방사선의 인체 영향과 급성 방사성 증후군

방사선의 인체 영향과 급성 방사성 증후군

• 개요
• 방사선이 인체에 미치는 영향
• 방사선에 의한 세포 손상
• 급성 방사성 증후군 발생
• 급성 방사성 증후군 증상

개요

2011년 3월에 발생한 일본 후쿠시마 원전 사고는 그 진실한 수습 여부와 함께 향후에 어떤 영향을 끼칠지에 대한 미지의 상황을 남겨두고 있다. 사고의 파장은 광범위하며, 그 피해의 규모는 아직까지도 완전히 이해되지 않고 있다. 그러나 이 사고로 인한 영향에 대한 궁금증은 주로 원전 사고 자체보다는 인체 건강에 미치는 영향에 집중되어 있다. 특히, 사람들은 이 사고가 자신이나 가족에게 미칠 영향에 대해 심도 있게 고민하고 있다.

그러나 실제로 방사능이 인체에 미치는 영향에 대해 정확하게 이해하고 있는 사람들은 드물다. 많은 사람들이 방사능에 대한 무지와 두려움으로 인해 혼란스러워하고 있다. 그들은 방사능의 위험에 대한 흔한 상상력에 사로잡혀 있지만, 실제로 방사능이 어떤 방식으로 인체에 영향을 미치는지에 대해 명확한 이해를 가지고 있는 사람은 많지 않다.

방사선이 인체에 미치는 영향

방사선이 인체에 미치는 영향에 대해 알아보자. 원자력 발전소 사고는 인체에 다양한 영향을 미친다. 그 중에서도 가장 큰 영향은 방사선에 의한 세포 조직의 손상이다. 방사선은 크게 이온화 방사선과 비이온화 방사선으로 분류된다. 흔히 '방사선'이라고 하면, 이온화 방사선을 의미하는 경우가 많다. 이온화 방사선은 강력한 에너지를 지니고 있어 물질을 통과할 때 이를 이온화시킨다. 알파 입자, 베타 입자, 엑스선, 감마선 등이 이온화 방사선의 대표적인 종류이다.

방사성 물질에서 발생하는 이온화 방사선에 노출되면, 생체 조직 구성 성분들이 이온화된다. 직접적으로는 생체를 구성하는 단백질, 세포막, DNA 등이 이온화될 수 있으며, 더 많은 손상을 입히는 것은 물의 이온화 현상이다. 물은 신체의 70% 이상을 차지하는 가장 풍부한 분자로, 이온화된 물은 강력한 산화 효과를 지닌 과산화물을 생성한다. 이 과정은 우리 인체 내에서 많은 영향을 미친다.

방사선에 의한 세포 손상

방사선은 세포에 막대한 영향을 미치는데, 이 과정은 일련의 복잡한 과정을 거쳐 발생한다. 먼저, 방사선 에너지는 물리적인 수준에서 물 분자를 이온화시킨다. 그리고 물 분자가 이온화된 상태에서 다른 물 분자와 상호작용하여 과산화물을 생성하는 물리화학적인 과정이 일어난다. 여기서부터는 화학적인 변화가 시작되는데, 과산화물은 세포 내 중요한 구성 요소인 단백질, 효소, DNA 등과 상호작용하여 산화나 활성 손상을 일으킨다. 이러한 과정은 주로 초 단위로 짧은 시간에 일어나지만, 마지막 단계는 장기적인 변화를 초래한다. 세포는 손상 정도에 따라 다양한 대응을 보인다. 손상이 가벼울 경우 세포는 스스로 복구할 수 있지만, 일정 임계치를 넘어설 경우 세포 분열이 지연되거나 중단되고, 때로는 세포 사멸이나 생식세포의 염색체 손상으로 인한 이상 증세가 나타날 수 있다.

이러한 방사선의 영향은 모든 세포에서 동일하지 않다. 1906년에 베르고니-트리본드의 연구에서 이미 세포는 분열과 분화에 따라 방사선에 대한 감수성이 다르다는 것이 밝혀졌다. 활발히 분열하고 분화가 적게 진행된 줄기세포는 방사선에 민감하며, 이는 골수 조직이나 생식세포에서 특히 두드러진다. 실제로 방사선에 노출된 경우 첫 번째로 나타나는 변화는 혈액 내의 혈구 수 감소이다. 이는 방사선에 의한 손상의 일차 지표로 사용되며, 혈액 속 림프구 수가 특히 중요한 측정 항목 중 하나로 여겨진다. 예를 들어, 방사선에 노출된 사람의 경우 혈액 속 림프구 수가 큐빅 밀리미터 당 500개 이하로 감소할 경우 대부분 회복하지 못하고 사망할 가능성이 높다.

급성 방사성 증후군 발생

급성 방사선 증후군은 방사선에 노출된 후 세포 수준의 변화가 전신적으로 감지되는 현상을 가리킨다. 이 질병은 방사선에 의한 직접적인 피해로 인해 발생하며, 주로 전신 혹은 넓은 신체 부위가 과도한 방사선에 노출된 경우에 나타난다. 이 질병은 주로 신경혈관계, 조혈계, 위장관계, 피부 등에서 손상이 나타나는 증상을 동반한다. 방사선에 노출된 경우, 가장 민감하고 치명적인 영향을 받는 곳은 혈액과 관련된 조혈계이다. 방사선량이 50rad를 초과하면 혈액 속 림프구가 감소하기 시작하며, 이로 인해 조혈계에 이상이 발생한다. 이러한 이상은 피폭된 직후뿐만 아니라 일정 기간 동안 계속되며, 특히 30일 후에는 최저치에 도달한다. 일반적으로 150rad 이하의 방사선에 노출된 경우에는 골수가 스스로 회복될 가능성이 있지만, 이를 초과하는 경우에는 적극적인 치료가 필요하다. 800rad를 초과하는 경우에는 극심한 림프구 및 백혈구, 혈소판 부족으로 인해 사망률이 높아진다.

방사선량이 500rad를 초과하면 조혈계뿐만 아니라 위장관계도 손상된다. 위장관의 점막이 파괴되며, 궤양, 괴사, 복막염 등의 증상이 나타난다. 2,000rad 이상의 높은 방사선에 노출된 경우에는 신경혈관계에도 이상이 생기며, 이로 인해 저혈압성 쇼크, 무산소성 경련, 심각한 신경계 변화가 발생하여 혼수상태 및 사망으로 이어질 수 있다.

급성 방사성 증후군 증상

급성 방사선 증후군은 그 증상이 다단계적으로 나타나는데, 이를 전구기, 잠복기, 질병 발현기, 회복 혹은 사망의 4가지 과정으로 구분할 수 있다. 전구기에서는 오심, 구토, 무력감, 식욕 부진, 그리고 설사와 같은 증상이 나타난다. 이런 증상은 보통 1시간에서 3일 정도 지속되며, 그 뒤에는 일시적으로 증상이 사라지는 잠복기가 온다. 잠복기는 짧을 때는 1주일, 길 경우에는 3주 동안 이어지는데, 이 기간 동안에는 증상이 사라졌거나 완화된 것처럼 보일 수 있다. 하지만 잠복기에는 문제가 여전히 남아있다. 림프구와 혈소판, 그리고 위장 점막의 세포들이 계속해서 줄어들기 때문이다.

이후에는 다시 질병 발현기가 오는데, 이때 질병 발현 가능성은 노출된 방사선량에 비례한다. 증상의 경중에 따라 회복하거나 사망할 수 있다. 하지만 질병 발현기가 지나면서 문제가 해결된 것으로 생각할 수 있지만, 실제로 그렇지 않다. 다행히도 골수는 파괴된 상태에서도 재생이 가능하며(골수의 경우, 90%가 파괴되어도 적절한 치료를 받으면 재생이 가능하다고 한다), 적절한 치료로 궤양이 생겼던 위장 점막도 회복될 수 있다. 따라서 회복 단계에서도 적절한 관리와 치료가 필요하다.