새로운 발견으로 체내 미세플라스틱 제거 방법 밝혀져

최근 수십 년 동안 플라스틱 제품의 광범위한 사용으로 인해 환경에 미세 플라스틱이 만연하게 되었습니다. 점점 더 많은 연구 결과가 이러한 미세 플라스틱 입자가 인체 내에 축적될 수 있음을 확인하고 있으며, 혈액, 폐, 신장, 간, 생식 기관, 심지어 뇌에서도 검출되었습니다.

미세플라스틱은 우리가 숨쉬는 공기, 생수, 식품 포장재, 테이크아웃 용기 등에서 발견되기 때문에 인간의 노출은 사실상 불가피합니다. 기존 연구는 미세플라스틱 검출, 독성 이해, 환경 제거에 초점을 맞추었지만, 이미 인체 내에 축적된 미세플라스틱을 효과적으로 제거하는 전략은 아직 명확히 밝혀지지 않았습니다.

중국 과학자들이 주도한 획기적인 연구는 미세플라스틱에 결합하는 특정 프로바이오틱스 균주를 사용하여 미세플라스틱의 배출을 촉진하고 관련 신체 손상을 복구하는 새롭고 유망한 해결책을 제시합니다.

획기적인 연구 결과: 프로바이오틱스가 미세플라스틱 "스펀지" 역할을 한다

2025년 1월 10일, 블루 크리스탈 미생물학(Blue Crystal Microbiology)의 수석 과학자인 라오 치통 박사가 이끄는 연구팀은 "생체 내에서 미세 플라스틱을 흡착 및 배출하는 새로운 프로바이오틱스가 장 건강에 잠재적인 이점을 보여준다"라는 제목의 중요한 연구 결과를 프론티어즈 인 마이크로바이올로지(Frontiers in Microbiology)에 발표했습니다.

이번 연구는 중요한 공백을 메웠습니다. 미생물이 환경 내 미세플라스틱 제거에 잠재력을 보이는 반면, 인체 내에서 이러한 분해되지 않는 입자를 제거할 수 있는 확실한 방법이 없었기 때문입니다. 연구팀은 프로바이오틱스를 이용하여 섭취된 미세플라스틱을 장내에서 흡착 및 배출시키는 방법을 제안했습니다.

연구팀은 고처리량 스크리닝 기법을 활용하여 784종의 박테리아 균주가 0.1마이크론 크기의 폴리스티렌(PS) 입자에 결합하는 능력을 평가했습니다. 그 결과, 락토바실러스 파라카세이 DT66과 락토바실러스 플란타룸 DT88이라는 두 가지 프로바이오틱 균주가 특히 뛰어난 것으로 나타났습니다. 이 균주들은 생체 내에서 우수한 미세플라스틱 흡착 능력을 보였으며, PS, PE, PC, PP, PET 등 다양한 종류의 플라스틱에 효과적이었습니다.

동물 모델에서 효능이 입증되었습니다

생쥐를 이용한 생체 내 실험에서 고무적인 결과가 나왔습니다. 경구 투여된 DT66 및 DT88 프로바이오틱스는 미세한 자석처럼 작용하여 미세 플라스틱에 결합하여 "세균-플라스틱 응집체"를 형성했습니다. 이 과정은 소화기관에서 미세 플라스틱 제거를 크게 향상시켰습니다.

주요 결과는 다음과 같습니다.

미세플라스틱 배출률이 36% 증가했습니다.

장내에 잔류하는 미세플라스틱 입자가 67% 감소했습니다.

또한, L. plantarum DT88 균주는 PS 미세플라스틱으로 인한 장 염증을 완화하는 것으로 나타났습니다. 본 연구는 장내 환경에서 미세플라스틱을 제거함으로써 미세플라스틱 관련 건강 위험에 대처할 수 있는 새로운 프로바이오틱스 기반 전략을 제시합니다.

이중 작동 메커니즘: 제거 및 수리

블루 크리스탈 미생물학과 장난대학교가 공동으로 진행한 후속 연구는 2025년 2월 1일 환경오염(Environmental Pollution) 저널에 발표되었으며, 해당 메커니즘을 더욱 심층적으로 탐구했습니다. "젖산균은 생체 결합 능력과 장내 환경 복구 능력을 통해 폴리스티렌 미세 및 나노 플라스틱으로 인한 독성을 감소시킨다"라는 제목의 이 연구는 여러 젖산균(LAB) 균주를 조사했습니다.

이 연구는 시험관 내에서 미세플라스틱 결합 능력이 높은 젖산균 균주(DT11, DT33, DT55, DT66, 흡착률 60% 이상)가 쥐에서 미세플라스틱 노출로 인한 독성을 줄이는 데 매우 효과적임을 확인했습니다.

흥미롭게도, L. plantarum DT22는 직접 흡착률이 낮음에도 불구하고(~10%) 중요한 회복 역할을 수행했습니다. 이는 장내 밀착연접 단백질(ZO-1 등)의 발현을 상향 조절하고 장내 미생물총을 긍정적으로 조절하는 데 도움을 주었습니다.

연구 결과, 유익한 효과는 강력한 이중 메커니즘을 통해 작용하는 것으로 나타났습니다.

"The Remover": Probiotics adsorb microplastics, promoting their excretion via feces and reducing internal accumulation.

"The Restorer": Probiotics repair the gut barrier, regulate the microbial community, and increase the production of beneficial short-chain fatty acids like butyrate.

이러한 복합적인 작용은 간, 고환, 대장과 같은 주요 장기에서 미세플라스틱으로 인한 손상을 효과적으로 완화시켰습니다.

산업적 영향 및 향후 전망

이러한 연속적인 연구들은 미세플라스틱 오염 문제를 다루는 데 있어 중요한 개념적 변화를 보여줍니다. 이는 예방 및 검출을 넘어 체내에 흡수된 입자를 능동적으로 생물학적 관리하는 단계로 나아가는 것을 의미합니다.

이번 연구 결과는 프로바이오틱스와 기능성 식품 산업에 새로운 가능성을 열어줍니다. 이러한 특정 균주를 함유한 건강 보조 식품이나 발효 식품을 개발하는 것은 개인이 피할 수 없는 미세 플라스틱 노출로 인한 잠재적인 건강 위험을 줄이기 위한 적극적이고 접근 가능한 전략이 될 수 있습니다.

환경 보건 및 생명공학 기업들에게 있어, 이 연구는 복잡한 현대 오염물질 문제를 해결하기 위해 특정 미생물의 능력을 활용할 수 있는 잠재력을 강조합니다. 또한 장 건강 개선이 환경 오염물질로부터 신체를 해독하는 데 직접적으로 기여하는 시너지 효과를 보여주는 사례입니다.

블루 크리스탈 미생물학(Blue Crystal Microbiology)은 학계 파트너들과의 협력을 통해 미세플라스틱 오염 문제 해결에 대한 새로운 시각을 제시할 뿐만 아니라, 현대 사회에서 인간의 회복력을 강화하도록 설계된 혁신적인 제품 개발의 길을 열어주고 있습니다. 환경 과학과 장 건강 혁신의 이러한 융합은 전인적인 웰빙 솔루션을 향한 유망한 발걸음을 의미합니다.