ㅣ데일리포스트=김정은 기자ㅣ미국항공우주국(NASA)이 2024년 인류 달 착륙 임무인 '아르테미스(Artemis)' 계획을 추진하고 있는 가운데, 우주 장기 미션에 도전하는 남성 우주비행사는 무중력과 방사선이 초래하는 남성 생식 기능 저하에 직면할 우려가 있다는 연구 결과가 나왔다.
저스틴 라 페이버 미국 플로리다주립대 보건대학 교수 연구팀은 이번 논문을 국제학술지 '미국실험생물학회지'(FASEB)에 발표했다.
지구상에서는 두꺼운 대기층이 우주에서 쏟아지는 방사선을 막기 때문에 인류를 포함한 지상 생명은 은하 우주방사선(GCR: Galactic Cosmic Ray)의 고에너지 입자에 직접 노출되지 않고 생명을 이어갈 수 있다.
하지만 지구 밖에서 활동하는 우주비행사는 국제우주정거장(ISS)에서 6개월을 보내는 것만으로 지상에서 25번의 생애를 보내는 것과 맞먹는 우주 방사선을 받게 된다. 높은 수준의 방사선에 노출되면 암·신경 장애·심혈관 질환 등 다양한 질병이 발생한 위험이 높아진다.
NASA는 우주의 미세중력 상태가 인간의 건강에 미칠 악영향을 연구 중으로, 이번 연구도 NASA의 지원을 받았다.
우주 비행의 건강상 위험으로 예상되는 것 중 하나는 발기부전이다. 심우주 탐사에 나서는 남성 우주비행사에게 있어 우주 공간이 생식 기능에 미치는 영향은 중대하다.
이번 연구는 우주 환경이 시뮬레이션된 환경에서 성체 수컷 쥐 86마리를 사육해 저중력과 방사선이 생식 기능에 미치는 영향을 조사했다.
연구팀은 동물 실험에서 4주간에 걸쳐 ▲'저중력으로 인한 체액 및 체내 압력 변화' ▲'근골격에 부하가 실리지 않는 상황'이라는 두 가지 우주 환경을 재현했다.
또 NASA 우주방사선연구소에 있는 GCR 시뮬레이터에서 저선량(0.75Gy) 또는 고선량(1.5Gy)의 방사선을 실제 우주와 유사한 양으로 조사했다. 참고로 지구상에서 일상생활로 인간이 받는 방사선은 연간 0.002~0.006Gy로 알려져 있다.
실험 후 약 12~13개월 후 연구팀은 쥐를 안락사시키고 생식기 해면체(corpus spongiosum)와 발기 시 중요한 혈관인 내음부동맥 샘플을 채취해 분석했다. 그 결과 '은하 우주방사선'(GCR)과 GCR보다 영향은 작지만 '무중력 상태' 모두 해면체와 혈관 기능을 해치는 것으로 확인됐다.
수컷 쥐의 성적 기능에 손상을 준 것은 주로 산화 스트레스였다. 산화스트레스는 활성산소의 생성과 분해의 불균형으로 생체 산화 균형이 무너져 세포나 유전자가 손상된 상태를 뜻한다.
또 연구팀이 진행한 추가 실험에서는 특정 항산화 물질로 치료하면 우주방사선의 영향 일부를 완화시킬 수 있는 것으로 나타났다.
페이버 교수는 "우주방사선의 악영향은 장기적이지만 체조직 산화 반응에 중점을 둔 치료를 통해 기능 개선이 확인된다. 이는 우주 임무로 인한 발기부전이 치료가 가능함을 시사한다"고 말했다.
연구팀은 향후 원인을 추가로 규명하고 이를 막을 수 있는 방법을 조사할 예정이다. 또 미래 우주 미션에는 여성 우주비행사도 참여하기 때문에 심우주 탐사가 여성 생식 기능에 미치는 영향을 파악하는 것도 중요하다고 덧붙였다.