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KIT소식

Toward Public Health & Safe Society

보도자료

임신한 실험동물의 비스페놀 노출이 태아의 뇌 발달에 미치는 영향평가

  • 조회수520
  • 등록일2021.07.14

안전성평가연구소(소장 정은주)는 임신한 실험동물을 통해 비스페놀A에 노출되었을 때, 태아의 뇌 발달 단계에서 신경세포의 생성 및 기능에 독성 영향을 미침으로 행동장애까지 유발할 수 있음을 확인하였다고 밝혔다.

이번 연구로 임신 중 화학 물질의 노출이 태아의 뇌 발달에 미치는 영향을 평가할 수 있는 연구의 기본적인 플랫폼 구축이 가능해짐에 따라 향후 뇌 질환과 유해화학물질 간의 인과관계 규명을 위한 툴로 활용될 것으로 기대된다.

해당 연구는 임신 중 Bisphenol A(BPA) 노출이 태아의 뇌 발달에 미치는 영향평가’(한국연구재단) 개인기초 중견연구와 기관 주요 사업의 생활환경 유해물질 대체 친환경 신소재 개발 및 플랫폼 구축연구 결과로 인지뇌과학 분야 상위 10% 이내 권위지인 ‘Cerebral Cortex6월 게재 되었다.

     *논문명 : Maternal Bisphenol A (BPA) Exposure Alters Cerebral Cortical Morphogenesis and Synaptic Function in Mice

      - 주 저자 : 현성애(안전성평가연구소), 고문이(안전성평가연구소)

            - 교신저자 : 가민한(안전성평가연구소)

비스페놀 A(Bisphenol A, BPA)는 플라스틱제품 제조 뿐만 아니라 식품캔, 의료기기, 영수증 등 일상생활에 널리 사용된 화학물질로서 동물이나 사람의 체 내로 유입될 경우 내분비계의 정상적인 기능을 방해하거나 혼란시키는 내분비 교란물질로 작용한다.

이와 관련한 연구로 BPA를 낮은 수치로 실험동물에 노출하였을 때 당뇨병, 유방암, 생식계 이상, 비만, 신경학적 문제를 발생시킨다는 결과가 보고되어 있다.

또한 2011년 미국에서 임산부에 노출된 화학 물질 수를 조사하였을 때 여성의 96%에서 BPA가 발견되었으나 지금까지 임신 중 BPA의 노출에 의한 태아의 뇌 발달에 미치는 영향에 대한 연구는 부재한 실정이다.

약리중독성연구그룹 연구팀은 실험동물(랫드)을 통해 임신 중 모체가 BPA에 노출되었을 때 태아의 뇌 발달 단계에서 신경세포의 생성과 기능에 미치는 독성을 분자생물학적, 전기생리학적, 행동학적으로 확인하였.

분자생물학적 시험 결과, 임신 중 BPA 노출로 태아의 뇌에서 신경세포의 생성이 억제되어 신경세포 수가 감소되었으며 시냅스의 형성에 영향을 미쳐 시냅스 기능이 저하됨을 밝혀냈다.

태아의 뇌 신경세포 발달은 미각과 후각, 청각 등 감각기관 발달 뿐만 아니라 기억력, 사고력 발달을 위한 복잡한 연결망이 만들어지는데 중요한 역할을 한다.

따라서 BPA 노출로 태아의 뇌 신경세포가 발달하지 못하는 경우 각종 신경질환이나 발달장애로 다양한 뇌 신경 질환으로 인지능력, 운동기능 저하 등이 발생하게 된다.

또한 임신 중 BPA 노출로 태아의 대뇌피질 형성에 영향을 미침으로 정상적인 대뇌피질의 두께보다 얇아진 것을 확인하였다. 대뇌피질은 뇌에서 개괄적인 인지능력과 의사결정을 담당하는 부위로 대뇌피질의 두께 감소는 인지기능 저하에 영향을 주게 된다.

     대뇌피질(Cerebrum cortex) : 대뇌 표면에 1.5 4mm정도 두께로 이뤄진 신경세포의 집합이며 이는 전두엽, 두정엽, 측두엽, 후두엽으로 나뉜다. 대뇌피질의 90%는 신피질이 차지하고 있다.

시냅스(Synapse)란 서로 다른 신경세포(Neuron)들이 접합하는 부위로, 한 신경세포에 있는 흥분이 다음 신경세포로 전달되는 역할을 한다. 연구 결과, BPA 노출에 따라 흥분성 시냅스가 대조군 대비 32% 감소함을 확인하였으며, 태아의 뉴런 수상돌기 길이가 22%가 감소하였다. 뉴런의 수상돌기에는 가시돌기가시가 최대 1만개 발생하게 되는데, 가시돌기가시 감소는 뉴런의 연결이 적어지게 됨에 따라 학습 저장 장소가 줄어들게 되는 결과로 이어지게 된다.

이러한 BPA 노출에 의한 비정상적인 태아의 뇌 발달은 정상 뇌에 비해 자가포식(Autophagy) 활성화가 원인으로 작용하였음을 확인하였으며, BPA 노출에 의한 신경세포의 감소는 자가포식억제제인(3-Methyladenine) 처리에 의해 회복되었다. 이는 BPA 노출이 신경 증식을 감소시키는 것을 보여준다.

또한 전기생리학적 연구를 통해 BPA의 노출이 신경 신호 활성에 미치는 영향을 평가한 결과, 신경세포의 신호전달이 동시에 일어나는 빈도수가 감소하여 결과적으로 신호전달 활동이 감소하는 것을 확인하였다.

자가포식(Autophary) : 세포가 살아가는 과정에서 불필요하거나 가능하지 않은 세포 구성 성분을 자연적으로 파괴하는 매커니즘 이다.

BPA 노출에 대한 행동학적 연구 연구를 위해 실험동물의 행동반응 조사와 사교성테스트를 실시한 결과, 비정상적인 뇌 발달은 향후 청소년기의 과잉행동 및 사회성 결여와 같은 주의력결핍 과잉행동장애(ADHD)로 이어질 수 있음을 시사하고 있다.

안전성평가연구소 약리중독성연구그룹 가민한 박사는이번 연구는 최근 BPA의 유해성에 대한 관심이 증가함에 따라 인체 일일 노출 허용량 설정 시 직접 노출 뿐 아니라 임신 중 태아 노출과 같은 간접 노출에 의한 2차 부작용을 포함한 위해성 평가의 필요성을 제시한 점에서 의미가 있다.”라며신경학적 연구에서부터 신체적 행동장애까지 이르는 전 과정에 대한 영향평가를 수행한 점에서 가치가 있다.”라고 말했다.