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우리가 흔히 ‘환경호르몬’이라고 부르는 이 물질의 학술적 명칭은 ‘내분비교란 물질(endocrine-disrupting chemicals, EDCs)’으로, ‘호르몬 합성, 대사, 작용을 교란함으로써 인체의 정상적인 호르몬 생리작용을 방해하는 외인성 화학물질’로 정의된다. 내분비교란물질은 환경에 배출된 화학물질 중 인체 내로 들어와서 마치 사람의 호르몬처럼 작용하여 정상적인 호르몬의 기능을 방해하기 때문에 ‘내분비장애물질’, ‘내분비교란화학물질’, ‘내분비교란화합물’ 등으로 불리기도 한다.

역학조사와 증례연구, 그리고 다양한 실험연구를 통해 내분비교란물질이 우리 건강에 심각한 영향을 미칠 수 있다는 결과가 지속적으로 보고되고 있다. 내분비교란물질은 생식기계(reproductive system)에 미치는 영향이 먼저 연구되었는데, 여성에서 비스페놀 A에 대한 태아기 노출은 생식 조직의 낭종, 선종 및 암종 뿐만 아니라 여성의 생식 기형과 관련이 있는 것으로 밝혀졌다. 여러 임상연구 및 실험 데이터를 바탕으로 내분비교란물질에 대한 노출이 모낭 형성, 스테로이드 생성, 배란, 수정 및 임신을 포함한 여러 과정을 방해함으로써 생식 능력에 영향을 미치며, 에스트로겐 유사 물질의 경우 자궁근종의 에스트로겐 의존성 증식을 촉진하여 자궁근종의 발병률을 증가시키는 것으로 보고되었다. 또한 자궁내막증 및 다낭성난소증후군(polycystic ovarian syndrome, PCOS)의 원인으로 의심되고 있으며, 관련 연구가 현재 활발히 진행되고 있다.

남성에서는 태아기 노출이 생식기계 기형을 유발할 수 있으며, 성인기에 노출될 경우 정액의 양과 질(정자 수, 형태 및 운동성)에 현저한 감소를 일으켜 난임 및 불임을 유발한다. 또한 다른 환경오염 물질과 마찬가지로 내분비교란물질은 태반을 통과할 수 있기 때문에 산모가 노출될 경우 태아의 발생단계부터 영향을 미쳐서, 여아에서 성조숙증, 남아에서 여성형 유방 등의 원인이 될 뿐만 아니라 비만 및 당뇨병과 같은 만성질환의 발병에 관여하는 것으로 추정된다. 최근의 역학연구들은 지난 20~30년 동안의 당뇨병, 암 및 불임의 증가가 적어도 태아 단계에서부터 내분비교란물질에 대한 자궁 내 노출에서 기인할 수 있음을 보고하고 있다.

내분비교란물질은 콩류 및 여러 식물에서 자연적으로 존재하기도 하지만, 우리 건강을 위협하는 교란물질들은 대부분 산업공정에서 발생하는 합성 화합물이다. 현대에 와서 이 물질들은 수많은 공산품에서 검출되며 공기, 물, 토양뿐만 아니라 심지어 의료기기에서도 검출되어 이제 우리 주위 환경 어디에나 존재한다고 볼 수 있다. 따라서 내분비교란물질의 위험성에 대해 인지하고, 노출 정도를 정확히 평가하며, 과다노출 시 적극적으로 회피해야 할 필요가 있다.

●대표적 내분비교란물질

1. 비스페놀 A (bisphenol A, BPA)

비스페놀 A는 폴리카보네이트 및 에폭시 수지의 전구체로서 1891년에 처음 합성되었고, 2015년 기준 전 세계 소비량은 약 770만 톤이었으며, 2022년까지 천만 톤 이상 소비 증가가 예상된다. BPA는 대다수의 통조림과 폴리카보네이트 플라스틱 제품에 들어있으며, 이에 따라 현대인은 생활 속에서 지속적으로 노출됩니다. 식품과 접촉하는 제품에서 BPA는 고온이나 물리적 조작으로 음식이나 음료에 침출될 수 있다.

미국 국민건강영양조사에서 전 국민의 93%에서 소변 내 측정 가능한 수준의 BPA가 발견되었을 뿐 아니라, 일부 여성들의 모유에서도 발견되었습니다. BPA는 여성호르몬 에스트로겐과 유사한 작용을 하는 대표적 내분비교란물질로 동물 및 인간 대상 연구에서 생식기관의 발달을 저해하고, 성조숙증을 일으키는 것으로 밝혀졌으며, 특히 어린 시기의 노출은 추후 불임, 당뇨병, 비만 등 만성질환, 전립선암 및 유방암은 물론 주의력결핍과잉행동장애(ADHD) 등의 질환에 대한 위험도를 증가시키는 것으로 알려져 있다.

이렇게 위해가 증가함에 따라 젖병에 BPA를 사용하는 것은 캐나다, 유럽연합 및 미국에서 금지되었고, 유럽화학물질청(ECHA)은 2017년에 매우 우려되는 EDC 후보 목록에 BPA를 추가하였다. 우리나라에서도 현재 젖병과 화장품 원료로서 BPA 사용을 금지하고 있다. 이로 인해 BPA 대체재로 가장 먼저 시도된 것은 BPA와 거의 비슷한 화학구조를 갖는 bisphenol 계열의 bisphenol S (BPS)와 bisphenol F (BPF)였고, 이들은 BPA-free 제품에 BPA 대신 이용되었다. 하지만 이들 역시 BPA와 내분비 교란 작용에 있어서 거의 동일한 독성을 갖는다는 연구결과들이 발표되면서 지금은 BPA와 동일한 수준의 위해물질로 간주되고 있다.

파라벤은 파라하이드록시벤조산(파라옥시안식향산)의 에스터(ester)입니다. 식품, 화장품 및 제약 제품에 널리 사용되는 보존제 및 방부제이므로 더욱 주의가 필요한 물질이다. 이들의 광범위 항균작용의 기전은 막 수송과정을 방해하고, 일부 세균에서 DNA와 RNA의 합성을 방해, 또는 ATPase phosphotransferase와 같은 주요 효소의 합성을 억제하는 것으로 추정된다. 파라벤에 알레르기가 있을 경우 접촉성피부염이나 습진이 발생할 수 있다. 또한 피부에 남아있는 메틸파라벤이 자외선(UVB)과 만났을 때 피부노화, 피부암을 일으킬 위험성이 높아진다. 파라벤의 암과의 직접적 인과관계는 아직 논란의 여지가 있으나, 에스트로겐 유사작용을 함으로써 내분비를 교란시킬 수 있다.

트리클로산은 치약, 비누, 세제, 장난감을 포함한 일부 소비제 제품 및 수술장 세척제에 존재하는 항균 및 항진균제이며, 고농도에서는 세포질 및 세포막을 표적으로 멸균 작용을 하나 상업용 제품처럼 낮은 농도에서는 세균의 지방산 합성을 억제하여 정균작용을 하는 것으로 알려져 있다. 항균제로서의 효능과 항균제 내성 및 호르몬 교란 부작용에 대해서는 아직 연구가 진행되고 있다. 내분비교란물질로서 트리클로산은 안드로겐 및 에스트로겐 수용체 모두에 낮은 친화력을 갖는 약한 내분비교란물질이다.

한 연구에서는 임신 중 트리클로산 노출과 신생아의 테스토스테론 농도와 관련이 있다는 보고가 있었다. 또한 접촉성피부염이나 계절성 알레르기항원의 감작(sensitization)과 관련이 있는 것으로 알려져 있다. 한편 트리클로산은 수돗물의 염소와 반응하여 2,4-Dichlorophenol과 같은 화합물을 합성하며, 이 물질은 자외선과 반응하면 다이옥신으로 전환되어 또 다른 독성을 야기할 수 있다. 항생제 내성과 내분비 장애로 인한 잠재적 건강 문제로 인해 트리클로산은 ‘새로운 우려 오염물질(contaminant of emerging concern, CEC)'로 지정되어 공중보건 위험에 대한 광범위한 조사가 진행되고 있으며, 2016년 미국에서는 FDA가 트리클로산을 포함한 19가지 활성 성분이 일반적으로 안전하고 효과적인 것으로 인정되지 않는다고 발표했다.

3. 과불화합물(perfluorinated compound, PFC)

과불화화합물(PFC)은 계면활성제 역할을 하며, 테플론 코팅, 방수직물 및 소방용폼에 널리 사용된다. 대표적인 환경유해물질로 알려진 과불화화합물인 퍼플루오로옥탄산(perfluorooctanoic acid, PFOA) 및 퍼플루오로옥탄 설폰산(perfluorooctane sulfonate, PFOS)에 대한 미국환경청의 연구결과에 따르면, 이 물질들은 대사, 가수분해, 광분해 또는 생분해와 같은 자연 분해에 내성이 있어 환경에 지속적으로 남아있으며, 동물 독성시험에서 비정상적이고 심각한 영향을 미쳤다. 2003~2004년에 실시된 미국건강영양조사에서 거의 모든 사람들의 혈청에서 PFOA 및 PFOS가 발견되었는데, 이는 일반 인구집단에서의 노출이 만연함을 의미한다.

PFOA와 PFOS는 발암성, 간 독성, 발달 독성 및 면역체계 독성물질이며 갑상선호르몬 및 성호르몬 유사 물질로 작용합니다. 또한 이들은 주로 간, 혈액 및 신장에 축적되며, 평균 제거 반감기는 약 3년이다. 2012년 미국의 한 연구에서는 PFOA에 노출된 한 화학공장 근로자의 건강 위험을 다른 지역 같은 회사의 노동자와 비교하였는데, PFOA가 높은 공장 근로자는 중피종 또는 만성신장질환으로 사망할 위험이 약 3배, 당뇨병은 약 2배로 높았으며, 또한 일반 인구에 비하여 신장암 및 비인두암, 그리고 신장질환의 위험 또한 이와 비슷한 수준으로 증가했다.

2009년 시행된 한 단면 연구에서는 혈청 내 PFOA 농도가 난임(임신까지의 기간 증가) 또는 불임과 관련이 있었으며, 정액의 질 저하, 혈청 ALT 농도 증가, 갑상선질환 발생 증가와 관련이 있었고, 2003~2004년 미국의 연구에서 가장 높은 사분위수를 가장 낮은 사분위수와 비교했을 때, 높은 사분위수에서 더 높은 총콜레스테롤 수치가 관찰되었다. 12~15세 미국 어린이에 대한 연구에서는 ADHD의 증가 위험과 관련이 있었다. 국제환경역학협회의 2009년 연례회의에서 발표된 논문에서 PFOA는 어린 소녀들의 유방 성숙을 자극하여 내분비계 교란을 일으키는 것으로 나타났다.

4. 프탈레이트(phthalates)

프탈레이트는 플라스틱, 코팅제, 화장품 및 의료용 튜브를 포함한 다양한 제품에서 발견되는 화합물로, 1930년대에 개발된 경질 플라스틱인 폴리염화비닐(PVC)의 가소제로 도입되었다. 프탈레이트는 플라스틱에 화학적으로 결합되어 있지 않기 때문에 환경으로 침출 위험이 특히 높다. 오늘날 개인 관리 제품, 의료용 튜브, 비닐 바닥재 및 장난감을 포함한 다양한 소비제품에서 프탈레이트를 사용한다. 실제로 프탈레이트는 인체뿐만 아니라 해양 환경, 어류 및 심지어 무인 NASA 우주선에서도 발견되고 있다.

프탈레이트에 대한 노출은 당뇨병이나 인슐린 저항성, 유방암, 비만, 대사장애 및 면역기능과 관련 있는 것으로 알려져 있으며, ADHD와 자폐증, 인지 및 운동발달의 저하를 포함한 아동 신경발달장애와도 관련이 있다는 보고가 증가하고 있다. 여러 연구결과에 따르면 프탈레이트는 동물의 생식기관에서 이상을 가장 많이 유발하는 것으로 나타났으며, 성인 남성에서 정액의 양적 감소와 질적 저하(정자의 수와 운동성 감소)를 유발하여 남성불임의 원인으로 주목받고 있다.

●내분비교란물질 패널검사

내분비교란물질의 위험성에 주목하여 정부에서는 2010년 환경부가 내분비계 장애추정물질 부처 간 통합정보시스템(Endocrine Disruptors Integrated Information System, EDIIS)을 구축하고 131종의 장애추정물질을 지정하였다. 또한 2018년 식약처는 인체적용 제품 및 물질의 통합 위해성 평가를 위해 대상물질 60종을 선정하였다. 이들은 비스페놀류(3종), 파라벤류(4종), 프탈레이트류(7종), 중금속(5종), 다이옥신류(28종), 다환방향족탄화수소류(8종), 과불화합물(2종), 브롬화합물, 포름알데하이드, 노닐페놀 등인데, 이중 위험도와 시급성을 따져 1단계 평가 대상물질 14종을 지정하였다.

1단계 평가대상물질 14종은 비스페놀류 3종, 파라벤류 4종, 프탈레이트류 7종이며, GC녹십자의료재단의 내분비교란물질 패널검사 3종(내분비교란물질 I, II, III)으로 검사할 수 있다. 첫 번째 패널인 ‘내분비교란물질 I’로 비스페놀류, 파라벤류, 트리클로산을, 두 번째 패널 ‘내분비교란물질 II’로 PFOA, PFOS 등 과불화합물을, 세 번째 패널 ‘내분비교란물질 III’로 다양한 프탈레이트류를 검사할 수 있다. 추가로 ‘환경성 독성물질 Ⅰ’검사를 통해 유해중금속과 니코틴 대사산물인 코티닌도 검사 가능하다.

GC녹십자의료재단은 국내 전문수탁검사기관 중 최대의 질량분석장비를 보유하고 있으며 이를 이용하여 내분비교란물질을 검사하고 있다.

내분비교란물질 검사에 사용되는 질량분석장비는 액체크로마토그래피 탠덤질량분석기(liquid chromatography tandem mass spectrometry, LC-MS/MS)로서 검사대상 물질의 용해도에 따른 분리에 이어, 이온화 시 질량 대비 전하량(mass-to-charge ratio, m/z)에 따른 추가 식별 과정을 거치기 때문에 나노그램 단위의 미량까지도 민감하게 분석할 수 있다. 또한 이 내분비교란물질 패널검사는 해외의 유수한 전문 분석기관들이 참석하는 QMEQAS 외부정도관리 프로그램을 통해 우수한 정확성(all acceptable)을 확인 받았다.

내분비교란물질 패널검사의 검사결과는 다음 그림과 같이 각 검사대상 물질의 검출량과 함께 노출정도를 정상/주의/경고 단계로 나누어 보고하므로 검사결과를 한눈에 직관적으로 파악할 수 있으며, 검사결과 해석을 통해서 노출된 위험물질에 대한 정보, 예상되는 노출원, 인체에 미치는 영향 등도 자세히 알 수 있다.

●참고문헌

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07. U.S. Environmental Protection Agency | US EPA [Internet]. [cited 2022 Feb 23]. Available from: https://www.epa.gov/

08. 식품의약품안전처. 인체적용제품의 위해성평가 등에 관한 규정. [식품의약품안전처고시 제2020-7호, 2020. 1. 22., 일부개정]

●검사항목 안내

* 상기 검사정보는 2022년 2월 22일 기준이며, 이후 변경될 수 있으니 GC녹십자의료재단 홈페이지(https://gclabs.co.kr)에서 최신 정보를 확인하시기 바랍니다.

진단검사의학부 전문 이준형

031-270-1383