모의 혈액 속 PFAS 농도가 아이의 뇌량(corpus callosum), 후두엽(occipital lobe), 시상하부(hypothalamus) 등 특정 뇌 영역의 구조적·기능적 특성과 유의하게 연관되어 있었다.
퍼플루오로노난산(PFNA)과 선형 퍼플루오로옥탄산(PFOA)은 뇌량 백질의 무결성을 높이는 방향으로 작용했고, 분지형 퍼플루오로헥산술폰산(PFHxS)은 후두엽의 회백질 용적과 표면적을 감소시키는 경향을 보였다.
반면 분지형 PFOA는 같은 영역에서 부피를 증가시켰다. 분지형 퍼플루오로옥탄술폰산(PFOS)은 시상하부의 미세 구조 변화를 예측했다.
연구진은 또 “성별에 따른 차이는 없었지만, PFAS의 화학 구조에 따라 뇌 반응이 달랐다"고 밝혔다. 카르복실산 작용기를 가진 PFAS(예: PFOA, PFNA)가 술폰산 작용기(PFOS, PFHxS 등)를 가진 물질보다 뇌 구조와 더 강한 연관성을 보였는데, 이는 전자가 태반과 혈뇌장벽을 더 쉽게 통과하기 때문으로 해석됐다. 다만 시상하부에서는 술폰산계 PFAS의 영향이 더 뚜렷했다.
fMRI 분석에서는 PFAS 노출이 뇌 기능적 연결성에도 영향을 미쳤다. PFNA와 PFOA는 운동 영역인 우측 중심전이랑(right precentral gyrus)의 신호 동기화를 높였고, PFHxS는 시각 영역인 양측 내극피질(intracalcarine cortices)의 연결성을 낮췄다. 시상하부는 체온·식욕·호르몬 분비를 조절하는 핵심 기관으로, 연구팀은 논문에서 “이 부위에서의 변화는 PFAS가 뇌 대사 조절과 내분비 기능에까지 관여할 가능성을 시사한다"고 덧붙였다.
▲대표적인 과불화화합물(PFAS)인 PFOA와 PFOS의 분자구조.
이번 연구의 책임저자인 투르쿠대의 아론 배런 박사는 보도자료를 통해 “이번 결과는 일상 수준의 PFAS 노출도 어린이 뇌 발달에 영향을 미칠 수 있음을 보여준다"며 “PFAS의 화학 구조별로 뇌의 다른 부위가 선택적으로 반응한다는 점이 특히 중요하다"고 말했다.
공동연구자인 하세 칼손 교수는 “PFAS가 뇌 발달에 미치는 영향이 해로운지, 중립적인지, 혹은 일부는 보상적일 수도 있는지 아직 단정할 수 없다"며 “기능적 의미를 밝히려면 장기적 추적 연구가 필요하다"고 강조했다.
PFAS는 현재 유럽연합(EU)에서 지속성 유기오염물질로 분류돼 규제되고 있으며, 일부는 생산이 중단됐지만 대체물질이 빠르게 확산되고 있다.
연구팀은 “신규 PFAS가 더 안전하다는 보장은 없다"며 “환경 내 축적성과 인체 잔류성을 고려하면 임신부와 영유아 건강을 보호하기 위한 정책적 관리가 시급하다"고 경고했다.
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