저선량 방사선 적응보호(Adaptive protection)

▼ 저선량 방사선피폭

  LNT 모델(가설) 사용 이유

  LNT 수정·폐기 제안의 근거와 효과

  방사선피폭, 담배피우기, 환경적응성

  저선량 방사선 적응보호(Adaptive protection)

  저선량피폭의 영향

저 선량 방사선 적응보호 효과

문턱 없는 선형모델(LNT)의 기원은 방사선 에너지 흡수로 일어난 하나의 손상이 원인이 되어 결국 암 등 결과발생에 이른다는 이른바 단일 표적설이라 할 수 있다. 이는 인위적으로(고 선량의 방사선으로) 돌연변이가 만들어 졌음을 처음 확인한 초파리 실험결과에서 근거하여 추론한 것이며, 1950년대 미국 전리방사선영향위원회에서 이 개념을 채택하였다. 이후, 오늘날 까지도 LNT는 방사선방호 전문가 사회에서 가장 오랜 기간 그 가설의 진위에 관한 논쟁이 지속되어 왔다.^1,2,3)

저 선량(<100 mGy), 저 선량률(~ 5 mGy/h)의 조건에서는 문턱 없는 선형가설이 맞지 않는다. 물리현상으로는 세포수준에서 일어나는 손상 정도가 세포에 흡수된 방사선 에너지에 선형 비례할 것이다. 그러나 그 손상에 대한 생물체계(biological system) 내 반응결과는 저 선량 범위에서 선형적이지 않기 때문에 결과적으로 방사선에 의한 건강영향은 단순히 선량 선형적이 아니고, 나아가 전혀 건강영향이 없는 혹은 무시할 수도 있는 것이다.

생물체계 내 일어나는 반응은(예; 효소 비활성화, DNA 복구, 미소 핵자 형성을 포함한 염색체 변화, 세포 사망, 실험실조건에서 암과 그 전이, 면역반응, 방관자 효과 등) 포유동물 실험, 인간세포 배양 실험 등을 통해 밝혀졌다.^주1) 방사선 조사 이후 생물체계 내에서 생긴 손상에 대응하여 일어나는 보호 반응은 적응보호(adaptive protection)라 한다.

주1) 원자-분자 수준에서 일어난 손상이 비선형적인 되는 것은 생물체계 내(세포 내 혹은 세포 간) 비 표적반응(non-targeted response)인 방관자효과(bystander effect), 유전자 불안정성(genome instability), 적응보호(adaptive protection) 반응 등의 결과일 것인데, 이중 방관자 효과와 유전자 불안정성은 손상을 더하고, 적응보호반응은 손상을 줄인다. 결국 손상과 보호의 균형에 따라 영향의 유무와 선형적 증가 등이 나타나며, 고 선량에서는(적어도 100 mGy를 넘는) 손상이 보호수준 보다 크다.(L. E. Feinendegen, Quantification of Adaptive Protection Following Low-Dose Irradiation, Health Phys, V110, No.3, March, 276-280, 2016)

적응보호 반응은 결국 방사선 호메시스 효과로 나타난다. 대표적인 예가 중국 광동성 양지양 지역과 같은 상대적으로 높은 자연방사선 피폭이 상존하는 지역 주민에 대한 역학조사 결과이다. 대조지역(약 2 mSv/y)과 2~3배 정도(5~7 mSv/y) 차이가 나는 연간 선량으로 인해 해당 지역의 주민은 대조지역에 비해 생애 약 200 mSv 이상의 선량에 더 피폭하게 된다. 그럼에도 불구하고 양지양 지역 주민은 건강상태는(암 사망률 등) 대조지역에 비해 좋은 것으로 나타났다.^주2)

주2) 혈액시료검사 방법을 이용한 통한 분자 역학연구를 통해 DNA 산화손상 수준, DNA 손상복구, 항산화능력, 세포자살 등의 지표를 이용하여 대조군과 비교 확인하고 저선량 방사선으로 인한 적응반응이 있음을 제시하였다.(Shibiao Su et. al, Evidence for Adaptive Response in a Molecular Epidemiological Study of the Inhabitants of a High Background-Radiation Area of Yanjiang, China, Health Phys, V115, No.2 August, 227-234, 2018)

참고
1. E. J. Calabrese, Flaws in the LNT single-hit model for cancer risk: An historical assessment, Environ. Res. 158, 773-788 (2017)

2. M. Doss, The End of the LNT Era, Presentation at the CE Session, Radiophamaceutical Dosimetry and Radiobiology-The Future is Now, SNMMI Annual Meeting, June 25, 2018 (Revised dated July 18, 2018) https://www.slideshare.net/MohanDoss6/the-end-of-the-lnt-era, and, Are We Approaching the End of the LNT Model Era, J. Nucl. Med. Sep. 27, 2018 http://jnm.snmjournals.org/content/early/2018/09/26/jnumed.118.217182.full.pdf+html

3. NCRP, NCRP Commentary No. 27: Implications of Recent Epidemiologic Studies for the Linear-Nonthreshold Model and Radiation Protection (2018)

이 자료의 최초 작성 및 등록 : 김봉환(KAERI) bhkim2@kaeri.re.kr