실내외 대기오염과 천식의 연관관계 연구

대기 오염과 천식의 상관관계

대기 오염은 인간에게 해로운 물질이 공기 중에 존재하는 상태를 의미하며, 심혈관 질환, 만성 폐쇄성 폐질환, 천식, 하부 호흡기 감염, 폐암 등으로 인한 조기 사망 위험이 높아집니다. 개발도상국과 인구 과밀 지역에 사는 사람들은 이러한 대기 오염의 부담을 더욱 많이 겪고 있으며, 특히 동남아시아, 중앙 아프리카, 서태평양 지역에서 높은 노출로 인해 조기 사망이 많이 발생합니다. 세계보건기구(WHO)의 자료에 따르면 10명 중 9명은 높은 수준의 오염 물질이 포함된 공기를 마시고 있으며, 도시 지역에서는 오염 수준이 WHO 기준을 초과합니다. 실내 공기 오염도 심각한 문제로, 약 30억 명의 사람들이 요리와 난방을 위해 바이오매스, 등유, 석탄을 사용하면서 높은 수준의 실내 오염에 노출되어 있습니다. 자연 발생 대기 오염원도 있지만, 산업 혁명 이후 대기 오염이 전 세계적인 문제가 되었습니다. 대기 오염은 가스와 입자상 물질로 나뉘며, 주요 가스 오염물질로는 이산화질소(NO2), 이산화황(SO2), 오존(O3), 일산화탄소(CO), 이산화탄소(CO2), 납(Pb), 크롬(Cr) 등이 있습니다. 이 중에서 미세먼지(PM)는 인간 건강에 가장 큰 영향을 미치며, 교통 관련 대기 오염은 특히 호흡기 시스템에 악영향을 미칩니다. 천식은 만성 염증성 기도 질환으로, 전 세계 아동 천식의 13%가 교통 관련 대기 오염에 기인할 수 있으며, 대기 오염은 성인과 소아 모두에게 천식 증상에 부정적인 영향을 미칩니다. 이 리뷰의 목적은 다양한 실외 및 실내 오염 물질이 천식에 미치는 영향에 대한 최근 데이터를 요약하고, 천식 증상 관리 및 노출을 줄일 수 있는 방법을 강조하는 것입니다. 이러한 정보는 의사들이 환자에게 대기 오염 노출을 최소화하고 천식을 효과적으로 관리하는 방법을 교육하는 데 도움을 줄 수 있으며, 공중 보건 당국과 정부가 대기 오염 노출을 제한하기 위한 더 효과적인 조치를 취하도록 자극할 수 있습니다.

대기 오염과 흡연이 천식 발생에 미치는 영향

오랜 연구를 통해 대기 오염과 흡연이 천식 발생에 영향을 미친다는 증거가 증가하고 있습니다. 실외 및 실내 대기 오염은 천식 발생과 밀접한 관련이 있으며, 특히 어린이에게 더 강하게 영향을 미칩니다. 교통 관련 대기 오염(TRAP), 특히 미세먼지(PM2.5, PM10), 이산화질소(NO2), 블랙 카본은 천식 발생에 중요한 역할을 합니다. 어린 시절 대기 오염에 노출되면 천식 발생 위험이 높아지며, 특히 출생 전후 노출은 천식 발생과 밀접한 관련이 있습니다. 대기 오염이 천식에 미치는 장기적인 영향은 주로 어린이에게 나타나지만, 성인 천식에 대한 증거는 충분하지 않습니다. 실내 대기 오염, 특히 오염된 연료를 사용하는 요리로 인한 오염도 어린이 천식 발생과 관련이 있습니다. 간접 흡연 또한 천식 발생에 중요한 역할을 하며, 유전적 요인과의 상호작용도 중요한 역할을 합니다. 특히, 출생 전후 부모의 흡연은 천식 발생 위험을 증가시킵니다. 임신 중 흡연은 어린이의 천식 발생에 영향을 미치며, 이러한 영향은 후손에게까지 이어질 수 있습니다. 성인 천식과 흡연의 연관성은 여전히 논란의 여지가 있으며, 추가 연구가 필요합니다.

 

오존과 천식

오존(O3)은 대기 중에서 질소 산화물과 휘발성 유기 화합물이 햇빛과 반응하여 생성되는 2차 오염물질입니다. 주로 화석 연료의 연소, 산업 시설의 배출, 자동차 배기 가스 등이 오존 생성의 원인이 됩니다. 오존은 수용성이 낮아 폐 깊숙이 침투할 수 있으며, 호흡기에 염증을 일으키고 천식을 악화시킬 수 있습니다.

오존에 단기간 노출되면 천식 증상이 악화되어 병원 방문과 입원이 증가합니다. 특히 여름철과 오존 농도가 높은 지역에서 이러한 경향이 더 두드러집니다. 어린이는 호흡 속도가 빠르고 야외 활동이 많아 오존의 영향을 더 많이 받습니다. 오존에 장기간 노출되면 천식이 만성 폐쇄성 폐질환(COPD)으로 진행될 위험이 높아집니다.

 

이산화질소와 천식

이산화질소(NO2)는 주로 자동차 엔진에서 배출되는 교통 관련 오염물질입니다. 호흡기에 자극을 일으키며 기침, 호흡곤란, 천식 발작 등을 유발할 수 있습니다. 어린이는 특히 이산화질소에 민감하며 초기 생활에서 높은 노출은 천식 발생 위험을 증가시킬 수 있습니다. 이산화질소는 항원에 민감도를 높이고, 천식을 악화시킬 수 있습니다.

 

일산화탄소와 이산화탄소

일산화탄소(CO)와 이산화탄소(CO2)는 화석연료 연소 과정에서 생성됩니다. 이들의 대기 중 농도가 증가하면 꽃가루 계절의 연장, 식물이 생성하는 꽃가루 양의 증가, 그리고 꽃가루의 알레르기성 증가와 관련이 있을 수 있습니다. 일산화탄소와 이산화탄소 농도가 높아지면 알레르기 천식을 악화시킬 수 있는 가능성이 있습니다.

이산화황

이산화황(SO2)은 주로 화석연료를 태우는 과정에서 방출됩니다. 이산화황은 호흡기에 자극을 주며, 알레르기 천식 환자에게 특히 민감할 수 있습니다. 저농도의 이산화황도 호흡기 기능 저하와 천식 증상을 유발할 수 있습니다.

입자상 물질

입자상 물질(PM)은 자연적이든 인공적이든 다양한 원천에서 발생하는 복합적인 혼합물입니다. PM은 호흡기에 깊이 침투하여 천식 발작을 촉진하고 폐기능을 저하시킬 수 있습니다. 특히 초미세먼지(UFPs)는 세포 구조에 직접적으로 작용하여 천식을 악화시킬 수 있는 위험성이 큽니다.

 

야외 공기 오염과 천식 발생

야외 공기 오염은 다양한 천식 결과물과의 명확한 연관성이 여러 연구들을 통해 입증되었습니다. 이에는 천식 제어 저하, 폐 기능 저하 [92], 천식 약물 소비 증가, 외래 진료 방문 증가 [95,96], 천식 악화, 응급실 방문, 입원, 입원 기간 연장, 그리고 사망 등이 포함됩니다. 야외 공기 오염의 주요 원인인 도시 교통 관련 오염 (TRAP)은 특히 천식 결과물에 중대한 역할을 할 수 있습니다. 고 TRAP 환경에서 살고 있는 사람들의 천식 결과와 공기 오염과의 연관성이 강화된 것으로 나타난 연구도 있습니다. 또한, PM2.5 농도가 높은 환경에서 외부 노출되면 천식으로 인한 응급실 방문이 증가하는 것으로 밝혀졌습니다. 이 같은 연구들은 야외 공기 오염이 천식 발생 증가와 관련이 있음을 강력히 시사합니다.

 

야외 공기 오염과 천식 관리

야외 공기 오염에 따른 천식 관리를 위한 몇 가지 추천 사항이 있습니다. 개인적인 전략과 커뮤니티, 정부의 개입 뿐만 아니라 효과적인 변인 사용을 통해 위험 요소를 줄일 수 있습니다 [108]. 천식 환자들에게는 고농도 공기 오염이 발생할 때 N95 마스크 착용, 자전거나 걷기와 같은 활동적인 이동 수단 선택, 저 트래픽 경로 선택, 창문을 닫고 차량 내부 순환 시스템 유지, 그리고 현지 공기 오염 수준에 대한 정보 파악이 중요합니다. 천식 행동 계획에는 나쁜 공기 질 조건에서야외 활동을 피하는 것이 추가될 수 있습니다. 또한, 고취 공기 오염 수준은 계절성 알레르기 물질 노출과 함께 발생할 수 있어 천식 결과에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다. 또한, 도로에서 300m 이상 떨어진 곳에서 생활하는 것이 천식 환자들의 공기 오염 노출에 따른 영향을 줄일 수 있는 것으로 나타났습니다. 도시 계획에서는 대형 교통 도로와 산업 지역에서 떨어진 초록 지역이 더 많은 "스마트" 도시의 조성, 그리고 도보와 자전거 도로의 분리된 개방적인 구역 개발이 호흡 기계 질환을 줄일 수 있습니다. 정부는 공기 오염 모니터링, 공기 오염 수준이 높을 때 위험성을 대중에게 알리고 PM과 같은 배출물을 제어하는 조치를 취해야 합니다.

 

실내 및 야외 공기 오염과 천식

실내 및 야외 공기 오염은 천식 결과에 부정적인 영향을 미치는 주요 공공 건강 위협입니다. 최근 데이터에 따르면, 특히 TRAP 외에도 NO2와 SHS 노출이 어린이 천식 발병의 위험 요소로 작용합니다. 성인 천식 발병과 공기 오염 간의 인과 관계는 아직 명확하게 입증되지 않았습니다. 야외 오염 물질 (O3, NO2, SO2, CO, PM) 노출은 천식 증상, 악화 및 입원을 유발할 수 있습니다. 이 효과는 노출량과 지속 시간에 따라 달라집니다. O3, NO2, SO2 및 PM에 대해 폐 기능 저하가 더 자주 보고되었습니다. 흡연은 천식 제어가 떨어지고, 악화/입원이 더 자주 발생하며, 폐 기능 저하가 빨라지며, CS에 대한 반응이 낮아지는 것과 관련이 있습니다. SHS 노출은 천식 악화, 호흡 기계 이용 증가, 폐 기능 저하 및 호흡기 증상을 증가시킵니다. 실내 오염 물질 (예: 나무 연소로 인한 PM 또는 UFGHs에서의 NO2)의 고 노출은 천식 증상과 악화율이 더 높아지며, 폐 기능에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다. Aspergillus fumigatus와 Penicillium spp에 대한 과민 반응은 더 심한 천식과 관련이 있습니다. 이러한 부정적인 영향은 천식이 있는 어린이와 노인에서 더욱 두드러집니다. 현재 가이드라인에 따른 천식 관리는 이러한 효과를 줄일 수 있지만, 전 세계적인 조치가 실내/야외 공기 오염 노출을 최소화하고 천식 결과를 개선하는 데 필수적입니다. 흡연 및 기타 공기 오염 물질 사이의 이중 노출 (예: 흡연과 다른 공기 오염 물질 간의 관계 또는 야외 및 실내 공기 오염 물질 사이의 관련성)의 천식 결과에 대한 연구가 부족합니다. 이중 또는 다중 노출에 대한 미래 연구와 공기 오염에 민감도를 증가시킬 수 있는 호흡 기계 질환 패턴 식별이 필요합니다.

 

참고문헌

Tiotiu AI, Novakova P, Nedeva D, Chong-Neto HJ, Novakova S, Steiropoulos P, Kowal K. Impact of Air Pollution on Asthma Outcomes. Int J Environ Res Public Health. 2020 Aug 27;17(17):6212. doi: 10.3390/ijerph17176212. PMID: 32867076; PMCID: PMC7503605.