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핵심내용

카드뮴 노출 많을수록 보행속도 늦춰
- 중장년 성인 대상 역학조사 결과 연구 보고 -

□ 일상생활에서의 카드뮴 노출이 운동기능을 감퇴시킨다는 연구결과가 보고되었다. 한국연구재단(이사장 조무제)은 “최윤형 교수(가천대학교) 연구팀이 카드뮴에 많이 노출될수록 보행속도가 줄어드는 것을 입증했다”고 밝혔다.

□ 카드뮴*은 대기오염, 담배연기, 어패류·곡류·야채 등의 섭취를 통해 노출된다고 알려져 있다. 우리나라 사람들은 생활환경 속의 카드뮴 노출이 다른 나라에 비해 비교적 높은 편이다. 특정 환경에서 카드뮴 중독이 질환을 일으킨다는 연구결과가 많지만, 일상에서 노출된 카드뮴의 유해성에 대해서는 아직 연구가 미흡한 실정이다.

    * 카드뮴 : 은백색의 중금속으로, 인체에 매우 유해하며 호흡곤란, 간 기능 장애 등을 일으키는 1급 발암물질. 이타이이타이병을 유발함,

□ 연구팀은 50세 이상 미국인 대상 역학조사 자료를 연구한 결과, 혈중 카드뮴 농도가 증가함에 따라 보행속도가 감소한다고 보고하였다.

 ㅇ 특히 혈중 카드뮴 농도가 높은 상위 20%의 사람들은 하위 20%의 사람들에 비해 보행속도가 초당 0.18피트(ft)(1분당 3.3미터(m)) 가량 느린 것으로 확인되었다. 이는 7년간 노화되었을 때의 보행속도 감소에 상응하는 수치다.

 ㅇ 연구팀은 카드뮴이 운동기능을 저하시키는 원인을 기존 동물실험을 통해 설명하였다. 카드뮴에 노출되었을 때 운동신경 시스템이 손상되고, 산화 스트레스*와 염증이 증가된다. 이는 중추신경계의 기능 약화를 일으키고 결국 신체기능의 감퇴를 가속화하여 보행속도를 느리게 한다.

    * 산화 스트레스 : 체내 활성산소가 많아져 생체 산화 균형이 무너진 상태

□ 최윤형 교수는 “이 연구는 혈중 카드뮴 농도와 보행속도의 관련성에 대한 최초의 역학연구”라며, “국민건강을 위한 환경보건 정책 결정에서 활용되어 운동기능 감소와 근골격계 질환 예방에 기여할 것으로 기대된다”라고 연구의 의의를 설명했다.

□ 이 연구 성과는 교육부·한국연구재단 학문후속세대양성사업(대통령 포닥 펠로우십) 등의 지원으로 수행되었다. 환경 분야 세계적 귄위지 환경오염(Environmental Pollution) 9월 21일(2018년 1월호)에 게재된다.

□ 논문명, 저자정보

   - 논문명 : Blood and Urine Cadmium Concentrations and Walking Speed in Middle-aged and Older U.S. Adults
   - 저  자 : 최윤형 교수 (교신저자, 가천대학교), 김정훈 연구교수 (제1저자, 가천대학교), Ana Navas-Acien 교수 (공동저자, 미국 콜롬비아대학교), Esther Garcia-Esquinas 교수 (공동저자, 스페인 마드리드대학교)

□ 논문의 주요 내용

 1. 연구의 필요성

   ○ 보행속도는 노화와 관련한 신체기능의 변화를 객관적인 평가하기 위한 지표로 활용된다. 보행속도가 느려지는 것은 각종 만성 질환이나 사망위험을 예측하는 “생체 사인(vital sign)”으로 평가되고 있다.

   ○ 카드뮴은 고혈압, 당뇨병, 심질환, 신장질환 등의 만성 대사성 질환의 위험을 증가시키는 것으로 알려져 있다. 또한, 동물실험을 통해서 카드뮴과 같은 중금속의 노출은 근-신경기능을 저하시켜 신체의 운동기능을 감소시킬 수 있다는 연구가 보고되고 있다.

   ○ 그러나 카드뮴과 보행속도에 대한 역학연구는 이루어진 바가 없다.

 2. 연구내용

   ○ 이 연구는 1999년~2002년에 시행된 미국의 국민건강영양조사에 참여한 50세 이상의 중장년 일반국민을 대상으로 분석한 결과이다.

   ○ 성인의 혈중 카드뮴 농도가 전체 인구의 상위 20%(혈중농도0.80 μg/L 이상)에 속하는 성인의 경우 카드뮴 농도가 하위 20%에 속하는 성인에 비해 보행속도가 -0.18 ft/sec 유의하게 감소하였다. 이 차이는 약 7년간의 노화에 의한 보행속도 감소와 동일한 수치였다.

   ○ 카드뮴에 노출되면 신경독성 작용과 산화스트레스의 증가로 인하여 근신경계의 기능을 약화시키고, 결국 신체 운동기능의 노화를 촉진하고 보행 속도를 감소시킨다.

3. 연구 성과

   ○ 1999년부터 2002년 사이의 미국인 국민건강영양조사 자료에서 중장년을 대상으로 관찰한 결과, 카드뮴 노출이 높을 수록 보행속도가 유의하게 감소한다는 것을 확인 하였다.

   ○ 일반적인 환경에서 나타나는 카드뮴 노출정도의 비교적 낮은 수준의 노출로도 충분히 신체기능을 감소시킬 수 있다. 근골격계 질환을 비롯한 다양한 만성질환이 카드뮴 노출로 인하여 그 위험이 증가 한다는 연구가 계속 보고되고 있다.

   ○ 건강한 사회를 위해서는 현재의 카드뮴 노출 수준을 더욱 줄일 필요가 있다. 향후 우리나라 국민을 대상으로 실시한 카드뮴과 신체기능과 관련한 후속 연구가 실시되어야 할 것이다.

상세내용

연구개요

1. 연구배경

  ㅇ 신체기능의 감소는 신체노화 상태를 잘 반영하는 특징이며, 보행속도 신체기능을 평가하기 위한 . 보행속도가 느려지는 것은 각종 만성 질환이나 사망위험을 예측하는 “생체 사인(vital sign)”으로 평가되고 있다.

  ㅇ 카드뮴은 고혈압, 당뇨병, 심질환, 신장질환 등의 만성 대사성 질환의 위험을 증가시키는 것으로 알려져 있다. 또한, 동물실험을 통해서 카드뮴과 같은 중금속의 노출은 근-신경기능을 저하시켜 신체의 운동기능을 감소시킬 수 있다는 연구가 보고되고 있다.

  ㅇ 그러나 카드뮴과 보행속도에 대한 역학연구는 이루어진 바가 없다.

2. 연구내용

  ㅇ 이 연구는 1999년부터 2002년 사이에 실시된 미국의 국민건강영양조사에 참여한 50세 이상의 중장년 3,671명을 대상으로 분석한 결과이다.

  ㅇ 중장년의 혈중 카드뮴농도가 증가함에 따라 보행속도가 유의하게 감소하는 것을 확인하였다.

  ㅇ 혈중 카드뮴 농도가 전체 대상자의 상위 20%인 사람들에서 (혈중 카드뮴 농도가 하위 20%이하인 사람들에 비해) 보행 속도가 -0.18 ft/sec 감소하는 것을 확인 하였다.

  ㅇ 카드뮴 노출에 의한 보행속도의 감소는 남자와 여자에서 그리고 중년과 고령자에서 동일하게 관찰되었다.

  ㅇ 카드뮴에 노출되면 신경독성 작용과 산화스트레스와 염증 수치의 증가로 인하여 근신경계의 기능을 약화시키고, 결국 신체 운동기능의 노화를 촉진하고 보행 속도를 감소시킨다.

3. 기대효과

  ㅇ 현재 우리주변의 일반적인 환경에서 나타나는 비교적 낮은 수준의 카드뮴 노출에서도 충분히 신체기능을 감소시키고, 보행 속도를 저하 시킬 수 있다는 새로운 근거를 제시 하였다.

  ㅇ 보행 속도의 감소를 비롯한 다양한 근골격계 질환과 대사성 만성질환(고혈압, 당뇨병, 심질환 등)이 현재의 카드뮴 노출 수준에서 그 위험이 충분히 증가 할 수 있다는 연구보고가 축적되고 있다. 국민건강을 위협하는 환경보건학적 관점에서 카드뮴의 노출 수준을 더욱 줄일 필요가 있다.

  ㅇ 카드뮴의 노출을 줄이는 환경보건 정책마련을 위한 기초자료와 향후 우리나라 국민을 대상으로 후속 연구를 실시하기 위한 학술적 근거를 제시하였다.

연구 이야기

□ 연구를 시작한 계기나 배경은? 연구 전개 과정에 대한 소개

‘환경노출과 만성질환’ 특히, 카드뮴에 대한 주제의 연구는 제가 미시간에서 박사과정을 하던 시절부터 계속적으로 해오던 연구입니다. 그간 카드뮴 노출에 대한 역학연구들을 진행하면서  ‘카드뮴이 신체기능 및 근골격계 질환에도 영향을 줄 수 있다’라는 아이디어를 얻게 되었습니다. 때마침, 저희 연구팀에 스포츠의학 전공의 김정훈 교수가  합류하게 되어 아이디어를 실행에 옮기는 데에 큰 역할을 하였습니다. 특히, 이번 연구는 카드뮴 역학연구의 대가인 Ana Navas-Acien 교수 및  Esther Garcia-Esquinas교수와 함께 연구를 진행하게 되어 더욱 뜻 깊은 기회였습니다.

□ 연구하면서 어려웠던 점이나 장애요소가 있었다면 무엇인지? 어떻게 극복(해결)하였는지?

연구를 하다보면 누구나 어려움은 있기 마련이지만, 학교 업무와 강의 등으로 인하여 바쁘다 보면 우선순위에서 밀려나기 쉽다는 것이 장애요소라면 장애요소 인 것 같습니다. 딱히 정해진 기간이 없기에 스스로 일정을 조정하고 바쁜 일정 가운데서도 꾸준히 연구를 진행해 나가는 것이 중요 한 것 같습니다.
그리고, 이번에는 융합연구를 진행하다 보니 타분야의 공동연구진과 연구를 진행하는 것이 어려운 점이자 의미 있는 점이라 생각합니다. 우수한 연구진들과 함께 연구를 진행하게 되어 연구 뿐 아니라 연구진행과정에서 많이 배우게 되었습니다.

□ 이번 성과, 무엇이 다른가?

무엇 보다도, ‘카드뮴 노출’이 ‘보행속도’라는 신체기능 감퇴에 영향을 줄 수 있음을 밝힌 최초의 연구라는 점에서 매우 의미 있는 성과라고 이야기 하고 싶습니다.
두번째로는, 이번연구는 일반적인 인구집단을 대상으로 실시한 연구이므로 특정 직업적인 환경노출이 아니라 우리일상생활 주변에서 일어나는 낮은 수준의 환경노출도 충분히 우리건강을 위협하는 요인이 될 수 있다는 것을 제시하였다는 것입니다.

□ 꼭 이루고 싶은 목표와 향후 연구계획은?

우선 학자는 좋은 연구를 하는 학자가 되어야 한다고 생각합니다. 좋은 연구라는 것이 학계에 영향력 있는 논문을 쓰는 학자일 수도 있겠지만, 사회문제 해결을 위해 얼마나 공헌 할 수 있는가도 중요한 부분이라 생각합니다. 특히, 환경분야에서는 정책결정이 매우 중요합니다. 연구에만 국한되지 않고 국민건강을 위한 정책결정에 도움이 되는 연구를 하고 싶습니다. 그리고, 저의 연구성과를 일반인들도 이해할 수 있도록 쉽게 다가 갈수 있는 학자가 되고 싶습니다. 그리고 제 목표이자 꿈은 제자들을 저보다 훌륭한 학자가 되도록 키우고 싶습니다. 그리고 제자들 역시 사명감을 갖고 연구하는 학자로 키우고 싶습니다.

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