학문
수려한집게벌레191
새집에서 발생하는 포름알데하이드나 벤젠 등의 VOCs가 인체에 유해한 이유가 무엇인가요?
새집에서 발생하는 포름알데하이드나 벤젠 등의 VOCs가 인체에 유해한 이유를, 이들 분자의 높은 반응성이 왜 세포 내 단백질이나 DNA와 비정상적인 공유 결합을 형성하는지 궁금합니다.
3개의 답변이 있어요!
안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
새집 증후군의 주범인 포름알데하이드나 벤젠 같은 휘발성 유기 화합물(VOCs)이 인체에 치명적인 이유는 이들이 우리 몸을 구성하는 핵심 분자들과 제멋대로 결합하여 구조를 망가뜨리기 때문입니다. 특히 이들 분자는 화학적으로 매우 불안정하여 주변 물질과 반응하려는 성질이 강한데, 이것이 세포 내 단백질이나 DNA를 공격하는 무기가 됩니다.
먼저 포름알데하이드의 경우 분자 내에 전자를 매우 강력하게 끌어당기는 산소 원자가 포함된 카르보닐기를 가지고 있습니다. 이로 인해 탄소 부위는 전자가 부족한 양전하 성질을 띠게 되어, 전자가 풍부한 다른 분자를 공격하려는 친전자성 특성을 강하게 나타냅니다.
우리 세포 안의 단백질이나 DNA에는 질소나 산소처럼 전자가 풍부한 부위들이 매우 많습니다. 포름알데하이드는 이들과 순식간에 강력한 공유 결합을 형성하는데 이를 가교 결합이라고 부릅니다. 원래 유연하게 움직이며 제 기능을 해야 할 단백질들이 포름알데하이드에 의해 서로 엉겨 붙거나 딱딱하게 굳어버리면 세포의 대사 활동이 멈추게 됩니다. 특히 유전 정보를 담고 있는 DNA와 단백질이 비정상적으로 결합하면 유전 정보의 복제나 판독이 불가능해져 돌연변이가 발생하거나 암으로 이어질 수 있습니다.
벤젠의 경우는 조금 다른 방식으로 독성을 나타냅니다. 벤젠 자체는 구조적으로 매우 안정적인 고리 형태를 띠고 있지만, 우리 몸에 들어와 간에서 대사되는 과정에서 에폭사이드와 같은 반응성이 극도로 높은 중간 산물로 변합니다. 이 중간 산물은 앞서 말한 포름알데하이드처럼 DNA의 염기 서열에 직접 달라붙어 공유 결합을 형성합니다.
이렇게 외부 화합물이 DNA와 결합하여 만들어진 구조를 DNA 부가물이라고 합니다. 세포는 스스로 손상된 DNA를 복구하려는 시스템을 갖추고 있지만, 새집에서 지속적으로 뿜어져 나오는 VOCs에 노출되면 복구 범위를 넘어서게 됩니다. 결국 잘못된 유전 정보가 쌓이면서 세포가 사멸하거나 통제 불능 상태로 증식하게 되는 것이 VOCs가 인체에 유해한 근본적인 화학적 이유입니다.
채택 보상으로 217베리 받았어요.
채택된 답변안녕하세요.
새집에서 발생하는 휘발성 유기화합물이 인체에 유해한 이유는 휘발성이 강하다보니 쉽게 공기 중으로 퍼져 호흡기로 흡수되고, 일부 분자는 세포 내 생체분자와 화학적으로 반응하거나 독성 대사산물을 만들어 세포 기능을 교란하기 때문입니다. 새집에서는 접착제, 합판, MDF, 단열재 등으로부터 VOC가 방출되는데요, 이들은 증기압이 비교적 높아 실온에서도 서서히 기체로 증발합니다. 이를 사람이 들이마시면 코, 목, 기관지, 폐포를 통해 체내로 들어오고 일부는 혈류로 흡수되다보니, 밀폐된 실내에서는 농도가 올라가 두통, 눈 따가움, 기침, 점막 자극, 피로감 같은 증상이 나타날 수 있습니다.
포름알데하이드는 대표적인 고반응성 전자친화성 물질인데요, 알데하이드기의 탄소는 전자밀도가 낮아 친핵체의 공격을 받기 쉽습니다. 인체 단백질에는 라이신의 아민기, 시스테인의 티올기, 히스티딘의 이미다졸기 등 전자를 제공할 수 있는 작용기가 많고, DNA 염기에도 아민기와 질소 원자가 존재합니다. 포름알데하이드는 이런 부위와 반응하여 쉬프 염기를 형성할 수 있습니다. 즉 원래라면 자유로워야 할 단백질 두 개를 포름알데하이드가 다리처럼 연결하거나, DNA와 단백질을 비정상적으로 묶게 되므로, 효소 활성이 떨어지고, 세포 복제와 전사 및 수선 시스템이 방해받습니다. 눈과 코 점막이 특히 민감한 이유는 포름알데하이드가 물에 잘 녹고 반응성이 커서 접촉 부위에서 즉시 자극성 반응을 일으키기 때문입니다. 다음으로 벤젠은 구조적으로 비교적 안정한 방향족 탄화수소라 포름알데하이드처럼 강한 공유결합 반응을 하지는 않습니다. 벤젠의 독성 핵심은 체내 대사 활성화라고 할 수 있는데요, 간에서 시토크롬 P450 효소에 의하여 벤젠은 벤젠옥사이드, 페놀과 같은 반응성 대사산물로 바뀐 후, 활성산소종을 만들고, 단백질과 DNA를 손상시키며 골수 세포에 독성을 유발할 수 있습니다. 감사합니다.
안녕하세요. 김찬우 전문가입니다.
새집증후군이라 불릴 정도로 새로운 집에서 발생하는 휘발성유기화합물 VOCs 는 인체내에 들어와 피해를 입힙니다. 이름 그대로 휘발이 잘되는 유기화합물이라 인체내에 쉽게 침투 할 수 있습니다.
일단 냄새로 알 수 있듯이 코의 접막을 자극하여 통증을 유발하고 호릅기를 자극하여 기침이나 비염증상을 일으킬 수 있습니다.
하지만 이것이 장기간 노출될 경우 더욱 인체에 치명적입니다.
독소이기 때문에 이것을 해독하는 간과 신장에 영향을 미칠 수 있으며 중추신경계를 자극하여 기억력에 문제를 일으킬 수도 있습니다.
또한 유아나 고령자의 경우는 아토피 피부염이나 천식과 같은 만성질환을 발병시킬수 있습니다.
그럼 답변 읽어주셔서 감사드립니다~! 더 궁금한게 있으시면 언제든지 문의 주십시요:)