최근 때 이른 더위로 인해 오존주의보 발령 횟수가 급증하고 있다. 낮 기온이 점점 무더워짐에 따라 오존 노출에 의한 인체 피해 가능성이 커진 가운데, 국내 연구팀이 세포장벽 단백을 조절하면 오존으로 인한 인체 피해를 줄일 수 있다는 치료 근거를 밝혀내 화제다.

오존은 무색의 독성 가스다. 자동차 배기가스에서 나오는 질소산화물과 탄화수소가 태양광선에 의해 광화학 산화반응하면 생성되며, 인체 건강에 해로운 영향을 미친다.

오존 농도가 일정기준 이상 높아질 경우, 호흡기나 눈이 자극을 받아 기침이 나고 눈이 따끔거린다. 심할 경우 폐 기능 저하를 가져온다. 특히 천식 및 만성 폐쇄성 폐질환 등 호흡기질환이 있는 사람에서 폐 기능 저하, 기도과민성 증가, 기도염증 유발 등의 문제를 일으킨다.

오존은 날씨가 맑고 햇빛이 강한 여름철 오후 2∼5시경에 많이 발생하고, 특히 바람이 불지 않을 때 더욱 높게 나타난다. 오존 농도가 증가할 때 천식 환자의 응급실 내원, 병원 입원, 약물사용 등이 증가하는 것으로 알려져 있다.

순천향대 부천병원 호흡기알레르기내과 장안수 교수팀은 동물 모델을 오존에 노출시켜 상피 세포와 세포 결합부의 변화를 관찰함으로써, 오존이 폐 질환에 어떻게 영향을 미치는지 연구했다.

장 교수는 “우리 몸의 상피세포는 외부 환경과 기저 조직 사이에 알레르기 항원, 공기 오염물질, 바이러스 등 외부 물질이 들어오는 선택적 관문 역할을 한다. 구조 및 기능적으로 지질막과 단백으로 양극화되어 있으며, 부분적으로는 세포와 세포의 결합부를 형성하여 폐 질환에 영향을 미친다”고 설명했다.

이어 “이번 연구는 동물 모델을 오존 농도 0.1, 1, 2 PPM에 2시간씩 3일간 노출했다. 그 결과, 기도염증과 기도과민성이 증가했으며, 반응성 산소종((Nrf2)과 항산화반응(Keap1)에 관여하는 단백 발현이 증가했다.

또, 세포장벽 단백인 클라우딘 3와 클라우딘 4도 증가했다. 이로 인해 세포 결합부가 끊어지거나 틈새가 벌어지는 구조적인 변화가 일어나 외부 물질이 쉽게 들어옴으로써 인체에 부정적인 영향을 미치는 것을 확인했다.

즉, 호흡기를 통해 들어온 오존이 기침이나 가래, 기도 염증, 기도과민성에 미치는 과정을 확인했으며, 클라우딘 4를 조작하거나 약제를 통하여 세포장벽 단백을 조절하면 변화된 세포 결합부 구조를 회복·강화시켜 오존 노출로 인한 폐 질환을 줄일 수 있다는 치료 근거를 제시한 것이다. 앞으로 후속 연구를 통해 실제 임상에 적용할 수 있도록 노력할 것”이라고 연구 성과를 밝혔다. 장 교수의 연구논문은 최근 환경 독성학 분야 국제 학술지(2018-Environmental Toxicology)에 게재됐다.

한편, 장안수 교수는 2015년 기도염증 조절 및 천식 치료의 새로운 가능성을 제시할 ‘세포 장벽 단백(클라우딘 5)’ 역할을 세계 최초로 밝혀내 학계의 주목을 받은 바 있다.