연세의대 예방의학교실·가천대 길병원 공동연구
대기오염 물질이 대뇌피질 얇게 해 치매 위험 높여
연세의대와 가천대 공동연구팀이 미세먼지 등 대기오염 물질이 대뇌피질의 두께를 얇게 만들어 알츠하이머 치매 위험을 높이는 것을 확인한 연구결과를 3월 16일 발표했다.
연세의대 예방의학교실 조재림·김창수 교수와 가천대 길병원 신경과 노영 교수가 참여한 이번 연구는 한국연구재단의 지원을 받아 실시했으며, 국제학술지 <인바이런먼트 인터내셔널(Environment International, IF 13.352)> 최신 호에 게재됐다.
대기오염 물질은 호흡기를 통해 폐로 들어가 염증을 만들고, 이 염증이 몸 전체에 다양한 질환을 유발한다. 특히, 뇌에 도달하면 신경염증을 일으킨다. 연구팀은 선행 연구를 통해 대기오염 물질이 대뇌피질 위축에 영향을 주는 것은 확인했지만 이러한 현상이 인지기능 저하와 알츠하이머 치매로 이어진다는 근거는 없었다.
대뇌피질은 대뇌 표면에 신경세포가 모여 있는 곳으로 기억과 학습 능력 등 여러 뇌 인지기능을 담당한다. 대뇌피질의 변화는 알츠하이머 치매 등 뇌 질환과 연관이 깊다. 실제로 건강한 일반인의 대뇌피질 두께는 평균 2.5mm지만 알츠하이머 치매 환자는 2.2mm로 더 얇다.
연구팀은 2014년 8월부터 32개월간 서울과 인천, 원주, 평창에서 뇌 질환이 없는 건강한 50세 이상 성인 640명을 대상으로 초미세먼지(PM2.5), 미세먼지(PM10), 이산화질소(NO3) 등 주요 대기오염 물질 세 가지를 지표로 대기오염이 뇌 건강에 미치는 영향을 연구했다.
연구 결과, 대기오염 물질의 농도가 올라가면서 대뇌피질 두께는 감소했다. 실제 미세먼지와 초미세먼지 농도가 10㎍/㎥, 이산화질소가 10ppb 높아질 때 대뇌피질 두께가 각각 0.04mm, 0.03mm, 0.05mm씩 줄었다.
이어서 연구팀은 뇌 영상 기반의 인공지능 기법으로 알츠하이머 치매 위험도를 예측하는 ‘알츠하이머 치매 뇌 위축 지수 평가’를 진행했다. 대상자의 대뇌피질 두께 축소 정도를 알츠하이머 치매 환자와 비교할 수 있다.
평가 결과, 대기오염 물질로 인한 대뇌피질 감소 양상이 알츠하이머 치매 환자의 대뇌피질 위축 부위와 흡사했다.
전두엽과 측두엽, 두정엽, 뇌섬엽 등 사고력과 주의력, 공간지각력, 기억력을 관장하는 뇌 부위가 줄어들면 그 기능이 떨어져 치매가 발생하는데, 대상자들은 알츠하이머 치매 환자와 마찬가지로 대뇌피질의 네 가지 부위 모두 위축됐다.
미세먼지 농도가 10㎍/㎥씩 높아질 때마다 전두엽 두께는 0.02mm, 측두엽 두께는 0.06mm 감소했다. 초미세먼지 농도의 경우 10㎍/㎥씩 상승할 때마다 측두엽 두께가 0.18mm 줄었다. 이산화질소 농도가 10ppb 증가하면 전두엽과 두정엽이 0.02mm, 측두엽은 0.04mm, 뇌섬엽은 0.01mm 감소했다.
대기오염 물질 농도가 오르면서 인지기능 역시 떨어지는 것으로 확인했다. 초미세먼지와 미세먼지, 이산화질소 농도가 10씩 증가할 때마다 인지기능 점수가 각각 0.69점, 1.13점, 1.09점 떨어졌다. 이는 대기오염 물질로 인해 연구 대상자들의 계산, 언어, 기억 능력 등이 감퇴한 것을 의미한다.
또 초미세먼지와 미세먼지, 이산화질소 농도가 10 증가할 때마다 알츠하이머 치매로 이어지기 전 단계인 경도인지장애의 위험이 각각 1.5배, 2.2배, 1.7배로 증가했다.
조재림 교수는 “이번 연구로 대기오염 물질이 대뇌 피질을 위축시켜 인지기능을 떨어뜨리고 치매 위험을 증가시킨다는 것을 확인했다”며 “대기오염이 심할 때는 외출을 삼가며 바깥 활동 시 보건용 마스크를 착용하는 것이 좋다”고 권했다.
