사람 혈액에서 미세플라스틱 검출되었다는 네덜란드 연구 논문

2022년 3월 25일 경, 

네덜란드 연구진이 '사람 혈액에서 플라스틱을 첫 검출'했다는 기사가 나왔다.

그 동안, 태반에서 플라스틱 입자를 검출한 적은 있어서, 

엄마의 몸 안에 태아가 있을 때부터 플라스틱에 노출될 가능성이 있다는 연구는 이전에 발표되었지만,

살아있는 성인의 몸의 혈액에서 미세플라스틱을 확인한 것은 첫 번째라고 했다.

 

연구 내용이 궁금해서, 해당 논문을 찾아보았다.

사람 혈액에서 미세플라스틱 검출

Leslie, H. A., Van Velzen, M. J., Brandsma, S. H., Vethaak, D., Garcia-Vallejo, J. J., & Lamoree, M. H. (2022). Discovery and quantification of plastic particle pollution in human blood. Environment International, 107199.

 

<서론>

- 플라스틱 입자는 어디에나 있는 오염물질이지만, 인간 혈액에서의 플라스틱 입자의 내부적인 노출 정도는 보고된 바 없었음.

- 생물학적 조직에서 플라스틱 입자의 작은 조각(<10 µm)의 양을 측정하기에 민감도가 충분한 입증된 방법이 없었음.

 

- Microplastic '마이크로플라스틱' : 직경이 5mm까지인 플라스틱 입자

- Nanoplastic '나노플라스틱' : 직경 <100 nm (100 나노미터 미만)

→ 용어가 모호하니 
→ 이 연구에서의 "plastic particle 플라스틱 입자"의 정의 : 인체 내 막을 통해 흡수될 수 있는 크기 고려

    700 nm ≤ 플라스틱 입자의 직경 ≤ 0.514 mm (venipuncture에 사용되는 바늘의 안쪽 직경)

 

- 사람 체중의 6~7%가 혈액

- 혈액이 인체의 장기를 흐르고, 따라서, 산소/영양분/잠재적으로 플라스틱 입자를 다른 조직과 장기에 공급하는 경로가 됨.

★★플라스틱 입자가 궁극적으로 인체에 치명적일지는,★★

- 신장 여과나 담즙 배설을 통해 제거될 수 있는지

- 간, 비장, 다른 조직에 침착될 수 있는지

에 달려있음.

 

모세혈관의 직경이 5~8 µm인 것을 고려하면, → 모세혈관을 통해 몸 안을 순환할 수 있는 플라스틱 입자의 크기의 한계를 예측할 수 있음.

 

여러 크기의 플라스틱 입자가 어떻게 퍼져나갈 것인지

- 일부는 면역세포 안에 자리잡고 있을 것이고

- 일부는 단백질, 지방입자, 다른 플라스틱 입자, 혈관 내피세포층에 달라붙을 수도 있을 것.

 

◎ 플라스틱 중 생산 많이 되는 5가지 중합체(polymers)를 인간 혈액에서 확인하고 정량검사(quantify)

▶ 폴리 메틸 메타크릴레이트 poly(methyl methacrylate) (PMMA)

▶ 플리프로필렌 polypropylene (PP)

▶ 스티렌 중합체를 포함한 물질 materials containing polymerized styrene (PS)

▶ 폴리에틸렌 polyethylene (PE)

▶ 폴리에틸렌 테레프탈레이트 = 페트 polyethylene terephthalate (PET)

<연구 방법>

● 샘플 : 익명의 건강한 성인 22명의 혈액을 기증받음.

● 측정 방법 : Double shot pyrolysis - gas chromatography/ mass spectrometry (Py-GC/MS)

                          열분해법 기체크로마토그래피-질량분석법

- 측정하고자 하는 플라스틱 중합체(PP 등)는 고분자라 그것을 측정할 수는 없고,

- 300℃ 정도까지 올려서 태워서,  열분해 물질을 측정함.

The pyrolysis products measured in double-shot Py-GC/MS were

▶ 폴리 메틸 메타크릴레이트 (PMMA)에 대해서는 → methyl methacrylate 

▶ 플리프로필렌 (PP)에 대해서는 → 2,4-dimethyl-1-heptene 

▶ 스티렌 중합체를 포함한 물질 (PS)에 대해서는 → styrene 

▶ 폴리에틸렌 (PE)에 대해서는 → 1-decene

▶ 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET)에 대해서는 → dimethyl terephthalate

을 측정함.

 

<검출 및 정량화의 한계 (Limits of detection and quantification)>

- 검출 한계 : The limit of detection (LOD)

→ 그래서, <LOD 샘플은 피분석물(플라스틱 입자)을 0~LOD 사이만큼 포함하고 있으나, 농도는 알 수 없음. (≠없다)

- 정량화 한계 : The limit of quantification (LOQ) → 혈액 속 농도를 측정, 숫자화할 수 있는 것

                  → 3.3 x LOD로 계산함.

그래서, 이 연구에서 혈액 속 농도가 얼마/ml라고 나온 것은 LOQ 이상의 플라스틱 입자가 있는 것이었고,

검출 한계(LOD) 미만의 플라스틱 입자를 갖고 있는 혈액은 실제로는 아주 적게는 미세플라스틱을 포함하고 있을 수도...또는 0일 수도...

 

/
<결과 : 혈액 속 플라스틱 입자의 농도 (Measured concentrations in blood)>

1) 기증자 22명 중 17명(즉, 77%)에서 플라스틱 입자 측정됨.(a quantifiable (>LOQ) mass of plastic particles)

 

2) 기증자 22명 중 몇 명의 혈액에서 플라스틱이 검출, 농도 측정되었다.(> 검출 한계 LOQ 초과)

     [1위] 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET) : 50%

     [2위] 스티렌 중합체를 포함한 물질 (PS) : 36%

     [3위] 폴리에틸렌 (PE) : 23%

     [4위] 폴리 메틸 메타크릴레이트 (PMMA) : 5%

     [5위] 폴리프로필렌 : 0% → LOQ 넘는 경우 없었음.

사람 혈액에서 플라스틱 입자(미세플라스틱) 검출 농도

3) 그렇다면 정량 측정 가능했을 때, 혈액 속 농도는? (>LOQ인 경우)

- 빈도 높았던 3가지 플라스틱 중합체가 농도도 높았음.
폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET)의 농도 : 2.4 µg/ml
스티렌 중합체를 포함한 물질 (PS)의 농도 : 4.8 µg/ml

폴리에틸렌 (PE)의 농도 :  7.1 µg/ml

 

4) 이 연구에서 혈액 속 정량화할 수 있는 중합체(플라스틱)의 농도 합계를 보수적으로 예측하면,

 1.6 µg total plastic particles/ml blood sample ★★

그래서, 초록에는 이 내용만 나옴. → 1.6 µg/ml였다.

- 왜 보수적으로 예측한 것이냐면,
  검출 한계(LOD) 미만으로 나온 것은 0으로 간주한 후에 (사실은 zero가 아니라 검출 한계 아래이지 있을 수도 있는데)

  평균 내어서-

5) 어떤 측정 방법에서든 플라스틱입자가 검출 한계 미만이었던 경우는-

PMMA : 91%

PP : 82%

PE : 27%

PET : 9%

PS : 5% 였다.

→ 즉, 이 퍼센트의 사람들에게서는 해당 플라스틱 입자가 검출되지 않았다. (LOD 미만이었을 수도..)

기증자 18번의 혈액에서는 5가지 모든 플라스틱 입자가 검출되지 않았다.(검출 한계 LOD 미만)

"Donor 18 was the only donor in which all analytes were <LOD."

 

/

 

<내 생각 정리..>

샘플이 22명이라 일반화하기에 너무 적은 샘플 수이고,

네덜란드 사람 대상이었지만,

살아있는 우리 몸의 혈액에 플라스틱이 1.6 µg/ml만큼 돌아다닐 수도 있다는 것.

미세플라스틱은 몸 안에서 만성 염증을 일으킬 가능성도 있다는 것.

 

그러나, 위의 각 기증자의 혈액 개개 샘플마다 얼만큼 정량 측정되었는지 결과 나와있는 그래프를 보면 알 수 있듯이,

13번 기증자 같은 경우는 12 µg/ml 넘게도 나왔지만

18번 기증자는 모두 검출 한계 미만이었다.

이렇게 개인차가 있고, 일상생활에서 개개인이 얼만큼 미세플라스틱 노출에 주의하는지,

탈-플라스틱, 디플라스틱하기 위한 노력을 하느냐가 영향을 줄 수 있지 않을까.