자동차의 초미세먼지가 뇌손상을 유발

자동차의 초미세먼지가 뇌손상을 유발

성균관대학교 양자생명물리과학원(IQB) 조한상 교수 연구팀(공동저자 강유정 연구교수)이 노스케롤리나주립대학교 기계공학과 Charles Y. Lee 교수 연구팀과 공동으로 자동차 엔진에서 나오는 초미세먼지가 뇌의 면역체계를 붕괴시키고 뇌손상을 유발한다는 사실을 세계 최초로 규명했습니다.

대기 중의 초미세먼지(직경 2.5μm 이하)는 호흡기 질환뿐만 아니라 인지기능과 정신건강에 악영향을 미치는 물질로서 매우 중요한 사망위험요인으로 분류되고 있는데요. 특히 초미세먼지 표면에는 높은 농도의 중금속이 함유되어 있어 1급 발암 물질로 여겨지고 있습니다. 장시간 노출되면 기관지와 폐 깊숙한 곳에 쌓여 호흡기 질환을 유도합니다. 또한 뇌까지 침투한 초미세먼지는 뇌기능 손상과 치매를 비롯한 뇌질환 발병에 유의적 영향을 미친다는 연구결과가 최근 발표되고 있습니다. 

연구팀은 3차원 미세유체요소 플랫폼에 인간 신경 줄기세포와 면역세포를 3차원 배양하여, 초미세먼지의 뇌혈관 침투와 침투한 초미세먼지에 의해 유도되는 뇌신경염증반응에 의한 신경세포 손상 모델을 구현했습니다. 특히 초미세먼지에 의해 파괴된 면역체계가 뇌건강 및 뇌기능에 미치는 영향 그리고 그에 관한 세부기전을 명시했는데요.

본 연구를 통해 초미세먼지가 혈액을 통해 뇌로 가는 물질을 걸러주는 거름망 역할을 하는 뇌혈관 장벽을 허물면서 뇌조직으로의 침투성이 증가하는 것을 확인했습니다. 침투한 초미세먼지는 뇌면역의 항상성 조절에 핵심적인 역할을 하는 성상세포와 미세교아세포를 교란하여 과한 염증반응과 더불어 신경세포 시냅스를 감소시키고 치매유도물질로 알려진 타우(tau) 단백질의 축적을 유도합니다.

▲ 그림 (a) 초미세먼지에 의해 유도된 (i) 뇌혈관 손상과 (ii) 뇌신경염증을 도식화한 그림(좌)과 이를 구현한 미세유체 시스템 기반의 인간뇌 3D 생체조직칩 모식도(우). 그림 (b) 잘 알려진 형광면역측정법 (Immunofluorescence Assay)를 활용해 건강한 뇌오건칩(Tri-Con)과 초미세먼지에 의해 손상된 뇌오건칩(Tri-PMB)에서의 뇌세포의 시냅스 감소와(상위 그림) 치매유도물질로 알려진 타우(Tau) 축적을 확인.출처 : 성균관대학교

조한상 교수는 “이번 연구결과는 초미세먼지에 의해 유도된 신경염증에 의한 심각한 뇌손상의 발견”이라며 “특히 성상세포와 미세아교세포의 직접적인 관여를 볼 때, 향후 미세먼지에 의한 조기사망 위험을 낮추는 치료법 개발에 활용될 수 있을 것이다”라고 설명했습니다.
이번 연구결과는 화학분야 세계적 학술지인 Advanced Science(IF=17, featured on a frontispiece) 10월호에 게재 예정이며, 과학기술정보통신부가 추진하는 중견연구자지원사업 등의 지원으로 수행되었습니다. 출처 : 이웃집과학자(http://www.astronomer.rocks)

자동차 브레이크에서도 미세먼지…배기가스의 두 배

대기 중 미세먼지 농도는 좋음, 도로 위 미세먼지는 언제나 매우 나쁨

미세먼지에 갇힌 도심. 최악의 미세먼지에 안개까지 더해져 도로와 건물이 온통 뿌옇습니다. 공장 배출가스와 자동차 배기가스 등 미세먼지 원인이 다양하지만, 자동차 브레이크를 밟을 때도 다량의 미세먼지가 발생합니다. 시내주행과 비슷한 상황으로 실험해 봤습니다.

23km 구간에서 고속과 저속 주행을 반복하며 브레이크 패드 마모로 발생하는 미세먼지를 채집했습니다. 주행거리 1km당 발생한 미세먼지는 2.65mg. 배기가스에 포함된 양의 2배 이상입니다. 타이어가 마모될 때도 적지 않은 미세먼지가 나오는데요, 역시 브레이크 패드가 마모될 때 나오는 미세먼지가 이보다 배 이상 많습니다. 패드 온도가 높을 때, 즉 급제동 시 발생량이 늘어납니다.

[이석환/기계연구원 책임연구원 : "마찰에 의해 발생하는 미세먼지 외에도 고온 조건에서는 브레이크 패드 안에 포함된 유기성 화합물질의 휘발에 의해서 더 많은 양의 미세먼지가 발생할 수 있습니다."] 특히 브레이크 패드 미세먼지는 30% 이상이 중금속 성분으로 인체에 치명적입니다. [우상희/기계연구원 선임연구원 : "패드의 주성분이 중금속이기 때문에 마찰로 인해서 철, 바륨, 안티몬 같은 성분이 미세먼지로 많이 배출되게 됩니다."][KBS 뉴스]

▶▶ 전기차 같은 친환경 차량도 브레이크 패드가 마모되기 때문에 자동차 부품에 대해서도 환경 기준 마련이 시급합니다.  더구나 전기차는 배터리로 인한 무게로 차량이 더 무겁습니다. 그렇다면 배출되는 양도 상상이 되시죠....?

국내 최초 친환경 도로 미세먼지 저감제 개발,  (주)에코케미칼

주식회사 에코케미칼