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미생물이야기 식습관, 체질 등에 따라 조합 비율 달라지는 장내 세균
2013-07-31 15:36:48
이엠생명과학연구원

과학·기술  장내 세균 이용해 건강 지킨다.

 

식습관, 체질 등에 따라 조합 비율 달라지는 장내 세균

 

우리는 인지하지 못하지만 인간의 장속엔 약 100조마리에 해당하는 세균이 서식하고 있다. 대장균, 장구균, 젖산균, 포도상구균, 진균 등이 그것들로 일반적으로 ‘장내 세균’이라 통칭한다.

세균이라 하면 부정적인 인식이 들기 마련이지만 엄청난 수의 세균들이 특별한 거부반응 없이 인체 내에 살 수 있는 데는 그럴만한 이유가 있다.

이들은 장 속에 서식하며 체내에서 이뤄지는 여러가지 활동들을 돕고 건강을 유지할 수 있게 해주기 때문이다. 이들은 영양분을 분해하거나 합성을 통해 만들어 내기도 한다. 또한 우리 몸에 해를 끼칠 수 있는 외부 세균들의 침투를 방해하기도 한다.
 
이들은 종류도 다양하고 개체수도 수를 세는 것조차 무의미하게 할 만큼 많기 때문에 사람마다 그 조합이 다를 수밖에 없다. 장내 세균이 신체에 여러 가지 영향을 준다는 사실을 감안하면 개인 차이로 인해 많은 부분이 다르게 발달될 수 있다.


 

 아프리카와 이탈리아 어린이의 장내 세균 차이

지난 해, 이탈리아의 소아 위장관 전문가 파올로 리오네티 박사가 이끄는 연구진이 이에 대한 연구를 발표한 바 있다. 연구진은 아프리카 지역의 어린이와 이탈리아 어린이의 대변 속 세균을 비교·분석해 그 차이에 대해 조사했다. 물론 두 집단의 어린이들은 모두 건강한 상태였다.

장내 세균은 크게 박테로이드 계열(Bacteroidetes)과 피르미쿠트 계열(Firmicutes)로 구분할 수 있다. 비교 결과 아프리카의 아이들은 박테로이드 계열의 세균을 많이 보유하고 있으며, 이탈리아 아이들은 피르미쿠트 계열의 세균을 많이 보유하고 있는 것으로 나타났다. 이는 본 연구가 진행되기 전부터 비만인 사람과 마른 사람의 차이로도 알려져 왔던 내용이다. 일반적으로 박테로이드 계열 세균보다 피르미쿠트 계열의 세균을 많이 가지고 있는 사람이 비만인 경우가 많은 것이다.

더 특별한 것은 아프리카 아이들의 대변에서만 검출된 세균들이다. 프레보텔라(Prevotella), 자일라니박터(Xylanibacter), 트레포네마(Treponema) 등의 세균들은 단쇄지방산을 생성하는 능력이 있는데, 이는 장내 염증으로부터 보호하는 물질로 알려져 있다. 실제 아프리카 아이들에게선 염증성 장 질환을 찾아보기 힘든 것이 이 세균들 때문이라고 예상된다. 또한 보다 다양한 종류의 세균이 서식할수록 면역성이 발달돼 외부 자극으로부터 신체를 보호하는데 탁월한 모습을 보인다고 알려져 있다.

두 집단에게 이와 같은 차이를 가져다 준 원인은 바로 식습관에 있다. 아프리카 아이들은 채식 위주의 식사로 식이섬유와 저지방 등이 특징이며, 이탈리아 아이들의 경우는 식이섬유는 적고 지방과 고동물성단백질 등이 많이 포함된 전형적인 서구형 식사를 하고 있었다.

인종과 사는 지역이 극단적으로 다른 두 집단을 비교했기 때문에 비교적 큰 차이를 보인 것이긴 하지만, 한 가정 안에서 사는 다른 두 사람에게서도 정도가 다를 뿐, 이런 차이는 나타난다.

세균을 이용한 치료, 박테리오테라피

인간은 모체의 배 속에서부터 출산 직전까지 무균 상태로 성장한다. 출산하는 과정에서부터 시작해 세균이 몸 속에 정착하는 것이다. 이에 아이가 자라나는 환경이나 식습관 등이 장내 세균 종류와 비율에 영향을 주게 된다.

이는 단지 체형뿐만 아니라 여러 가지 질병들을 일으키게 하는 데에도 차이를 줄 수 있다고 관련 학자들은 예상하고 있다. 이와 같은 원리를 이용한 질병 치료법을 ‘박테리오테라피’라고 한다. 장내 세균 비율을 건강을 유지할 수 있도록 조절하는 방법으로 미래 의학에서 매우 중요한 부분을 차지할 것으로 예상되는 분야다.

박테리오테라피는 특히 유익한 세균들이 외부의 해로운 세균들의 침입을 차단하는 효과를 이용하며 그 외에도 볼 수 있는 효과는 더 있다. 지금까지 알려진 장내 유익한 세균들의 역할은 병원균을 물리치는 것 외에도 콜레스테롤 수치를 낮추는 것, 독성물질생성 억제 및 분해하는 것, 소화관 벽을 두껍게 해 소화를 돕고 염증질환 등으로 부터도 보호하는 것 등이 있다.

실제로 박테리오테라피를 이용한 치료 사례도 있다. 스웨덴에서는 유산균을 스프레이처럼 뿌리는 방법으로 중이염 치료에 큰 효과를 본 바 있으며 미국에선 방광염환자의 방광에 대장균을 주입해 치명적인 병원균 침입을 막았다. 이 외에도 동물실험을 통해 세균을 이용한 치료 방법과 그 효과들이 조금씩 밝혀지고 있다.

장내 세균 배양, 분석 통한 치료 연구 진행 중

장내 세균을 이용한 치료는 특정 세균으로 한 가지의 질병을 치료하려는 데에만 국한되는 것은 아니다. 장내 세균의 종류가 매우 다양하고 수도 많은 만큼 이들의 조합과 비율을 조절함으로써 좀 더 폭넓고 근본적인 치료가 가능해 질 수도 있다.

장내에 서식하는 미생물과 비만 사이의 관계를 처음으로 제기한 미국 워싱턴대 유전체과학 및 시스템생물학센터 소장 제프리 고든 교수와 그 연구팀은 이에 관련된 연구를 계속해서 진행하고 있다. 이들은 장내 세균들의 조합비율에 따라 발생하는 질병, 체형 등을 연구한 결과 그 연관성에 대해 확인했고 이로부터 최근에 매우 획기적인 연구를 진행하게 됐다. 장내 세균 조합비율이 인체에 영향을 미친다면 인위적으로 그 비율을 조절해 각종 질환이나 체형 조절 또한 가능할 것이란 예상으로부터 시작된 연구다.

연구진은 연관성이 없는 두 사람의 대변으로부터 장내 세균을 채취해 실험실에서 배양시켰다. 이전에도 실험실에서 세균을 배양한 바 있지만 장내 세균이 워낙에 다양하고 복잡하게 얽혀있는 데다 개인별로 차이가 많기 때문에 어려움이 있었다. 연구진은 세균 배양을 장내와 비슷한 환경을 조성했으며 유전자 염기서열 분석 등을 통해 세균의 다양성도 유지할 수 있도록 했다.

이렇게 배양된 세균을 무균상태의 실험용 쥐의 소화관에 이식하자 실험쥐의 장내에선 세균을 제공한 인간과 동일한 세균군을 발견할 수 있었다. 또한 이 쥐들은 이식된 세균군에 따라 음식섭취 습관에서 변화를 보인 것도 확인했다.

이번 실험을 통해 특정 세균군이 신체에 주는 영향에 대해 조사할 수 있었다. 하지만 이것의 영향이 얼마나 큰지, 세균군을 인위적으로 조절하는 것이 가능한지, 그리고 그 효과는 얼마나 될지 등 앞으로 밝혀내야 할 부분도 남아 있다. 물론 아직은 시작 단계지만 이런 방법이 주는 영향이 상당하다는 것이 밝혀지고 관련된 연구가 활발하게 진행된다면 장질환 치료는 물론 체질개선을 통한 체형변화, 만성질환 치료 등에도 효과가 있을 것으로 보인다.

 

출저;http://www.sciencetimes.co.kr/article.do?todo=view&atidx=0000049568




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