최근 이른 더위로 오존주의보 발령횟수가 급증하고 있다. 기온이 점점 올라가며 오존노출에 의한 피해가능성이 커지고 있는 가운데 국내연구팀이 세포장벽단백을 조절하면 오존으로 인한 인체피해를 줄일 수 있다는 치료근거를 밝혀냈다.
오존은 무색의 독성가스다. 자동차 배기가스에서 나오는 질소산화물과 탄화수소가 태양광선에 의해 광화학 산화반응하면 생성되며 건강에 악영향을 미친다.
오존농도가 일정기준 이상 높아질 경우 호흡기나 눈이 자극받아 기침이 나고 눈이 따끔거린다. 심할 경우 폐기능저하를 가져온다. 특히 천식, 만성폐쇄성폐질환 등 호흡기질환이 있는 사람에게는 폐기능 저하, 기도과민성 증가, 기도염증 유발 등 문제를 일으킨다.
오존은 날씨가 맑고 햇빛이 강한 여름철 오후 2∼5시경에 많이 발생한다. 특히 바람이 불지 않을 때 더 높게 나타난다. 오존농도가 증가하면 천식환자의 응급실내원, 입원, 약물사용 등이 증가하는 것으로 알려졌다.
이에 순천향대부천병원 호흡기알레르기내과 장안수 교수팀은 동물모델을 오존에 노출시켜 상피세포와 세포결합부의 변화를 관찰해 오존이 폐질환에 어떤 영향을 미치는지 연구했다.
장안수 교수는 “우리 몸의 상피세포는 외부환경과 기저조직 사이에 알레르기 항원, 공기 오염물질, 바이러스 등 외부물질이 들어오는 관문 역할을 한다”며 “구조 및 기능적으로 지질막과 단백으로 양극화돼 있으며 부분적으로는 세포와 세포의 결합부를 형성해 폐질환에 영향을 미친다”고 설명했다.
이번 연구에서는 동물모델을 오존농도 0.1, 1, 2PPM에 2시간씩 3일간 노출했다. 그 결과 ▲기도염증과 기도과민성이 증가 ▲반응성 산소종((Nrf2)과 항산화반응(Keap1)에 관여하는 단백발현이 증가 ▲세포장벽 단백인 클라우딘 3와 클라우딘 4도 증가 현상이 나타나는 것으로 밝혀졌다.
이로 인해 세포결합부가 끊어지거나 틈새가 벌어지는 구조적 변화가 일어나 외부물질이 쉽게 들어왔고 때문에 인체에 악영향을 미치는 것을 확인했다.
오존의 광화학 산화반응 과정과 오존이 폐에서 기도염증과 기도과민성을 증가시키고 상피세포 결합부구조를 변화시킨다.
즉 호흡기를 통해 들어온 오존이 기침, 가래, 기도염증, 기도과민성에 미치는 과정을 확인했으며 클라우딘 4를 조작하거나 약제를 통해 세포장벽단백을 조절하면 변화된 세포결합부구조를 회복·강화시켜 오존 노출로 인한 폐 질환을 줄일 수 있다는 치료 근거를 제시한 것이다.
장안수 교수는 “앞으로 후속 연구를 통해 실제 임상에 적용할 수 있도록 노력할 것”이라고 말했다.
한편 장안수 교수의 연구논문은 최근 환경 독성학 분야 국제학술지에 게재됐다. 특히 장안수 교수는 2015년 기도염증 조절 및 천식 치료의 새로운 가능성을 제시할 ‘세포 장벽 단백(클라우딘 5)’ 역할을 세계 최초로 밝혀내 학계의 주목을 받기도 했다.
