Attention-deficit hyperactivity disorder (ADHD) is a common, childhood-onset, neuropsychiatric disorder with an estimated prevalence of 2-7.6% in Korean children. Although the etiology of ADHD is not well understood, evidence from genetic factor and environmental factor studies suggests that ADHD re...
Attention-deficit hyperactivity disorder (ADHD) is a common, childhood-onset, neuropsychiatric disorder with an estimated prevalence of 2-7.6% in Korean children. Although the etiology of ADHD is not well understood, evidence from genetic factor and environmental factor studies suggests that ADHD results from a gene environmental interaction. In the current study, we reviewed the evidence for and clinical implications of the hypothetical roles of organophosphate pesticides, organochlorine pesticides, polychlorinated biphenyls, phthalate, bisphenol, polyfluoroalkyl chemicals, polycyclic aromatic hydrocarbons, mercury, lead, arsenic, cadmium, manganese, tobacco, alcohol as harmful risk factors in the development of ADHD.
Attention-deficit hyperactivity disorder (ADHD) is a common, childhood-onset, neuropsychiatric disorder with an estimated prevalence of 2-7.6% in Korean children. Although the etiology of ADHD is not well understood, evidence from genetic factor and environmental factor studies suggests that ADHD results from a gene environmental interaction. In the current study, we reviewed the evidence for and clinical implications of the hypothetical roles of organophosphate pesticides, organochlorine pesticides, polychlorinated biphenyls, phthalate, bisphenol, polyfluoroalkyl chemicals, polycyclic aromatic hydrocarbons, mercury, lead, arsenic, cadmium, manganese, tobacco, alcohol as harmful risk factors in the development of ADHD.
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문제 정의
Salinas Valley 코호트연구8)는 372명의 아동과 모를 대상으로 한 연구였는데 산전 및 산후 OP 대사물인 dialkylphosphate(DAP)와 24개월 아동의 정신발달, 전반적 발달장애와의 연관성을 보고하였다. 또한 이 연구에서는 3.5세, 5세에서도 산전 및 산후 OP 대사물과 모가 보고한 주의력 문제와 연관성을 연속적으로 보고하였다.9) 8~15세의 아동 1139명을 대상으로 한 국가건강영양 횡단연구에서는 뇨 alkylphosphate 농도(특히 dealkyl phosphate, DMAP)와 ADHD 진단의 연관성을 보고하였다.
ADHD에 영향을 미칠 수 있는 많은 유해환경물질 및 환경요인들이 존재하고 있고 또한 요인과 유전과의 상호작용 및 요인 간의 상호작용 등이 나타나므로 이러한 경우의 수는 더욱 많아질 것이다. 본 연구에서는 ADHD에 영향을 미칠 수 있는 유해환경인자에 대해 선행연구를 중심으로 기술하였다. 그간 선행연구에서 주로 보고하였던 14개의 물질에 대해서 정리하였으나, 그 외에도 여러 가지 환경적 요인이 추가적으로 보고될 것이며 유전적 요인과 환경적 요인이 복합되거나 환경적 요인들 간에 복합되어 있을 것으로 추정된다.
본 연구자는 ADHD에 영향을 미칠 수 있는 여러 가지 환경적인 인자들에 대해서 최근에 연구되어진 결과들을 종합적으로 살펴보고자 한다. 자료는 2016년 8월에 PubMed, Medline, google scholar 인터넷 사이트에서 ‘ADHD’, ‘attention’, ‘hyperactivity’, ‘harmful substance’, ‘heavy metal’, ‘environmental harmful factor’ 등의 검색어를 이용하여 검색하였다.
가설 설정
38) 메틸수은은 임신 중에 산모에게 흡수되면 태반을 통과하여 태아에게 축적된다. 수은은 뇌 발달에서 산화 스트레스, 지질 peroxidation 효소, 미토콘드리아 기능부진, 신경전달물질의 시냅스 전달, 미세소관 형성, 아미노산 전달, 세포 이동 등에 영향을 미치며 결과적으로 아동의 뇌 발달에 영향을 나타낸다.
흡연은 정상적인 태반기능을 저해하며 자궁 혈류를 감소시키고, 이는 태아의 양분과 산소를 감소시킴으로써 저산소증, 허혈, 영양부족을 초래하며, 자궁 내 태아 성장지연을 초래할 수 있다.79) 담배의 일산화탄소와 타르 물질은 직접적으로 태아의 뇌에 영향을 미친다. 니코틴은 아세틸콜린의 니코틴 수용체에 직접적으로 작용하며, 태아 뇌의 니코틴에 작용하여 세포 증식과 분화에 이상을 초래할 수 있다.
제안 방법
PAHs는 나무, 석탄, 디젤, 담배 등 카본을 함유한 연료가 불완전 연소되면서 생기는 유기물질이다. PAHs는 실험연구에서 신경발달에 유해한 것으로 밝혀졌으며, 태반 성장요인에 결합하여 산소와 양분의 교환을 저해하고, 내분비체계를 교란시키며, P450 효소관련 수용체에 결합하여 세포사멸과정, 후성적 효과, 산화스트레스를 활성화시키는 DNA 과정을 손상시켰다.36)
대상 데이터
자료는 2016년 8월에 PubMed, Medline, google scholar 인터넷 사이트에서 ‘ADHD’, ‘attention’, ‘hyperactivity’, ‘harmful substance’, ‘heavy metal’, ‘environmental harmful factor’ 등의 검색어를 이용하여 검색하였다.
성능/효과
6% 정도의 유병률을 보인다.1) 비록 ADHD의 원인에 대해서 구체적으로 알려진 것은 매우 적은 편이지만, 유전적인 원인과 환경 요인과의 상호작용에 의한 다요인적인 모델로 생각되고 있다.2) Faraone 등3)은 미국, 유럽, 호주 등의 유전연구 20여 개를 종합한 결과에서 ADHD의 평균 유전율이 76%에 이른다고 보고하였는데, 이러한 결과로 미루어 보면 환경적 요인은 20~30% 정도의 영향을 나타낼 수 있을 것으로 추정된다.
1) 주로 사춘기 이전에 호발하는 소아질환이며 국내의 학동기 아동에서 2~7.6% 정도의 유병률을 보인다.1) 비록 ADHD의 원인에 대해서 구체적으로 알려진 것은 매우 적은 편이지만, 유전적인 원인과 환경 요인과의 상호작용에 의한 다요인적인 모델로 생각되고 있다.
9) 8~15세의 아동 1139명을 대상으로 한 국가건강영양 횡단연구에서는 뇨 alkylphosphate 농도(특히 dealkyl phosphate, DMAP)와 ADHD 진단의 연관성을 보고하였다.10) 이 연구에서 10배 정도의 DMAP를 보이는 아동은 ADHD로 진단되는 가능성이 1.55배 정도 높았다(95% 신뢰구간 1.14~2.10). 남부 애리조나주 농업지역에서 7세 히스패닉 아동 48명을 대상으로 한 횡단 연구11)에서는 뇨 DAP와 위스콘신 카드분류 검사에서 주의력과 관련된 수행 문제를 나타내었다.
17) 이러한 결과는 PCBs 노출이 충동성 문제를 나타낼수 있음을 보여주는 것이다. 189명의 신생아를 대상으로 한 Oswego 지역 태아 신생아 발달 코호트연구는 산전 PCBs와 4.5세에서 맥카티 검사의 과도오류 문제와 유의한 양적 연관성을 보였고 9.5세에서 지속적 수행능력검사의 반응 억제 문제에서 경향성을 보였다.18) 이는 반응검사에서 차별강화의 낮은 반응률과 수행능력의 부진을 나타낸 것으로 ADHD에 매우 부합되는 결과이다.
한편 모성 흡연과 ADHD가 연관이 없었다는 결과도 있었는데 Hilll 등82)은 모성 흡연과 소아청소년 정신질환의 연관성이 나타나지 않았다고 보고하였다. 2000년 이후 10년 동안 흡연과 ADHD의 연관성에 대한 47개의 주요 논문보고가 있었는데 이러한 결과를 종합해 보면 흡연자에서 비흡연자에 비해 ADHD 혹은 ADHD 증상의 위험룰이 1.5~3배 높았다.51) 여러 연구에서 흡연과 DSM 진단기준 혹은 임상적으로 가장 많이 쓰이는 DuPaul 척도상 ADHD 증상과 연관성을 보고하였으며 일부에서는 과잉행동, 충동성, 공격행동, 주의력 문제, 외향적 문제 등과 연관성이 있었다는 보고들이있었다.
5세에 시행된 지능검사에서는 PCBs 노출과 지능 총점/언어지능의 저하와도 연관성을 나타내었다. 435명을 대상으로 한 Faroe 제도 코호트연구에서는탯줄 PCBs와 7세 아동에서 지속적 수행능력검사의 반응시간 이상과 연관성이 있는 것으로 나타났다.19) 그러나 278명의 12~15세 아동을 대상으로 한 국가건강영양 횡단연구에서는 PCB 농도와 ADHD의 연관성이 나타나지 않았다.
86) ADHD와 태아 알코올 증후군은 서로 다른 질환이지만 태아 알코올 증후군의 행동 증상은 ADHD와 유사한 양상을 나타낸다. 산전 알코올 노출은 뇌구조에 전반적으로 영향을 미치며 특히 소뇌에 주된 영향을 나타내며, 뇌 성장 가속화기에 알코올에 노출되면 소뇌와 퍼킨지 세포 소실을 초래하는 것으로 보고되었다.
영어로 작성된 논문을 기준으로 하였으며 그 외의 언어로 작성된 논문 및 국내논문은 제외하였다. 결과로서 ADHD의 유해환경요인으로 가장 많이 기술된 후보물질은 13개였으며 organophosphate pesticide, organochlorine pesticide 혹은 polychlorinated biphenyls(PCBs), phthalate, bisphenol, polyfluoroalkyl chemicals(PFCs), polycyclic aromatic hydrocarbons(PAHs), mercury, lead, arsenic, cadmium, manganese, tobacco, alcohol 등이었다(Table 1).
18) 이는 반응검사에서 차별강화의 낮은 반응률과 수행능력의 부진을 나타낸 것으로 ADHD에 매우 부합되는 결과이다. 또한 9.5세에 시행된 지능검사에서는 PCBs 노출과 지능 총점/언어지능의 저하와도 연관성을 나타내었다. 435명을 대상으로 한 Faroe 제도 코호트연구에서는탯줄 PCBs와 7세 아동에서 지속적 수행능력검사의 반응시간 이상과 연관성이 있는 것으로 나타났다.
5세 아동에서 남아는 덜 남성적인 놀이, 여아는 더 남성적인 놀이와의 연관성을 나타내었으며, 9세 아동에서는 런던타워 검사에서의 낮은 점수, 반응 시간 및 반응시간 변이의 증가 소견을 나타내었다. 또한 미시간 호수지역의 4세 아동 154명과 11세 아동 148명을 대상으로 한 코호트 출산연구에서 지속적 수행능력검사, 숫자 취소 검사, 위스콘신 카드분류 검사, 소아용 웩슬러 지능검사 등을 이용하여 인지기능을 평가하였는데 산전 PCBs 노출과 11세 아동에서 집중력 저하, 언어/그림/청각 작업기억 저하 등이 나타났다.17) 이러한 결과는 PCBs 노출이 충동성 문제를 나타낼수 있음을 보여주는 것이다.
니코틴은 아세틸콜린의 니코틴 수용체에 직접적으로 작용하며, 태아 뇌의 니코틴에 작용하여 세포 증식과 분화에 이상을 초래할 수 있다. 또한 산전에 니코틴의 노출은 이후 도파민과 노르아드레날린 시스템의 반응감소를 나타내거나 저활성을 나타내었다.80) 산전에 니코틴 투여는 이후 니코틴에 의한 노르아드레날린의 유도반응을 약화시켰으며, 이러한 결과는 ADHD에서 카테콜아민의 이상상태를 나타내고 있는 것과 부합되는 결과이다.
25) 또한 고농도 프탈레이트와 여아의 기민성(alertness) 점수에서 저하된 결과를 나타내었다. 또한 후속연구에서 산전 프탈레이트 노출은 4~9세의 아동에서 집행 기능 및 행동문제와 연관성을 보였다. 그러나 저농도 프탈레이트는 비행 문제에만 연관성을 보였다.
은 1091명의 일란성 쌍생아와 845명의 이란성 쌍생아에 대한 미국연구에서 부모의 알코올중독이 자녀의 ADHD 위험요인을 증가시킨다고 보고하였다. 부 알코올남용과 그 자녀의 ADHD 연관성은 오즈비 2.04(신뢰구간 1.24~3.39), 모 알코올남용과 그자녀의 ADHD 연관성은 오즈비 3.19(신뢰구간 1.67~6.10)로 나타났으며 이 연구에서 모 흡연은 ADHD의 위험률을 증가시키지 않았다. 한편 태아의 알코올 노출이 학동기 아동에서 집중력 문제와 연관성이 없었다는 결과도 있었다.
비소의 건강유해효과는 아동의 중추신경계, 인지발달뿐만 아니라 호흡기, 위장관, 혈액, 간, 신장, 신경, 면역계에 널리 나타난다. 비소노출에 대한 연구는 대부분 아시아에서 이루어졌으며, 그간 발표된 13개의 주요 선행논문을 종합하면 비소는 5~15세의 아동청소년에서 IQ 총점과 기억력에서 유해효과를 나타내었다.58) 6~10세 132명을 대상으로 한 멕시코 횡단 연구에서 뇨와 음수에서 증가된 비소노출이 IQ 총점의 감소와 연관성이 있음을 보고하였다.
67) 임신 중인 산모를 대상으로 한 대규모의 산전 비소노출연구에서는 1개월 신생아의 신경발달과 연관성이 나타나지 않았다. 선행연구결과를 종합하면, 비소노출은 언어적 지능영역에서는 숫자외우기, 동작성 지능영역에서는 기호쓰기에서 특징적인 저하를 나타내었고, 아동의 비소 농도가 일반적인 농도에 비해 50% 증가되면 IQ 총점이 0.56점 감소하며 동작성 지능은 0.33점 감소하였다. 그렇지만 언어성 지능은 유의한 차이가 없었다.
38) 메틸수은은 임신 중에 산모에게 흡수되면 태반을 통과하여 태아에게 축적된다. 수은은 뇌 발달에서 산화 스트레스, 지질 peroxidation 효소, 미토콘드리아 기능부진, 신경전달물질의 시냅스 전달, 미세소관 형성, 아미노산 전달, 세포 이동 등에 영향을 미치며 결과적으로 아동의 뇌 발달에 영향을 나타낸다.38)
임신 중인 모성의 흡연이 태아의 산전 및 산후 발달에 영향을 미치며 태아 위험률을 높이고 이후 소아청소년기의 인지, 행동발달에 영향을 주는 것으로 나타났다.78) 동물실험에서는 산전 흡연에 선행 노출된 경우에서 저체중이 나타남을 일관적으로 보고하고 있는데 저체중은 ADHD 위험요인의 하나로잘 알려져 있다.
84) 최근에 임신 2~12주와 6~19세에 각각 98만 명을 평가한 스웨덴 대규모 인구기반 코호트연구83)에 따르면, 임신 중 태아 흡연 노출과 ADHD 위험성이 양적 연관성을 나타낸다고 보고하였다. 즉 임신 중에 일일 10개피 이상을 흡연한 모에서 노출된 아이가 6~19세에 ADHD가 나타날 수 있는 위험률은 1.9배(신뢰구간 1.8~2.04) 높았지만, 동일한 위험군에서 두 번째 아이의 경우에서는 1.3의 위험률을 나타내었으며(신뢰구간 0.95~1.58), 가족 내 정신병력, 유전요인 등의 교란요인을 보정하면 유의한 연관성이 없었다. 국내연구에서는 Han 등85)이 19940명의 아동을 대상으로 한 횡단연구에서 임신 중 모 흡연 노출 시에는 2.
후속연구
본 연구에서는 ADHD에 영향을 미칠 수 있는 유해환경인자에 대해 선행연구를 중심으로 기술하였다. 그간 선행연구에서 주로 보고하였던 14개의 물질에 대해서 정리하였으나, 그 외에도 여러 가지 환경적 요인이 추가적으로 보고될 것이며 유전적 요인과 환경적 요인이 복합되거나 환경적 요인들 간에 복합되어 있을 것으로 추정된다. 한편 하나의 유해물질이 여러 신체 기관에 영향을 나타낼 수 있을 것이며, 여러 가지 질환을 초래할 수 있을 것이다.
어떤 유해물질은 일반적인 경우에는 질병을 초래하지 않다가 취약한 유전자를 갖고 있는 사람들에게만 질병을 초래할 수 있을 것이다. 이렇게 복잡다단한 과정의 어려움을 갖기 때문에 요인 하나하나뿐만 아니라 요인 간의 상호작용에 대해서도 세밀하고 주의 깊은 연구가 필요할 것이다. 유해환경요인에 대한 선행연구는 그간 대부분이 구미에서 연구된 결과들이며, 대규모 코호트연구로서 엄청난 비용과 함께 정교한 연구계획과 접근이 필요하므로 국가적 차원의 지속적인 지원이 반드시 필요한 연구이다.
비소노출연구는 주로 방글라데시, 인도, 중국 등 아시아에서 대부분의 연구가 수행되었으나 국내에서는 수행되지 않았다. 향후 국내에서도 비소노출 영향연구가 필요할 것으로 생각된다.
그간 국내에서 수행한 연구들을 살펴보면, 납, 수은, 프탈레이트, 망간 등에 한정되어 있었으며 이마저도 소규모의 연구였고 연관성에 대한 충분한 결과를 확인할 수 없었다. 향후에는 국내에서도 ADHD와 유해환경요인에 대한 범국가적인 코호트연구가 시작되고 이러한 체계적이고 복합적인 연구결과들이 점차적으로 수행되기를 기대한다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
주의력결핍 과잉행동장애의 특징은 무엇인가?
주의력결핍 과잉행동장애(attention-deficit hyperactivity disorder, ADHD)는 소아정신과의 임상에서 가장 많은 비중을 차지하는 매우 빈번한 질환으로 주의력결핍과 과다한 행동 그리고 충동성의 특징을 나타낸다.1) 주로 사춘기 이전에 호발하는 소아질환이며 국내의 학동기 아동에서 2~7.
Organophosphate는 무엇인가?
Organophosphate(OP)는 구충제 농약의 하나이며 주로 벌레의 신경을 손상시키는 독성물질이다.4) 값이 싸고 해충에 대한 내성효과가 적어서 대중적으로 살충제나 제초제에 사용된다.
주의력결핍 과잉행동장애는 주로 어느 시기에 발생하며, 국내의 학동기 아동에서는 어느 정도의 유병률을 보이는가?
주의력결핍 과잉행동장애(attention-deficit hyperactivity disorder, ADHD)는 소아정신과의 임상에서 가장 많은 비중을 차지하는 매우 빈번한 질환으로 주의력결핍과 과다한 행동 그리고 충동성의 특징을 나타낸다.1) 주로 사춘기 이전에 호발하는 소아질환이며 국내의 학동기 아동에서 2~7.6% 정도의 유병률을 보인다.1) 비록 ADHD의 원인에 대해서 구체적으로 알려진 것은 매우 적은 편이지만, 유전적인 원인과 환경 요인과의 상호작용에 의한 다요인적인 모델로 생각되고 있다.
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