미세플라스틱이 인간의 장내미생물(마이크로바이옴)을 변화시킨다는 사실이 처음으로 사람의 대변 샘플을 통해 확인됐다. 장내미생물의 일부 변화는 우울증이나 대장암과 관련된 미생물 구성 패턴과 유사한 것으로 나타났다. 서로 다른 종류의 미세플라스틱이 인간 장내 미생물과 어떻게 상호작용하는지를 직접 분석한 세계 최초의 사례로 평가된다.
오스트리아 생명과학연구소가 주도한 국제공동연구프로젝트 '마이크로원(microONE)'은 이같은 내용의 연구 결과를 국제학술대회 'UEG 위크 2025(UEG Week 2025)'에서 7일(현지시간) 발표했다.
연구팀은 미세·나노플라스틱 입자가 인체 내에서 어떤 변화를 일으키는지 규명하기 위해 이번 연구를 수행했다. 건강한 성인 5명의 대변 샘플에서 장내 미생물 배양체를 만들어 이를 다섯 종류의 대표적 미세플라스틱인 폴리스타이렌, 폴리프로필렌, 저밀도 폴리에틸렌, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트에 노출시켰다. 실험은 인체가 실제 노출될 수 있는 농도와 그보다 높은 농도 조건에서 각각 진행됐다.
총 세균 수에는 큰 변화가 없었지만 미세플라스틱에 노출된 배양체에서는 공통적으로 수소이온농도(pH)가 낮아지는 현상이 관찰됐다. 장내 세균의 대사활동이 달라졌음을 보여주는 결과다. 세균 구성도 변화했다. 미세플라스틱 종류에 따라 특정 세균 집단이 증가하거나 감소했다. 이 세균들의 대부분은 소화와 장 건강에 중요한 역할을 하는 바실로타 문(門)에 속한다. 세균이 만들어내는 화학물질의 조성도 변했다. 일부 미세플라스틱은 장 점막을 보호하는 발레르산, 신경계 기능과 연관된 5-아미노펜탄산 농도를 바꿨다. 단백질 합성에 필수적 아미노산인 라이신이나 장내 산성도를 조절하는 젖산 수준에도 영향을 미쳤다.
연구팀은 "이러한 결과는 미세플라스틱이 단순한 물리적 입자 이상으로 세균 대사에 복잡한 영향을 미칠 수 있음을 보여준다"고 말했다. 미세플라스틱에 의해 유도된 일부 미생물 변화는 기존 우울증이나 대장암 환자에서 보고된 미생물 패턴과 유사했다. 미세플라스틱 노출이 이들 질병 위험과 연관될 수 있음을 시사한다. 연구를 이끈 크리스티안 파허-도이치 오스트리아 CBmed 연구센터 연구책임자는 “미세플라스틱 표면에 생물막이 형성돼 특정 세균이 서식하기 쉬운 환경이 조성될 수 있고 일부 플라스틱은 세균의 대사활동을 직접 변화시키는 화학물질을 운반할 수도 있다”고 설명했다. 이어 “이로 인해 산 생성이 증가하고 장내 pH가 변하며 다시 세균 구성에 연쇄적인 영향을 미치는 악순환이 일어날 수 있다”고 덧붙였다. 파허도이치는 “이번 연구의 핵심 메시지는 미세플라스틱이 우리의 장내 미생물에 영향을 미친다는 사실”이라며 “아직 건강에 대한 직접적인 결론을 내리긴 이르지만 장내 미생물은 소화뿐 아니라 정신 건강 등 여러 측면에 관여하는 만큼 가능한 한 미세플라스틱 노출을 줄이는 것이 바람직하다”고 말했다.
