이웃집과학자

대기오염이 우리의 폐와 심장의 기능을 떨어뜨린다는 점은 익히 알려져 있습니다. 또 대기오염이 우리의 뇌에 침투해 뇌졸중 등을 야기할 수도 있다는 사실도 알고 계실 텐데요. 대기오염이 우리의 지능 또한 떨어뜨릴 수도 있다고 합니다. 게다가 미세먼지가 지능을 떨어뜨리는 주범이라고 해요.

중국에 거주하는 노인을 대상으로 한 최근 연구에 따르면, 대기오염에 장기간 노출되면 언어 능력과 수리 능력이 떨어졌습니다. 나이를 먹을수록 특히 대기오염에 취약한 것인데요.

명확한 이유는 밝혀지지 않았지만, 노인과 더불어 남성이 여성에 비해 대기오염으로 인한 두뇌 능력 감소가 컸습니다. 또 저학력자도 대기오염으로 인한 두뇌 능력 저하에 특히 취약했어요.

이처럼 대기오염, 특히 그 가운데서도 미세하고 보이지 않는 미립자인 미세먼지가 인간과 동물의 뇌를 손상시킨다는 연구 결과는 어렵지 않게 찾아볼 수 있는데요. 미국 서던캘리포니아대학교 노인학 연구팀은 4개월 동안 도시의 대기오염에 노출된 생쥐의 주요 뇌 영역에서 기능이 떨어지고 염증 반응이 일어남을 확인했습니다. 연구팀은 이런 결과가 뇌 조직이 외부의 유해한 자극으로 인해 바뀌었다고 설명했습니다.

특히 나노 크기의 오염 입자가 우리의 뇌에 가장 큰 위협이라고 하는데요. 해당 입자는 사람의 머리카락 굵기보다 약 2,000배 이상 작습니다. 나노 크기의 입자는 후로 호흡을 통해 혈류를 떠돌아다니다가, 뇌로 가거나 후각신경을 통해 곧바로 뇌로 갈 수 있습니다.

영국 랭커스터대학 생물학와 심리학 등 공동연구팀에 따르면 멕시코시티와 영국 맨체스터에 거주하는 사람들을 대상으로 연구를 한 결과, 대기오염이 심각한 지역에 사는 사람들의 사후 뇌 샘플들은 알츠하이머의 전형적인 징후를 보였다고 합니다.

이들 뇌에서는 뇌 신경세포 사이에 비정상적인 단백질 조각인 플라크가 발견되거나 철이나 구니, 니켈, 백금, 코발트 등의 금속 나노입자가 확인됐는데요. 이들 성분은 뇌의 면역조절세포인 미아아교세포(microglia)를 활성화시킨다고 해요. 호흡을 통해 미세먼지를 흡입해 면역세포가 활성화되면 우리 세포에 손상을 입히는 활성산소 분자가 더 자주 형성됩니다. 이로써 뇌의 세포손상과 세포의 사멸을 초래하는 것인데요.

특히, 아직 몸이 다 자라지 않은 청소년과 아이들의 뇌가 가장 크게 손상될 수 있다고 합니다. 문제는 많은 학교가 미세먼지를 유발하는 주변도로와 가까이 위치해 있다는 것인데요. 랭커스터대학 연구팀에 따르면 학교 주변에 미세먼지를 막아 주는 나무를 심는 것이 조금 도움이 된다고 합니다. 대표적으로는 자작나무가 있다고 해요.

##참고 자료##

Nandini Ghosh et al, Chapter 4 - Reactive Oxygen Species, Oxidative Damage and Cell Death, Immunity and Inflammation in Health and Disease, 2018.

Xin Zhang et al, The impact of exposure to air pollution on cognitive performance, PNAS, 2018.

Cheng H et al, Nanoscale Particulate Matter from Urban Traffic Rapidly Induces Oxidative Stress and Inflammation in Olfactory Epithelium with Concomitant Effects on Brain, Environ Health Perspect, 2016.

Michelle L.Block et al, The outdoor air pollution and brain health workshop, NeuroToxicology, 2012.

Barbara A. Maher, Magnetite pollution nanoparticles in the human brain, PNAS, 2016.