호흡기를 통해 몸속으로 들어온 생분해성 플라스틱이 입으로 들어온 같은 물질보다 체내에 오래 남는다는 연구 결과가 나왔다.

한국원자력의학원 김진수 박사 연구팀은 방사성동위원소 기반 분자영상 기술을 활용한 동물 실험 등을 통해 이 같은 결과를 얻었다고 29일 밝혔다.

연구 대상인 생분해성 플라스틱은 미생물에 분해되는 성질을 지닌 폴리락트산(PLA) 미세플라스틱이다. 옥수수, 밀 등 재생 가능한 원료로 제조할 수 있으며 식품 포장재와 의료기기 등에 널리 사용된다.

다만 친환경 소재로 알려진 PLA는 온도와 습도, 미생물 활동 등 여러 조건을 충족할 때만 분해되며 체내에서는 분해되지 않을 수도 있다.

연구팀은 평균 지름이 약 145㎚(나노미터=10억분의 1ｍ)인 구형 PLA 입자에 방사성동위원소 요오드-125를 표지한 뒤 생쥐에게 동일한 양을 입과 호흡기로 각각 투여했다.

이어 단일광자방출 컴퓨터단층촬영(SPECT/CT) 영상과 장기별 방사능 분석을 통해 72시간 동안 PLA의 체내 분포를 추적한 결과, 경구 투여군이 호흡기 투여군보다 PLA 소멸 시간이 빨랐다고 설명했다.

연구팀은 폐에서 PLA가 절반으로 줄어드는 데 걸린 시간은 호흡기 투여군이 약 218시간으로 약 10.7시간이었던 경구 투여군의 20배 정도에 달했다고 전했다.

또 혈중 누적 노출량도 호흡기 투여군이 경구 투여군보다 2.25배 많았고, 간·신장·비장 등 다른 주요 장기에서도 유사한 경향이 확인됐다고 덧붙였다.

연구팀은 생쥐가 6주 동안 PLA에 반복적으로 노출됐을 때 나타나는 결과도 분석했다.

호흡기를 통해 PLA에 6주간 노출된 생쥐는 폐의 혈관 주변에 염증세포가 몰려 있었으나, 입으로 PLA를 투여한 생쥐의 경우 위와 장에서 뚜렷한 변화가 관찰되지 않았다고 전했다.

연구팀은 사람의 폐와 장에서 얻은 세포에 PLA 입자를 처리해 비교한 실험에서도 폐 세포가 장 세포보다 손상이 심했다고 설명했다.

연구팀 관계자는 "폐 세포에서는 활성산소가 더 많이 생겼고, 에너지를 생산하는 미토콘드리아도 모양이 더 크게 망가졌다"며 "입자가 오래 쌓이는 폐의 세포 손상이 더 컸다는 의미"라고 말했다.

이어 "동물실험 자료를 사람에게 적용하면 흡입된 PLA의 폐 잔류량이 서서히 늘다가 일정 수준에 멈추는 것으로 추정됐다"며 플라스틱 가공 사업장은 실외 환경보다 PLA 잔류량이 7∼10배에 이를 것으로 예상됐다고 덧붙였다.

원자력의학원은 유입 경로에 따라 생분해성 플라스틱의 체내 잔류 시간과 조직 반응이 달라진다는 점을 확인한 것이 연구 성과라고 강조했다.

김 박사는 "생분해성이라고 해서 체내에서 곧바로 분해돼 안전하다고 할 수는 없다"며 "생분해성 플라스틱의 안전성을 평가할 때는 흡입 경로를 별도로 살펴야 한다"고 제언했다.