[줌 인 피플] 돌고 돌아 인간에게…'나노물질'의 위험성! 경희대학교 박은정 교수
2019년 12월 05일 오전 09:00
■ 박은정 / 경희대학교 동서의학대학원 교수
[앵커]
나노기술은 물리, 화학, 생물, 기계공학 등 다양한 분야에서 활용되고 있습니다. 하지만 나노물질의 독성은 초미세먼지, 미세플라스틱과도 연관성이 있어서 주의가 필요하다고 하는데요.
오늘 <줌 인 피플>에서는 경희대학교 동서의학대학원 융합건강과학과 박은정 교수와 함께 관련한 자세한 이야기 나눠보겠습니다. 어서 오세요.
반갑습니다. 교수님. 교수님께서는 2016년부터 2018년까지 3년 연속 '세계 1％ 연구자'에 선정되셨다, 이런 기사를 접했는데요. 어떤 연구로 그런 타이틀을 얻게 되셨는지 궁금해요.
[인터뷰]
제가 연구한 것은 나노 독성학 쪽을 연구를 많이 했고요. 나노물질의 독성을 연구하는 학문인데 어쩌다 보니 3년 하게 됐습니다.
[앵커]
이 질병에 대한 원론적인 접근으로 출발하셨다고 들었습니다. 이 연구에 대해서. 처음부터 이 부분을 연구하셨나요?
[인터뷰]
아 그것은 아닙니다. 원래는 미세먼지와 관련된 것을 2004년부터 실제로 연구를 하고 있었습니다. 그러다가 2006년에 한 교수님께서 세륨 옥사이드 나노물질이란 것을 주시면서 이 물질이 유럽연합에서는 티타늄 나노물질을 대체하는 물질로 지금 활용하려고 노력하고 있다. 그러니까 이것을 한번 두 개를 비교를 해봐라, 독성에 어떤 차이가 있는지, 그래서 관련된 것을 찾다 보니까 세륨 옥사이드 나노물질이 연료 촉매제로도 많이 쓰이고 있더라고요.
그러면 이게 대기 중으로도 나올 수 있겠네, 라는 생각이 들어서 그래서 이 물질을 제가 이제 그전에 하던 식으로, 똑같이 대기 중 미세먼지처럼 사람 기관지 상피세포들을 이용해서 실험했는데 그전에 미세 먼지하고는 다르게 세포 안에 들어가서 너무 자유롭게 움직이고 다니는 거예요. 이 아이는 정말 뭔가 특별한데 라는 생각이 들어서
[앵커]
같은 물질인데요.
[인터뷰]
좀 다른 물질이죠. 이것은 제조, 인위적으로 일부러 만들어진 물질이죠. 이게 자연에서 생긴 나노물질하고 인위적으로 어떤 목적을 가지고 만들었기 때문에 그 목적에 맞는 성질을 가지고 있거든요. 그러다 보니까 이제 이 안에서 좀 다르게 행동을 한다는 것을 알고는 제가 이것을 본격적으로 시작해야겠다는 생각이 들어서 하게 됐습니다.
[앵커]
그러면 자연 속에 존재하는 나노물질과 다르게 우리에 인체에 안전하다고 알려져 있는 그런 물질들도 나노 성분이 되는 경우에, 나노입자가 될 경우에 인체에 더 유해할 수 있다는 이런 말씀인데요. 나노물질이 우리에게 특별히 위험할 수 있는 그런 이유는 무엇일까요?
[인터뷰]
여러 가지 문제가 있긴 하지만 사실은 제가 공부를 하면 할수록 느끼는 건데요 우리 몸이 정말 잘 만들어져 있어요. 외부의 물질에 대해서 아주 안전하게 너무 잘 만들어져 있는데, 그런데 제조 나노물질의 경우에는 대기 중에서 자연스럽게 만들어진 나노입자하고는 다르게 어떤 의약학이나 산업이나 이런 데서 활용을 하기 위해서, 일부러 만들었기 때문에, 인위적으로 만들었기 때문에 그 인위적인 어떤 목적을 가지고 있거든요.
그런데 그 목적을 가지다 보니까 그 목적이 우리도 모르게 원래는 의도하지 않았거나 의도했는데 이게 의도한 것보다는 더, 또는 전혀 예상치 못한 상황에서 이런 상황으로 이 안에서 독성을 일으키는 상황이 발견이 되더라고요.
그 대표적인 예가 무엇이냐면 원래는 이물질들이 뇌로 못 들어가게 하는 Blood-brain-barrier 라는 것이 있고 아기에게 영향을 미치지 못하게 태반이 보호하고 있거든요. 여기를 다 통과해서 영향을 줄 수 있고 더불어서 이 몸 안에서 축적되면서 몸 밖으로 잘 배출이 안 된다, 그러면서 그 안에서 염증도 일으키고 여러 가지 다른 유해효과를 일으킬 수 있다는 것이 검증되면서 제조하시는 분들하고 화학공학 이런 데서 만드시는 분들하고 저희 독성학을 하는 사람들이 어떻게 하면 좀 더 안전한 나노물질을 만들어 내서 잘 활용하고 우리 나노 산업이 발전할 수 있을까를 머리를 맞대고 연구를 하고 있습니다.
[앵커]
말씀하신 것을 들어보면 자연적으로 발생한 나노물질과 다르게 인위적인 것은 우리 몸이 자연적으로 필터링이라든가, 처리하지 못한다. 그래서 위험하다고 말씀해주신 것 같습니다. 또 이제 초미세먼지 문제가 정말 심각하잖아요. 특히 이제 호흡기로 접하는 건데, 그럼 이 대기 중에서도 나노 입자가 자연적으로도 만들어질 수 있다, 이런 이야기인가요?
[인터뷰]
그렇죠. 초미세먼지 같은 경우에는 우리들이 일반적으로 이야기하는 게 이제 입경 2.5㎛ 이하인 먼지를 이야기하는데요. 한여름에 소나기가 억수처럼 쏟아지고 나면은 공기가 되게 맑잖아요.
그러다가 어느 날 갑자기 보면 똑같이 뿌얘져 있잖아요. 그런 것처럼 이게 이제 대기 중에서 공기가 가스상이나 액체상이나 고체상이나, 대기 중으로 나오게 되면 그 입자들이 서로 달라붙기도 하고 또는 화학적으로 결합도 하고 그러면서 사이즈가 조금씩 커지거든요. 그러면서 나노 사이즈에서 마이크로 사이즈로 점점 커지게 되고 심지어는 옆 사람이 이렇게 방귀를 뀌면 방귀 뀐 냄새도 그 입자에 붙어서 제 호흡기로 들어와서 저희가 코로 냄새를 맡을 수 있게 되는 것입니다.
[앵커]
아, 이 냄새도 입자라고 하니까 신기한 것 같습니다. 그러면 이 초미세먼지가 몸속에 많이 축적되면 어떤 현상이 일어날까요?
[인터뷰]
초미세먼지 같은 경우에는 이제 입자 사이즈에 따라서, 일반적으로 현재까지 알려진 바에 따르면 입자 사이즈에 따라서 호흡기를 통해 노출이 됐을 때, 들어갔을 때, 입자 사이즈에 따라서 분포하는 위치가 다 달라요. 어디까지 갈 수 있는지가. 그런데 초미세먼지는 아주 폐포 깊숙이까지 들어가서 축적이 될 수가 있고 그러면서 이게 거기서 빠져나오지 못하니까 만성염증도 일으킬 수 있을 뿐만 아니라 폐포안에 폐포를 둘러싸고 있는 미세혈관들이 있거든요.
그러다 보니까 미세혈관하고 폐포사이에 가스교환이 이루어지는데 그 가스교환에도 영향을 줄 수 있어서 모든 몸 안에 있는 모든 조직에는 다 산소를 필요를 하는데 그 산소 공급에도 문제를 줄 수 있지 않을까, 그러면 모든 신체 조직에 영향을 줄 수 있지 않겠냐는 생각에 더 열심히 연구하고 있습니다.
[앵커]
미세먼지와 관련한 호흡기의 문제도 있겠지만, 또 요새 떠오르는 게 미세플라스틱 문제가 심각하잖아요. 그러면 이것도 나노 독성학과 관련이 있다고 볼 수 있을까요?
[인터뷰]
네, 사실 미세 플라스틱 문제 같은 경우에는 정말 환경적으로 지금 아주 큰 이슈 중에 하나입니다. 최근에는 세정제나 섬유유연제 같은 곳에 들어간 1차 미세플라스틱 같은 경우에는 지금부터 사용을 규제한다는 이야기가 들리는데요.
그런데 우리가 사용하는 제품 중에는 이미 너무 많은 플라스틱 성분이 들어있습니다. 제가 지금 입고 있는 이 옷도 플라스틱으로 되어 있어서요.빨래를 빨고 나면 여기서 나오는 섬유 입자들이 다 대기 중으로 나와서 제가 호흡을 하게 되는 거고요. 그동안 우리가 사용한 세정제나 섬유유연제 같은 데에 들어있던 미세플라스틱들도 이미 우리 환경 중에 다 가 있고 이 환경은 또 돌고 돌기 때문에 그러다 보니까 결론적으로는 우리가 다시 노출되게 되는 이런 상황으로 몰려가고 있습니다.
[앵커]
아니, 그런데 우리가 늘 일상 속에서 쓰는 자외선 차단제 역시도 나노 독성 물질과 관련이 있다고 들었는데 이 부분만 짧게 한번 설명해 주시겠어요?
[인터뷰]
자외선 차단제 같은 경우에 사실 지금 큰 이슈 중에 하나인데요. 사실 자외선 차단제가 이제 안바르게 되면 피부 노화로도 촉진되고 피부암을 유발할 수 있고 그래서 필요한데 항상 말씀드리는 것 중에 하난데, 이 아이가 각질 세포가 있으면 흡수율은 좀 떨어지는데 그런 유해물질들이 들어갈 수 있는 확률이 되게 낮아져요. 그래서 저는 이제 자외선 차단제에도 나노물질들이 들어있으니까 가급적이면 저희 이태리타월, 때 빡빡 민 다음에 바로 바르는 것만 자제해주십사하고 부탁을 드리고 있습니다.
[앵커]
아, 그런 일반인들이 몰랐던 방법들도 있었군요. 교수님의 앞으로의 계획이 무엇인지 간단하게 들어 보고 싶은데요.
[인터뷰]
사실 저는 기본이 탄탄한 정통학자가 사실 아닙니다. 평범한 주부로 살다가 어쩌다 보니까 내가 공부를 해야지 내 식구들을 다 챙길 수 있겠다는 생각이 들어서 어떻게 공부를 하게 됐는데 그 과정에서 얻은 결론은 무엇이냐면 가족이 건강해야지 행복하게 살 수 있다는 것이었고.
그러기 위해서 제일 먼저 해야 할 일이 장애나 질병 없이 살아가는 수명이 건강수명이란 것이 있거든요. 그 건강수명을 늘리는 일에 내가 뭔가 역할을 해야겠다는 생각이 들었는데 2016년 통계청 발표자료에 따르면, 한국인의 기대수명이 실제로 82.4세인데 건강수명은 64.9세밖에 안 된데요. 그러다 보니까 17.5년을 정말 골골하다가 가는 거거든요.
그래서 저는 이제 결국 고령화 사회가 계속되면서 결국은 이것이 보건 의료비 부담도 되고, 요즘처럼 젊은 친구들이 지금 안 그래도 직장을 못 가져서 힘든데 거기에 더블케어의 부담까지 주는 상황이 될 것 같아서 제가 할 수 있는 것이 뭘까, 생각을 하다가 이 건강수명을 늘리는 일에 연구자로서 할 수 있는 역할을 해야겠다는 생각이 들어서 여러분들이 이제 각 분야에서 일하시는 분들한테 건강수명 연장의 중요성이 어떤 것이 있고 또 이것을 알리고 그것을 통해서 그분들이 일하실 때 또 필요한 과학적인 데이터가 있거든요. 그러다 보니까 제가 실험을 할 수 있으니까 제가 그런 객관적인 데이터를 만들어 드리는 일을 하면 괜찮겠다는 생각이 들어서 그것을 위해서 열심히 뛰고 있습니다.
[앵커]
그래서 지금까지 연구하신 건데 오늘 이 시간을 통해서도 많은 분이 나노물질의 위험성에 대해 한 번 경각심을 느끼셨으면 좋겠네요. 오늘 말씀 잘 들었습니다.
[앵커]
나노기술은 물리, 화학, 생물, 기계공학 등 다양한 분야에서 활용되고 있습니다. 하지만 나노물질의 독성은 초미세먼지, 미세플라스틱과도 연관성이 있어서 주의가 필요하다고 하는데요.
오늘 <줌 인 피플>에서는 경희대학교 동서의학대학원 융합건강과학과 박은정 교수와 함께 관련한 자세한 이야기 나눠보겠습니다. 어서 오세요.
반갑습니다. 교수님. 교수님께서는 2016년부터 2018년까지 3년 연속 '세계 1％ 연구자'에 선정되셨다, 이런 기사를 접했는데요. 어떤 연구로 그런 타이틀을 얻게 되셨는지 궁금해요.
[인터뷰]
제가 연구한 것은 나노 독성학 쪽을 연구를 많이 했고요. 나노물질의 독성을 연구하는 학문인데 어쩌다 보니 3년 하게 됐습니다.
[앵커]
이 질병에 대한 원론적인 접근으로 출발하셨다고 들었습니다. 이 연구에 대해서. 처음부터 이 부분을 연구하셨나요?
[인터뷰]
아 그것은 아닙니다. 원래는 미세먼지와 관련된 것을 2004년부터 실제로 연구를 하고 있었습니다. 그러다가 2006년에 한 교수님께서 세륨 옥사이드 나노물질이란 것을 주시면서 이 물질이 유럽연합에서는 티타늄 나노물질을 대체하는 물질로 지금 활용하려고 노력하고 있다. 그러니까 이것을 한번 두 개를 비교를 해봐라, 독성에 어떤 차이가 있는지, 그래서 관련된 것을 찾다 보니까 세륨 옥사이드 나노물질이 연료 촉매제로도 많이 쓰이고 있더라고요.
그러면 이게 대기 중으로도 나올 수 있겠네, 라는 생각이 들어서 그래서 이 물질을 제가 이제 그전에 하던 식으로, 똑같이 대기 중 미세먼지처럼 사람 기관지 상피세포들을 이용해서 실험했는데 그전에 미세 먼지하고는 다르게 세포 안에 들어가서 너무 자유롭게 움직이고 다니는 거예요. 이 아이는 정말 뭔가 특별한데 라는 생각이 들어서
[앵커]
같은 물질인데요.
[인터뷰]
좀 다른 물질이죠. 이것은 제조, 인위적으로 일부러 만들어진 물질이죠. 이게 자연에서 생긴 나노물질하고 인위적으로 어떤 목적을 가지고 만들었기 때문에 그 목적에 맞는 성질을 가지고 있거든요. 그러다 보니까 이제 이 안에서 좀 다르게 행동을 한다는 것을 알고는 제가 이것을 본격적으로 시작해야겠다는 생각이 들어서 하게 됐습니다.
[앵커]
그러면 자연 속에 존재하는 나노물질과 다르게 우리에 인체에 안전하다고 알려져 있는 그런 물질들도 나노 성분이 되는 경우에, 나노입자가 될 경우에 인체에 더 유해할 수 있다는 이런 말씀인데요. 나노물질이 우리에게 특별히 위험할 수 있는 그런 이유는 무엇일까요?
[인터뷰]
여러 가지 문제가 있긴 하지만 사실은 제가 공부를 하면 할수록 느끼는 건데요 우리 몸이 정말 잘 만들어져 있어요. 외부의 물질에 대해서 아주 안전하게 너무 잘 만들어져 있는데, 그런데 제조 나노물질의 경우에는 대기 중에서 자연스럽게 만들어진 나노입자하고는 다르게 어떤 의약학이나 산업이나 이런 데서 활용을 하기 위해서, 일부러 만들었기 때문에, 인위적으로 만들었기 때문에 그 인위적인 어떤 목적을 가지고 있거든요.
그런데 그 목적을 가지다 보니까 그 목적이 우리도 모르게 원래는 의도하지 않았거나 의도했는데 이게 의도한 것보다는 더, 또는 전혀 예상치 못한 상황에서 이런 상황으로 이 안에서 독성을 일으키는 상황이 발견이 되더라고요.
그 대표적인 예가 무엇이냐면 원래는 이물질들이 뇌로 못 들어가게 하는 Blood-brain-barrier 라는 것이 있고 아기에게 영향을 미치지 못하게 태반이 보호하고 있거든요. 여기를 다 통과해서 영향을 줄 수 있고 더불어서 이 몸 안에서 축적되면서 몸 밖으로 잘 배출이 안 된다, 그러면서 그 안에서 염증도 일으키고 여러 가지 다른 유해효과를 일으킬 수 있다는 것이 검증되면서 제조하시는 분들하고 화학공학 이런 데서 만드시는 분들하고 저희 독성학을 하는 사람들이 어떻게 하면 좀 더 안전한 나노물질을 만들어 내서 잘 활용하고 우리 나노 산업이 발전할 수 있을까를 머리를 맞대고 연구를 하고 있습니다.
[앵커]
말씀하신 것을 들어보면 자연적으로 발생한 나노물질과 다르게 인위적인 것은 우리 몸이 자연적으로 필터링이라든가, 처리하지 못한다. 그래서 위험하다고 말씀해주신 것 같습니다. 또 이제 초미세먼지 문제가 정말 심각하잖아요. 특히 이제 호흡기로 접하는 건데, 그럼 이 대기 중에서도 나노 입자가 자연적으로도 만들어질 수 있다, 이런 이야기인가요?
[인터뷰]
그렇죠. 초미세먼지 같은 경우에는 우리들이 일반적으로 이야기하는 게 이제 입경 2.5㎛ 이하인 먼지를 이야기하는데요. 한여름에 소나기가 억수처럼 쏟아지고 나면은 공기가 되게 맑잖아요.
그러다가 어느 날 갑자기 보면 똑같이 뿌얘져 있잖아요. 그런 것처럼 이게 이제 대기 중에서 공기가 가스상이나 액체상이나 고체상이나, 대기 중으로 나오게 되면 그 입자들이 서로 달라붙기도 하고 또는 화학적으로 결합도 하고 그러면서 사이즈가 조금씩 커지거든요. 그러면서 나노 사이즈에서 마이크로 사이즈로 점점 커지게 되고 심지어는 옆 사람이 이렇게 방귀를 뀌면 방귀 뀐 냄새도 그 입자에 붙어서 제 호흡기로 들어와서 저희가 코로 냄새를 맡을 수 있게 되는 것입니다.
[앵커]
아, 이 냄새도 입자라고 하니까 신기한 것 같습니다. 그러면 이 초미세먼지가 몸속에 많이 축적되면 어떤 현상이 일어날까요?
[인터뷰]
초미세먼지 같은 경우에는 이제 입자 사이즈에 따라서, 일반적으로 현재까지 알려진 바에 따르면 입자 사이즈에 따라서 호흡기를 통해 노출이 됐을 때, 들어갔을 때, 입자 사이즈에 따라서 분포하는 위치가 다 달라요. 어디까지 갈 수 있는지가. 그런데 초미세먼지는 아주 폐포 깊숙이까지 들어가서 축적이 될 수가 있고 그러면서 이게 거기서 빠져나오지 못하니까 만성염증도 일으킬 수 있을 뿐만 아니라 폐포안에 폐포를 둘러싸고 있는 미세혈관들이 있거든요.
그러다 보니까 미세혈관하고 폐포사이에 가스교환이 이루어지는데 그 가스교환에도 영향을 줄 수 있어서 모든 몸 안에 있는 모든 조직에는 다 산소를 필요를 하는데 그 산소 공급에도 문제를 줄 수 있지 않을까, 그러면 모든 신체 조직에 영향을 줄 수 있지 않겠냐는 생각에 더 열심히 연구하고 있습니다.
[앵커]
미세먼지와 관련한 호흡기의 문제도 있겠지만, 또 요새 떠오르는 게 미세플라스틱 문제가 심각하잖아요. 그러면 이것도 나노 독성학과 관련이 있다고 볼 수 있을까요?
[인터뷰]
네, 사실 미세 플라스틱 문제 같은 경우에는 정말 환경적으로 지금 아주 큰 이슈 중에 하나입니다. 최근에는 세정제나 섬유유연제 같은 곳에 들어간 1차 미세플라스틱 같은 경우에는 지금부터 사용을 규제한다는 이야기가 들리는데요.
그런데 우리가 사용하는 제품 중에는 이미 너무 많은 플라스틱 성분이 들어있습니다. 제가 지금 입고 있는 이 옷도 플라스틱으로 되어 있어서요.빨래를 빨고 나면 여기서 나오는 섬유 입자들이 다 대기 중으로 나와서 제가 호흡을 하게 되는 거고요. 그동안 우리가 사용한 세정제나 섬유유연제 같은 데에 들어있던 미세플라스틱들도 이미 우리 환경 중에 다 가 있고 이 환경은 또 돌고 돌기 때문에 그러다 보니까 결론적으로는 우리가 다시 노출되게 되는 이런 상황으로 몰려가고 있습니다.
[앵커]
아니, 그런데 우리가 늘 일상 속에서 쓰는 자외선 차단제 역시도 나노 독성 물질과 관련이 있다고 들었는데 이 부분만 짧게 한번 설명해 주시겠어요?
[인터뷰]
자외선 차단제 같은 경우에 사실 지금 큰 이슈 중에 하나인데요. 사실 자외선 차단제가 이제 안바르게 되면 피부 노화로도 촉진되고 피부암을 유발할 수 있고 그래서 필요한데 항상 말씀드리는 것 중에 하난데, 이 아이가 각질 세포가 있으면 흡수율은 좀 떨어지는데 그런 유해물질들이 들어갈 수 있는 확률이 되게 낮아져요. 그래서 저는 이제 자외선 차단제에도 나노물질들이 들어있으니까 가급적이면 저희 이태리타월, 때 빡빡 민 다음에 바로 바르는 것만 자제해주십사하고 부탁을 드리고 있습니다.
[앵커]
아, 그런 일반인들이 몰랐던 방법들도 있었군요. 교수님의 앞으로의 계획이 무엇인지 간단하게 들어 보고 싶은데요.
[인터뷰]
사실 저는 기본이 탄탄한 정통학자가 사실 아닙니다. 평범한 주부로 살다가 어쩌다 보니까 내가 공부를 해야지 내 식구들을 다 챙길 수 있겠다는 생각이 들어서 어떻게 공부를 하게 됐는데 그 과정에서 얻은 결론은 무엇이냐면 가족이 건강해야지 행복하게 살 수 있다는 것이었고.
그러기 위해서 제일 먼저 해야 할 일이 장애나 질병 없이 살아가는 수명이 건강수명이란 것이 있거든요. 그 건강수명을 늘리는 일에 내가 뭔가 역할을 해야겠다는 생각이 들었는데 2016년 통계청 발표자료에 따르면, 한국인의 기대수명이 실제로 82.4세인데 건강수명은 64.9세밖에 안 된데요. 그러다 보니까 17.5년을 정말 골골하다가 가는 거거든요.
그래서 저는 이제 결국 고령화 사회가 계속되면서 결국은 이것이 보건 의료비 부담도 되고, 요즘처럼 젊은 친구들이 지금 안 그래도 직장을 못 가져서 힘든데 거기에 더블케어의 부담까지 주는 상황이 될 것 같아서 제가 할 수 있는 것이 뭘까, 생각을 하다가 이 건강수명을 늘리는 일에 연구자로서 할 수 있는 역할을 해야겠다는 생각이 들어서 여러분들이 이제 각 분야에서 일하시는 분들한테 건강수명 연장의 중요성이 어떤 것이 있고 또 이것을 알리고 그것을 통해서 그분들이 일하실 때 또 필요한 과학적인 데이터가 있거든요. 그러다 보니까 제가 실험을 할 수 있으니까 제가 그런 객관적인 데이터를 만들어 드리는 일을 하면 괜찮겠다는 생각이 들어서 그것을 위해서 열심히 뛰고 있습니다.
[앵커]
그래서 지금까지 연구하신 건데 오늘 이 시간을 통해서도 많은 분이 나노물질의 위험성에 대해 한 번 경각심을 느끼셨으면 좋겠네요. 오늘 말씀 잘 들었습니다.
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