오존층의 파괴가 피부건강에 미치는 영향에 관한 고찰

Abstract

[한글]

최근 지구환경의 악화로 인한 오존층의 파괴는 자연생태계의 파괴는 물론 인간의 건강효과에 미치는 영향이 크다. 본 논문에서는 오존의 감소가 UV 방사량의 불균형을 초래하여 야기되는 건강효과를 피부질환을 중심한 문헌적 고찰을 통하여, 오존의 중요성과 오존

파괴가 피부의 건강효과에 미치는 영향 및 그에따른 피부보호방법을 설명하여 오존파괴의 위해성을 인식 시키고자 하였다.

최근 10년동안의 연구결과에서는 오존 1% 감소에 따라서 유효 UV 방사량(UV-B)은 2-4%가 증가되었는데, 최근 오존의 감소는 더욱 급속히 이루어져 이에 따른 UV-B방사량의 증가율도 더욱 높아질 것으로 예측된다.

또한 유효 UV 방사량이 1% 증가됨에 따라서 피부암 발병율은 2-5%가 증가되는데, 피부암 발병율의 변이는 성별, 피부의 색갈, 작업환경, 개인의 유전적 특성 및 지위적 환경조건(위도, 고도, 지형, 지역)에 따라서 큰 차이가 인정된다.

일반적으로 유효 UV 방사량의 측정은 UV-B의 측정을 위한 R-B meter가 있으며, UV-A의 측정을 위해서는 UV-A radiometer가 실용화되어 있다. 유효 UV방사량에 의한 건강효과는 파장에 따라서 다음과 같이 변화된다. UV-B 방사량(290-320nm)은 UV-A에 비하여 800-1,000배의 건강효과를 나타내는데, sunburn, erythema, photodermatoses, photoaging 및 skin cancer를 유발하고, DNA를 손상시켜 면역체계(immune system)와 회복체계(repair system

)를 파괴한다. 특히 피부암에서 UV-B의 노출축적은nonmelanoma의 발병을 촉진하고, 강도가 높은 UV-B에의 노출은 melanoma의 발병촉진에 밀접히 관여한다.

UV방사량에 의하여 유발되는 피부암의 면역체계는 UV-C/B범위(250-320nm)의 파장에서 유발되는데, 면역억제는 UV-B 노출에 독립적이며, 노출량과 UV-B비율의 두가지 요인의 상호작용에 발생한다. UV-B의 노출에 의한 면역억제에는 국소적 면역억제와 계통적 면역체계가 있으며 거의 같은 반응을 나타낸다. 면역억제는 피부의 표피에서 UV C/B(250-320nm)을 흡수하는 urocanic acid(UCA)에 의하여 조정된다. UV-A 방사량(320-400nm)은 그다지 유해하지 않으나 진피(dermis)에 깊숙히 침투하여 진피연결조직의 교체를 유발하au photoaging의 진행을 돕는다. 또한 UV-A 방사량은 UV-berythema의 발생을 촉진하여 발암성 UV-B의 건강효과를 증진시킨다.

유효 UV 방사량에 의한 건강효과의 위해성을 평가하는 기준으로는, 오존감소에 따른 유효 UV 방사량의 증가를 나타내는 방사량 확대요인(RAF;radiation amplification)과 광학적 확대요인(OAF; optical amplification factor)으로 구분되며, 유효 UV 방사량의 증가

에 따른 피부암 발병율의 증가를 나타내는 생물학적 확대요인(BAF; biological amplification factor)으로 평가할 수 있다.

유효 UV방사량으로부터 피부를 보호하는 방법으로는 일상적 방법(쓰고,입고), 물리적 방법 그리고 화학적 방법이 있으며, 화학적 방법이 가장 많이 사용되고 있다. 현재 시판되고 있는 화학적 자외선차단제는 자외선차단지수(SPF; sun protection factor)의 값이 15 이상인 것이 대부분으로 유효 UV방사량을 흡수할 수 있는 화학물질이 함유되어 있다 자외선차단지수(SPF)란 자외선으로 부터의 피부보호정도를 수치로 나타낸 것이다. 즉, 자외선 차단제를 사용했을 때 홍반(erythema)이 일어나는 시간을 아무것도 바르지 않았을 때

홍반이 일어나는 시간으로 나눈것이 SPF 지수가 되는 것이다.

유효 UV방사량으로 부터 국민의 건강을 보호하기 위해서는 오존 파괴물질의 생산과 사용규제가 엄격히 실시되어야 하고, 국가적인 차원에서 일상적으로 피부를 보호할 수 있는 교육과 홍보를 통하여 유효 UV방사량의 위해성을 국민에게 널리 인식시켜야 한다고 생각

된다.

결론적으로 본 연구를 통하여 오존층 파괴로 인한 건강피해가 클 것이 예상되므로 오존층의 오존량 감시, 건강피해에 대한 역학조사, 국민홍보 등 지속적인 연구조사가 필요하다.

[영문]

The depletion of the ozone layer in the stratosphere has implied for the increase in penetration of biologically damaging solar ultraviolet(UV) radiation. The purpose of this study were to examine the effect of ozone layer depletion on the skin health by reviewing the relevant papers in this field to make recommendation some measures for skin protection from UV radiation.

This increase of UV radiation due to the stratosphere ozone layer depletion is blamed for the prevalance of skin cancer. Ultraviolet-B radiation is related to carcinogenesis of both melanoma and nonmelanoma skin cancer. Further, this relationship is used to predict the incidence rate of skin cancer based on the

amount of the stratosphere ozone.

Actually, 1% decrease in the total ozone column in stratosphere ozone is expected to increase more than 2% of skin cancer.

The incidence of skin cancer would increase by approximately 2-3% for each percent of ozone depletion. Although the incidence of skin cancer is affected by sex, skin color, working conditions, personal history and topographic conditions (latitude, altitude, geometry), ultraviolet-B radiation(290-320nm) is responsible

for sunburn, erythema, photodermatoses, immediate and delayed tanning, skin cancer, and much of the dermal connective tissue destruction by the photoaging process.

Both UV-induced skin cancer formation and immune suppression are initiated by wave lengths in the UV-C/B range(250-320nm). This suppression is UV-B dose dependent and exhibits reciprocity of both dose fractionation and rate.

Local immunosuppression and systemic immunosuppression are evaluated by applying the immunizing antigen to the UV-irradiatkion site, and an unirradiated site an a UV-exposed, respectively. Both local immunosuppression and systemic

immunosuppression show similar dose-response relationship.

UV-B and UV-A radiation may be erythemogenic and melanogenic, although UV-B radiations is about 800-1,000 times more effective than UV-A radiations. While ultraviolet-A radiation(320-400nm) is originally considered harmless, it penetrates more deeply into the dermis. This potentially causes connective tissue alteration

and contributes to photoaging. Ultraviolet-A may enhance UV-B erythema and increase the risk of UV-B carcinogenesis.

Nonmelanoma skin cancer(basal cell and squamous cell carcinomas) has been associated with cummulative long-term exposure to sun light whereas melanoma has been associated with short-term exposure to intense sunlight, such as blistering

sunburn. Other aspect of concern is also growing based on the fact that UV may be capable of activating viruses and have immunological suppression effects that might exacerbate infectious dieseases. This suppression is mediated by a unique skin surface photoreceptor identified as urocanic acid(UCA) which absorbs wavelengths of UV from 250-320nm.

There are two methods of risk assessment for biological effectiveness of UV radiations. First, the radiations amplification factor(RAF) and optical amplification factor(OAF) are measures for the increase of the annual exposure to carinogenic UV radiation caused by a reduction of the amount of ozone in the stratosphere. Second, the biological amplification factor(BAF) is caused by an increase in the annual exposure of biological effectiveness of solar UV-dose to increase in the incidence of skin cancer.

Radiation amplification factor(RAF) for immune suppression has approximately 0.6 to 1.0% variation depending on latitude and season. Every 1% decrease in stratophere ozone causes an approximately 0.6 to 1.0% increase in biologically effective irradiation for immune suppression(BEI**IMS). Thus, a 10 to 40% increase in solar UV-B, which is equivalent to a 6 to 20% increase in BEI**IMS many have already occured in the Northern hemisphere.

To protect sun light, there are three kinds of topical sunscreen: general sunscreen method, chemical sunscreen and physical sunscreen. The efficiency of an absorbing topical sunscreen is rated by the sun protection factor(SPF). The SPF

value is the ratio of the time required to produce minimal erythema with the sunscreen applied to the time required to produce the same degree of erythema without the sunscreen. Many sunscreens with an SPF of 15 or more is currently available. Chemical sunscreens contain ultraviolet light-absorbing chemical agents and are manufactured in various forms including a cream, lotion, oil, or gel form.