[헬스코리아뉴스 / 박원진] 우리 생활 곳곳에 퍼져 있는 미세플라스틱이 인체 건강에 미치는 우려가 커지는 가운데, 가톨릭대학교 의과대학 의생명과학교실 유승아·임향숙 교수, 남민경 박사, 김채린 대학원생 공동 연구팀이 미세플라스틱의 표면 화학적 특성이 뇌 염증과 신경세포 손상을 결정짓는 핵심 요인임을 세계 최초로 규명했다.

이번 연구는 미세플라스틱의 위험성을 단순히 크기나 노출량의 문제를 넘어, 입자 표면에 형성된 화학적 성질이 뇌 면역 체계에 어떠한 영향을 미치는지를 정밀하게 분석했다는 점에서 큰 의미가 있다.

환경 속에 노출된 미세플라스틱은 시간이 지날수록 표면 성질이 변화하며 아민기(-NH₂)나 카르복실기(-COOH)처럼 전기적 성질을 가진 화학 구조가 노출된다. 연구팀은 표면 화학 구조가 서로 다른 폴리스티렌(Polystyrene) 미세플라스틱을 이용해 뇌 속 면역세포 역할을 하는 미세아교세포(Microglia)를 중심으로 분석을 진행했다.

실험 결과, 아민기가 노출된 미세플라스틱(PS-NH₂)은 일반 입자나 카르복실기가 붙은 입자보다 훨씬 빠르게 세포 안으로 침투해 강력한 염증 반응을 유도했다. 특히 아민기 노출 입자가 처리된 세포에서는 TNF-α, IL-6와 같은 염증 신호 물질이 크게 증가하며, 미세아교세포가 주변 신경세포를 공격하는 방향(M1형)으로 변화함이 확인됐다.

연구팀은 이러한 변화의 핵심 원인이 세포 내 에너지 공장인 미토콘드리아(Mitochondria)에서 생성되는 과도한 활성산소라는 점을 밝혀냈다. 아민기 노출 미세플라스틱은 미토콘드리아에서 슈퍼옥사이드(Superoxide)를 지속적으로 발생시켜 세포의 에너지 시스템을 파괴하고, 결과적으로 활성화된 뇌 면역세포가 주변 신경세포에 2차적인 손상을 입히는 과정을 입증했다.

아울러 연구팀은 비타민 E 유사체인 항산화제 트롤록스(Trolox)를 처리해 활성산소로 유도된 염증 신호와 신경세포 손상을 유의하게 감소시키는 데 성공하며, 향후 미세플라스틱 신경 독성 예방 전략의 단서를 제공했다.

유승아 교수는 “이번 연구는 미세플라스틱의 보이지 않는 표면이 뇌 면역반응과 신경 손상에 미치는 영향을 규명한 연구”라며 “환경 유해물질과 신경퇴행성 질환의 연관성을 이해하고 위험도를 새롭게 정의하는 데 중요한 과학적 근거가 될 것”이라고 밝혔다.

한편, 이번 연구 성과는 환경·보건 분야 국제학술지인 ‘에코톡시콜로지 앤 인바이런먼털 세이프티(Ecotoxicology and Environmental Safety)’ 2026년 1월호에 게재되었으며, 연구팀은 관련 기술에 대해 국내 특허 2건을 출원했다.