국내 연구진, 유기염소계 살충제와 당뇨병 발생 상관관계 규명

안전성평가연구소·목포대·서울과기대 공동연구 결과
화학물질 복합물 노출과 인체 독성·질병 상관성 밝혀

국내 연구진이 유기염소계 살충제(OCP) 복합물에 노출과 제2 당뇨병 간 상관관계를 밝혀냈다. 유해화학물질 노출이 질병 발생에 직접적인 영향을 끼친다는 사실을 규명한 것으로 향후 다양한 인과관계를 밝히는 데 활용될 것으로 기대된다.

2일 안전성평가연구소(KIT)에 따르면 흡입독성연구그룹 박철민 박사와 목포대 류동영 교수·서울과학기술대 김기태 교수 연구은 유기염소계 살충제(OCP) 복합물 노출에 의해 인슐린 활성도가 감소하는 제2형 당뇨병 발생 간 상관관계를 과학적으로 검증했다.

유기염소계 살충제는 하나의 염소를 포함하고 있는 유기 화합물로, 환경뿐 아니라 사람과 동물에게 해로운 영향을 끼친다. 체내에 축적돼 인체나 생태계에 면역체계 교란과 중추신경계 손상 등을 초래는 것으로 알려졌으며 잔류성유기오염물질(POPs) 중 하나로 파킨스병이나 암·비만·당뇨병 등을 유발한다.

이번 연구는 인체의 혈액에서 검출되는 5종의 OCP(클로르 단·헵타 클로르·p,p'- 디클로로 디 페닐 트리클로로 에탄·β- 헥사 클로로 시클로 헥산·헥사 클로로 벤젠)를 체내에 존재하는 농도를 고려해 동일한 비율로 혼합한 뒤 L6 근육세포와 제브라피쉬에 처리해 당대사에 미치는 영향에 대해 평가했다.

제브라피쉬는 작은 관상 물고기로, 과학자들 사이에선 훌륭한 실험 동물로 각광받고 있다. 제브라피쉬가 200~300개의 알을 낳기 때문에 수급에 용이하기 때문이다. 반면 쥐는 한 번에 대여섯 마리의 새끼를 낳는데 불과하다.

제브라피쉬의 치어는 몸이 투명해 해부를 하거나, 죽이지 않아도 실험에서 알고자 하는 몸의 변화 관찰이 가능하기도 하다. 어류지만 포유류가 갖고 있는 특징을 공유하는 것도 특징이다. 

연구팀은 이번 세포실험 연구에서 OCP 복합물을 L6 근육세포에 0.5nmol/L, 50nmol/L, 5000nmol/L 농도별로 6·12·24·48시간 노출시켜 저농도의 만성노출의 조건으로 시험 결과를 분석했다. 그 결과 단일물질보다 훨씬 낮은 농도로 처리했을 때 L6 근육세포에서 2-NBDG을 통해 당 흡수가 감소됐음을 확인했으며 이러한 원인은 활성산소종의 과도한 생성과 미토콘드리아의 기능 상실에 의한 것으로 밝혀졌다. 

미토콘드리아는 세포 속에 있는 중요한 세포소기관으로 미토콘드리아 기능장애와 당뇨병의 연관성은 앞서 밝혀진 바 있다.

정상세포에서 미토콘드리아는 생명 활동에 필요한 에너지를 생성할 때 발생하는 활성산소종 생성을 최소화하나 미토콘드리아의 구조와 기능에 장애가 발생하는 경우 생성이 증가돼 당대사와 인슐린 신호전달에 영향을 미친다. 또 제브라피쉬가 OCP 복합물에 노출됐을 때 세포사멸 과 솰성산소종 생성이 증가하며 당 흡수가 감소하는 것을 확인했다.

박철민 안전성평가연구소 흡입독성연구그룹 박사는 "해당 연구가 제2형 당뇨병과 같은 환경성 질환 발생에 대한 유해화학물질 노출의 위험성을 제시하고 연구 방법론에 있어 저농도·복합물 관점의 중요성을 보임으로써 다양한 인과관계 연구의 기초자료로 활용될 것으로 기대된다"고 말했다.

안전성평가연구소는 국내 유일한 독성연구 분야 정부출연 연구기관으로, 화학과 바이오 등 각종 물질에 대한 독성연구와 안전서평가연구, 산학연 지원 등을 하고 있다. 

대전 본소는 대덕연구개발특구에 위치하고, 정읍에 전북 분소, 진주에 경남 분소가 운영 중이다. 연구소는 지금까지 쌓아온 독성연구 인프라를 바탕으로 관련 분야 선도기관으로 도약하고 있다. 

최근 국제적으로 검증된 유해화학물질의 생태독성평가를 위한 독성발현경로를 개발해 주목받았다. 

임효인 기자