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번역: 뉴트라민스
The Gut Microbiota in Health and Disease –Research and recommendations
장내세균총과 건강, 질병
-장내세균총(장내미생물)의 구성은 비만 및 면역력질환과
밀접한 관계가 있다.
Dr. Michael Ruscio, DC
1. 장내세균총(장내미생물)의 정의
– 장내세균총(장내미생물)은 인간과 함께 진화해왔다.
– 장내미생물을 합한 전체 크기는 간과 비슷하며 무게는 1kg이 넘는다.
– 1명의 인간 체내에는 100만조의 미생물(박테리아, 세균)이 살고있다.
– 아기는 모유수유를 통해 영양과 면역력을 증진시키는 미생물을 지속적으로 공급받게 된다. 약 700여종 이상의 미생물이 발견됐는데, 초유에서 6개월 사이의 모유에는 프리보텔라(Prevotella), 렙토트리치아(Leptotrichia), 베일로넬라(Veilonella) 등이 가장 많이 발견되었다.
– 출산 시 엄마의 호르몬 상태가 미생물에 다양한 영향을 미친다.
– 과체중이나 비만인 여성은 미생물의 수가 정상인에 비해 더 적은 것으로 나타났고,제왕절개로 출산한 경우도 미생물의 수가 적었다.
– 장내미생물은 우리가 음식을 소화하도록 돕고, 신체를 병원균으로부터지키며, 필수 영양분을 공급하고, 면역시스템을 훈련시킨다. 공생관계라고 볼 수 있다.
– 장내미생물은 숙주의 행동, 성격, 원하는 음식 등을 조절하는 화학물질을 분비해 숙주의 행동을 조절하기도 한다.
– 장내미생물의 종류
Firmicutes(후벽균)- 총 장내미생물의 약 75%
Bacteroidetes(의간균류)- 총 장내미생물의 약 20%
Actinobacteria(방선균)- 총 장내미생물의 1.5% 미만
Proteobacteria(프로테오박테리아)- 총 장내미생물의 1% 미만
– 장내미생물의 활동 경 로: 프리바이오틱스(대장 내유용 미생물에 의해 이용되어 미생물의 생육이나 활성을 촉진함으로써 숙주 건강에 좋은 효과를 나타내게 하는 비소화성 식품성분)가 장내미생물에 의해 발효되면 SCFA(짧은사슬지방산)가 생산된다. SCFA는 아세트산(Acetic), 프로피온산(Propionic), 낙산(Butyric) 등을 생산해서 장내 환경을 산성으로 만든다. 장내 환경이 산성일수록 유익균들이 자라기 좋은 환경이 된다.
2. 엔테로타입(Enterotype)
– 2011년 Nature지에 게재된 논문에 따르면, 장 속 미생물의 네트워크는 총 3종류인 것으로 나타났다. 인종이나 성별 등의 차이가 없으며, 모든 사람은 이 세 가지 유형중 하나에 속하는 것으로 나타났다. 이 유형을 ‘엔테로타입’이라고 명명했다. 엔테로타입은 장내 우세한 미생물에 의해 정해지며 먹는 음식, 생활환경에 따라 바뀐다.
– 제1형은 박테로이데스(Bacteroides), 2형은프리보텔라(Prevotella), 3형은 루미노코쿠스(Ruminococcus)로분류된다.
– 아프리카계 미국인과 원시 아프리카인의 차이 : 연구 결과, 원시아프리카인의 결장암 위험이 더 낮은 것으로 나왔다. 같은 인종(아프리카계흑인)이지만 장내 세균의 구성이 근본적으로 달랐다. 원시아프리카인은 Prevotella(엔테로타입 제2형)가 우세했다. 아프리카계 미국인은Bacteroides(엔테로타입 제1형) 가우세했다. 또한 원시 아프리카인이 총 박테리아 수가 많았으며, 주요 낙산 생성그룹이 매우 풍부했다. 이것으로 같은 인종이더라도 환경에 따라 엔테로타입이 달라질 수 있음을알 수 있다.
3. 장내세균총과 비만
3-1) Firmicutes/Bacteroidetes 비율
– Firmicutes가 증가하고 Bacteroidetes가 줄어들면, 비만이 발생하기 쉽다.
– 체중을 줄이려고 다이어트를 하면 오히려 F/B비율이 올라간다. 다이어트로 살을 빼기 어려운 이유는 여기서도찾을 수 있다.
– Bacteroidetes의 종 구성이 단순해질수록, 비만이 오기 쉽다.
– 원시 아프리카인 아이들은 Bacteroidetes가 더 높고, Firmicutes가 더 낮았다.
– 실제 2010년유제품을 많이 섭취하는 이탈리아인과 섬유질을 많이 섭취하는 아프리카인의 장내 세균 분포를 분석한 결과, 이탈리아인은Firmicutes비율이 높았고 반대로 아프리카인은 Bacteroidetes비율이높았다. 특히Prevotella의 비율이 절반 이상을 차지했다. 이탈리아인의 F/B비율이 아프리카인에 비해서 더 높은것을 알 수 있다.
– 체중 감량에 도움이 되는 것은 Bacteroides 중에서도 Prevotella라는 장내 세균이다. Prevotella는 섬유질을 분해해 사람이 사용할 수 있는 형태로 바꿔주는 역할을 한다. 따라서 날씬한 사람은 상대적으로 비만인보다Bacteroides 이많고, Bacteroides 중에서도 Prevotella가많다.
– 하지만 모순적인 결과도 많이 발표되었다. 따라서 일괄적으로 F/B비율만 가지고 비만을 논의하기는 이르다.아직도 우리가 이해하지 못하는 것이 많다.
– 몇몇 연구에서 비만인에게서 높은 B와 B가 더 풍부해서 F/B비율이역전된 것이 발견됐다. 또한 몇몇 연구에서는 마른 사람이나 뚱뚱한 사람 모두에게서 높은 F와 높은 P가 나타났다. 어떤연구에서는 F와 B모두 감소했을 때 비만이 나타난 걸로 나왔다.
3-2) sCD14
– 흥미롭게도 정상체중인 10살 아이는 비만아에 비해 sCD14가 아주 높게 나타났다. sCD14는 선천적인 면역력과 관계가 있고, LPS(lipopolysaccharide, 지질다당류)가 있어야 발현된다.
– 미생물에 일찍 노출되는 것으로 비만을 막을 수 있다. sCD14은 LPS와 관련이 있고, 염증지표로도 여겨진다. 농장동물들과의 접촉을 통한 높은 LPS의 노출은 면역시스템을 발달시킨다.
3-3) 수용성 섬유질
– 변비가 생기면 섬유질을섭취하고 물을 많이 마실 것을 권한다. 비수용성 섬유질(insolublefiber)은 소화 흡수가 안되며 대변의 양을 팽창시키면서 변으로 다시 나온다. 비수용성 섬유질은 장 움직임이 너무 느려서 변비가 생길 때 효과적이지만, 장내 미생물의 먹이가 될 수 없으므로, SCFA나 낙산을 생산할 수 없다. 변이 부풀어서 밀려 나올 수는있으나 근본적인 해결책은 아니다.
– 수용성 섬유질(soluble fiber)은 대장에서 박테리아가 소화해 장내 미생물의 먹이가 된다. 그래서 건강한 장 기능과 면역조절에 도움이 된다. 변이 제때에 제대로나오려면 수용성 섬유질 다당류(soluble fiber polysaccharides)가 대장에서 발효돼 SCFA를 생산하면서 낙산이 생산되어야 한다. 낙산은 대장세포에에너지를 공급한다. 장내 미생물이 불균형상태이면 T Cell(면역세포)이 부족해지고 면역력이 떨어진다. 자가면역질환이 생기기 쉽고 음식알러지가 발생할 가능성도 높아진다.
3-4) SCFA(짧은사슬지방산)
– SCFA의 기능
1. 장내 pH를 낮춰 유익균이 더 잘 자라게 한다.
2. 소장과 대장 세포들의 에너지원으로 쓰인다.
3. 대장 점막 상피세포를 만들고 점액을 분비한다.
4. 교감신경의 GPR41수용체를 자극해 에너지 대사를 촉진시켜 비만을 막아준다.
5. 항암작용, 세포자살을 촉진한다.
6. 곰팡이와 칸디다의 증식을 막는다.
– 역설적이게도 비만인에게서 낙산(Butyrate)수치가 상승한 걸로 나타났다.
– 몇몇 연구는 비만인에게서 프로피온 에스테르가 높게검출됐다. 이것은 Hadza(수렵채집인)에게서도 높게 나타났다. 우리가 이해하지 못하는 것이 아직 많다.
– 마른사람에 비해서 비만인에게서 SCFA가 높게 나타나는 이유는 장내미생물의 증가된 에너지 수확에서 기인한다.그래서 음식으로부터 더 많은 SCFA를 흡수하고 이것이 비만으로 이어진다.
– 고탄수화물 다이어트와 저탄수화물 다이어트를 비교하면, 역설적이게도 저탄수화물 다이어트는 체중을 줄여주긴 했지만, 장내미생물에게는불리하게 작용해서 SCFA생산에는 부정적이었다. 결국 장내환경이 나빠지고 전반적인 건강이 나빠진다.
– 내 생각에 SCFA메커니즘은 가장 중요한 요인이 아닌 것 같다. 연구에서도 prebios/fibers(SCFA의 먹이)는 체중을 아주 약간만 줄여주었다.
Ÿ 장건강을 위해서 Probiotics(유산균)와 Prebiotics(유산균의 먹이) 둘 다 보충해 주는 것이 더 효과적이다.
Ÿ 장내세균총의 구성을 결정하는 식습관과 생활환경의 중요성
Ÿ 장내미생물 불균형의 주원인
1. 항생제, 소염제, 진통제(NSAIDs)과다복용
2. 정제 밀가루, 설탕
3. 화학요법, 방사선 항암치료
4. 중금속 중독
5. 비누, 샴푸, 세제 등에서나오는 화학물질
