독성학과 나노물질의 두 얼굴

감기나 몸이 아파 약국에서 처방을 받게 되면 약품에 설명서가 들어있다. 어떤 부작용이 있는지, 복용법, 복용량 등 주의사항도 같이 적혀있는데 이러한 일상생활 속에서 접하는 모든 물질로부터 우리의 건강을 지키는 방법을 제시하는 학문이 바로 독성학이다. 오늘은 독성학에 대해서 알아보는 시간을 가져 보겠다.

 

 

우리에게 너무나도 무서운 단어 독성

독성학의 사전적 용어로는 독물의 기원과 물리적, 화학적 성질 또는 독물의 검출과 독물로 인한 중독의 진단과 치료 및  예방 따위를 주로 연구하는 학문이라고 한다. 또한 독성학과에서는 사인의 규명 및 규제물질 감정과 관련하여 각종 생체시료와 현장 증거물에서 의약품, 독극물, 부정 불량 식품, 마약류 및 환각성 유해화학물질 감정을 수행하고 있다. 뭔가 독극물, 환각, 마약, 독성이라고 하면 왠지 몸에 안 좋고, 강한 물질을 다루는 학문처럼 느껴진다. 하지만 우리가 약국에서 사 먹는 영양제, 감기약 같은 약들도 모두 독성학에서 다루는 대상이다. 이 말은 왠지 감기약도 독성물질 같이 느껴지는데 우리가 흔히 약을 먹는 경우에 용법과 용량을 잘 지키지 않으면 독이 될 수 있기 때문에 독성물질이 맞다. 하지만 용법과 용량만 잘 지키면 우리에게 도움이 되기 때문에 별 문제가 없다. 그렇다면 우리 생활 속에서 잘 사용하면 약이 되고, 잘못 사용하면 독이 되는 사례는 위의 감기약뿐만 아니라 무수히 많다. 대표적인 것으로는 청소를 위해 쓰는 락스가 있다. 화장실 청소나, 소독이 필요한 곳에 락스를 많이 쓴다. 1970년대까지만 해도 락스는 살균효과가 있다고 해서 구강 청정제로도 쓰였다. (물론 희석을 해서 사용했다.) 그러나 많이 넣으면 더 살균 효과가 좋아질 거라 생각해서 적정량 이상으로 사용하면 산 가스가 만들어지면서 우리 몸에 해로울 수 있다. 수영을 하다가도 락스 냄새를 느끼고 물이 입에 들어가면 찜찜하긴 하지만, 우리 몸에 해로울 정도는 아니다. 다만 수영 후에는 깨끗하게 샤워를 하는 것이 좋다. 

 

 

 

어떤 독성물질이 우리 주변에 있을까?

독성학은 위에서 언급했다시피 일상생활의 전 분야를 통틀어서 물질을 다른다. 오늘 아침에도 많은 사람들이 샴푸, 주방세제, 세탁세제, 세정제 등 여러 가지 물질을 사용하고 왔다. 화장품에도 보존제가 사용된다. 즉, 우리는 모든 물질을 항상 접하고, 경험하며 지금도 지내고 있다. 그렇다면 밖으로 나가면 어떨까? 우리가 흔히 예민한 미세먼지 역시 연구의 대상이 되는데 독성학에서는 미세먼지를 많이 흡입하면 어떠한 문제들이 발생할 가능성이 있는지, 미세먼지가 어느 정도의 농도일 때 마스크를 끼는 게 좋은지, 마스크 착용 시 일어날 수 있는 건강 문제는 없는지 등에 관한 다양한 문제를 연구하기도 한다. 이렇게 눈에 보이지 않는 것들의 영향이 커 짐에 따라 자연적으로 우리도 눈에 보이지 않는 나노물질에 관한 연구도 발달하게 된다.

 

 

 

신이 내려주신 나노물질

나노 물질은 제조나노물질과 자연 나노물질로 나누는데 제조 나노 물질은 가로, 세로, 높이 중 어느 쪽이든 100 나노미터 이하의 크기를 갖는 모든 물질을 의미한다. 이 제조 나노 기술은 4차 산업혁명을 연 핵심 기술이자 미래를 책임질 핵심 기술 중 하나로 부각이 된다. 우리에게 먼 이야기 같은가?? 우리가 가장 많이 접하는 나노 기술의 하나가 양념 치킨이다.

의외이지 않나? 우리가 먹는 양념치킨이 첨단 나노 기술이라니... 양념 치킨의 양념이 굳는 것을 방지하기 위해 이산화규소라는 나노 입자가 쓰인다. 케이크에도 이산화티타늄이라는 나노 입자가 색소 첨가제로 활용되고 있는 등 이미 음식에도 나노 기술이 적용되고 있고, 예전 올림픽 선수들이 입은 수용복에도 나노 기술이 들어가 금메달 33개 중 28개를 휩쓸면서 테크놀로지 도핑이라는 말이 나오기도 해서 2010년부터 나노입자를 쓴 수영복을 금지하기까지 했다. 하지만 이러한 나노물질이 우리에게 행복한 미래만 선사해주는 것이 아니다. 바로 나노물질의 양면성 때문이다. 지금까지 나노물질의 활용성과 장점, 미래성을 이야기했다면, 이제는 그 문제점에 대해서 말해보겠다.

 

 

 

나노물질이 문제점

지금부터는 나노물질의 문제점을 이야기해 보겠다. 나노 물질의 첫 번째 문제점은 크기가 극도로 작다는 것이다. 카드를 예로 들어 보겠다. 사람들이 플라스틱 병을 먹지 않으니 그 자체로는 해로울 이유가 없다. 하지만 플라스틱을 태우거나 자연스럽게 분해가 되면 자연스럽게 미세 플라스틱이 된다. 그 가루들은 크기가 작아지면 작아질수록 우리 몸에 침투할 가능성이 높아진다. 그리고 한번 들어오면 쉽게 빠져나오지 않는다. 게다가 물질의 크기가 작아지면 표면적이 증가한다. 똑같은 물질인데 크기를 자르는 것만으로도 우리 몸에 닿는 표면적은 6000만 배가 증가한다. 혈관 내에 있는 적혈구보다 크기가 작아서 혈관을 통해 자유롭게 이동할 뿐만 아니라, 체내에 있는 다양한 조직과 닿는 면적도 넓어진다. 두 번째 문제즘은 크기가 작아지면서 물질의 성질이 변할 수 있다는 것이다. 가장 많이 예로는 물질이 퀀텀닷이라는 물질인데. 이 퀀텀닷은 특이하게도 입자의 크기에 따라서 그 색상이 매우 상이하게 달라진다. 또 다른 예로 우리가 좋아하는 금(GOLD)을 알아보겠다. 금이 적당한 크기로 존재하면 우리 몸에 들어올 리가 없다. 그런데 금덩어리를 갈고 갈아서 그 크기가 나노 크기로 작아지거나 염화 금산 용액을 이용해서 인위적으로 만들어진 금이라면 과연 기존의 금덩어리와 독성이 비슷할까? 그것은 연구가 계속 진행되지만 원래의 금덩어리와 독성이 비슷하다 절대 단언할 수 없다. 마지막 세 번째 문제점은 형태이다. 나노 공학자들은 나노 물질의 형태를 자유롭게 변형하면서 원하는 형태의 나노 물질을 제조하고 있다. 하지만 독성학자들은 나노 입자의 형태에 따라서 체내에 들어왔을 때 독성이 달라질 수 있다는 것을 알게 되었다. 만약 나노 물질이 가시 모양의 뾰족한 물질이 호흡을 통해 폐에 들어가면 인체가 정상적으로 활동을 못하게 될 수도 있다. 또 다른 문제는 나노물질의 경우 정전기적 인력에 의해 뇌까지 들어가서 축적이 될 수 있는데, 혈관-뇌 장벽이나 한 번도 세상에 나온 적 없는 태아에게도 영향을 미치는데, 태반을 통과해서 뇌나 태아에게도 이동할 수 있다. 또한 호흡기뿐만 아니라 피부를 통해서도 들어올 수 있어서 주의가 필요하다. 이럴 때 보면 모르는 게 약이다라고 생각하게 되는데, 하지만 아는 만큼 조금 더 건강하게 오래 살 수 있다는 희망을 주는 것이 독성학의 역할이라고 생각할 수 있다. 어떤 약품이나 화학제품을 사용할 때 반드시 주의사항 지키기, 무엇이든 너무 과하게 사용하지 않기 등 앞으로는 독성학에 대해 조금 더 관심을 가지는 시간이 필요하지 않을까 싶다.

 

출처 : 제작