아침마다 치약을 짜 칫솔에 올리는 일은 너무 익숙해서 그 안에 든 성분을 따져 볼 일이 별로 없습니다. 그런데 충치를 막는다는 불소는 처음부터 좋은 소식으로 알려진 물질이 아니었습니다. 시작은 오히려 아이들의 치아가 갈색으로 물드는 원인 모를 현상이었습니다.
불소는 어떤 성분이고, 치아에서 무엇을 할까요
불소는 흙과 물, 암석에 자연 상태로 들어 있는 광물입니다. 충치를 막는 효과가 확인된 성분으로, 치아의 단단한 겉면인 법랑질(에나멜)을 튼튼하게 하고 초기 충치로 빠져나간 무기질을 다시 채워 주는 방식으로 작동합니다.
불소를 접하는 길은 여러 가지입니다. 불소 농도를 조정한 지역의 수돗물, 불소 치약과 구강청결제, 일부 음식과 음료가 있고, 치과에서는 불소 바니시나 젤을 치아에 발라 줍니다. 지역 보건 사업에서 어린이 치아에 바니시를 발라 주는 곳도 있습니다. 어린이와 성인 모두 평생에 걸쳐 충치 예방 효과를 볼 수 있다고 합니다.
1901년, 갈색 얼룩이 번진 마을
불소 연구의 출발은 1901년입니다. 치과대학을 갓 졸업한 프레더릭 매케이가 미국 콜로라도주 콜로라도스프링스에 치과를 열었는데, 그곳 토박이 상당수의 치아에 갈색 얼룩이 심하게 퍼져 있었습니다. 심한 경우 치아 전체가 초콜릿색으로 얼룩덜룩했고, 한번 생긴 얼룩은 지워지지 않았습니다.
당시 치과 문헌에는 이런 증상이 아예 실려 있지 않았습니다. 주민들은 돼지고기를 많이 먹어서, 질 낮은 우유 때문에, 칼슘이 많은 물을 마셔서 같은 온갖 이유를 댔지만 어느 것도 확인된 바 없었습니다. 매케이는 직접 조사에 나섰고, 처음에는 동료 치과의사들의 무관심 때문에 어려움을 겪었습니다. 그래도 끈질기게 설득해 지역 치과의사들의 관심을 끌어냈습니다. 이 증상은 ‘콜로라도 갈색 얼룩’이라 불렸습니다.
1909년 이후, 두 가지 뜻밖의 발견
1909년에는 저명한 치과 연구자 G.V. 블랙이 콜로라도스프링스를 찾아와 공동 연구를 시작했습니다. 블랙은 이런 병이 문헌에 한 줄도 없다는 것이 말이 안 된다고 코웃음 치던 사람이었습니다. 하지만 지역 치과의사회가 이 도시에서 태어난 어린이의 거의 90%에게 갈색 얼룩이 있다는 조사 결과를 내놓자 생각을 바꿨습니다. 블랙은 1915년 세상을 떠날 때까지 이 증상을 연구했고, 두 사람은 이 기간에 중요한 사실 두 가지를 찾아냈습니다.
첫째, 얼룩은 치아가 만들어지는 시기에 생기는 발육상의 이상이었습니다. 이미 영구치가 다 단단해진 사람은 나중에 얼룩이 생길 걱정이 없었고, 영구치가 나기를 기다리는 어린 아이들이 위험했습니다. 블랙은 이 상태를 ‘반상치(얼룩덜룩한 법랑질)’라고 불렀고, 지금은 치아 불소증이라고 부릅니다.
둘째, 갈색 얼룩이 있는 치아는 이상하게도 충치에 강했습니다. 보기에는 흠이지만 썩는 데는 잘 버티는 치아라는, 겉모습과 속성이 엇갈린 결과였습니다. 다만 이 단계에서는 원인을 알지 못했습니다.
| 구분 | 이미 영구치가 형성된 사람 | 영구치를 기다리는 아이 |
|---|---|---|
| 얼룩 위험 | 거의 없음 | 높음 |
| 충치 저항성 | 해당 없음(얼룩이 생기지 않음) | 얼룩 생긴 치아가 잘 버팀 |
물이 의심받은 두 마을의 비교
매케이는 현지 주민들이 말하던 물속 성분이 원인일지 모른다는 생각을 마음에 담아 두고 있었습니다. 블랙은 회의적이었지만 매케이는 이 가설에 끌렸습니다. 이 생각에 힘을 실어 준 것이 이후의 두 마을 사례입니다.
| 장소 | 상황 | 단서 |
|---|---|---|
| 아이다호주 오클리 | 먼 온천에서 공동 수도관을 끌어온 뒤 아이들에게 얼룩이 나타남 | 1923년 수원을 다른 샘으로 바꾸라고 권고, 몇 해 뒤 새로 난 영구치는 멀쩡 |
| 아칸소주 보크사이트 | 어린이에게 얼룩이 흔함 | 아주 가까운 다른 마을에는 전혀 없음 |
오클리에서는 물을 분석해도 이상이 보이지 않았지만, 수원을 바꾸자 아이들의 치아가 좋아졌습니다. 물이 원인이라는 확증에 가까웠으나 정작 물속의 무엇이 문제인지는 몰랐습니다. 보크사이트에서도 매케이는 물을 분석했으나 단서를 얻지 못했습니다. 같은 시기에 가까운 두 마을 중 한쪽에만 증상이 있다는 점이 이 조사의 값진 수확이었습니다.
1931년, 물속 불소가 드러나다
매케이와 미국 공중보건국의 연구자가 낸 보고서는 한 알루미늄 회사의 수석 화학자에게 전해졌습니다. 그는 알루미늄 조리도구가 해롭다는 주장을 반박해 온 터라, 이 보고서가 회사를 비판하는 쪽에 빌미를 줄까 걱정했습니다. 그래서 더 정밀한 광분광 분석으로 보크사이트의 물을 직접 검사하게 했습니다.
며칠 뒤 조수가 가져온 결과는 뜻밖이었습니다. 물에 불소가 많이 들어 있다는 것이었죠. 화학자는 믿지 못하고 시료가 오염되었을 테니 다시 가져오라고 했습니다. 하지만 새 시료의 결과도 같았습니다. 그는 1931년 1월 매케이에게 편지를 써, 같은 증상이 나타난 다른 지역의 물도 모아 보라고 권했습니다.
매케이가 시료를 모았고, 몇 달 만에 답이 나왔습니다. 물에 든 높은 농도의 불소가 치아 법랑질의 변색을 일으킨다는 것입니다. 질문을 던진 지 오랜 세월이 걸린 끝에 얻은 결론이었습니다.
높은 농도와 권장 농도는 다릅니다
이 역사가 주는 교훈은 불소가 나쁘다는 것이 아니라 양이 중요하다는 점입니다. 갈색 얼룩이 번진 지역은 자연 상태의 물속 불소가 많았던 곳이고, 지금 수돗물 불소 농도 조정은 구강 건강을 돕는 수준으로 맞추는 방식입니다. 수돗물 불소화는 미국 소아과학회, 미국 공중보건국, 세계보건기구, 미국치과의사협회 등 거의 모든 공중보건·의학·치과 단체가 권고하고 있고, 미국 질병통제예방센터는 20세기 10대 공중보건 성과의 하나로 꼽았습니다.
다만 2024년 미국 국가독성프로그램이 낸 보고서는 어린이의 뇌 발달과 관련된 가능성을 다뤘습니다. 이 보고서는 불소 농도가 1.5mg/L를 넘는 물을 꾸준히 마시면 어린이의 지능지수(IQ)가 낮아질 가능성이 있다고 결론 내렸습니다. 이 수치는 권장 수준의 두 배를 넘는 값입니다. 반면 이 연구는 미국의 어린이나 성인을 조사한 것이 아니었고, 0.7mg/L 수준의 수돗물 불소화가 지능에 영향을 준다고 주장하지도 않습니다. 앞으로의 연구가 농도별 영향을 더 분명하게 보여 줄 것으로 보입니다.
정리
- 불소는 법랑질을 튼튼하게 하고 초기 충치를 되돌리는 데 도움을 주는 광물입니다.
- 1901년 갈색 얼룩에서 시작된 연구는 1931년 물속 높은 불소 농도가 원인이라는 결론에 이르렀습니다.
- 얼룩은 영구치가 만들어지는 어린 시기에 위험하고, 얼룩 치아는 이상하게도 충치에는 강했습니다.
- 높은 농도의 불소와 권장 농도의 불소는 다른 이야기이며, 2024년 보고서도 1.5mg/L를 넘는 경우를 다뤘습니다.
이 글은 일반적인 건강 정보이며, 개인의 증상과 치료는 반드시 의료진과 상담하시기 바랍니다.
참고: NIDCR(치과·구강) 자료 (링크 없음)
