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▲ 임신 전 살충제의 노출이 아이들의 건강과 지능발달에 해로운 영향을 끼칠 수 있다. 


임신 중 산모의 건강과 주위 환경이 태아의 건강에 밀접한 관련이 있다는 것은 익히 알려진 사실이다. 미국 캘리포니아 주립대 버클리 캠퍼스(UC버클리)연구팀은 임신 전 살충제의 노출이 아이들의 건강과 지능발달에 해로운 영향을 끼칠 수 있다는 연구결과를 발표했다. 


UC버클리 연구팀은 산모가 임신기간에 유기인산(organophosphate)계 살충제에 노출되는 것이 아이의 7살 전후 IQ 지수와 밀접한 상관관계가 있는 것으로 나타났다고 과학저널 ‘환경건강 전망(Environmental Health Perspectives)’ 최신호에 보고했다.


산전 살충제 노출, 자녀의 IQ지수 낮춰

연구팀에 따르면 산전 유기인산 살충제 노출량이 매 10배 증가할 때마다 7살 유아의 전반적인 IQ 지수가 5.5 포인트 가량 낮아지는 것으로 나타났다. 임신 기간 가장 높은 수준의 살충제에 노출된 아이는 가장 낮은 수준의 살충제에 노출된 아이에 비해 IQ 테스트에서 7포인트 낮은 IQ 지수를 기록했다. 


UC버클리 유아건강학과 브렌다 에스케나지(Brenda Eskenazi)교수는 “이는 인구 전체의 관점에서 봤을 때 매우 중요하다”면서 “살충제 노출에 따른 IQ 지수의 차이는 보다 많은 아이들이 학습저하에 놓여있으며 이러한 아이들은 학교에서 특별한 조치를 요구한다”고 지적했다.


UC버클리 연구팀의 논문을 비롯해 ‘환경건강 전망’에는 살충제 노출과 자녀의 IQ에 관한 3편의 논문이 게재됐다. 마운트 시나이 의학센터 연구팀과 컬럼비아대 연구팀은 각각 뉴욕 시민을 대상으로 연구를 수행했으며 UC 버클리 연구팀은 캘리포니아 소재 농촌 지역민을 대상으로 연구했다는 점에서 차이가 있다.


▲ 과일이나 야채에 잔류된 농약에 노출된 아이들은 주의력결핍과잉행동장애(ADHD) 위험이 커진다. 


UC버클리 연구팀과 마운트 시나이 의학센터 연구팀은 산모의 소변에서 살충제 잔류물을 조사했다. 반면 컬럼비아대 연구팀은 클로르피리포스(Chlorpyrifos)라는 살충제의 제대혈 농도를 검사했다. 컬럼비아대 연구팀의 연구결과에서도 산전 살충제 노출이 7세경 아이들의 IQ지수와 작업 기억력을 낮추는 것으로 나타났다.


유기인산계 살충제는 신경독성제로 널리 알려진 살충제이다. 유기인산계 살충제인 클로르피리포스와 다이아지논(diazinon)은 아이들의 건강에 해로울 수 있다는 이유 등으로 실내사용이 금지됐다. 


UC버클리 연구팀은 329명의 아이들을 대상으로 출생 전부터 연구를 수행했다. 연구팀은 329명의 아이들과 이들의 엄마를 대상으로 임신 중 산모로부터 두 번 채취한 소변과 출생 후 생후 6개월과 5년 두 번 아이들 소변 샘플을 채취 분석했다. 


연구팀은 1999년 임신 중인 여성들을 실험 참가자로 등록했으며 임신 기간과 출산 이후 이들 참가자들은 정기적으로 연구팀을 방문했다. 방문 기간 연구팀은 실험 참가자들의 소변샘플을 채취해 DAP를 테스트했다. DAP(dialkyl phosphate)는 미국에서 사용되는 유기인산계 살충제 잔류물의 75% 수준을 차지한다. 


아이들은 7살일 때 인지능력을 측정하기 위해 Wechsler Intelligence Scale(WISC-IV)이라는 IQ 테스트를 받았다. 이 테스트는 언어이해(verbal comprehension), 지각추론(perceptual reasoning), 작업 기억(working memory), 작업속도(processing speed) 등으로 구성됐다.


전반적인 IQ 지수뿐만 아니라 엄마가 임신 중에 높은 농도의 DAPs에 노출된 아이들은 각각 4개의 하위 카테고리 점수에서도 현저한 감소를 보였다. 연구팀이 태교, 가정수입, DDT, 납 등 다른 유해 환경물질의 노출 정도 등을 고려해도 연구결과는 유효했다. 


에스케나지 교수는 “매 연구마다 제한이 있었다”며 “우리는 살충제 노출정도를 측정하기 위해 잔류물을 사용했다. 특정 살충제의 화학성분을 분리할 수는 없었다”고 말했다. 그는 “하지만 우리의 연구와 컬럼비아대의 연구는 임신 여성과 그들의 자녀를 대상으로 연구가 고안됐기 때문에 아이들의 건강에 환경요인이 어떤 영향을 미치는지를 조사하는 강력한 방법 가운데 하나”라고 덧붙였다.


태아 때 노출이 출생 후 노출보다 치명적

산전 유기인산계 살충제에 대한 노출이 아이들의 IQ 지수와 밀접한 관련이 있는 것으로 나타났지만 출생 이후에는 그렇지 않는 것으로 나타났다. 출생 전, 후 살충제 노출에 대한 이러한 차이는 임신 중 뇌의 발달기간에 살충제에 노출되는 것이 출생 이후 유아기 살충제 노출보다 더 치명적일 수 있다는 점을 의미한다.


실험에 참가한 여성들의 DAPs 노출 수준은 미국 전체 인구의 평균 노출 수준보다 다소 높았지만 측정의 정도를 벗어날만한 수준은 아니었다. 논문의 제1저자인 마리스 부샤르(Maryse Bouchard)박사는 “이번 연구결과는 전체 인구에 적용할 수 있을 것으로 보인다”면서 “뉴욕시민을 대상으로 한 다른 2편의 연구논문은 살충제 노출과 IQ 지수의 연관성이 단지 농촌지역에 거주하는 사람들에만 국한하지는 않는다는 점을 보여졌다”고 덧붙였다.


이번 연구에서 산전 노출 측정은 1999~2000년 사이에 이뤄졌다. 현재 미국에서 유기인산계 살충제 사용은 감소 추세이다. 2001~2009년 약 50% 이상 감소했으며 캘리포니아주에서는 2001년 이후 45% 가량 감소했다. 


질병통제국에 따르면 사라들은 유기인산계 살충제를 사용한 음식물을 섭취함으로써 유기인산계 살충제에 노출된다. 농부, 정원사, 꽃 재배사, 살충제 공장직원 등은 보통 사람들보다 더 많은 양의 살충제에 노출될 수 있다.


살충제 실내 사용 금지하고 과일-야채 씻어 먹어야

연구팀은 “살충제를 집이나 실내에서 사용할 때 많은 사람들이 이에 노출될 수 있다”고 지적했다. 연구팀은 실내 살충제 사용을 자제하고 과일과 야채 등 농산물을 철저히 물로 씻어서 먹을 것을 당부했다. 


앞서 마리스 부샤르 연구팀은 과일이나 야채에 잔류된 농약에 노출된 아이들이 주의력결핍과잉행동장애(ADHD) 위험이 커진다는 연구결과를 보고한 바 있다.


지난해 5월 연구팀은 천식아이 150명을 포함한 8~15세 아이들 1천139명을 대상으로 소변의 잔류농약 수치를 측정했다. 그 결과 유기인산계 살충제 수치가 높은 아이들이 수치가 정상인 아이들에 비해 ADHD 발생률이 2배 가까이 높은 것으로 나타났다고 보고했다.

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‘침묵의 봄’에는 침묵해야 하나

[강석기의 과학카페 101] 레이첼 카슨 ‘침묵의 봄’ 발간 50주년


“아침이면 울새와 개똥지빠귀, 비둘기, 어치, 굴뚝새를 비롯해 수많은 새들의 합창 소리로 요란했지만 지금은 아무 소리도 들리지 않는다. 들과 숲, 습지에는 침묵만이 드리워져 있다.”

- 레이첼 카슨, ‘침묵의 봄’


1962년 9월 27일은 미국의 해양생물학자이자 과학저술가인 레이첼 카슨의 명저 ‘침묵의 봄(Silent Spring)’이 출간된 날이다. 20세기 후반 나온 과학교양서 가운데 사람들이 세상을 바라보는 시각에 큰 영향을 끼친 대표적인 책을 꼽으라면 리처드 도킨슨의 ‘이기적인 유전자’, 칼 세이건의 ‘코스모스’와 함께 카슨의 ‘침묵의 봄’이 들어가지 않을까.


살충제 DDT로 상징되는 인류의 과도한 화학물질 남용이 가져올 수 있는 파국을 마치 소설처럼 써 경각심을 일깨운 ‘침묵의 봄’은 오늘날 환경운동의 모태가 됐을 뿐 아니라 각국의 산업정책에 전환점을 가져온 계기가 됐다. 실제 사람들의 삶에 가장 큰 영향력을 끼친 과학책일 것이다.


●화학물질에 대한 불안 여전


“침묵의 봄은 무슨…. 새소리만 요란하구만.”


전공자도 아니면서 화학물질의 위험성을 과대포장해 사람들의 감성에 호소한 센세이셔널리즘의 대표적인 예라고 카슨과 ‘침묵의 봄’을 폄하하는 사람도 있지만, 솔직히 가슴에 손을 얹고 생각해보면 카슨의 책 덕분에 브레이크없이 질주하던 화학산업이 주춤하면서 그나마 지구가 오늘날 이 정도 상태라도 유지하는 게 아닐까.


‘침묵의 봄’이 출간되기 전 상황이 어느 정도였는가 하면 1958년 미 농무부가 불개미를 없애겠다고 수십만 헥타르의 면적에 DDT를 공중살포할 정도였다. 만약 지금 어떤 정부가 그런 짓을 한다는 건 상상하기 어렵다.


그럼에도 상황이 나아졌는가 하면 꼭 그렇지도 않은 것이 공교롭게도 ‘침묵의 봄’이 출간된 바로 그날 우리나라에서는 ‘출간 50주년’을 기념하는 듯(?) 불산가스누출사고가 일어났고 이에 대한 해당 기업과 정부의 대응은 ‘침묵의 가을’을 걱정해야 하는 수준이었다. 


게다가 최근 한 식품회사의 라면스프에서 발암물질인 벤조피렌이 들어있다는 사실이 드러나면서 해당 업체와 식품의약품안전청의 대응에 사람들은 고개를 저어야 했다. 잊을만 하면 터지는 화학물질 관련 사건에 (특히 식품과 관련돼 있을 경우) 사람들은 마음을 놓을 수 없다.


그런데 설사 이런 사고를 미연에 예방할 수 있는 시스템을 갖춘다고 해서 사람들이 맘 편하게 살아갈 수 있을까.


최근 과학저널 ‘사이언스’와 ‘네이처’에 실린 글들을 보면 50년 전 살충제 대량 살포와는 또 다른 차원에서 ‘침묵의 봄’이 여전히 진행 중이 아닌가 하는 생각이 든다.


●존재 자체가 문제되는 화학물질


‘오염된 세계에서의 삶(Life in a contaminated world)’이라는 제목이 암시하듯 ‘사이언스’ 9월 28일자에 기고한 미국 사우스캐롤라이나의대 루이스 귈레트 교수와 일본 국립기초생물학연구소 이구치 타이젠 박사의 글은 난자와 정자가 수정하기 이전부터 시작되는 주변 화학물질의 영향을 걱정스런 시각에서 바라보고 있다.


“사람들이 자신의 미래를 살충제 스프레이 같은 별 것 아닌 것들에 내맡기고 있다고 생각하니 참 아이러니하다.”


필자들은 ‘침묵의 봄’에 나오는 위 구절이 선견지명이 있다며 “레이첼 카슨은 자신이 관찰한 것들을 설명할 수 있는 메커니즘을 알지 못했지만, 태아 발생 초기 일상적으로 쓰는 화학물질에 노출되는 것이 유전자 발현 패턴을 바꿔 훗날 건강에 영향을 준다는 사실이 지금은 잘 알려져 있다”고 쓰고 있다.



수많은 화학물질을 비롯한 환경요인은 한 개인의 삶에 커다란 영향을 미친다. 음식과 스트레스, 오염물질 같은 환경요인이 부모의 게놈과 개인의 게놈(체세포와 생식세포)에 작용해 개인과 그 자손의 건강을 좌우하기 때문이다. 사이언스 제공


즉 자연에는 존재하지 않았던, 화학자들이 합성한 수많은 화학물질 가운데는 호르몬 시스템 같은 인체의 신호전달체계를 교란하는 물질이 꽤 있고 이 작용은 농도가 매우 낮은 경우에도 여전히 강력하게 영향을 미친다는 연구결과들이 쏟아져 나오고 있기 때문이다. 


이는 현재의 독성학 패러다임, 즉 ‘독성은 농도에 비례한다’는 상식과는 배치되는 사실이다. 그러나 지난 10년 동안 후성유전학(epigenetics)처럼 생명체의 발달과 조절을 이해하는 시각을 혁명적으로 바꿔놓은 분야들이 나타나면서 그동안 이해하기 어려웠던 현상들이 실마리를 찾은 조각퍼즐처럼 점차 제 모습을 드러내고 있다. 즉 돌연변이처럼 DNA 구조 자체를 바꾸는 큰 변화뿐 아니라 유전자 작동 스위치를 바꾸는 미묘한 작용으로도 생명체에 큰 영향을 미치고 그 작용이 평생 그리고 그 자손에게까지도 미칠 수 있기 때문이다.


오늘날 생활습관의 병, 즉 개인에게 책임을 넘기고 있는 비만, 당뇨병, 암, 불임 등 현대인들의 질환이 급증하는 배후에는 어쩌면 일상생활에 노출돼 있는 미량의 화학물질들이 작용하고 있을지도 모른다는 주장이 갈수록 힘을 얻고 있는 이유다.


●220억 원 규모 안전성 재검토 프로젝트


미국 뉴욕대 과학저널리즘 교수인 댄 파긴은 ‘네이처’ 10월 25일자에 기고한 글에서 내분비교란물질에 관한 최근 연구결과들과 이에 대한 과학자들 사이의 이견과 갈등을 소개하고 있다. 파긴 교수는 “기존 독성학의 입장에서는 내분비교란물질이 보여주는 이상한 세계가 마치 고전물리학에서 양자역학을 바라보는 것과 같다”며 “비스페놀A 같이 호르몬 수용체에 작용하는 교란물질은 개체의 발달과정에서 결정적인 순간에 미량 노출돼도 엄청난 영향을 줄 수 있다”고 설명했다.


내분비교란물질로 분류되는 화학물질 가운데는 그 작용이 농도에 비례하지 않는 경우가 많다. 즉 농도가 낮아지면 오히려 작용이 커지는 경우도 있기 때문에 기존 독성검사 패러다임으로는 안전성을 제대로 평가할 수 없다. 위 그래프는 농도에 따른 작용을 보여주는데 왼쪽부터 플라스틱 원료인 비스페놀A, 계면활성제 원료인 노닐페놀, 제조체인 아트라진에 대한 데이터다. 제공 네이처 제공


지금도 여전히 기존 독성학의 패러다임, 즉 ‘작용은 농도에 비례한다’는 관점을 고수하고 있는 사람들은 이런 연구결과들에 반발하지만 그러나 너무나 많은 데이터들이 쏟아져 나오고 있기 때문에 이제는 정부에서도 이 문제를 진지하게 바라보기 시작했다고 한다. 특히 지난 3월 학술지 ‘내분비학 리뷰’에 발표된 무려 68쪽 분량의 리뷰논문은 600건이 넘는 기존 연구결과들(이 가운데 절반 가까이가 지난 5년 이내에 발표됐다!) 분석해 18가지 내분비교란물질의 작용이 농도에 비례하지 않는다(non-monotonic)는 결론을 제시해 충격을 줬다.


이에 대해 미국국립환경보건원(NIEHS) 린다 번바움 원장은 “이들의 리뷰는 상당히 설득력이 있고 근거가 있다”며 “이제 화학물질의 저농도 규제에 대해서도 논의를 시작할 시점이 됐다”고 말했다. 실제 NIEHS는 미국식약청(NIH) 산하 국립독성학연구센터와 함께 2000만 달러(약 220억 원) 규모의 비스페놀A 재조사 연구 프로젝트를 시작했다.


즉 체중 1킬로그램당 하루 50밀리그램 이하를 섭취하는 건 문제가 없다는 기존 입장(FDA)과 저농도도 위험하므로 그 200만분의 1인 25나노그램으로 기준치를 낮춰야 한다는 연구자(미국 미주리대 프레데릭 봄 잘 교수)의 주장 사이의 엄청난 간극을 체계적인 실험을 통해 규명해보겠다는 것이다.


지난주 일산킨텍스에서는 비스페놀A와 관련해 국제 세미나가 열렸는데 초청연사로 나온 미국화학협회의 스티븐 헨지 박사는 국내 언론과 인터뷰에서 “비스페놀A는 내분비장애물질이 아니다”고 결론내리고 있는데 그 근거 가운네 하나가 FDA의 기준이다. 지난 9월 21일 식약청은 Q&A 형식으로 ‘비스페놀A에 대해 알아봅시다’라는 코너를 홈페이지에 싣는다고 발표했는데 그 내용을 한 마디로 표현하면 “현 미국식약청의 기준으로 봤을 때 우리나라는 안전하니 걱정말라”는 것.


우리가 철석같이 믿고 있는 FDA가 NIEHS와 수백억 원이 드는 재검토 프로젝트에 참여하는 건 단지 성가신 연구자들을 무마시키기 위함일까. 아무튼 분명한 건 이런 가이드라인을 만드는 방법론이 개발됐을 때는 상상하지도 못했던 개념과 사실들이 최근 10~20년 사이 생명과학 분야에서 쏟아져 나왔다는 것이다. 즉 현재의 가이드라인은 제한된 지식을 토대로 만든 기준일 뿐이다. 


미국 FDA나 유럽 관련 기구의 가이드라인이 업데이트될 때에야 따라 가는 게 우리나라 처지이지만 최소한 이들 나라에서 현재 화학물질의 가이드라인에 대한 패러다임이 흔들리고 있다는 현실은 사람들이 알고 있고 있어야 하지 않을까. 그래야 “기준 이내이지 걱정말라”는 말을 들어도 그 ‘기준’에 절대적인 권위를 부여해 안심하지 않고 각자 살길을 모색할 테니까.

강석기 과학칼럼니스트 kangsukki@gmail.com

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