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- 쥐의 경우 뇌의 면역 세포가 미세 플라스틱을 흡수해 혈전을 형성
- 쥐는 투여량이 매우 높고 혈액에 직접 투여되었기 때문에 인간에게 급성 위협이 없다
- 쥐의 뇌에 있는 혈관은 인간의 혈관보다 훨씬 가늘기 때문에 더 빨리 막힌다.
- 인간의 뇌 혈류와 행동에 비슷한 효과가 나타날지 추정하기는 어렵다. 추가 연구 필요

미세 플라스틱으로 인한 뇌 손상?
쥐의 경우 뇌의 면역 세포가 미세 플라스틱을 흡수해 혈전을 형성한다.

위험한 이물질:
미세 플라스틱이 뇌에 들어가면 혈액 순환과 뇌 기능에 영향을 줄 수 있다는 사실이 쥐를 대상으로 한 연구에서 밝혀졌다. 이런 경우, 뇌의 면역 세포가 플라스틱 입자를 흡수하여 뇌혈관에 미세혈전증을 유발했다. 이로 인해 동물에게 측정 가능한 신경 손상과 행동 변화가 나타났다. 하지만 이러한 결과가 인간에게 어느 정도까지 적용될 수 있는지는 불확실하다. 

▲ 쥐의 경우, 혈액과 뇌에 미세 플라스틱이 있으면 이러한 형광 이미지에서 나타나듯이 미세혈전증이 발생할 수 있다. 하지만 이게 우리 인간에게도 적용될까? © Huang et al., Sci. Adv. 11, eadr8243(2025)

미세 플라스틱은 우리 주변 어디에나 존재한다. 작은 플라스틱 입자는 마시는 물, 음식, 심지어 우리가 마시는 공기를 통해 우리 몸에 유입된다. 이들은 폐, 간, 비장, 신장 등 다양한 조직에 축적된다. 일부 유형의 미세 플라스틱은 혈액-뇌 장벽을 통과하여 뇌에 도달할 수 있는 것으로 나타났다. 이러한 맥락에서 알츠하이머병과 우울증의 초기 증상이 이미 쥐에서 관찰되었다.

뇌의 형광 미세 플라스틱

미세 플라스틱은 뇌에 어떤 영향을 미칠까? 이 질문을 명확히 하기 위해 베이징에 있는 중국 환경과학 연구원의 하이펭 황(Haipeng Huang)이 이끄는 팀은 음용수나 주사를 통해 쥐에게 대량의 미세 플라스틱을 투여했다. 경구 섭취 시 농도는 1ml(밀리리터)당 0.2mg(밀리그램)이고, 혈액 중에는 1ml당 5~50㎍(마이크로그램)이었다.

연구원들은 신체 내에서 입자의 경로를 추적하기 위해 형광염료로 미세 플라스틱을 표시했다. 그런 다음 그들은 현미경으로 살아있는 쥐의 혈관을 조사했다. 실제로 쥐가 음용수와 함께 미세 플라스틱을 섭취하거나 주사한 지 몇 시간 만에 뇌혈관에서 뚜렷하게 빛나기 시작했다. 형광 미세 플라스틱이 혈액-뇌 장벽을 극복하고 뇌에 도달한 것이다.

식세포는 플라스틱 입자를 흡수한다

하지만 놀랍게도 연구진은 미세 플라스틱이 뇌혈관의 혈류를 자유롭게 순환하지 않고 면역체계의 식세포에 의해 흡수된다는 것을 발견했다. 이들 호중구와 대식세포는 일반적으로 병원균과 같은 이물질을 섭취하여 파괴하고 신체를 보호한다. 그러나 미세 플라스틱의 경우 이 메커니즘은 치명적일 수 있다.

▲ 혈관은 살아있는 쥐에서 2광자 현미경을 사용하여 뇌 피질 영상에서 강한 대비와 약한 형광 신호를 보인다. (A) 소형화된 2광자 현미경을 사용하여 피질 혈관(BV)에 대한 개략적 영상 표현. FigDraw.com을 사용하여 생성됨. (B) 혈관의 시야(FOV): FOV1#, 명시야(척도 막대, 1cm); FOV2#, 488nm 단일 광자 여기(척도 막대, 250mm); FOV3#, 488nm 단일 광자 여기(척도 막대, 100mm); FOV4#, 920nm 2광자 여기(척도 막대, 100μm, 빨간색 화살표는 혈관의 위치를 ​​나타냄). (C) FOV 4# 내의 형광 신호의 3차원(3D) 매핑. (D) 관심 영역(ROI) a# 및 d#에 대한 형광 신호 감지. (E) ROI 1# 및 4#에 대한 형광 신호 감지를 위해 장기간에 걸쳐 형광 신호가 기록된다. (출처:관련논문 Microplastics in the bloodstream can induce cerebral thrombosis by causing cell obstruction and lead to neurobehavioral abnormalities / Science Advances)

황 박사와 그의 팀은 "우리의 연구 결과에 따르면 미세 플라스틱을 섭취한 면역 세포가 모세혈관 막힘을 유발하는 것으로 나타났다"고 보고했다. 대식세포는 일반적으로 섭취한 이물질을 파괴하지만, 미세 플라스틱은 파괴할 수 없다. 그 대신, 플라스틱 입자는 세포의 유연성을 떨어뜨리고 미세한 혈관을 더 통과할 수 없게 만든다. 이러한 플라스틱 관련 막힘 중 일부는 일주일 이상 지속되었다.

기억과 행동에 미치는 영향

하지만 이것이 쥐의 행동에 어떤 영향을 미칠까? 황과 그의 팀은 다양한 실험을 통해 미세 플라스틱에 노출된 쥐는 기억력 테스트 성적이 나쁘고 운동 장애도 보인다는 것을 관찰했다. 연구원들은 또한 우울증의 징후로 간주되는 증상들을 발견했다.

연구자들은 쥐에게 혈액 1ml 당 6~12㎍의 미세 플라스틱을 주입했을 때 가장 심각한 막힘과 그에 따른 영향을 관찰했다. 연구팀은 이러한 농도가 인간에게도 현실적인 부담이 된다고 밝혔다. 쥐의 식수에 함유된 미세 플라스틱 농도는 인간이 주당 섭취하는 양으로 약 5g에 해당한다.

이것이 인간에게 얼마나 적용될 수 있을까?

그렇다면 우리 인간도 혈전이나 심지어 미세 뇌졸중을 두려워해야 할까요?
"이 연구에 따르면, 투여량이 매우 높고 혈액에 직접 투여되었기 때문에 인간에게 급성 위협이 없다고 본다"고 비엔나 의대의 병리학자 베레나 코파츠가 논평했다. 조사된 농도는 대부분 인간을 대상으로 한 연구에서 발견된 농도보다 상당히 높았다.

게다가 쥐의 경우, 혈액에 직접 주입된 대형 플라스틱 입자로 인해 주로 손상이 발생한 반면, 인간은 음료와 음식을 통해 미세 플라스틱을 흡수한다. 특히 더 작은 입자는 장벽을 통과할 수 있다. 쥐의 뇌에 있는 혈관은 인간의 혈관보다 훨씬 가늘기 때문에 더 빨리 막힌다.

추가 연구 필요

기센 대학 병원의 카르스텐 그로테에 따르면, 기본적인 메커니즘은 인간에서도 상상할 수 있다. "연구는 미세 플라스틱 투여와 면역 세포에 의한 흡수, 뇌 혈류 장애 사이에 그럴듯한 연관성을 보여준다"고 혈관 의학 전문의가 말했다. 하지만 인간의 상황은 다릅니다. 그로테는 "따라서 인간의 뇌 혈류와 행동에 비슷한 효과가 나타날지 추정하기는 어렵다"고 말했다. 연구 저자와 전문가들은 추가 연구가 필요하다는 데 동의했다.
(Science Advances, 2025, doi: 10.1126/sciadv.adr8243)
출처: Science Advances, Science Media Center

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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