환경 요인
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1. 개요
환경 요인은 생물의 유전형이 발현되어 표현형을 나타내는 과정에서 영향을 미치는 모든 외부적 요소를 포괄하며, 특히 인간의 건강과 질병에 중요한 영향을 미친다. 엑소솜(Exposome)은 개인이 평생 동안 노출되는 환경 요인을 포괄하는 개념으로, 유전체와 상호 작용하여 질병 발생에 영향을 미칠 수 있다. 사회경제적 요인은 환경 변화의 주요 동인으로 작용하며, 인구 증가, 경제 성장, 기술 발전 등이 환경 문제에 영향을 미친다. 대한민국은 환경 문제 해결을 위해 다양한 정책을 추진하고 있으며, 환경 보건 분야의 과제 해결을 위해 노력하고 있다.
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| 환경 요인 | |
|---|---|
| 개요 | |
| 정의 | 생태계에서 생물체에 영향을 미치는 모든 요인 (생물적 또는 비생물적) |
| 관련 개념 | 노출체 |
| 참고 문헌 | Gilpin A (1996). Dictionary of Environment and Sustainable Development. John Wiley and Sons. p. 247. |
| 추가 정보 | Gallagher, James (2015년 12월 17일). Cancer is not just 'bad luck' but down to environment, study suggests. BBC. 2015년 12월 17일에 확인함. |
2. 엑소솜 (Exposome)
'''엑소솜'''은 개념 형성 이후부터의 인간 환경(즉, 비유전적) 노출 평가를 포괄하며, 유전체를 보완한다. 엑소솜은 2005년 암 역학자 크리스토퍼 폴 와일드(Christopher Paul Wild)가 "유전체를 "엑소솜"으로 보완하기: 분자 역학에서 환경 노출 측정이 해결해야 할 과제"라는 제목의 논문에서 처음 제안했다.[5] 엑소솜의 개념과 이를 평가하는 방법에 대한 논의는 2010년,[6][7] 2012년,[8][9][10][11][12][13] 2014년[14][15] 그리고 2021년에 걸쳐 다양한 관점에서 활발하게 진행되었다.[16]
와일드는 2005년 논문에서 "가장 완벽한 형태의 엑소솜은 출생 전 기간부터 시작하는 평생의 환경 노출( 생활 방식 요인 포함)을 포괄한다"고 언급했다. 이 개념은 유전학에 대한 투자를 균형 있게 하기 위해 인과 관계 연구를 위한 더 좋고 완전한 환경 노출 데이터의 필요성에 주목하기 위해 처음 제안되었다. 와일드에 따르면, 엑소솜의 불완전한 버전조차도 역학에 유용할 수 있다. 2012년 와일드는 엑소솜을 더 잘 정의하기 위해 개인 센서, 생체 지표, '오믹스' 기술을 포함한 방법을 개략적으로 설명했다.[8][17] 그는 엑소솜 내에서 다음과 같이 세 가지 중첩된 영역을 설명했다.
# 도시 환경, 교육, 기후 요인, 사회적 자본, 스트레스를 포함하는 일반적인 외부 환경
# 특정 오염 물질, 방사선, 감염, 생활 방식 요인(예: 담배, 알코올), 식단, 신체 활동 등을 포함하는 특정 외부 환경
# 대사 요인, 호르몬, 장내 미생물],
2. 1. 엑소솜의 정의
'''엑소솜'''은 유전체를 보완하는 개념으로, 2005년 암 역학자 크리스토퍼 폴 와일드(Christopher Paul Wild)가 처음 제안했다.[5] 와일드는 출생 전 기간부터 시작하는 평생의 환경 노출( 생활 방식 요인 포함)을 엑소솜이라 정의했다.[8][17] 엑소솜은 일반적인 외부 환경, 특정 외부 환경, 내부 환경의 세 가지 중첩된 영역으로 구분된다.[8][17] 일반적인 외부 환경에는 도시 환경, 교육, 기후 요인, 사회적 자본, 스트레스가 포함된다.[8][17] 특정 외부 환경에는 특정 오염 물질, 방사선, 감염, 생활 방식 요인(예: 담배, 알코올), 식단, 신체 활동 등이 포함된다.[8][17] 내부 환경에는 대사 요인, 호르몬, 장내 미생물],2. 2. 엑소솜의 구성 요소
엑소솜은 다음 세 가지 영역으로 나눌 수 있다.[8][17]- 일반적인 외부 환경: 도시 환경, 교육, 기후 요인, 사회적 자본, 스트레스를 포함한다.
- 특정 외부 환경: 특정 오염 물질, 방사선, 감염, 생활 방식 요인(예: 담배, 알코올), 식단, 신체 활동 등)을 포함한다.
- 내부 환경: 대사 요인, 호르몬, 장내 미생물],
3. 엑소솜 연구
2016년 기준으로, 전체 엑스포솜을 측정하거나 모델링하는 것은 불가능할 수 있지만, 몇몇 유럽 프로젝트에서 첫 시도를 시작했다.
2012년, 유럽 위원회는 엑스포솜 관련 연구를 수행하기 위해 두 개의 대규모 보조금을 수여했다.[25] 바르셀로나에 위치한 환경 역학 연구 센터의 HELIX 프로젝트는 2014년경에 시작되었으며, 생애 초기의 엑스포솜을 개발하는 것을 목표로 했다.[13] 두 번째 프로젝트인 Exposomics는 임페리얼 칼리지 런던을 기반으로 2012년에 시작되었으며, GPS 및 환경 센서를 활용하는 스마트폰을 사용하여 노출을 평가하는 것을 목표로 했다.[25][26]
2013년 말, "대규모 인구 조사에 기반한 건강 및 환경 전반의 연관성(Health and Environment-Wide Associations based on Large Scale population Surveys)" 또는 HEALS라는 대규모 계획이 시작되었다. 유럽에서 가장 큰 환경 건강 관련 연구로 꼽히는 HEALS는 DNA 서열, 후성 유전적 DNA 변형, 유전자 발현 및 환경 요인 간의 상호 작용으로 정의되는 패러다임을 채택할 것을 제안한다.[27]
2011년 12월, 미국 국립 과학 아카데미는 "개인 엑스포솜 측정을 위한 새로운 기술"이라는 회의를 개최했다.[28] 질병 통제 예방 센터의 개요인 "엑스포솜 및 엑스포믹스"는 국립 직업 안전 보건 연구소가 정의한 직업 엑스포솜 연구를 위한 세 가지 우선순위 영역을 설명한다. 국립 보건원(NIH)은 바이오센서를 포함하여 엑스포솜 관련 연구를 지원하는 기술에 투자했으며, 유전자-환경 상호 작용에 대한 연구를 지원한다.[29][30]
3. 1. 연구 방법
복잡한 질환의 경우, 특정 유전적 원인이 질병 발생의 10~30%만을 차지하는 것으로 보이지만, 환경 노출의 영향을 측정하는 표준화되거나 체계적인 방법은 없었다. 당뇨병 발병에 있어 유전적 요인과 환경적 요인의 상호 작용에 대한 일부 연구는 "환경 전체 연관 연구" (EWAS, 또는 노출체 전체 연관 연구)가 가능할 수 있음을 보여주었다.[22][23] 그러나 "E"의 값을 나타내는 데 어떤 데이터 세트가 가장 적합한지는 불분명하다.[24]
3. 2. 주요 연구 과제
복잡한 질환의 경우, 특정 유전적 원인이 질병 발생의 10~30%만을 차지하는 것으로 알려져 있지만, 환경 노출의 영향을 측정하는 표준화되거나 체계적인 방법은 없었다.[22][23] 당뇨병 발병에 있어 유전적 요인과 환경적 요인의 상호 작용에 대한 일부 연구는 "환경 전체 연관 연구"(EWAS, 또는 노출체 전체 연관 연구)가 가능할 수 있음을 보여주었다.[22][23] 그러나 "E"의 값을 나타내는 데 어떤 데이터 세트가 가장 적합한지는 불분명하다.[24]
2016년 기준으로, 전체 엑스포솜을 측정하거나 모델링하는 것은 불가능할 수 있지만, 몇몇 유럽 프로젝트에서 첫 시도를 시작했다. 2012년, 유럽 위원회는 엑스포솜 관련 연구를 위해 두 개의 대규모 보조금을 수여했다.[25] 2013년 말, "대규모 인구 조사에 기반한 건강 및 환경 전반의 연관성"(HEALS)이라는 대규모 계획이 시작되었다. 유럽에서 가장 큰 환경 건강 관련 연구로 꼽히는 HEALS는 DNA 서열, 후성 유전적 DNA 변형, 유전자 발현 및 환경 요인 간의 상호 작용으로 정의되는 패러다임을 채택할 것을 제안한다.[27]
2011년 12월, 미국 국립 과학 아카데미는 "개인 엑스포솜 측정을 위한 새로운 기술"이라는 회의를 개최했다.[28] 질병 통제 예방 센터의 "엑스포솜 및 엑스포믹스"는 국립 직업 안전 보건 연구소가 정의한 직업 엑스포솜 연구를 위한 세 가지 우선순위 영역을 설명한다. 국립 보건원(NIH)은 바이오센서를 포함하여 엑스포솜 관련 연구를 지원하는 기술에 투자했으며, 유전자-환경 상호 작용에 대한 연구를 지원한다.[29][30]
인간 게놈 프로젝트와 유사한 인간 엑소솜 프로젝트(Human Exposome Project, HEP)의 아이디어는 수많은 과학 회의에서 제안되고 논의되었지만, 2017년 현재 그러한 프로젝트는 존재하지 않는다. 과학이 그러한 프로젝트를 어떻게 추진할지에 대한 명확성이 부족했기 때문에 지원이 부족했다.[31]
3. 3. 한국의 엑소솜 연구 현황
대한민국은 미세먼지, 황사 등 대기오염 문제 해결을 위해 엑소솜 연구에 대한 투자를 확대하고 있다.[25][26][27] 특히, 환경부, 보건복지부 등 정부 부처 주도로 엑소솜 연구 프로젝트가 진행 중이며, 관련 기술 개발 및 인프라 구축에 힘쓰고 있다.[28][29][30]
4. 환경 요인과 질병
암은 주로 환경 요인의 결과이다.
생물의 유전자형 (예: 접합자에서)은 생물의 발생 동안 발달을 거쳐 성체 표현형으로 번역되며, 많은 환경적 영향의 영향을 받는다. 이러한 맥락에서, 표현형(또는 표현형질)은 생물의 신체 질량 또는 인간 피부색과 같이 정의하고 측정할 수 있는 모든 특징으로 볼 수 있다.
진정한 단일 유전자 질환을 제외하고, 환경 요인은 특정 조건에 유전적으로 소인이 있는 사람의 질병 발달을 결정할 수 있다. 오염, 스트레스, 신체 및 정신적 학대, 식이 요법, 독소, 병원체, 방사선 및 거의 모든 개인 위생 용품 및 가정용 세제에서 발견되는 화학 물질에 대한 노출은 비유전성 질병의 큰 부분을 결정하는 일반적인 환경 요인이다.
질병 과정이 유전과 ''환경적 요인''의 조합의 결과라고 결론지어지면, 그 원인적 기원은 다인자 유전 패턴을 갖는다고 할 수 있다.
암은 종종 환경적 요인과 관련이 있다. 연구진에 따르면, 건강한 체중 유지, 건강한 식단 섭취, 알코올 섭취 최소화 및 흡연 중단은 이 질병의 발병 위험을 줄인다.
천식[3] 및 자폐증[4]에 대한 환경적 요인도 연구되었다.
4. 1. 주요 질병
암은 주로 환경 요인의 결과이다.
유전자형은 생물의 발생 과정에서 환경적 영향을 받는다. 오염, 스트레스, 신체 및 정신적 학대, 식이 요법, 독소, 병원체, 방사선 및 개인 위생 용품, 가정용 세제에서 발견되는 화학 물질에 대한 노출은 비유전성 질병의 큰 부분을 결정하는 일반적인 환경 요인이다.
질병 과정이 유전과 ''환경적 요인''의 조합으로 발생하면, 다인자 유전 패턴을 갖는다고 할 수 있다.
암은 종종 환경적 요인과 관련이 있으며, 건강한 체중 유지, 건강한 식단 섭취, 알코올 섭취 최소화, 흡연 중단은 질병 발병 위험을 줄인다. 천식,[3] 자폐증[4]도 환경적 요인과 관련하여 연구되었다.
4. 2. 유전적 요인과 환경 요인의 상호작용
생물의 유전자형은 생물의 발생 과정에서 여러 환경적 요인의 영향을 받으며 성체 표현형으로 나타난다. 표현형은 신체 질량, 인간 피부색과 같이 정의하고 측정할 수 있는 모든 특징을 의미한다.
질병 발생은 유전적 요인과 환경 요인의 복합적인 상호작용에 의해 결정되는 경우가 많다. 진정한 단일 유전자 질환을 제외하고, 오염, 스트레스, 신체 및 정신적 학대, 식이 요법, 독소, 병원체, 방사선, 개인 위생 용품 및 가정용 세제에서 발견되는 화학 물질 등 다양한 환경 요인이 질병 발생에 영향을 미칠 수 있다.
다인자 유전 패턴을 보이는 질병은 유전적 소인과 환경적 요인이 모두 작용하여 발생한다. 예를 들어 암은 환경적 요인과 관련이 깊으며, 건강한 체중 유지, 건강한 식단, 알코올 섭취 최소화, 금연 등이 발병 위험을 줄이는 데 도움이 된다. 천식[3] 및 자폐증[4] 또한 환경적 요인이 연구되는 질병이다.
5. 사회경제적 요인과 환경 변화
전 지구적 변화는 많은 요인에 의해 추진되지만, 전 지구적 변화의 다섯 가지 주요 동인은 인구 증가, 경제 성장, 기술 발전, 태도 및 제도이다.[38] 이 다섯 가지 주요 전 지구적 변화 동인은 사회경제적 요인에서 비롯될 수 있으며, 이는 자체적으로 동인으로 간주될 수 있다. 기후 변화의 사회경제적 동인은 목재 수요 또는 농작물 수요와 같은 자원에 대한 사회적 또는 경제적 수요에 의해 촉발될 수 있다. 예를 들어 열대 삼림 벌채의 경우, 주요 동인은 이러한 자원 추출과 이 토지를 작물 재배지 또는 목초지로 전환하면서 얻는 경제적 기회이다.[39]
사회경제적 동인이 기후 변화에 미치는 영향의 예는 브라질과 중국 간의 대두 거래에서 볼 수 있다. 브라질과 중국 간의 대두 거래는 지난 수십 년 동안 엄청나게 성장했다. 이 두 국가 간의 무역 증가는 사회경제적 동인에 의해 촉진된다. 여기에서 작용하는 사회경제적 동인으로는 중국에서 브라질 대두에 대한 수요 증가, 브라질에서 대두 생산을 위한 토지 이용 변화 증가, 그리고 두 국가 간의 대외 무역 강화의 중요성이 있다.[40] 브라질에서 대두 경작지 개발이 증가한다는 것은 이 자원을 위해 더 많은 토지를 확보해야 함을 의미한다. 이는 일반적으로 숲의 토지 피복을 경작지로 전환하게 하며, 이는 자체적으로 환경에 영향을 미친다.[41]
재생 에너지 지침 2009의 유럽 연합에서 회원국에 바이오 연료 개발을 의무화했을 때, 바이오 연료 생산 증대라는 국제 사회경제적 동인이 있으면 이러한 국가의 토지 이용에 영향을 미친다. 농업 경작지가 바이오 에너지 경작지로 전환되면 원래 작물 공급이 감소하는 반면, 이 작물에 대한 세계 시장은 증가한다. 이는 증가하는 수요를 충족하기 위해 더 많은 농업 경작지가 필요하다는 연쇄적인 사회경제적 동인을 유발한다. 예를 들어 아프리카 국가들은 사바나를 경작지로 전환하고 있으며, 이는 모두 바이오 연료 개발을 원하는 사회경제적 동인에서 비롯된다.[42]
중국 워룽에서 지역 주민들은 땔감으로 숲을 사용하여 요리를 하고 집을 난방한다. 따라서 여기서 작용하는 사회경제적 동인은 이 지역의 생계를 유지하기 위한 목재에 대한 지역 수요이다. 이러한 동인으로 인해 지역 주민들은 땔감 공급을 고갈시키고 있으며, 따라서 이 자원을 추출하기 위해 계속 멀리 이동해야 한다. 이러한 이동과 목재 수요는 결국 이 지역의 판다 개체수 감소에 기여하고 있는데, 이는 판다의 생태계가 파괴되고 있기 때문이다.[43]
결론적으로, 모든 수준의 사회경제적 동인이 인간의 환경에 대한 행동의 결과에 어떤 역할을 하는지 알 수 있다. 이러한 동인은 모두 토지, 인간, 자원 및 환경 전체에 연쇄적인 영향을 미친다. 예를 들어, 대두의 경우를 다시 살펴보면, 공급이 대두 수요를 충족할 수 없을 때 이 작물에 대한 세계 시장이 증가하고, 이는 다시 이 작물에 의존하여 식량을 조달하는 국가에 영향을 미친다.
5. 1. 주요 사회경제적 요인
인구 증가, 경제 성장, 기술 발전, 사회적 태도 및 제도[38] 등은 환경 변화에 영향을 미치는 주요 요인이다. 이러한 요인들은 사회경제적 요인에서 비롯될 수 있으며, 자체적으로 동인으로 간주될 수 있다. 예를 들어, 열대 삼림 벌채의 주요 동인은 목재나 농작물과 같은 자원 추출과 이 토지를 작물 재배지 또는 목초지로 전환하면서 얻는 경제적 기회이다.[39]
사회경제적 동인이 기후 변화에 미치는 영향의 예로 브라질과 중국 간의 대두 거래를 들 수 있다. 두 국가 간의 대두 거래 증가는 중국의 브라질 대두 수요 증가, 브라질의 대두 생산을 위한 토지 이용 변화 증가, 그리고 두 국가 간의 대외 무역 강화 등 사회경제적 동인에 의해 촉진된다.[40] 브라질에서 대두 경작지 개발 증가는 더 많은 토지를 확보해야 함을 의미하며, 이는 숲의 토지 피복을 경작지로 전환하게 하여 환경에 영향을 미친다.[41]
재생 에너지 지침 2009에 따라 유럽 연합 회원국에 바이오 연료 개발이 의무화되면서, 농업 경작지가 바이오 에너지 경작지로 전환되고, 원래 작물 공급이 감소하는 반면, 이 작물에 대한 세계 시장은 증가하였다. 이는 증가하는 수요를 충족하기 위해 더 많은 농업 경작지가 필요하다는 연쇄적인 사회경제적 동인을 유발한다.[42]
중국 워룽 지역 주민들은 땔감으로 숲을 사용하여 요리를 하고 집을 난방한다. 이 지역의 생계를 유지하기 위한 목재에 대한 지역 수요로 인해, 지역 주민들은 땔감 공급을 고갈시키고 있으며, 이는 이 지역의 판다 개체수 감소에 영향을 준다.[43]
결론적으로, 모든 수준의 사회경제적 동인은 토지, 인간, 자원 및 환경 전체에 연쇄적인 영향을 미친다. 대두의 경우처럼, 공급이 대두 수요를 충족할 수 없을 때 이 작물에 대한 세계 시장이 증가하고, 이는 다시 이 작물에 의존하여 식량을 조달하는 국가에 영향을 미친다.
5. 2. 사례 연구: 대두 무역과 환경 변화
브라질과 중국 간의 대두 거래는 사회경제적 요인이 기후 변화에 미치는 영향의 대표적인 사례이다.[40] 지난 수십 년 동안 두 국가 간 대두 무역은 급증했으며, 이는 중국의 대두 수요 증가, 브라질의 토지 이용 변화 증가, 양국 간 대외 무역 강화 등의 사회경제적 요인에 의해 촉진되었다.[40]
브라질에서 대두 경작지 개발 증가는 더 많은 토지 확보를 필요로 하며, 이는 숲을 경작지로 전환하는 결과를 초래하여 환경에 영향을 미친다.[41] 이러한 자원 수요에 따른 토지 이용 변화는 브라질의 대두 생산뿐만 아니라 다른 지역에서도 나타난다. 대두의 경우처럼 공급이 수요를 충족하지 못하면 세계 시장 가격이 상승하고, 이는 식량을 대두에 의존하는 국가에 영향을 미친다.[40] 이러한 영향은 상점과 시장에서 대두 가격 인상, 수입국의 작물 가용성 부족 등으로 나타날 수 있으며, 결국 가구 수준까지 영향을 미치게 된다.[40]
5. 3. 한국의 사회경제적 요인과 환경 문제
대한민국의 급격한 산업화와 도시화는 대기오염, 수질오염, 폐기물 문제 등 다양한 환경 문제를 야기했다. 특히, 수도권 지역의 인구 집중과 경제 활동 집중은 환경 문제 심화의 주요 원인으로 지적되고 있다. 전 지구적 변화는 인구 증가, 경제 성장, 기술 발전, 태도 및 제도와 같은 주요 동인에 의해 추진되는데,[38] 이러한 동인들은 사회경제적 요인에서 비롯될 수 있다.[39]
사회경제적 동인의 예로는 브라질과 중국 간의 대두 거래 증가를 들 수 있다. 중국의 대두 수요 증가, 브라질의 대두 생산을 위한 토지 이용 변화 증가, 그리고 양국 간의 대외 무역 강화는 기후 변화에 영향을 미치는 사회경제적 동인이다.[40] 브라질에서 대두 경작지 개발 증가는 더 많은 토지를 확보하기 위해 숲을 경작지로 전환하게 하며, 이는 환경에 영향을 미친다.[41]
재생 에너지 지침 2009에 따른 유럽 연합 회원국들의 바이오 연료 개발 의무화는 농업 경작지를 바이오 에너지 경작지로 전환시키고, 원래 작물 공급 감소와 세계 시장 증가를 초래했다. 이는 더 많은 농업 경작지 필요라는 연쇄적인 사회경제적 동인을 유발하며, 아프리카 국가들이 사바나를 경작지로 전환하는 결과를 낳았다.[42]
중국 워룽 지역 주민들은 땔감으로 숲을 사용하여 요리와 난방을 해결하는데, 이는 지역의 생계를 유지하기 위한 목재에 대한 지역 수요라는 사회경제적 동인으로 작용한다. 이러한 동인은 땔감 공급 고갈과 판다 개체수 감소에 기여한다.[43]
결론적으로, 모든 수준의 사회경제적 동인은 인간의 환경에 대한 행동 결과에 영향을 미치며, 이는 토지, 인간, 자원 및 환경 전체에 연쇄적인 영향을 미친다. 예를 들어, 대두 수요 증가는 대두 가격 인상이나 가용성 부족을 유발하여 가구 수준에까지 영향을 미칠 수 있다.
6. 환경 보건 정책과 과제 (대한민국)
6. 1. 주요 정책 방향
6. 2. 과제
6. 3. 더불어민주당의 환경 보건 정책 (참고)
참조
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