- 대기오염이 건강에 미치는 영향 - 태아에 미치는 영향 2. 심혈관질환에 미치는 영향 3. 뇌졸중에 미치는 영향

1. 대기오염과 태아의 건강 저체중아 2) 자궁내발육지연 3) 조산 4) 선천성 기형 -> 각 대기오염 물질이 임신 기간 중 어느 시기에 영향을 주는지에 대해서는 결과들이 일치되지 않고 있다.

1) 저체중아 저체중아의 의의 저체중아 출산은 신생아 사망의 주된 원인이며, 체중이 감소할수록 영아사망률은 증가하며, 저체중아는 성인기에 심혈관계 질환이나 당뇨병의 위험을 증가시키기 때문에 체중감소에 기여하는 환경적 요인들은 공중보건학적으로 중요성이 큼 출생 시 체중은 산모의 건강과 영양 상태 뿐 아니라 영아의 생존, 성장, 장기적인 건강과 심리적인 발달의 중요한 지표임 2002년 UNICEF 자료에 따르면 145개국에서 매년 천팔백만명의 저체중아가 출생되고 있으며, 통계청 자료를 이용한 우리나라 37주이상의 저체중아 유병률은 2.8%(Ha et al, 2001), 다른 연구 6% 정도 기전: ① CO가 태반을 통과하여 COHb형성 -> 산소운반 떨어짐 ② 대기오염으로 free radicals 생성, 염증반응을 야기 -> 혈액 점성 도를 증가시킴 -> 태반혈류순환 장애 초래 -> 저체중아, 조산

(2) 일반적인 연구결과 정리 1970년대 초 캘리포니아의 로스엔젤레스에서 대기오염이 높은 지역에 거주하는 산모들에게서 태어난 아이들의 출생 시 평균 체중이 낮다는 것이 처음 보고됨. 임신 기간 별 오염물질 종류별 영향 ① 임신 3분기 동안의 SO2, TSP 노출과 태아의 출생시 체중사이 에는 유의한 양반응관계가 있다. ② 임신 3분기 동안의 CO 노출과 출생시 체중이 관련이 있다(미국). ③ 임신 첫번째 달의 PM10의 노출이 자궁내 발육지연아 출산과 관련 이 있다. ④ 임신 1분기의 SO2, TSP 노출이 저체중아와 관련이 있다.

(3) 국내연구결과 정리 1996년 1월-1997년 12월까지 2년 동안 서울지역에서 태어난 만삭아만을 대상으로 임신 각 시기별 대기오염물질의 노출과 저체중아와의 상관여부를 조사함. 제태기간, 산모의 연령, 부모의 교육수준, 출생순위, 출생아의 성별 에 대해 보정함. 임신 1분기 동안에 CO, NO2, SO2, TSP 농도가 증가함에 따라 저체 중의 위험도도 증가함이 관찰됨. - Relative risk of LBW for CO: 1.08(95% CI 1.04-1.12) NO2: 1.07(95% CI 1.03-1.11) SO2: 1.06(95% CI 1.02-1.10) TSP: 1.04(95% CI 1.00-1.08) - 임신 3분기에는 O3가 저체중아의 위험요인:1.09(95% CI 1.04-1.14) Eun-Hee Ha et al. Is air pollution a risk factor for low birth weight in Seoul?. Epidemiology 2001;12(6):643-648

1996년부터 1998년까지 서울 지역에서 대기오염이 저체중아에 미치는 영향을 조사한 연구에서 임신 기간동안 대기오염물질에 대한 노출을 임신 전체기간, 임신 1,2,3분기, 임신 각 달로 구분하여 고려 임신주수, 산모의 연령, 부모의 교육수준, 출생아의 성별과 출생순위에 대해 보정함. 임신 1분기와 2분기에서의 CO, PM10, SO2, NO2 노출이 저체중아 출산에 영향을 미치는 것으로 조사됨. 임신 2-5개월까지의 CO 노출, 임신 2개월과 4개월의 PM10 노출, 임신 3-5개월까지의 SO2, NO2 노출이 저체중아 출산을 증가시킴. 임신 전체 기간 동안의 CO 노출에 대한 저체중아의 교차비는 1.05(95% CI 1.01-1.09) PM10은 1.06(95% CI 1.04-1.24) NO2는 1.04(95% CI 1.00-1.08) 임신 1분기에 CO 노출은 체중을 12.81g 감소시켰고, 임신 2분기의 PM10, SO2, NO2 노출은 각각 19.6g, 14.64g, 21.55g 출생시 체중을 감소시킴. 이 보은. 서울지역의 대기오염과 저체중아 출산에 관한 연구. 2003. 이화여대 대학원 박사학위 논문.

브라질 상파울로에서 대기오염과 출생시 체중과의 관계 연구 1997년 한 해동안 만삭으로 태어난 단태아에 대한 단면적 연구 임신 1분기 동안에 PM10과 CO에 노출시 출생시 체중과는 음의 관계가 있으며, 이것은 CO에서 더 잘 관찰됨. 즉, 임신 1분기 동안에 노출되는 CO농도가 1ppm 증가함에 따라 출생시 체중은 23g 감소함이 관찰됨. N Gouveia et al. Association between ambient air pollution and birth weight in Sao Paulo, Brazil. Journal of Epidemiology Community Health. 2004;58:11-17.

2) Birth defects 1987년부터 1993년 동안 남부 캘리포니아 지역에서 신생아와 탸아들을 대상으로 California Birth Defects Monitoring Program에 등록된 자료들을 기초로 대기오염과 birth defect 발생간의 효과를 조사함. CO, NO2, O3, PM10에 대해 임신 기간 동안 매달 평균 노출양을 계산함. 심실중격결손의 교차비는 양반응관계를 보이며 증가하고, 임신 2개월에 노출된 CO 노출 정도가 2사분위일때 OR 1.62(95%CI 1.05-2.48) 3사분위일때 OR 2.09(95%CI 1.19-3.67) 4사분위일때 OR 2.95(95%CI 1.44-6.05)로 증가하였다. 대동맥와 대동맥판막결손, 폐혈관과 폐혈관판막 이상, conotruncal defects 의 위험도는 임신 2개월 때의 O3 노출에 따라 증가하였다. 이 연구는 발달과정의 매우 민감한 과정 동안에 대기오염과 인간 기형을 연결하여 조사한 첫번째 연구임. Ritz Beate et al. Ambient air pollution and risk of birth defects in southern California. American Journal of Epidemiology. 2002;155(1):17-25.

3) Other adverse pregnancy outcomes 캐나다 밴쿠버에서 1985년에서 1998년 사이에 대기중의 SO2, NO2, Co, O3 농도와 단태아로 태어난 신생아에서 조산아, 저체중아, 자궁내발육지연과의 연관을 조사함. 임신 첫 1개월에 노출되는 SO2 농도가 5ppb 증가함에 따라 저체중아의 OR 1.11(95% CI 1.09-1.22) 임신 마지막 달 동안에 노출되는 SO2 농도가 5ppb 증가함에 따라 조산아에 대한 OR 1.09 (95% CI 1.01-1.19), CO 농도가 1ppm 증가함에 따라 조산아에 대한 OR 1.08 (95% CI 1.01-1.15) 임신 첫 1개월에 노출되는 SO2 농도가 5ppb 증가함에 따라 자궁내발육지연의 OR 1.07(95% CI 1.01-1.13), NO2 농도가 10ppb 증가함에 따라 OR 1.05(95% CI 1.01-1.10), CO 농도가 1ppm 증가함에 따라 OR 1.06(95% CI 1.01-1.10) 상대적으로 저농도의 가스상의 대기오염물질이 조산아, 저체중아, 자궁내발육지연 등과 연관됨이 밝혀짐. Shiliang Liu et al. Association between gaseous ambient air pollutants and adverse pregnancy outcomes in Vancouver, Canada. Environmental Health Perspectives. 2003;111(14):1773-1778.

대만에서 petrochemical air pollution과 adverse pregnancy outcomes와 연관성 연구 대만에서 석유화학산업은 대기오염을 야기하는 산업의 주요한 원인 이 연구에서는 만삭 저체중아, 조산아와 석유화학 산업단지에서 가까이에 거주와의 관계를 조사함. 조사구역을 16개의 석유산업단지구역(PIMs)과 대조군(RFMs)으로 16개를 선정하여 비교함. 조산아의 유병률은 PIMs에서는 4.72%, RFMs 4.58% 저체중아의 유병률은 PIMs에서는 2.51%, RFMs 2.35% 산모의 나이, 결혼 상태, 산모의 교육수준, 신생아의 성별에 대해 보정하고, PIMs를 RFMs와 비교시 저체중아의 OR 1.07(95% CI 0.95-1.22), 조산아의 OR 1.03 (95% CI 0.94-1.13) Chun-Yuh Yang et al. Association between petrochemical air pollution and adverse pregnancy outcomes in Taiwan. Archives of Environmental Health. 2002;57(5):461-465.

대기오염과 심혈관질환 분진이 사망 중 특히 심혈관계 사망을 증가시키는 기전 ① 흡입된 분진이 폐포 내에서 염증 반응을 일으켜 혈액의 응고도를 증가시 킨다는 것 ② 대기오염이 심장에 대한 자율신경계의 조절에 영향을 미쳐 심박수를 증가 시키거나 심박변동율을 저하시킨다는 것, 연구에 따르면 미세분진의 증가 는 심박변동율의 저하와 관련이 있고, 특히 이러한 관련성은 기존의 심혈 관질환자에서 크게 나타난다고 보고함. WHO에서 시행한 MONICA study에 의하면 대기오염이 높게 나타날 때 심박 이 증가함이 관찰됨. 안정시 심박의 증가는 사망이나 심장질환의 위험인자이 고 심장의 자율신경조절기능의 장애를 의미할 수 있다. 한 연구에 따르면 관상동맥을 결찰한 실험군(개)과 정상군에 농축된 분진에 노출시켰을 때 실험군에서 분진에 의한 부정맥이 보다 뚜렷하게 나타났으며, 허혈성 심질환이 더욱 빠르게 진행되는 것으로 나타남. 미국에서 수행된 심장세동차단기를 부착한 부정맥환자에서 대기오염의 증가 가 생명을 위협하는 지를 보는 연구에 따르면 중증 환자에서 대기오염에 더 욱 민감한 것으로 나타났으며, 그 영향을 대기오염노출로부터 1-2일 뒤에 나 타나고, NO2이 가장 관련이 높고, PM10과 PM2.5은 유의한 관련성이 있는 것으로 조사됨.

부유분진과 오존은 다양한 정도의 심장 자율신경계 부전과 관계가 있다고 알려져 왔다 부유분진과 오존은 다양한 정도의 심장 자율신경계 부전과 관계가 있다고 알려져 왔다. 멕시코시티의 한 요양원의 거주자들을 대상으로 3개월동안 하루걸러 하루씩 심장 박동률의 변이를 조사하였다. 실내와 실외의 PM2.5 농도를 요양원에서 매일 측정하였으며, 오존과 다른 오염물질의 농도는 근처의 자동측정기 자료를 이용하였다. 초기의 42명의 참가자 중 34명(81%)이 연구기간 중에 조사되었다. 24시간 평균 실내 PM2.5의 농도는 15-67㎍/㎥이고, 실외 PM2.5의 농도는 9-87㎍/㎥이다. 하루 중 시간 당 최고 오존 농도는 47-228ppb였으며, 연령과 심박수를 보정하고, 심장박동수의 변이 중 고주파수 부분과 PM2.5의 평균 24시간 농도가 상당히 감소됨이 관찰되었다. 고혈압을 동반한 대상자에서 오존과 PM2.5 노출로 고주파수 심장박동수 변이가 더 크게 감소함이 관찰되었다. Fernando Holguin et al. Air pollution and heart rate variability among the elderly in Mexico city. Epidemiology 2003;14:521-527.

Robert L. Johnson. Relative effects of air pollution on lungs and heart. Circulation 2004;109:5-7. 결론: ① 만성적으로 미세한 그리고 초미세한 대기오염물질의 농도가 높게 되면 현재 흡연자, 과거 흡연자, 그리고 전혀 흡연을 하지 않은 경우에도 심혈관질환의 악화와 이로 인한 사망에 있어 중요한 위험인자로 작용한다. ② 만성적인 고농도의 대기오염물질은 전혀 흡연을 하지 않은 사람에서는 폐질환으로 인한 사망의 위험도를 증가시키는 데 중요한 인자로 작용하지는 않는다. ③ 만성적인 고농도의 대기오염으로 흡연자 집단에서 폐질환으로 사망하는 위험은 심혈관질환으로 사망하는 경우보다 대략 5배 정도 더 많다. 따라서 1952년 London smog 때와 같이 흡연의 발생률이 매우 높을 때 폐질환으로 인한 사망위험도는 매우 높지만, 심장질환으로 인한 사망위험도는 무의미하다고 조사된 대기오염과 사망률에 관한 이전의 연구결과를 설명해준다. ④ 그러나 이러한 새로운 연구결과가 전혀 금연을 하지 않는 사람에서 심한 대기오염이 전혀 영향이 없다고 잘못해석해서는 않된다. ⑤ 비흡연자에서는 심한 대기오염은 폐주변부 조기의 구조적 손상을 야기하며, 폐 기능의 감소를 악화시킨다. 심한 대기오염에 노출된 비흡연자들은 만성폐쇄성폐질환으로 사망하기보다는 폐렴이나 독감으로 인한 사망의 위험도가 정상보다 높으며, 이는 최근의 자료와 일치되는 결과이다.

이 연구는 American Cancer Society가 Cancer Prevention Study II를 위해 수집한 자료 중 일부분을 가지고 PM2.5에 장기노출과 사망원인과의 관계를 분석한 연구결과임 CPS II의 조사 대상자는 미국 50개주와 District of Columbia, Puerto Rico에서 거주하는 30세 이상 성인 중 자원자를 대상으로 설문지로 성별, 흡연여부, 음주, 식이, 직업노출 등에 대해 조사하였으며, 1982년부터 1998년까지 수차례 사망진단서를 확인하여 사망을 확인하였고, 총 16년 동안 사망자는 참여대상자의 22.5%가 사망하였다. 그러나 본 연구에서는 미국내의 대기오염물질 자료를 확인할 수 있는 대도시에 거주하고 있는 사람으로 제한하였고, 사망자료를 National Death Index의 사망진단서와 link하여 조사함. 미국에서는 PM2.5의 농도가 조사된 기간은 1979-1983년 1차례, 1999-2000까지 2차례가 있으며 이 동안에 대상자 수는 각각 36만명과 50만명이었다. Cox proportioal hazard regression model을 이용하여 분석하였고, 흡연여부(비흡연자, 과거흡연자, 현재흡연자), 결혼 여부등에 대해 보정하였다. PM2.5의 농도가 10㎍/㎥상승시마다 사망위험도는 8-18% 증가함이 관찰되었고, 특히 흡연자에서 위험이 더 높았다. 심혈관질환으로 인한 사망이 폐질환보다 더 강한 연관성을 보여주었으며, 특히, 허혈성심질환의 연관성이 가장 높았으며, 다음으로 부정맥, 심부전, 심정지 등이었다. 폐질환에서는 특이하게 비흡연자들에서 폐렴과 독감으로 인한 사망과의 연관성이 높게 조사되었다. 따라서 PM2.5는 폐와 전신의 혈관에 염증반응과 동맥경화를 악화시키고, 심장의 자율기능에 장애를 초래함으로써 심혈관질환으로 인한 사망에 위험인자로 작용하며, 비록 흡연이 대기오염보다 심혈관질환 사망률에 더 중요하지만, PM2.5에 노출되면 추가로 적어도 부가적인(additive) 효과를 나타내는 것으로 보인다. C. Arden Pope III et al. Cardiovascular mortality and long-term exposure to particulate air pollution. Circulation. 2004;109:71-77.

이 연구는 미국 조지아 주 애틀란타에서 1993년 1월 1일부터 2000년 8월 31일까지 동안 대기 상태자료와 응급실 방문자료간의 관계를 시계열로 분석한 연구임. - 1993년 1월 1일부터 2000년 8월 31일까지 일반적인 기준 오염물질에 대한 자료와 1998년 8월 1일부터 2000년 8월 31일까지 기간동안 Aerosol Research and Inhalation Epidemiology Study(ARIES)에 의해 운영되며 particle composition, physican characteristics까지도 조사되는 자료를 같이 분석함. 아트란타에 위치한 총 41개 병원 중 자료수집이 가능한 31개 병원에서 조사기간동안 4,407,535건의 응급실 방문에 대하여 조사 후 Poisson generalized linear model을 이용하여 장기간의 시간적 경향, 다른 기상조건들에 대해 보정하여 분석함. single pollutant model을 이용하여 심혈관질환으로 인한 방문과 NO2, CO, PM2.5, organic carbon, elemental carbon, oxygenated hydrocarbon과 상관이 있었으며, 이차분석결과 응급실을 방문한 동일한 날의 오염농도와 가장 강한 관계를 보여주었다. 심혈관질환 각각과 오염물질과의 관계를 보면 심부전은 24시간 PM2.5, 24시간 PM2.5 organic carbon, 24시간 PM2.5 elemental carbon과 유의한 양의 관계를, 허혈성심질환은 1시간 최고 NO2, 24시간 oxygenated hydrocarbon과, 말초혈관질환과 뇌졸중은 1시간 최고NO2, 1시간 최고 CO, 24시간 PM2.5와 유의한 양의 관계를 나타냈다. Kristi Busico Metzger et al. Ambient air pollution and cardiovascular emergency department visits. Epidemiology. 2004;15:46-56.

1993년부터 1997년까지 7월부터 8월까지 동안에 미국 콜로라도 덴버에서 매일 최고 온도, PM10, O3, NO2, SO2, CO 농도를 측정하고, 65세 초과한 남녀에서 매일 심혈관질환으로 병원에 입원한 수를 조사하여 비교한 연구임. Single-pollutant model, lag time 0-4days를 조사 O3농도는 급성 심근경색증, 관상동맥 동맥경화증, 폐 심장질환으로 인한 입원의 위험도 증가와 연관되어 있고, SO2 농도는 심장의 부정맥으로 인한 병실 입원 기간의 연장과 관계가 있으며, CO는 울혈성심부전과 유의한 관계가 있으나, PM10과 NO2는 아무런 관계를 발견하지 못하였다. 이번 연구에서는 조사대상이 되는 심혈관질환 중 울혈성 심부전을 제외하고는 나머지 질환으로 인한 입원이 남성이 여성에서 보다 더 많은 경향을 보여주었다. Petra J.M. Koken et al. Temperature, air pollution, and hospitalization for cardiovascular diseases among elderly people in Denver. Environmental Health Perspectives. 2003;111(10):1312-1317.

대기오염과 뇌졸중 서울에서 1991년 1월부터 1997년 12월까지 7년 동안에 대기오염과 급성 뇌졸중에 의한 사망률과의 연관성을 조사함. 네델란드의 연구에서는 뇌졸중과 가스상 대기오염물질과 유의한 관련성을 밝혔으나, 본 연구에서는 뇌경색과 뇌출혈을 구분하여 조사함. 뇌경색 사망률에 대기오염물질에 의한 영향은 통계적으로 유의하였 지만, 뇌출혈 사망률에는 유의하지 않았으나, 단 동일한 날의 TSP와 는 예외적으로 유의하였다(상대위험도 1.04, 95% CI 1.02-1.07). 동일한 날에 대하여 뇌경색 사망률에 대한 TSP의 상대위험도는 1.03(95% CI 1.00-1.06) SO2의 상대위험도는 1.04(95% CI 1.01-1.07) 1일 뒤의 NO2의 상대위험도는 1.04(95% CI 1.01-1.07) CO의 상대위험도는 1.06(95% CI 1.02-1.09) 3일 뒤의 O3의 상대위험도는 1.06(95% CI 1.02-1.10) => 3-6% 증가 즉 2.8명/일 사망 -> 연구기간동안 214-428명/7137건 - Yun-Chul Hong, Jong-Tae Lee, Ho Kim, Ho-Jang Kwon. Air pollution A New risk factor in ischemic stroke mortality. Stroke 2002;33:2165-2169.

Shang-Shyue Tsai et al. evidence for an association between air pollution and daily stroke admissions in Kaohsiung, Taiwan. 1997년부터 2000년까지 동안 23,179건의 뇌졸중 입원 자료를 분석 1) one pollutant model ① 온도가 20도가 넘는 따뜻한 날에는 PM10, NO2, SO2, CO, O3와 뇌출혈과 뇌경색으로 인한 입원과는 유의한 양의 상관관계를 보임 ② 온도가 20도 미만인 경우에는 CO만이 뇌경색 입원과 유의하게 연관관계를 보임 2) two pollutant model ① PM10, NO2만이 따뜻한 날인 경우 뇌출혈과 뇌경색과 유의한 관계 PM10의 뇌출혈에 대한 상대위험도는 1.54(95% CI 1.31-1.81) NO2 의 뇌출혈에 대한 상대위험도는 1.56(95% CI 1.32-1.84) PM10의 뇌경색에 대한 상대위험도는 1.46(95% CI 1.32-1.61) NO2 의 뇌경색에 대한 상대위험도는 1.55(95% CI 1.40-1.71)