미세플라스틱이 자폐스펙트럼 장애와 관련이 있는 것으로 나타났다.
한국원자력의학원 김진수 박사 연구팀이 미세플라스틱 섭취에 의한 자폐스펙트럼 장애 유발을 세계 최초로 규명했다고 밝혔다.
자폐스펙트럼 장애는 영유아에 발병하는 난치성 신경발달장애로 사회적 관계형성의 어려움, 정서적 상호작용의 문제, 반복적 집착과 제한된 관심 등의 행동이 특징이며, 유전적, 환경적 요인 등 다양한 원인이 제기되고 있지만 아직 확실한 원인은 알려져 있지 않다.
지난해 연구팀은 방사성동위원소를 이용한 양전자방출단층촬영(PET)으로 미세플라스틱의 체내 흡수 경로를 세계 최초로 규명한 바 있으며, 이번 연구는 최근 10여 년 사이 빠른 증가세를 보이고 있는 자폐스펙트럼 장애에 주목하고 그 원인을 전 세계적으로 문제가 되고 있는 미세플라스틱에서 찾고자 했다.
연구팀은 태아기, 수유기, 청소년기, 장년기 등 전 연령대의 실험쥐에 폴리에틸렌 미세플라스틱을 2주∼12주(태아기·수유기·청소년기 2주 투여, 장년기 12주 투여) 간 먹이고 행동 실험, 뇌 조직 분석, 장내미세균총 분석 등 10여 가지의 다양한 실험방법을 통해 자폐스펙트럼 장애 증상이 나타나는 것을 입증했다.
가장 뚜렷한 증상을 보인 행동 실험에서는 사회성을 알 수 있는 3챔버 테스트를 진행했다.
3챔버 테스트는 3개의 연결된 방을 이용해 실험쥐의 행동을 관찰하여 사회성 지수를 확인하는 방법이다. 방 A에 교류가 없었던 낯선 쥐와 방 B에 친밀한 쥐를 넣고 어느 쪽으로 쥐가 이동해 더 많은 상호작용이나 관심을 보이는지 여부 등을 수치화 하여 사회성 지수를 도출하는 동물행동 실험방법이다.
실험결과, 미세플라스틱 섭취 후 전 연령대에서 사회성이 감소하고 강박적이고 반복적인 행동이 증가하는 것을 볼 수 있었으며, 사회성 지수는 미세플라스틱을 섭취하지 않은 쥐에 비해 약 50% 낮게 나타났다.
특히, 임신한 쥐(태아기)에 미세플라스틱을 2주 간 먹인 후 태어난 새끼 쥐가 생후 4주 후 자폐스펙트럼 장애 증상이 나타나 유전적 연관성을 찾을 수 있었다.
뇌 조직 분석 결과, 청소년기 쥐에서 전자현미경을 통해 둥근 미세플라스틱이 파편 형태로 뇌에 침착된 것을 확인했을 뿐 아니라, 자기공명분광법(MRS)으로 뇌의 해마체와 전두엽 피질에서 미세플라스틱 노출 이후 학습에 중요한 역할을 하는 다양한 대사물질의 교란을 확인했으며, 뇌 유전자 분석에서 자폐스펙트럼 장애 환자와 동일한 유전자를 확인했다.
장내 세균의 생태계인 장내미세균총 분석에서는 청소년기 쥐에서 자폐스펙트럼 장애 환자와 동일한 박테리아 변화를 관찰할 수 있었다.
김진수 박사는 “플라스틱 폐기물이 먹이사슬을 거쳐 식탁에 다시 오르는 심각한 상황이 계속되고 있다”며“자폐스펙트럼 장애 뿐 아니라 다른 난치성 질환과 미세플라스틱의 관련성 연구를 이어갈 계획”이라고 밝혔다.
이번 연구성과는 국제 환경 저널 ‘인바이런먼트 인터네셔널(Environment International)’ 2022년 2월호 온라인 판에 게재됐다. 이번 연구는 과학기술정보통신부 기본연구(폴리스틸렌의 위암표적치료 저항성 마우스 모델 평가) 및 일반사업(뇌질환극복 방사선의학선도기술 개발)의 일환으로 수행됐다.