몸속 혈액 성분 바꾸는 온실가스… “50년 뒤 건강 상한선 도달”

대기 중에 늘어나는 이산화탄소가 기후에 영향을 미치는 것을 넘어, 가랑비에 옷 젖듯 몸속에 스며들어 혈액의 성분을 바꾸고 있다는 연구 결과가 나왔다. 대기 중에 쌓이는 온실가스가 자연 생태계뿐 아니라 우리 건강까지 서서히 조여오고 있다는 얘기다.

오스트레일리아 커틴대와 오스트레일리아국립대 공동연구진은 미국 국민건강영양조사(NHANES) 데이터를 분석한 결과, 대기 중 이산화탄소 농도 증가와 밀접하게 연관된 혈액 화학 성분이 꾸준하게 변화하고 있다는 사실을 발견해 최근 국제학술지 ‘대기질, 대기, 건강’(Air Quality, Atmosphere & Health)에 발표했다. 연구진은 이런 추세가 지속할 경우 향후 50년 안에 인체의 생리 조절 능력이 한계에 다다를 수 있다고 경고했다.

연구진이 분석한 데이터는 1999~2020년 기간에 2년마다 실시한 약 7000명의 혈액 검사 결과다. 연구진은 이 가운데 중탄산염, 칼슘, 인 세 가지 물질의 지표를 살펴봤다.

분석 결과 중탄산염 수치는 1999년 이후 약 7% 상승했지만 칼슘은 2%, 인은 7% 각각 감소한 것으로 나타났다. 특히 혈중 중탄산염 수치 증가율은 연평균 0.34%로 대기 중 이산화탄소 농도 증가율(연평균 0.5%)와 비슷했다. 연구진은 “이는 대기 중 이산화탄소 농도와 혈중 중탄산염 수치 사이에 인과관계가 있을 가능성을 시사한다”고 밝혔다.

중탄산염은 우리 몸의 산-알칼리 균형을 유지하는 데 중요한 역할을 하는 물질이다. 호흡을 통해 몸속에 들어오거나 대사 과정을 통해 생성된 이산화탄소의 대부분은 혈액 속의 적혈구 안에서 물과 반응해 중탄산염으로 변환된다. 이때 수소 이온이 생성되면서 혈액을 산성화시킨다. 그러나 산성화가 일정 수준 이상으로 진행되는 것을 막기 위해, 이산화탄소량이 늘어나면 우리 몸은 신장을 통해 중탄산염을 추가로 더 만들어 과다해진 수소 이온을 흡수하는 방식으로 산성도를 다시 낮추는 보상 기전을 작동시킨다.

한마디로 이산화탄소는 혈액을 산성으로 만드는 공격자, 그 과정에서 늘어난 중탄산염은 산성을 중화하는 몸의 보호자 역할을 하는 셈이다.

칼슘과 인도 수소이온과 결합하는 방식으로 혈액의 산성화를 막는 역할을 한다. 다만 중탄산염과 달리 칼슘과 인은 혈액에 머물지 않고 수소이온과 함께 소변을 통해 몸 밖으로 빠져나간다.

그러나 이런 보상 작용이 장기간 계속되면 생리적 문제가 일어날 수 있다. 우선 신장의 중탄산염 생성 기능에 무리가 와서 조직의 석회화를 유발할 수 있다. 또 필수 영양소인 칼슘과 인이 몸 밖으로 배출돼 부족해지면 장기나 대사 기능에 문제가 생길 수 있다. 특히 보상 기전에 사용하는 칼슘과 인의 상당 부분은 뼈에서 녹아 나온 것이어서 뼈 건강에 직접적인 영향을 미친다.

의학계에서는 건강한 성인의 혈중 중탄산염 상한선을 30mEq/L로 본다. 중탄산염 수치는 1999년 23.8mEq/L에서 2020년 25.3mEq/L로 증가했다. 연구진은 이런 증가 추세가 지속한다면 중탄산염 수치는 50년 후에 건강하다고 여겨지는 범위의 상한선에 이를 것으로 내다봤다. 또 칼슘은 2099년, 인은 2085년 즈음에 정상 범위의 하한선에 도달할 것으로 예측했다.

연구진은 이번 연구 결과는 폭염, 극한 기상, 해수면 상승을 넘어선 새로운 차원의 기후 위험을 시사한다고 밝혔다. 따라서 대기 중 이산화탄소 증가를 단순히 환경문제로만 볼 것이 아니라 장기적인 공중보건 변수로도 고려해야 할 필요가 있다고 강조했다.

논문 공동저자인 커틴대의 알렉산더 라르콤브 교수는 “특정 임계점을 넘는다고 해서 사람들이 갑자기 아프게 된다는 말은 아니지만, 개인 차원에서는 점차 생리적 변화가 일어나고 있을 가능성이 있다”고 말했다.

곽노필 선임기자 nopil@hani.co.kr