환경독성물질 및 태아발달

Environmental toxicants and fetal development

환경독성물질과 태아발달은 환경과 다른 독성물질이 태아의 발육에 미치는 영향이다. 이 기사는 환경 독성 물질이 태아나 태아의 태아 발달에 미칠 수 있는 부작용과 임신 합병증을 다루고 있다. 인간 배아나 태아는 상대적으로 산모 환경 내의 불리한 조건으로부터 영향을 받기 쉽다. 표준 이하의 태아 상태는 종종 자라나는 아기에게 신체적, 정신적 발달 지연의 다양한 정도를 초래한다. 비록 몇몇 변수가 아버지와 관련된 유전적 조건의 결과로 발생하지만, 많은 변수들은 엄마가 노출되는 환경 독소에서 직접 발생한다.

다양한 독소가 발달하는 동안 태아에 큰 위험을 준다. 2011년 한 연구는 사실상 모든 미국 임신부가 1970년대 이후 금지된 화학물질을 포함한 여러 가지 화학물질을 몸에 지니고 다닌다는 것을 발견했다. 연구진은 1972년 미국에서 난연제로 사용되는 화합물인 폴리염화비페닐, 오가노클로린 살충제, 과불화화합물, 페놀, 폴리브롬화디페닐에틸에테르, 프탈레이트, 폴리순환 방향족 탄화수소, 과염화수소 PBDE, 그리고 1972년 미국에서 금지된 농약인 디클로로데닐트리클로로에탄(DDT)을 검출했다. 임산부의 99~100%를 검사했다. 다른 환경 에스트로겐들 중, 비스페놀 A(BPA)는 조사 대상 여성의 96%에서 확인되었다. 몇몇 화학 물질들은 다른 연구에서 어린이들의 부정적인 영향과 관련이 있는 동일한 농도에 있었고, 여러 화학 물질에 노출되는 것이 한 가지 물질에 노출되는 것보다 더 큰 영향을 미칠 수 있다고 생각되었다.[1]

영향들

환경 독성물질은 태아에게 구조적 이상, 변화된 성장, 기능적 결함, 선천성 신소증, 심지어는 죽음과 같은 어떤 영향을 미치는가에 따라 별도로 설명할 수 있다.[2]

출산전

미국 아기 10명 중 1명은 임신 전에 태어나고 약 5%는 저출산을 한다. 임신 37주 미만의 출생으로 정의되는 임신 전 출산은 유년기에 걸친 유아 사망률의 주요 근거다. 납, 담배 연기, DDT와 같은 환경 독소에 노출되는 것은 자연 낙태, 저체중 또는 임신 전 출산의 위험 증가와 관련이 있다.[3]

구조적 선천성 이상

추가 정보: 기형 및 선천성 이상

구조적 선천성 이상을 유발할 수 있는 독성 물질을 테라토균이라고 할 수 있다.[4] 그들은 기형, 발암, 돌연변이, 기능 변화, 성장 부족 또는 임신 말기의 위험을 증가시키는 해로운 영향을 끼치는 배아나 태아에 대한 외연제들이다.[5] 테라토균은 크게 네 가지 범주로 분류된다.

테라토균은 다음을 포함한 다양한 메커니즘에 의해 태아에게 영향을 미친다.

  • 바이러스 감염 및 이온화와 같은 세포 확산 속도 방해
  • 염색체 결함에 나타난 바와 같이 변경된 생합성 경로
  • 당뇨병에서 볼 수 있는 비정상적인 세포 또는 조직 상호작용
  • 외인계수
  • 유전자와 환경 테라토균의 역치적 상호작용

신경발달장애

오염의 신경 플라스틱 효과는 신경 발달 장애를 일으킬 수 있다.

자폐증의 많은 경우들은 특정 지리적 위치와 관련이 있는데, 이는 환경의 어떤 것이 취약한 개인에게 자폐증을 유발하기 위해 위험에 처한 유전자형을 보완하고 있음을 암시한다. 그러나 자폐증에 관한 이러한 발견은 논란이 되고 있는데, 많은 연구자들은 특정 분야에서 증가하는 비율이 더 정확한 검사와 진단 방법의 결과이며, 어떠한 종류의 환경적 요인 때문도 아니라고 믿고 있다.[6]

독성물질과 그 영향

특히 유해성이 확인된 물질은 납(산모의 뼈에 저장)과 담배 연기, 알코올, 수은(생선을 통해 소비되는 신경성 독성물질), 이산화탄소, 전리방사선 등이다.[7]

알코올

임신 중에 술을 마시면 태아 알코올 스펙트럼 장애로 알려진 다양한 질환이 발생할 수 있다. 이 중 가장 심각한 것은 태아 알코올 증후군이다.[8]

담배연기

주요 기사: 흡연과 임신

태아에게 태아 담배 연기에 노출되면 광범위한 행동, 신경학적, 신체적 어려움을 겪을 수 있다.[9] 부작용으로는 사산, 태반파열, 미성숙, 저평균 출생 체중, 신체적인 선천성 결함(클리프 미각 등), 폐 기능 저하, 유아 사망 위험 증가 등이 있다.[7]

수성.

원소 수은과 메틸머큐리는 임신 중 수은 중독의 위험을 일으킬 수 있는 두 가지 형태의 수은이다. 세계적으로 해산물과 민물고기의 오염물질인 메틸머큐리는 특히 뇌 발달 과정에서 신경계통에 악영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 생선을 먹는 것은 인간에게 수은 노출의 주요 원천이며, 어떤 물고기들은 태아나 태아의 발달하는 신경계를 해칠 만큼 충분한 수은을 함유하고 있을 수 있으며, 때로는 학습장애를 초래하기도 한다.[10] 수은은 많은 종류의 물고기에 존재하지만, 대부분 어떤 큰 물고기에서 발견된다. 널리 퍼진 수은 섭취와 그에 따른 태아발달 합병증이 1950년대에 일본 미나마타 만에서 발생했다는 것이 잘 입증된 사례 중 하나이다. 플라스틱 제조에 있어서 근처의 산업 공장에서 사용되었던 메틸 수은은 미나마타 만 해역에 방류되었고, 그곳에서 계속해서 그 만에서 살고 있는 생선을 주식으로 사용한 많은 마을 사람들에 의해 정기적으로 섭취되었다. 머지않아 수은이 많은 고기를 먹고 있던 많은 주민들은 독소를 섭취함으로써 부정적인 영향을 받기 시작했지만, 특히 수은은 임산부와 태아들에게 영향을 미쳐 높은 유산의 비율을 초래했다. 수은 인어로에 노출된 생존 유아들은 태아의 신체발달의 주요 단계 중 자궁 내 노출로 인한 신체적 이상뿐만 아니라 신체적, 정신적 장애의 비율이 극도로 높았다.[11] 미국 식품의약국(FDA)과 환경보호국은 임산부에게 황새치, 상어, 왕고등어, 기와 등을 먹지 말고 알바코어 참치 섭취를 1주일에 6온스 이하로 제한하라고 권고하고 있다.[10]

가자 지구의 신생아들의 높은 수은 수치는 전쟁 무기 제조에서 유래된 것으로 이론화되었다.[12]

임신 중 수은 노출은 사지 결함을 유발할 수도 있다.[3]

이끌다

임신 중 납 노출의 부작용으로는 유산, 저출생 체중, 신경 지연, 빈혈, 뇌병증, 마비, 실명 등이 있다.[3][7]

태아의 발달 신경계는 특히 납 독성에 취약하다. 신경학적 독성은 태반 장벽을 넘도록 유도하는 능력의 결과로 노출된 여성의 아이들에게서 관찰된다. 임신부의 특별한 관심사는 임신 중 뼈 납 축적의 일부가 혈액으로 방출된다는 것이다. 몇몇 연구는 심지어 납치에 대한 낮은 모성 피폭조차도 어린이들에게 지적, 행동적 결손을 발생시킨다는 증거를 제공했다.[13]

다이옥신

다이옥신과 다이옥신성분들은 환경에 오래 지속되고 널리 퍼져있기 때문에 모든 사람들은 몸에 다이옥신을 어느 정도 가지고 있다. 다이옥신과 다이옥신과 같은 화합물에 대한 자궁내 피폭은 태아의 미묘한 발달 변화와 관련이 있다. 만년에 아이에게 미치는 영향은 간기능의 변화, 갑상선 호르몬 수치, 백혈구 수치의 변화, 학습과 지능의 시험에서의 성능 저하 등이다.[14]

대기 오염

대기 오염은 임신 전 출산율, 성장 제한, 그리고 유아의 심장 및 폐 질환을 유발하는 부정적인 영향을 미칠 수 있다.[15]

일산화탄소, 이산화황, 이산화질소와 같은 화합물은 모두 임신부가 흡입했을 때 심각한 손상을 일으킬 수 있다.[16] 저체중, 출산 전, 자궁내 성장지체, 선천성 이상 등은 모두 태아가 대기오염에 노출되는 것과 관련이 있는 것으로 밝혀졌다.[17] 오염은 사실상 모든 곳에서 발견될 수 있지만, 독성 물질을 방출하는 것으로 알려진 특정한 원천이 있으며, 독성 물질로부터 비교적 자유로운 상태를 유지하기를 원하는 사람들에 의해 가능하다면 피해야 한다. 이러한 물질은 제철소, 폐기물/물 처리 공장, 하수 소각장, 자동차 제조 공장, 정유 공장 및 화학 제조 공장을 포함하지만 이에 국한되지는 않는다.[16]

대기 오염의 통제는 어려울 수 있다. 예를 들어, 로스엔젤레스에서는 산업용과 차량용 배출물에 대한 규칙을 세워 오염을 통제하는 규제가 만들어졌다. 이 규정들을 충족시키기 위해 개선이 이루어졌다. 이러한 개선에도 불구하고 이 지역은 여전히 오존과 입자 물질에 대한 연방 기준을 충족하지 못하고 있다. 로스엔젤레스에서는 매년 약 15만 명의 출산이 발생한다. 따라서 대기오염이 자궁 내 인간발전에 미치는 영향은 이 지역에 사는 사람들에게 큰 관심사다.[18]

입자 물질(PM)은 공기 중에 남아 있는 입자 오염물질의 혼합물로 구성되며 지역에 따라 다양하다. 이러한 입자는 폐로 쉽게 들어갈 수 있는 PM10부터 PM 2.5까지 매우 작다. 입자 물질은 급성심근경화성 질병 및 사망률과 관련이 있는 것으로 밝혀졌다. 자궁내 성장은 입자물질의 영향을 받아 태아 발달에 좋지 않거나 느린 태아 성장 등 건강하지 못한 결과를 초래하고 태아 병인과 사망률을 높이는 것으로 나타났다.[19] 2012년의 한 연구에서는 PM 2.5 피폭은 인종/민족성, 연령, 사회경제적 지위에 따라 차이가 있어 특정 인구가 특히 입자 물질과 관련된 환경 오염으로 인해 더 큰 건강 악화를 경험하게 된다는 것을 발견했다.[20]

살충제

살충제는 (곤충, 설치류 및 기타 해충에) 해를 입히는 특정한 목적을 위해 만들어지며, 살충제는 태아 환경에 도입될 경우 발달하는 태아에게 심각한 피해를 줄 수 있다. 연구들은 특히 살균제인 살충제가 영아의 제대혈에 대한 분석에서 나타났다는 것을 보여주었고, 그러한 독소가 실제로 영아의 몸 안으로 전달된다는 것을 증명했다.[21] 전반적으로 제대혈에서 가장 많이 검출되는 두 가지 살충제는 디에틸톨루아미드(DEET)와 빈클로졸린(농균제)이다.[21] 농약 독성은 대기오염과 같은 환경 독성의 다른 방법들만큼 자주 언급되지는 않지만, 오염지역 근처의 길을 걷거나, 제대로 씻지 않은 음식을 먹는 등 일상적인 활동만 하는 것에서 언제든지 오염이 발생할 수 있다.[21] 2007년 한 해에만 11억 파운드의 살충제가 환경에서 발견되어, 건강보전을 원하는 사람들에게 새로운 주의의 원인으로 농약 노출이 악명을 떨치게 되었다.[21]

2013년 유기인산염 농약에 대한 태아 및 유아기 피폭에 대한 27개 연구에 대한 리뷰는 한 가지 경우를 제외하고 모두 부정적인 신경 발달 결과를 보여주었다. 태아 노출을 평가한 10개 연구에서는 "7세 아동에게서 인지적 결핍(작동 기억력 관련)이, 유아에게서 주로 나타나는 행동적 결핍(관심 관련)이, 신생아에게서 주로 나타나는 운동적 결핍(비정상적 반사작용)이 나타났다"[22]고 밝혔다.

태아 및 산후 유기인산염 농약 노출의 신경발달 효과에 대한 체계적인 검토가 2014년에 이루어졌다. 검토 결과 "태아 노출을 평가하는 대부분의 연구에서는 정신발달에 부정적인 영향과 취학 전 아동들의 주의력 문제 증가가 관찰됐다"[23]고 밝혔다.

2017년, 한 연구는 캘리포니아의 농업 지역에서 50만 명 이상의 출생아에서 농약으로 인한 가능한 영향을 조사했고, 농약으로 덜 지배적인 다른 캘리포니아 지역의 출생 결과와 그들의 결과를 비교했다. 전반적으로, 그들은 농약 노출이 출생에 대한 부정적인 결과를 5–9% 증가시켰지만, 가장 많은 양의 농약에 노출된 산모들 사이에서만 증가시킨다는 것을 발견했다. [24]

벤제네스

산모의 벤젠 노출은 태아의 뇌결함, 특히 신경관 결함과 연관되어 있다. 한 연구에서 첫 임신 3개월 동안의 BTEX(벤젠, 톨루엔, 에틸벤젠, 자일렌) 노출은 임신 20주에서 32주 사이의 양두 뇌 직경과 음의 연관성을 분명하게 보여주고 있다. 톨루엔 노출도가 높은 여성은 노출도가 낮은 여성의 유산율이 3~5배, 직업용 벤젠 노출 여성은 유산율이 높아진 것으로 나타났다. 톨루엔과 포름알데히드에 대한 아버지의 직업적 노출은 그들의 파트너의 유산과도 연관되어 있다. 정상적인 발육은 호르몬에 의해 크게 조절되며, 인간이 만든 화학 물질에 의한 붕괴는 영구히 발육 과정을 변화시킬 수 있다. 주변 오존은 남성의 정자 농도와 부정적으로 연관되어 있으며, UOG 작동과 관련된 화학물질(예: 벤젠, 톨루엔, 포름알데히드, 에틸렌 글리콜 및 오존)은 정액 품질에 부정적인 영향, 특히 정자 수 감소와 관련이 있다.[25]

2011년 한 연구는 신경관 결함과 천연가스 추출과 관련된 화합물인 벤젠에 대한 산모 노출 사이의 관계를 발견했다. 이 연구는 주변 벤젠 수치가 더 높은 텍사스 인구조사에 사는 산모들이 벤젠 수치가 더 낮은 지역에 사는 산모들보다 스피나 비피다 같은 신경관 결함을 가진 자손을 가질 가능성이 더 높다는 것을 발견했다.[26]

기타

임신 중 관련 환경 독소 방지

American College of Nurve-Midwives는 임신 중 관련 환경 독소에 대한 노출을 최소화하기 위해 다음과 같은 예방 조치를 권고한다.[28]

  • 스테인드글라스 소재, 오일 페인트, 세라믹 글레이즈 등의 페인트 공급을 피하고 대신 수채화나 아크릴 페인트와 글레이즈를 사용한다.
  • 수돗물 또는 생수의 품질 확인 및 필요시 물 마시는 습관 변경
  • 1978년 이전에 지어진 집에 살고 있다면 납 페인트 사용 여부를 확인하십시오. 그런 경우라면 부서지거나 벗겨지는 페인트를 만지지 말고 전문가가 페인트를 제거하고 페인트를 제거하거나 샌딩하는 동안 부위는 피해야 한다.
  • 살충제에 대한 노출을 줄이기 위해; 모든 것을 깨끗이 씻는 것, 과일과 야채에서 껍질을 벗기거나 가능하면 유기농 농산물을 사는 것.
  • "독성"이라고 표시된 세척 용품이나 라벨에 경고 표시가 있는 제품을 피하고 대신 천연 제품, 베이킹 소다, 식초 및/또는 물을 세척해 보십시오.

천연가스 개발

콜로라도 지방의 천연가스 개발 연구에서 천연가스 우물 반경 10마일 이내의 산모 거주지는 선천성 심장 결함(CHD)과 신경관 결함(NTD)의 유병률과 긍정적인 연관성이 있는 것으로 밝혀졌다. 이 발견과 함께, 평균 출생 무게와 천연 가스 유정과의 밀도와 근접도 사이에 작은 연관성이 발견되었다. 천연 가스 유정을 통한 모성 피폭은 벤젠, 용제, 다순환 방향족 탄화수소(PAHs), 톨루엔, 이산화질소, 이산화황 등 기타 대기오염물질의 형태로 나타날 수 있다.[29]

펜실베이니아 주에서는 파격적인 천연가스 생산 우물이 2005년 제로에서 2013년 3689개로 늘었다. 2016년 펜실베니아주 가이징어 건강시스템에서 산모 9384명과 신생아 1094명을 대상으로 한 연구는 파격적인 천연가스 개발 활동에 대한 태아 주거 노출이 임신 전 출산 및 의사 기록 고위험 임신과 관련이 있다는 것을 발견했다.[30] 펜실베니아 남서부에서는, 모성애자가 관습에 얽매이지 않는 가스 시추에 근접하는 것이 출생 체중의 감소와 관련이 있는 것으로 밝혀졌다. 공기, 토양, 물 등 어느 노선에 노출될지는 불분명했다. 이 주제에 대한 더 많은 연구와 더 큰 연구가 필요하다.[31]

내분비 교란물질은 인간의 정상적인 발육과 호르몬 수치를 교란시킬 수 있는 화합물이다. 내분비파괴화학물질(EDC)은 호르몬 수용체와 상호작용을 할 수 있을 뿐 아니라 체내 호르몬 농도를 변화시킬 수 있어 정상적인 효소 기능을 방해할 뿐 아니라 체내 호르몬 반응이 부정확할 수 있다. 석유와 가스 추출은 주로 이러한 추출물과 함께 발생하는 지표수 및 지표수 오염의 높은 위험 때문에 환경 내 EDC에 기여하는 것으로 알려져 있다. 기름과 가스 추출은 수질 오염뿐만 아니라 대기 오염의 더 높은 수준으로 이어져 이러한 내분비 교란 물질에 대한 또 다른 노출 경로를 만든다. 이 문제는 종종 과소 보고되기 때문에 실제 영향의 규모는 과소평가된다. 2016년에는 인구밀집지역의 석유와 가스의 시추 및 추출에 대한 건강평가에 내분비성분이 필요한지 평가하기 위한 연구가 실시되었다. 저자들은 추출과 함께 석유와 가스 화학물질, 특히 정상적인 호르몬 생산과 기능에 지장을 주는 것으로 밝혀진 화학물질을 방출할 가능성이 높은 상황에서 건강평가에 따른 내분비 기능과 전반적인 건강을 중심으로 한 구성요소의 필요성과 이것이 환경에 어떤 영향을 미치는지 등을 강조했다.…[32]을 수반하다

태반의 역할

건강한 태반은 대부분의 병원균과 특정 유전생물학적 물질에 대한 장벽을 형성하는 반과민성 막이다. 그러나 성장과 개발에 필요한 물질을 운반해야 하기 때문에 설계상 불완전한 장벽이다. 태반 운반은 지질 용해성이 있는 작은 분자에 대해 수동적 확산 또는 더 크고/또는 전기적으로 충전된 물질에 대한 능동적 운반에 의해 이루어질 수 있다. 일부 독성 화학물질은 능동적으로 운반될 수 있다. 태아가 받는 물질의 선량은 태반을 가로질러 운반되는 물질의 양과 신진대사와 물질의 제거율에 의해 결정된다. 태아는 신진대사가 미숙하기 때문에 물질을 매우 효율적으로 해독할 수 없고, 태반이 산모와 태아의 물질 교환에 있어서 이처럼 중요한 역할을 하기 때문에, 산모가 노출되어 있는 독성 물질이 태아로 운반되어 발달에 영향을 줄 수 있는 것은 말할 나위도 없다. 특히 탄소다이옥사이드, 납, 에탄올(알코올), 담배연기는 모두 태반 전이 가능성이 높은 물질이다.[7]

태아발달에 대한 잠재적 위험을 식별하려면 과학적 정보의 기초가 필요하다. 2004년에 브렌트는 일반적으로 발달 독성에도 적용되는 선천성 기형의 원인을 식별하기 위한 일련의 기준을 제안했다. 이러한 기준은 다음과 같다.

  • 잘 전도된 역학 연구는 특정 영향과 물질에 대한 노출 사이의 관계를 일관되게 보여준다.
  • 데이터 경향은 변화하는 노출 수준과 특정 효과 사이의 관계를 지원한다.
  • 동물 연구는 물질 노출과 특정 영향 사이의 상관관계에 대한 증거를 제공한다.[33]

참고 항목

참조

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