일반적인 자외선 차단제 성분이 말미잘에서 독성으로 변하는 이유는 다음과 같다.

A common sunscreen ingredient turns toxic in the sea - anemones suggest why

일반적인 자외선 차단제 성분이 말미잘에서 독성으로 변하는 이유는 다음과 같다.

 

 

Oxybenzone - a chemical linked to coral bleaching - transforms from a UV-blocking agent into one that damages cells when exposed to light.

산호의 표백과 관련된 화학물질인 옥시벤존은 자외선을 차단하는 물질에서 빛에 노출될 때 세포를 손상시키는 물질로 변한다.

 

 

Sea anemones turn oxybenzone into a light-activated agent that can bleach and kill corals.Credit: Georgette Douwma/Getty

A common but controversial sunscreen ingredient that is thought to harm corals might do so because of a chemical reaction that causes it to damage cells in the presence of ultraviolet light.

산호에 해를 끼친다고 생각되는 흔하지만 논란이 많은 자외선 차단제는 자외선이 있는 곳에서 세포를 손상시키는 화학 반응 때문에 그렇게 될지도 모른다.

 

Researchers have discovered that sea anemones, which are similar to corals, make the molecule oxybenzone water-soluble by tacking a sugar onto it. This inadvertently turns oxybenzone into a molecule that - instead of blocking UV light - is activated by sunlight to produce free radicals that can bleach and kill corals. “This metabolic pathway that is meant to detoxify is actually making a toxin,” says Djordje Vuckovic, an environmental engineer at Stanford University in California, who was part of the research team. The animals “convert a sunscreen into something that’s essentially the opposite of a sunscreen”.

연구원들은 산호초와 비슷한 말미잘이 당을 붙임으로써 옥시벤존 분자를 수용성으로 만든다는 것을 발견했다. 이것은 무심코 옥시벤존을 - 자외선을 차단하는 대신 - 햇빛에 의해 활성화되어 - 산호를 표백하고 죽일 수 있는 활성산소를 생성한다. "독소를 없애기 위한 이 대사 경로는 실제로 독소를 만들고 있습니다," 라고 캘리포니아 스탠포드 대학의 환경 공학자인 조르제 부코비치가 말했다. 동물들은 "선크림을 본질적으로 선크림과 반대되는 것으로 바꾼다".

 

Oxybenzone is the sun-blocking agent in many suncreams. Its chemical structure causes it to absorb UV rays, preventing damage to skin cells. But it has attracted controversy in recent years after studies reported that it can damage coral DNA, interfere with their endocrine systems and cause deformities in their larvae2. These concerns have led to some beaches in Hawaii, Palau and the US Virgin Islands, banning oxybenzone-containing sunscreens. Last year, the US National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine convened a committee to review the science on sunscreen chemicals in aquatic ecosystems; its report is expected in the next few months.

옥시벤존은 많은 선크림에 들어 있는 자외선 차단제이다. 그것의 화학 구조는 자외선을 흡수하여 피부 세포의 손상을 방지한다. 그러나 산호 DNA를 손상시키고 내분비계를 방해하며 애벌레의 기형을 유발할 수 있다는 연구 결과가 최근 몇 년 동안 논란을 불러일으켰다. 이러한 우려로 인해 하와이, 팔라우 및 미국령 버진 아일랜드의 일부 해변에서는 옥시벤존 함유 자외선 차단제를 금지했다. 작년에 미국 국립 과학 공학 및 의학 아카데미는 수생 생태계의 자외선 차단제 화학 물질에 대한 과학을 검토하기 위해 위원회를 소집했다. 보고서는 앞으로 몇 달 안에 나올 것으로 예상된다.

 

The latest study, published on 5 May in Science1, highlights that there has been little research into the potentially toxic effects of the by-products of some substances in sunscreens, says Brett Sallach, an environmental scientist at the University of York, UK. “It’s important to track not just the parent compound, but these transformed compounds that can be toxic,” he says. “From a regulatory standpoint, we have very little understanding of what transformed products are out there and their effects on the environment.”

5월 5일 Science1에 게재된 최신 연구에 따르면 자외선 차단제에 포함된 일부 물질의 부산물의 잠재적인 독성 효과에 대한 연구는 거의 없었다고 영국 요크 대학의 환경 과학자인 Brett Sallach는 말합했다. "모체 화합물뿐만 아니라 독성이 있을 수 있는 변형된 화합물을 추적하는 것이 중요합니다."라고 그는 말했다. “규제의 관점에서 볼 때 우리는 어떤 변형된 제품이 환경에 미치는 영향에 대해 거의 이해하지 못하고 있다.”

 

But other factors also threaten the health of coral reefs; these include climate change, ocean acidification, coastal pollution and overfishing that depletes key members of reef ecosystems. The study does not show where oxybenzone ranks in the list.

그러나 다른 요인들 또한 산호초의 건강을 위협한다; 이것들은 기후 변화, 해양 산성화, 해안 오염 그리고 산호초 생태계의 주요 구성원을 고갈시키는 남획을 포함한다. 이 연구는 옥시벤존이 목록에서 어디에 랭크되는지 보여주지 않는다.

 

Simulated sea / 시뮬레이션된 바다

 

To understand oxybenzone’s effects, Vuckovic, environmental engineer William Mitch at Stanford and their colleagues turned to sea anemones, which are closely related to corals, and similarly harbour symbiotic algae that give them colour.

옥시벤존의 영향을 이해하기 위해, 뷰코비치와 스탠포드의 환경 공학자 윌리엄 미치 그리고 그들의 동료들은 산호초와 밀접한 관련이 있는 말미잘과 비슷하게 그들에게 색깔을 주는 공생 조류로 눈을 돌렸다.

 

The researchers exposed anemones with and without the algae to oxybenzone in artificial seawater, and illuminated them with light - including the UV spectrum - that mimicked the 24-hour sunlight cycle. All the animals exposed to both the chemical and sunlight died within 17 days. But those exposed to sunlight without oxybenzone or to oxybenzone without UV light lived.

연구원들은 인공 바닷물의 옥시벤존에 조류가 있거나 없는 말미잘을 노출시켰고, 24시간 태양 주기를 모방한 UV 스펙트럼을 포함한 빛으로 말미잘을 비췄다. 화학 물질과 햇빛에 노출된 모든 동물들은 17일 이내에 죽었다. 하지만 옥시벤존이 없는 햇빛이나 자외선이 없는 옥시벤존에 노출된 조류들은 살았다.

 

Oxybenzone alone did not produce dangerous reactive molecules when exposed to sunlight, as had been expected, so the researchers thought that the molecule might be metabolized in some way. When they analysed anemone tissues, they found that the chemical bound to sugars accumulated in them, where it triggered the formation of oxygen-based free radicals that are lethal to corals. “Understanding this mechanism could help identify sunscreen molecules without this effect,” Mitch says.

옥시벤존 단독으로는 예상대로 햇빛에 노출되었을 때 위험한 반응성 분자를 생성하지 않았기 때문에 연구자들은 분자가 어떤 식으로 든 대사될 수 있다고 생각했다. 그들이 말미잘 조직을 분석했을 때, 그들은 당에 결합된 화학 물질이 그 안에 축적되어 산호에 치명적인 산소 기반 자유 라디칼(유리기)의 형성을 유발한다는 것을 발견했다. "이 메커니즘을 이해하면 이 효과 없이 자외선 차단제 분자를 식별하는 데 도움이 될 수 있습니다."라고 Mitch는 말했다.

 

The sugar-bound form of oxybenzone amassed at higher levels in the symbiotic algae than in the anemones’ own cells. Sea anemones lacking algae died around a week after exposure to oxybenzone and sunlight, compared with 17 days for those with algae. That suggests the algae protected the animals from oxybenzone’s harmful effects.

설탕에 결합된 형태의 옥시벤존은 말미잘 자신의 세포보다 공생 조류에서 더 높은 수준으로 축적되었다. 조류가 없는 말미잘은 옥시벤존과 햇빛에 노출된 지 약 1주일 만에 죽었는데, 조류가 있는 말미잘은 17일이었다. 그것은 조류들이 옥시벤존의 해로운 영향으로부터 동물들을 보호했다는 것을 암시한다.

 

Corals that have been subject to environmental stressors such as changing temperatures often become bleached, losing their symbiotic algae. “If they’re weaker in this state, rising sea water temperature or ocean acidification might make them more susceptible to these local, anthropogenic contaminants,” Mitch says.

기온 변화 등 환경 스트레스 요인이 된 산호는 표백돼 공생조류를 잃는 경우가 많다. "만약 그들이 이 상태에서 더 약하다면, 해수 온도 상승이나 해양 산성화는 그들이 이러한 국소적이고 인위적인 오염 물질에 더 취약하게 만들 수 있습니다,"라고 Mitch는 말한다.

 

Greater danger / 더 큰 위험

 

It’s not clear how closely these laboratory-based studies mimic the reality of reef ecosystems. The concentration of oxybenzone at a coral reef can vary widely, depending on factors such as tourist activity and water conditions. Sallach points out that the concentrations used in the study are more like “worst-case exposure” than normal environmental conditions.

이러한 실험실 기반의 연구들이 산호초 생태계의 현실을 얼마나 가깝게 모방하고 있는지는 분명하지 않다. 산호초에서 옥시벤존의 농도는 관광 활동과 물 상태와 같은 요인에 따라 크게 달라질 수 있다. 살라흐는 연구에 사용된 농도가 일반적인 환경 조건보다 "최악의 노출"에 가깝다고 지적한다.

 

The study lacks “ecological realism”, agrees Terry Hughes, a marine biologist at James Cook University in Townsville, Australia. Coral-bleaching events on Australia’s Great Barrier Reef, for example, have been linked more closely to trends in water temperature than to shifts in tourist activity. “Mass bleaching happens regardless of where the tourists are,” Hughes says. “Even the most remote, most pristine reefs are bleaching because water temperatures are killing them.”

호주 타운즈빌에 있는 제임스 쿡 대학의 해양 생물학자 테리 휴즈는 "생태학적 사실성"이 결여되어 있다고 말한다. 예를 들어, 호주의 그레이트 배리어 리프에서의 산호 표백 사건은 관광객 활동의 변화보다는 수온의 동향과 더 밀접하게 연관되어 있다. "대량 표백은 관광객들이 어디에 있든 상관없이 일어납니다,"라고 휴즈는 말한다. "가장 멀고 가장 깨끗한 산호초라도 수온 때문에 죽고 있기 때문에 백화되고 있습니다."

 

Hughes emphasizes that the greatest threats to reefs remain rising temperatures, coastal pollution and overfishing. Changing sunscreens might not do much to protect coral reefs, Hughes says. “It’s ironic that people will change their sunscreens and fly from New York to Miami to go to the beach,” he says. “Most tourists are happy to use a different brand of sunscreen, but not to fly less and reduce carbon emissions.”

휴즈는 산호초에 대한 가장 큰 위협은 기온 상승, 해안 오염, 남획이라고 강조한다. 자외선 차단제를 바꾸는 것은 산호초를 보호하는 데 큰 도움이 되지 않을 수 있다고 휴즈는 말한다. "사람들이 해변에 가기 위해 선크림을 바꾸고 뉴욕에서 마이애미로 날아간다는 것은 아이러니한 일입니다."라고 그는 말한다. "대부분의 관광객들은 다른 브랜드의 자외선 차단제를 사용하는 것에 만족하지만, 비행을 줄이고 탄소 배출을 줄이지 않는다."