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  나티크는 불소화를 해야 하는가   (5/9)

  나티크 보고서 전문

  

 

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  질문 1. 불소화의 부작용에 대한 분석(계속)


  골불소증, 골경화 및 관련 장애들

  골격구조의 두가지 질환은 골경화증과 골다공증이다. 골경화증은 뼈의 밀도가 증가하여 부서지기 쉽게 되는 질환이다. 골다공증은 뼈의 밀도가 감소하여(칼슘의 손실에 기인) 강도가 떨어지게 되는 질환이다.(1) 골불소증은 장기간의 불소 과잉섭취로 인한 골경화증이다.
 

  골다공증

  불소섭취가 장기간 지속되거나 양이 증가되면 뼈 밀도가 증가되는 결과를 낳는다고 알려져 있다. 그런데, 많은 양의 또는 지속적인 불소 투여는 모두 뼈의 강도를 감소시키고 더 부서지기 쉽게 만든다고 조사되었다.(2,3,4) 불소로 인한 비정상적인 뼈는 질이 나쁘고 증가된 밀도로 인하여  응력에 대해서는 저항이 커지지만 보통 장력에는 약하게 된다. 따라서 골다공증 "치료"로 불소를 사용한 경우를 조사해보면, 불소치료를 받은 환자는 대조환자에 비해 척추의 압박 골절은 감소하지만 둔부와 장골의 골절발생은 증가한다는 것을 알 수 있다. 어떤 연구자들은 잘 알려진 불소의 독성 뿐 아니라 바로 이러한 이유를 근거로 골다공증 치료제로 불소를 합법적으로 사용하는 것을 포기하도록 충고해왔다. 사실 1987년, 워싱턴대학교 의학부의 루이스 V. 아비올리(Louis V. Avioli) 교수는 골다공증 불소치료법에 대한 검토에서 이런 결론을 내렸다. "불화나트륨요법은 너무나 많은 합병증과 부작용을 수반하므로 폐경 후 골다공증에 대한 치료법으로 깊이 탐구할 가치가 거의 없다. 또한 골다공증이 둔부골절로 이행하는 경향을 감소시키지 못하며 말단부의 응력골절 발생을 증가시키기 때문이다.(5)
 

  골불소증

  골불소증은 여러 단계로 진행되는 복잡한 질환이다. 첫 두 단계는 임상 전 단계로, 환자가 증상을 느끼지는 않지만 신체에 변화가 일어난다. 임상전 첫 단계에서는 혈액과 뼈의 성분에 생화학적 변화가 일어나고, 두번째 단계에서는 조직학적 변화가 생기는데 이것은 뼈 조직 검사로 관찰될 수 있다. 어떤 전문가들은 이러한 변화들은 보다 심각한 상태로 갈 전조이기 때문에 해롭다고 하고, 또다른 전문가들은 무해하다고 말한다.(6) 그러나 불소화된 물의 장기간 섭취가 뼈에 미치는 영향에 대해서 아직 제대로 알려져 있지 않다는 점은 대부분 인정하고 있다.

  골불소증이 임상단계에 이르면 뼈와 관절의 통증, 근육약화, 피로, 인대의 석회화, 뼈의 돌출과 같은 현상이 나타난다. 골불소증 전문가들 대부분은 20년 이상 하루 20㎎ 불소섭취가 중증 골불소증을 유발할 수 있다고 한다. 또 같은 기간 동안 하루 2-5㎎의 불소섭취는 임상 전 단계를 유발할 수 있다는 데 동의한다.(7) 게다가, 골불소증의 진행을 결정하는 가장 중요한 한가지 요인은 바로 총 불소섭취량이다.(8) 증상의 심각한 정도는 노출 수준 및 기간과 직접적으로 연관된다. 거의 40년에 이르는 긴 기간동안 미국의 연구자들은 골불소증의 증거를 조사해왔다. 미국 공중보건국은 다음과 같이 보고하고 있다.(8)

"...... 10년 동안 1.2㎎/ℓ, 평생동안 3.3-6.2㎎/ℓ의 불소농도에 노출되었을 때, 골불소증을 나타내는 뼈의 X-선상의 변화, 뼈의 크기 변화, 그리고 뼈 발육에 대한 불소의 영향은 관찰되지 않았다. 스티븐슨(Stevenson)과 왓슨(Watson)은 1957년, 물의 불소수준이 4-8㎎/ℓ인 텍사스와 오클라호마에 살고 있는 환자들의 X-선 사진 170,000장을 조사한 후, X-선상의 골경화증 23건을 발견하였다. 그러나 골불소증에 대한 증거는 없었다."(참고문헌 생략)

  그럼에도 불구하고, 일본, 중국, 인도, 중동과 아프리카에서 수많은 사람들이 골불소증으로 진단되었다.(9) 인도, 탄자니아와 남아프리카에서는 중증 골불소증이 성인은 물론, 소아들에서도 보고되었다.(8)
 

  둔부골절 및 기타 골절

  외상없는 경증 척추 압축 골절은 폐경 후 골다공증 여성에서 흔히 발견되는데, 대체로 증상이 없기 때문에 X-선으로만 확인된다. 그러나 환자는 시간이 지나면서 키가 조금 줄어드는 것을 알아차릴 수 있다. 골다공증이 악화된 결과는 환자를 심각한 불구로 만들 수 있는 둔부골절이다. 불화나트륨은 "뼈를 치밀하게" 만드는 속성 때문에 골다공증치료에 이용하자고 제안되었다. C.Y.C.  팩 박사(Dr. C.Y.C. Pak)와 공동연구자들은 USPH 지원과 FDA 승인 하에, 폐경 후 골다공증 치료제로 서서히 방출되는 불화나트륨을 투여하는 방법을 연구하고 있다.(10) 폐경 후 여성의 혈청 불소수준을 50㎎/㎖에서 100㎎/㎖이 조금 넘도록 올리기 위해서 하루 25mg의 불소를 점진적으로 방출되는 형태로 투여한다. 이 경우에는 같은 양의 불소가 구강으로 투여될 때 보통 발생하는 위염을 일으키는 작용, 즉 점막의 짓무름, 궤양, 출혈은 일어나지 않는다. 그러나 이 연구에 대하여 존 리 박사(Dr. John Lee)가 학술지《플루오라이드(Fluoride)》에 발표한 비판적 논평에서 이렇게 썼다. "...... (팩 박사의 연구는) 이미 명백한, 즉, 과량의 불소는 골불소증을 유발한다는 사실을 밝히는 것밖에 아무 성과가 없어 보인다"(10)

  팩 박사의 중간보고에 나타난 한가지 흥미로운 점은, 에스트로겐 보충을 받으면서 불소를 보충한 여성들은 대조군에 비해 척추골절이 전혀 감소되지 않았다는 사실이다. 즉 위약(불소가 아님)집단 대 불소처치 집단의 비골절률은 75% 대 76.9%로, 별로 의미있는 차이를 보이지 않았다.

  생태적으로 기획된 전국적 연구에서(11), 야콥센(Yacobsen) 등은 불소화 물과 둔부골절 발생 률 사이의 관계를 조사하였다. 1984-1985년까지 둔부골절 사례 218,951건이 보고되었다.(12) 라헵(Raheb)은 야콥센 연구의 결론이 "...... 불소화와 골절발생률 사이에 적지만 통계적으로 의미 있는 정(正)관계를 발견하였다"고 평하였다.(13) 그러나 야콥센과 공동 연구자들의 데이터를 신중하게 검토해보면, 골절발생률이 여성들[±2%]에서 8%, 남성들[±4%]에서는 17% 증가하였다. 보다 소규모 인구(흡연, 음주 같은 복합적 요인들의 영향을 배제하기 위해 유타주의 몰몬 공동체로 한정)를 대상으로 한 보다 최근의 한 연구는 둔부골절 발생률이 여성은 27%, 남성은 41% 증가했음을 보여주었다. 신뢰도는 95% 이상이다. 한편, 4개의 다른 연구들은 불소화의 영향이 전혀 없다거나 또는 부정적 영향이 없다고 나타내고 있다. 그러나 이 연구들의 대상인구는 겨우 6,874명인 반면, 관계가 있다는 결과를 나타낸 연구는 781,575명을 대상으로 하였다.
 

  요약

  잘 된 연구들은 과량의 불소 사용이 골다공증과 그와 관련된 골절의 감소에 효과가 있다는 것을 증명하지 못했다. 반면 불소화된 물이 65세 이상 사람들의 둔부골절 증가에 영향을 미친다는 것이 드러났다. 중증 골불소증은 일부 나라에서는 풍토성 질환이지만 미국에서는 극히 드문 질병이다. 뼈에 축적되는 불소의 양을 결정하는 요인들은 많다. 다음은 그 중 중요한 것들이다.

  1) 노출연령
  2) 노출기간
  3) 불소량
  4) 영양상태
  5) 신장상태
  6) 개인의 생물학적 다양성
 

  참고문헌

(1) The Family Doctor, 3rd Edition, Creative Multimedia Corp., (1994).
(2) Riggs, BL, et al., Effect of fluoride treatment on the fracture rate in post-menopausal women with osteoporosis, N. Engl. J. Med., 322:802-809, (1990).
(3) Kleerekoper, M and Balena R, Fluorides and osteoporosis, Ann. Rev. Nutr., 11:309-324, (1991).
(4) Riggs, BL, et al., Drug therapy: the prevention and treatment of osteoporosis, N. Engl. J. Med., 327:620-627, (1992).
(5) Alvioli, L, as quoted in Hileman (Ref. 6, below) p.32.
(6) Hileman, B, Fluoridation of Water, Chem. & Eng. News, 66:26, (1988).
(7) Ibid., p.35.
(8) Ad Hoc Committee on Fluoride of the Committee to Coordinate Environmental Health and Related Programs, Review of Fluoride Benefits and Risks, U.S. Dept. of Health and Human Services, Public Health Service, Feb. 1991, p.20.
(9) Null, G, The Fluoridation Fiasco, Internet publication, (www.GaryNull.com) p.7.
(10) Lee, JR, Critical Review of "Slow-release sodium fluoride in the management of postmenopausal osteoporosis" by CYC Pak, et al., Fluoride, 27(4):27-228, (1994).
(11) 생태적 연구들은 분석단위가 개인이 아니라 한 지역의 전주민 또는 집단이다.
(12) Jacobsen, SJ, et al., The association between water fluoridation and hip fracture among white women and men aged 65 years and older: a national ecologic study, Ann. Epidemiol. 2:617-626, (1992).
(13) Raheb, J, Water fluoridation, bone density and oral epidemiology, Comm. Dent. & Oral Epidem., 23:209-216, (1995).
(14) Danielson, C, et al., Hip fractures in Utah's elderly population, J.A.M.A., 268:746-8, (1992).

   

  발암성

  불소의 사람에 대한 발암성 여부는 격렬히 논쟁되어온 주제이다. 본 조사위원회가 검토한 학술지에 실린 글들과 그 외 문건들에 근거하면, 이 문제는 아직 확정되지 않았으며 이에 대한 적절한 역학조사도 아직 수행되지 않았다. 여기서는 불소의 발암 가능성 여부를 조사한 두개의 중요한 동물 연구를 요약하였으며, 또한 발표된 사람에 대한 역학조사 결과들도 검토하였다.
 

  동물연구

  국립독성학프로그램(National Toxicology Program)은 쥐(F344/N)와 생쥐(B6C3F1)를 사용하여 2년 동안 불화나트륨의 발암성을 조사하였다.(1) 이 연구 중 가장 자주 인용되는 결과는, 수컷 쥐에서 골육종(골암의 일종)의 통계적으로 의미있는 증가에 근거한 발암성에 대한 "모호한" 증거를 제공하였다는 것이다. 암컷 쥐와 암수 생쥐 모두에서는 골암이 발견되지 않았다. 그러나 이 연구의 발표된 보고서(1) 데이터를 신중히 검토해보면, 추가로 발견된 골육종이 하나 있는데, 수컷 쥐 골육종 계산에는 포함되지 않았음이 드러났다. 또한, 불소 처치된 수컷 생쥐 한마리와 암컷 생쥐 한마리에서도 골육종이 관찰되었다. 그러나 이것들은 요약 도표에 포함되지 않고, 각주에만 표시되어 있다.

  NTP 연구에 의하면, 골암의 경우 외에, 쥐의 구강점막, 갑상선, 자궁에 대한 발암성, 그리고 생쥐들의 조혈체계 및 간에 대한 발암성이 투여 동물들과 대조 동물들 사이에 근소한 차이를 보였다. 다른 한편, 암수 생쥐 모두에서 몇가지 종류의 간 종양이 발견되었는데, 그 중 두가지 종양은 매우 희귀하므로 주목할 필요가 있다. 헤파토블라스토마(hepatoblastoma)와 헤파토콜란지오카시노마(hepatocholangiocarcinoma)이다.(1)

  일반적으로 동물실험에서는 사람이 섭취하는 것보다 훨씬 많은 양의 화학물질로 시험을 하며, 적은 양에 대한 결과를 추정한다. NTP 연구에서는 25ppm, 100ppm 그리고 175ppm 수준으로 불화나트륨을 식수에 첨가하였다. 소량의 불소를 함유하는 특별 식단이 짜여졌다. 불소가 축적된 양은(장기간 섭취된 양) 뼈가 함유하는 회(灰) 성분으로 측정한다. 많은 양(125ppm)이 투여된 동물집단과 불소가 2ppm 이상으로 함유된 물을 마신 사람들의 뼈 속 불소수준을 비교해 보면, 나이든 사람들은 불소가 과량 투여된 동물들보다 뼈에 더 많은 불소가 축적되어 있다는 것이 드러난다.(1,2) 다시 말하면, 이 연구는 사람이 실제 섭취하는 양의 불소로 수행된 것이다.

  NTP 연구는 지지자와 반대자들 모두의 비판을 받았다. 한 편에서는 이 연구가 발암성을 실제보다 적게 기술하고 있다고 비판하고, 다른 사람들은 보고서가 과장하고 있으며, 따라서 사람들과는 무관하다고 말한다.(2,3,4)

  미국 환경청의 독성학자 윌리엄 마커스(William Marcus)는 과거의 대조군(이전의 독성 시험 연구들에서 사용된 대조동물들)과 위 동물연구에서 불소 투여된 동물집단의 골육종 비율을 비교하였다. 그는 과거 대조군에게 투여된 불소량은 쥐가 일반적으로 먹는 먹이에서 비롯되었다고 가정하고, 위의 연구에서 25ppm에서 100ppm 사이의 양을 투여한 집단으로 삼았다(NTP도 이 측량에 동의하였다). 마커스는 이렇게 계산된 양으로 예측한 골육종 발생률이 실제 "과거의" 대조군에서 발견된 수치와 일치한다는 것을 발견하였다.(2) 마커스는 또한 병리학자들이 분류해놓은 쥐의 간 종양, 쥐의 구강 종양과 아드레날 페크로시토마스(adrenal pheochromocytomas)에 대한 기준을 연구 검토위원회가 일관되게 축소 평가했다고 지적하였다.(2) 그리고 이런 점이 이 동물연구의 암의 증거가 과소평가되는 데 기여한 것이다. 마커스는 EPA가 독립적 병리학자들로 검토위원회를 구성하여 NTP 연구를 재검토하라고 요청하였다.

  NTP 연구결과 검토위원회에서 미국치학연구협회(American Associations for Dental Research) 대표였던 제임스 보든(James Bawden)은 쥐에서 관측된 골종양들은 사람에서 관측된 것들과 종류가 다르기 때문에 이 연구결과는 사람과 전혀 무관하다고 주장하였다.(4) 그러나 보든의 주장은 그가 2년 동안의 동물실험 목적을 근본적으로 이해하지 못하고 있다는 것을 나타낼 뿐이다. NTP 동물실험은 특정 신체부위에 발병하는 특정 암에 대한 조사가 목적이 아니다. 생물실험의 목적은 오직 이 화학물질이 암을 유발할 가능성 여부를 평가하려는 것으로, 다시 말해서, 암 발병 부위의 동물이냐 사람이냐에 따른 연관관계는 증명될 필요가 없으며, 또 사실 잘 관측되지 않는다. 이 검토위원회에서 미국치과의사협회의 대표였던 존 스탬(John Stamm)은(5), NTP의 통계분석 방법에 대해 우려를 표명하고, 불소를 "모호한(equivocal)" 발암물질이라고 하기에는 자료가 충분히 설득력이 없다고 하였다.

  프록터 & 갬블(P&G)사는 쥐(Sprague-Dawley)에게 먹이로 불화나트륨을 투여하는 2년 기간 생물실험을 지원하였다. 적은 양의 불소가 첨가된 반 합성식(半合成食)으로 하루에 체중 1㎏ 당 1.8, 4.5, 11.3㎎의 불소를 투여했다. 대조집단 중 하나는 적은 양의 불소가 첨가된 반합성식을 먹였고, 다른 하나는 일반적인 쥐 먹이(불소함유량이 정해져 있지 않다)를 먹였다. 쥐가 섭취한 물의 불소함유량은 보고되지 않았다. 불소를 먹인 집단과 먹이지 않은 집단 모두 너무 많은 동물이 죽었기 때문에 연구는 때이르게 종료되었다. 이 연구는 복합적으로 문제가 있었는데, 반합성식이 쥐의 정상적 성장과 발생에 필요한 영양을 제공하지 못했을 것이라는 점과, 동물들이 바이러스에 감염되었을 가능성 등이다.(6)

  프록터 & 갬블사의 연구를 수행하던 원래 실험실에서, 불소를 소량 투여한 암컷 쥐들에서 골육종 종류 하나와 그밖에도 몇가지 다른 종류의 종양들이 보고되었다. FDA의 발암성 평가위원회는 그 데이터를 재검토하였는데, 불소를 소량 투여한 암컷 쥐들에서 새로운 종류의 골육종을 하나 더 발견했고 대량 투여한 수컷에서도 하나를 발견하였다. 또한, 골암 발병 여부를 실험쥐 모두에게서 신중히 조사하지 않았기 때문에 또다른 종양들은 놓치고 발견하지 못한 것일 수도 있다. FDA는 "...... 그 연구들에는 결함과 불확실함이 있어서 충분히 믿을 만한 자료를 제공하지 못한다"고 결론을 내렸다.(6)

  이 연구는 생쥐를 대상으로도 수행되었다. 골종(骨腫, 악성이 아닌 골종양)이 모든 집단에서 관찰되었는데, 특히 많은 양이 투여된 집단에서 많이 발병하였다. 그러나, 이 생쥐를 이용한 연구는 불소처치 집단과 대조집단 모두가 바이러스(C형 퇴행성 바이러스)에 감염되어서 유해성 평가자료로는 이용될 수 없다고 판단되었다. 이러한 현상은 종양이 불소와 C형 퇴행성 바이러스 사이의 상호작용을 통하여 생성된 것이 아닌가 하는 문제를 제기했다.(7)
 

  사람에 대한 역학조사

  불소와 암의 관련성 여부에 대해서 많은 역학조사들이 수행되었다. 몇몇 연구들은 골암, 또는 특정부위의 암을 조사하였고, 또 다른 연구들은 전체 암의 발생률이나 암으로 인한 사망률을 조사하였다. 그것들 중 불소의 영향을 개인별로 조사한 것은 거의 없다. 불소 또는 불소화된 물에 노출되었거나 노출되지 않았다고 여겨지는 인구집단에 대한 영향을 조사하고 있다. 여기서는 몇가지 연구들만 요약될 것이다.

  초기 역학조사들은 불소화 도시들과 비불소화 도시들의 암 사망률을 비교하였다. 야무야니스(Yiamouyiannis)와 버크(Burk)의 1977년 분석은, 비불소화 도시들의 사망률이 4-5% 더 낮다는 것을 발견하였다.(미국의 최대 불소화 도시 10곳과 최대 비불소화 도시 10곳 비교). 비슷한 시기에 영국 과학자들 3명도 동일한 20개 도시에 대한 분석을 완결하였는데, 사망률에 대한 불소화의 영향을 발견하지 못하였다. 미국 국립연구위원회(National Research Council)는 이 두 조사를 검토한 후, 분석에 사용한 데이터 집합과 분석방법의 차이로 결과의 차이를 설명할 수 있다고 결론 내렸다. 그 차이는 데이터와 측정법에 대하여 상대적으로 둔감했음을 나타내는 것이라고 하였다.(3) 야무야니스는 이에 대하여 반론을 제기하고, 영국의 과학자들이 데이터를  생략하고 수학적 오류를 범했다고 주장한다.(12)

  프레니(Freni)와 게일러(Gaylor)는 1992년에 발표한 연구에서 골암으로 인한 사망률이 아니라 발병률에 대한 국제적 경향을 조사하였다.(8) 미국의 불소화 지역 여성들에게 위험성이 증가되었을 수 있다는 점을 제외하고는 대체로 불소화 물과 골암 사이의 연관성이 발견되지 않았다. 그런데, 이 연구는 불소노출에 대한 적절한 데이터를 확보하지 못하였으므로 그 의미가 약화되었다. 즉, 노출정도를 무차별적으로 분류하는 과실을 범했는데, 이것은 불소의 영향이 과소평가되는 데 기여한다. 또한 프레니와 게일러는(8) 골암 측정에서 사망률은 발병률에 비해 훨씬 신뢰할 수 없는 자료라는 것을 밝혔다.

  불소와 골암의 관계를 조사하는 몇몇 소규모 사례 대조연구가 수행되었는데 그 결과들은 다양했다. 뉴저지의 한 소규모 연구는, 비불소화 지역의 사람들보다 조사 당시 불소화 지역의 20세 미만 남성들에서 골육종 발생률이 더 높다는 것을 발견하였다.(9) 위스콘신에서도 소규모 사례연구가 진행되었는데, 이 연구는 진단 당시 불소화 지역에 거주하고 있다는 사실과 골육종 사이에 관계가 없다는 것을 나타냈다.(10) 이 두 연구들은 모두 분명한 불소노출 데이터를 결여하고 있었다. 노출정도는 진단 당시 대상자 거주지역에 따라 분류되었다. 그런데 이것은 진단 시점 외에 대상자가 불소화된 물에 일정기간 노출된 요인(만약 노출되었다면)이 반영될 수도, 반영되지 않을 수도 있는 것이다.

  불소섭취(그리고 수돗물불소화)와 유년기(25세 미만) 골육종 사이의 관계를 조사하는 더 큰 규모의 사례 대조연구가 뉴욕주에서 수행되었다.(11) 이 연구에서는 환자들(또는 그들의 부모)과 대조군 모두에게 불소노출에 관한 질문을 하는 과정을 포함하였다. 남녀 모두의 경우에서 총 불소 노출량과 골육종 사이에 관계가 없다고 나타났다. 통계적으로 의미있는 골육종 위험(비율)이 가장 낮은 수준으로 불소화된 지역의 여성들에서 발견되었으며, 남녀 모두에서(남성들만이 아님) 발견되었다. 그러나 골육종 위험성은 식수 중 불소 노출이 증가되었을 때 함께 증가하지 않았고, 더 높은 수준의 불소화에 노출되었을 때도 의미있는 정도로 증가되지 않았다.(11)

  야무야니스는 미국의 몇몇 자료를 이용하여 남성들의 골암 발생 및 골암으로 인한 사망과 수돗물불소화 사이의 관계를 조사하였다.(12) 그는 20세 미만의 남성에서 수돗물불소화와 골암 발생과 골암으로 인한 사망 사이의 관계를 보고하였다. 그는 또한 구강암이 불소화로 인하여 30-60% 증가하였다고 암시하였다. 이 논문에는 몇가지 문제가 분명히 보인다. 예를 들어, 골암의 경우, 그는 남성들만 불소 관련 골암을 가질 것으로 간주하고 여성들은 영향을 받지 않은 참고집단으로 이용하였다. 이러한 가정의 타당성은 아직 증명되지 않았으며, 여기서 검토된 다른 자료는 이것이 틀린 가정이라는 것을 시사한다.

  최근에 발표된 일본 오키나와현에서의 연구는, 식수 중의 불소농도와 자궁암으로 인한 사망 사이의 관계를 보고하였다.(13) 그러나, 이 연구에서는 물의 염소처리와 같은 중요한 변수들이 적절하게 고려되지 않은 것처럼 보인다. 또 오키나와 수돗물의 불소수준이 0.19-0.37㎎/ℓ이라는 점도 주목된다. 이러한 정도의 불소화는 미국에서는 보통 불소화되지 않은 것으로 여겨질 것이기 때문이다.
 

  암 관련 자료 요약

  국립독성학프로그램(NTP)의 동물연구는 불소가 악성종양인 골육종을 유발한다는 증거를 제공한다. 비록 NTP가 이 연구는 암에 관하여 "모호한" 결과를 제공한다고 결정하였지만, 그러나 공표되지 않은 기록이나 자료들은 사실은 NTP가 밝힌 것보다 결과가 더 확실하다는 것을 암시한다. 마찬가지로, '프록터 앤 갬블사'의 연구도 보고서의 요약부분에서 내린 결론보다 발암성, 특히 그 중에도 골암에 대하여 발표된 것보다 확실한 증거를 제공하고 있는 것으로 보인다.

  불소가 미치는 영향으로 밝혀진 것들에 비추어 볼 때, 불소가 골암과 관계가 있다는 것은 타당하다. 불소는 미성숙 골세포의 분열(조골세포의 증식)을 일으키고, 뼈에 축적되어 뼈를 손상시킬 수 있다. 또한 불소가 유전자 독성인자라는 사실이 수많은 실험에서 밝혀졌다. 그런데 이것은 발암물질과 관련이 있는 또하나의 성질인 것이다.(1,5) 달리 말하면, 생화학, 약물동력학, 그리고 다른 독성학 연구들이 불소가 뼈에 대한 발암물질이라는 가능성을 뒷받침한다.

  대개의 암을 조사한 역학연구들과 골암이라는 특정 암을 조사한 역학연구들의 결과는 일치하지 않았다. 생태적으로 짜여진 연구들(이 연구들은 개인이 아니라 특정지역에 대한 암 발생률과 사망률을 대상으로 한다)은 일반적 암, 모든 골암, 골육종에 대하여 서로 상반되는 결과들을 나타냈다. 불소 혹은 수돗물불소화와 골암의 연관성을 보여주는 소규모 연구가 적어도 하나 존재하지만, 보다 큰 규모의 사례 대조연구는 연관성을 보여주지 못했다. 이러한 연구들 대부분은 불소노출이 너무나 부적절하게 측정되었다는 단점을 갖고 있다. 그 결과로, 즉 노출정도에 대한 무차별적이고 잘못된 분류로 인하여 발견될 수 있었던 불소의 영향들이 은폐되었을 가능성이 있다. 수돗물불소화에 사람들이 광범위하게 의도적으로 노출되어있고, 동물실험결과들이 암, 특히 골육종과 불소의 관련을 보여주고 있다는 사실을 생각할 때, 왜 불소노출을 정확하게 측정한 대규모의 사례 대조  역학조사가 아직도 착수되지 않았는지 도저히 이해할 수 없다.
 

  참고문헌

(1) Bucher, JR, MR Hejtmancik, JD Toft II, RL Persing, SL Eustis and JK Haseman, Results and conclusions of the NTP's rodent carcinogenity studies with sodium fluoride, Int. J. Cancer, 48:733-737, (1991).
(2) Wm Marcus, US EPA, Memo to Alan Hais, Acting Director, Criteria and Standards Division, Office of Drinking Water, US EPA, on Fluoride Conference to Review the NTP Draft Fluoride Report, May 1, 1990. [셜리 브라운 제공].
(3) Hileman, B. Fluoridation of Water, Special Report, Chemical and Engineering News, August 1, 1998.
(4) Bawden, JW, NTP Public Hearing on the NTP Technical Report on the Toxicology and carcingenesis studies of sodium fluoride, April 26, 1990. [보건위원회 제공]
(5) Stamm, JW, on behalf of the ADA, NTP Public Hearing on rhe NTP Technical Report on the toxicology and carcinogenesis studies of sodium fluoride, April 26, 1990. [보건위원회 제공]
(6) Agency for Toxic Substances and Disease Registry(ATSDR), Toxicological Profile for Fluorides, Hydrogen Fluoride and Fluorine, April, 1993.
(7) D'Amato, RA, Procter & Gamble prepared remarks for NTP peer review panel on sodium fluoride, April 26, 1990. [보건위원회 제공].
(8) Freni, S. and D. Gaylor, International Trends in the Incidence of Bone Cancer Are not Related to Drinking Water Fluoridation, Cancer 70(3):611-618, (1992).
(9) Cohn, PD, A brief report on the association of drinkimg water fluoridation and the Incidence of Osteosarcoma among young males, Trenton, NJ, NJ Department of Health, Environmental Health Service, 1992 (참고문헌 11에서 인용).
(10) Moss, M. M. Kanarek et al., Osteocosarma, Seasonality, and Environmental Factors in Wisconsin, 1979-1989, Archives of Environ. Health, 50(3):235-241, (1995).
(11) Gelberg, KH, EF, Fitzgerald, S Hwang, and R Dubrow, Fluoride Exposure and Childhood Osteocosarma: A Case-Control Study, American J. Public Health 85:1678-1683, (1995).
(12) Yiamouyiannis, JA, Fluoridation and Cancer, Fluoride, 26(2):83-96, (1993).
(13) Tohyama, E, Relationship between fluoride concentration in drinking water and mortality rate from uterine cancer in Okinawa Prefecture, Japan J. Epidemiol., 6(4):84-191, (1996).

   

  물질대사와 효소에 대한 영향

  이 절은 물질대사와 효소의 기능에 대한 불소의 영향에 관하여 논하고 있다. 여기에는 불소 음이온의 직접적 작용과 함께 불소화에 사용되는 여타 무기성 불소이온 함유 물질의 영향도 포함된다. 또한, 불소-금속 복합체의 형성 여부나 효소-기질간의 구조적 관계에 대한 불소의 방해작용에 따라서 생화학적 경로 및 효소로 조절되는 과정에 대한 불소의 영향의 심각한 정도도 논의되고 있다.
 

  배경자료

  불소함유 화합물에 대한 현학적인 생화학 및 화학의 기초지식을 제공하는 것은 이 보고서의 영역을 넘어서는 일이다. 그러나 관련 논점들과 사람의 먹이사슬에 불소가 광범위하게 도입될 때 이 문제들이 어떤 비중을 갖는지 이해하기 위해서는 몇가지 원리들을 논의해야 한다.

  불소는 700개 이상의 무기물 중 10%에도 훨씬 못 미치는 광물질 속에 함유되어 있다. 이 가운데 5-6개의 무기물만 실제로 흔하게 존재하고, 이들 무기물의 대부분은 용해되지 않거나 중성의 물 속에서 매우 제한된 용해성을 가진다. 반면 몇몇 무기물들은 낮은 pH 범위(산성)의 물에서 용해성이 높아진다.(1)

  불소를 함유하는 흔한 광물질이 pH 7 이하의 지하수나 지표수와 많이 접촉하고 있는 지역에서는 천연적 수원에 불소 함유 무기물들이 용해되어 존재할 것이다. 그 결과로, 그러한 지역에서 생산되는 채소와 동물성 식품에는 불소가 더 많이 함유되어 있을 것이다. 사람의 먹이사슬에 도입되는 불소는, 천연적이든 인공적 불소화의 결과이든 상관없이, 주로 불화나트륨, 불화규산염, 불화규산의 형태이다. 우리가 이 절에서 가장 관심을 가지는 것이 바로 이러한 화합물들의 성질, 그리고 이 화합물들과 상호작용하는 생물학적 물질들의 성질이다.
 

  불소와 불소이온의 특성

  물질대사와 효소에 대한 불소의 주된 영향은 여러 형태의 "복합체" 형성과 관련된다. 불소이온은 어떤 음이온보다도 높은 전하밀도를 가지고 있고,(3) 이러한 특성 때문에 불소는 기질(基質)의 아미드 그룹과 특별히 강력한 수소결합(>148KJ/mol)을 형성한다는 사실이 밝혀졌다.(4) 강력한 수소결합은 이제 보통의 수소결합과는 분명히 다른 것으로 인식되고 있다.

  복합체 형성과 관련된 불소이온의 또다른 특성은 그것이 많은 금속이온들, 특히 마그네슘, 망간, 알루미늄과 칼슘에 대하여 친화력을 나타낸다는 점이다. 그러므로 불소이온은 이러한 금속이온들이 생물학적으로 이용되는 데 개별적으로 영향을 주거나 그러한 금속물질이 관여하는 효소조절 체계를 억제하거나 상호작용을 일으킬 수 있다.(5,6)
 

  생체분자의 구조적 민감성

  강력한 수소결합이 미치는 영향은 단백질에 대한 것이다. 단백질은 반복적 아미드 결합의 배열로 구성되어 있으므로 특히 이런 종류의 수소결합에 민감하기 때문이다. 이런 상호작용의 최종결과는 두가지이다. 보다 영향이 적은 결과는, 비록 불소 자체는 친핵성이 낮은 음이온이지만 단백질의 카르보닐기와 질소간의 결합(아미드 결합)이 핵분열에 대하여 민감해질 수 있다는 점이다. 두번째는, 이 영향은 아마 훨씬 엄청날 텐데, 단백질의 공간적 배열이나 고분자구조는 2차 입체화학적 구조를 형성하기 위해서 일반적 수소결합에 크게 의존한다는 점이다.(7) 그런데 2차 입체화학적 구조는 효소가 기능을 제대로 하기 위해서 필요하다. 이것은 에드워즈(Edwards)와 공동 연구자들에 의해 증명되었는데, 그들은 불소가 시토크롬 C 과산화효소 구조에 일으키는 혼란에 대하여 연구하였다.(8) 더 나아가서, 엠즐리(Emsley) 등에 의한 처음부터의 계산에 따르면, 불소이온은 DNA속의 티민-아데닌 결합을 완전히 파괴할 수도 있다는 결론에 이르게 된다.(9) 문헌을 검토해 보면 이 결과를 뒷받침하는 자료가 풍부하다는 것을 알게된다.(10) 이들 연구들 중 여럿이 내린 결론은 다음과 같다.

  • 불소는 금속단백질을 억제한다.(12)
  • 불소는 DNA 중합효소를 억제한다.(13)
  • 불소는 염색체 이상을 유발한다.(14)
  • 불소는 아데닐 사이클라아제 효소 체계에 영향을 준다.(15)
  • 불소는 이스트 에놀라아제 효소를 억제한다.(16)
  • 불소는 단백질 합성 효소들을 억제한다.(17)
  • 불소는 지콜리틱(gycolytic) 효소를 억제한다.(18)
  • 불소는 세포 성장 효소들을 억제한다.(19)
  • 불소는 테스토스테론 합성을 억제한다.(11)

  이 중에서 마지막 사항은 남성에서만 나타나는(가령, 테스토스테론은 뼈 성장에 관여하는데 남성에서만 그렇고 여성에서는 그렇지 않다) 불소의 해로운 영향의 원인일지도 모른다는 점에서 주목할 만 하다.(11) 위에 열거한 것이 결코 전부는 아니다. 오히려, 이 방면을 더욱 대규모로 연구할 필요가 있다는 증거들이 충분히 있다. 어쨌든, 위의 참고문헌들의 결과를 종합하면 "불화나트륨이 사람에게 잠재적 위험성은 가지고 있다는 것을 암시하고 있다."(14)
 

  불소와 칼슘대사

  칼슘이 관계된 물질대사 과정에 미치는 불소의 작용 또한 대단히 중요하다. 이런 유형의 상호작용은 최근의 연구--불소치료를 받은 골다공증 환자들 중 다수가 칼슘이 보충되어도 여전히 칼슘결핍증세를 나타낸다는 연구와 관련이 있을 수 있다.(20) 불소로 인한 침전 또는 불화인회석 형성의 결과로 이용 가능한 칼슘이 결핍되면 칼슘 과소혈증을 초래할 수 있다. 그리고 칼슘 과소혈증은 뼈 형성이나 신체의 다른 조절 메커니즘에 광범위하게 존재하지만 아직 제대로 밝혀지지 않은 영향들을 줄 수 있다.
 

  요약과 결론

  위의 정보와 인용된 참고문헌들은 불소가 효소에 의한 생화학 반응의 균형을 심각하게 교란시킬 수 있다는 사실을 보여준다. 이러한 영향들은 불소화 사업을 시작할 때 잘 알려져 있지 않았음이 분명하다. 그런데,  최근의 문헌은 기존의 연구결과에 더하여 많은 참고자료들을 포함하고 있는데, 이것들은 불소가 수많은 흔한 구강 박테리아(가령, 스트렙토코쿠스 뮤탄스)들의 물질대사에 미치는 영향을 기술하고 있다. 따라서 불소의 효소에 대한 이런 영향들도 역시, 불소화 지지자들은 물론 누구에게나 잘 알려져야 한다는 점도 명백하다. 불소화가 과거 충치감소에 기여했다는 점이 확실한 것처럼, 위에 언급된 최근의 증거들을 고려할 때 우선 심각하고 잠재적인 불소의 건강위해성에 대한 의문부터 해결하지 않고 불소화 사업을 계속하는 것은 부적절하다는 점도 확실하다.
 

  참고문헌

(1) Properties of Minerals, in Lange's Handbook of Chemistry, Chemical Rubber Publishing Company, (1990).
(2) 사실, 불소가 사람의 식생활에 있어서 필수영양물질이라는 것을 시사하거나 증명하려는 시도들이 일부 있어왔다. 불소의 1일 최소요구량(MDR)이 있다면 그것은 아주 극소량일 것이라는 것이 이제는 거의 보편적으로 인식되어지고 있다. 불소화가 충치발생에 효과가 있다는 사실 때문에 불소가 필수영양물질이 될 수는 없다. 이는 페니실린이 미생물들에 영향을 준다고 하여 필수영양물질이라고 생각할 수 없는 것과 마찬가지이다.
(3) Roberts, JD and Caserio, MW, Basic Principles of Organic Chemistry, A. Benjamin, Inc., (1964).
(4) Emsley, J, et al., An Unexpectedly Strong Hydrogen Bond, J.A.C.S., 103:24, (1981).
(5) Villee, C, Birth Defects & Glycolysis, N.E.J. Med., 310:254, (1981).
(6) Chlubek, D, Some aspects of prenatal fluoride metabolism in human studies performed during the prenatal period, Ann. Acad. Med. Stein., 31:1-99, (1996).
(7) Karlson, P, Introduction to Modern Chemistry, Academic Press, 1963.
(8) Edwards, SL, et al., The crystal structure of fluoride-inhibited cytochrom c peroxidase, J. Biol. Chem., 259:12984, (1984).
(9) Emsley, J, et al., The Uracil-Fluoride interaction, J.A.C.S., 104:476, (1982).
(10) 이 절에 대한 문헌조사만 해도, 하나의 인터넷 출처로부터 400개가 넘는 문헌을 얻었다. 이들 중 대다수는 저명하고 충분한 검토를 검치는 과학잡지들로부터 나온 것이다.
(11) Kanwar, KC, et al., In vitro inhibition of testosterone synthesis in the presence of fluoride ions, I.R.C.S. Med. Sci., 11:813-814, (1983).
(12) Wiseman, A, Pharmacology of Fluorides, in F.A. Smith, Handbook of Exper. Pharm., Spriger, (1970).
(13) Lehman, JR, DNA Synthesis, in Methods in Enzym., VI, Academic Press, (1963).
(14) Tsutsui, T, et al., Cytotoxicity, Chromosome aberrations...Fluoride, Mutation Res., 139:193, (1984).
(15) Sternweis, PC and Gilman, AG, Aluminum: A Requirement...by Fluoride, Proc. Natl. Acad. Sci. (USA), 79:4888, (1982).
(16) Fluoride Inhibition of Yeast Enolase, Biochemistry, 20:6894, (1981).
(17) Song, XD, et al., The Effect of Sodium Fluoride … Study, Fluoride, 21:149, (1988).
(18) Bartholmes, P, et al., Inhibition of Gylcolytic Enzymes by Fluoride Ions, Dtsc. Zahnarztl. Z., 42:916, (1987).
(19) Holland, RI, Fluoride Inhibition of Protein Synthesis, Cell. Biol. Int. Rep., 3:701, (1979).
(20) Dure-Smith, BA, et al., Calcium deficiency in fluoride-treated osteoporotic patients despite calcium supplementation, J. Clin. Endocrinol. Metab., 81:269-275, (1996).
(21) Bunick, FJ, and Kashket, S, Enolases from Fluoride Sensitive … Streptococci., Infect. Immun, 34;856, (1981).
(22) Huther, FJ, et al., Isolation, characterization … FA-1, Infect. Immun., 58:1043, (1990).
(23) Marquis, RE, Diminished acid tolerance...fluoride, J. Dent. Res., 69:672, (1990).
(24) Curran, TM, et al., Quasi-irreversible inhibition...fluoride, FEMS Microbiol. Lett., 119:283, (1994).
(25) Maltz, M and Emilson, CG, Susceptibility of oral bacteria to various fluoride salts, J. Dent. Res., 61:786, (1982).

   

  과민성과 "알레르기" 반응

  비록 알레르기 반응인지에 관해서는 좀 의문이 있지만, 어떤 사람들은 불소에 과민한 것으로 보인다. 그러나 최소한, 과민반응을 일으키는 일부는 알레르기성(면역체계의 영향)으로 보인다. 그리고 다른 일부는 중추신경계나 변화된 불소 대사(약물 동력학)와 관련된 것일 수 있다. 그런데,  과민반응으로 고통받은 사람들의 관점에서 보면, 원인이 무엇이든 사실상 최종 결과는 마찬가지이므로 이것은 한갓 추상론일 뿐이다. 과민성 환자들과 "알레르기성"이라는 용어를 사용하는 의사들에게 양해를 구하며, 이 절에서는 이러한 영향들을 과민성으로 표기한다.

  불소화된 물을 포함한 불소에 대한 과민반응은, 옛날부터 개업의들에게 알려져 있었고 또 그들에 의해 보고되었다.(1) 최근의 문헌을 찾아보면, 알루미늄 공장에서 발생하는 불소노출로 인한 직업성 천식에 대한 참고문헌은 몇 편 있지만(2), 불소의 환경적 노출에 대한 참고문헌은 없다. 문헌이 없다는 사실은 이것이 최근에 활발히 다루어지는 연구분야가 아니라는 것을 시사한다. 그러나 그렇다고 해서 과거의 관측들이 무가치한 것은 아니다.

  조지 월드보트 의사는 1964년 《천식연구》지(Journal of Asthma Research)에서, 불소에 대한 알레르기성 반응에 관한 의학문헌과 자신의 관측자료를 모두 요약하였다. 그는 불소화된 물로 인한 두드러기(두드러기 구진) 사례 6건을 보고하였다. 두드러기는 둔감증, 세팔지아(cephalgia), 척추 하부의 관절염, 위장관과 비뇨기 장애를 비롯하여 불소와 관련된 다른 건강상의 영향에 수반되어 나타난다. 이 환자들 중 적어도 몇 명에 대해서는 두드러기와 불소간의 관계가 이중맹검법으로 증명되었다. 이 환자들은 대부분의 사람들보다 더 많은 불소를 보유하고 있는 것으로 보였고, 따라서 불소의 건강상 위험한 영향에 대하여 더 위험한 처지에 놓여 있었다.《천식연구》에서 월드보트는 또한, 민감한 사람들의 피부에 끼치는 불소의 다른 영향들도 기술하였다. 아토피성 피부염과 접촉성 피부염이 여기에 포함되는데, 이 증상은 환자에게 불화나트륨을 처치한 치과의사의 손가락에서도 나타났다.
 

  요약

  이 논문은, 성인 중 일부인구가 1ppm으로 불소화된 물의 경우처럼 적은 양의 불소에도 과민함을 증명한다. 이 인구의 규모는 알려져 있지 않지만 불소화된 물에 과민한 사람이 나티크 주민 가운데 적어도 한 사람은 있는 것으로 보인다.
 

  참고문헌

(1) Waldbott, GL, Allergic Reactions to Fluoride, J. Asthma Res., 2(1):51-64, 1964.
(2) MEDLINE search using key words "fluoride" and "allergy" on August 22, 1997, search included "related articles" feature of PubMed.

 

 

 

 

수돗물불소화 반대 국민연대 사무국  office@no-fluoride.net