장내세균 검사 분석 방법 장내 비만 세균 제거 비용 유인균 한국의과학연구원

한국의과학연구원 SBS TV 생생정보통 500여 종의 장내 미생물에 대한 분석 중

제2의 게놈 ‘마이크로바이옴(유인균)' 선한 미생물 건강법 장내세균분석 방법은 의외로 쉽다. 한국의과학연구원 장내세균분석, 장내세균검사 는  한국의과학연구원 협력의료기관을 통하여 서비스 받을 수 있다.

장내세균 분석 및 장내세균 검사 비용은 분석 범위에 따라서 큰 차이가 있다.

장내 비만 세균 장내 유해 세균 제거 방법은 유인균(유효성 인체 균) 미생물을 다량 배양해서 먹고 유인균의 먹이원인 식이섬유를 꾸준히 섭취하면 유인균 비율이 높아지고 유인균 비율이 높아진 만큼 장내 비만 세균과 유해균이 제거 된다는 것이 밝혀졌다.

우리의 몸과 장(Gut, 장내)에는 100조개~1,000조개가 넘는 미생물들이(microorganisms) 공존하고 있다.

수 많은 논문에서 신경세포(뉴런)를 제외한 일반 세포의 수를 100조개로 추정하는데, 우리 몸과 내장에 서식하는 박테리아의 수가 세포 수와 같거나 10배 이상 많은 것으로 다양하게 분석하고 있다.

인체에는 적어도 100조 개의 미생물이 공존 공생하며 큰 범위로 계산하면 100조 개의 세균이 공존하는데 이를 에코시스템(ecosystem)이라고 한다.

유럽의 MetaHit 프로젝트는 2010년에 인간 장(腸)에 서식하는 미생물의 유전자 마이크로바이옴(microbiome, microbiota, 미생물군집)을 발표했다.

인간의 유전자(666,000개, 이중 Exon은 5%인 33,300개)보다 100배 많은 330만 개의 미생물들의 유전자를 밝혀냈다. 이들 미생물의 유전자가 게놈 프로젝트에 이어 ‘두 번째 게놈(second genome)’이다.

인체 피부와 장 플로라(Flora, 꽃밭)는 우리 건강에 중요한 역할을 하고 있다. 우리는 이들 미생물과 공존 공생(symbiosis) 한다.

이러한 ‘두 번째 게놈’이 건강증진은 물론 각종 질병의 치료약 개발에 크게 공헌을 하고있다.

우리 몸과 몸 속에 존재하는 박테리아들은 선(善)한 박테리아와 중립적 박테리아 악(惡)한 박테리아로 나뉜다.

우리와 공존공생하는 박테리아는 선한종과 중립종이 80% 집단이다. 따라서 우리 몸과 내장 속에 존재하는 선과 악의 박테리아를 살펴보고 선한 박테리아와 공존 공생하는 방법을 살펴봄으로써, 건강하게 사는 방법과 우리 아이들을 키우는데 중요한 지표가 될 수 있다.

우리 몸 속의 선(善)과 악(惡)의 박테리아(미생물) 중요성

2005년에 노벨생리의학상은 호주의 배리 마셜(Barry Marshall) 박사와 로빈 워렌(J. Robin Warren) 박사가 수상했다. 이들은 우리 인간 위(Antrum)에 전염된 헬리코박터 파이로리 세균(Bacterium Helicobacter pylori)이 위염(Gastritis)이나 십이지장 궤양(Duodenal ulcer)과 위암이나 위 궤양(Gastric or Peptic Ulcer)을 일으킨다는 사실을 발견했다.
 다른과학자들은 세포안의 유전자·RNA·효소·리보솜·염기 등을 연구하는데 반해, 이들은 30년간 오로지 우리 위 속에 존재하고 있는 박테리아를 표적하여 연구했다.

이들이 발견한 위속에 존재하는 10여 종의 박테리아 중 헬리코박터 파이로리 세균만이 인간을 공격한다는 사실을 밝혔다. 대략 80%의 박테리아들은 인간과 공존 공생하는 선(善)한 박테리아(Good bacteria)이고 오로지 20%만이 인간을 공격하는 악(惡)한 박테리아(Bad or evil bacteria)라는 것을 처음으로 밝힌 것이다.

또한 20%의 나쁜 세균들은 건강하지 못한 사람들이나 환경이 좋지 못한 사람들만 공격한다.

몸 속과 피부에 사는 박테리아부터 선한 박테리아와 공존 공생하는 메커니즘 등 관련 과학적 논문이 잇따르고 있는 가운데 장에는 395종, 위에는 128종의 미생물들이 서식 한다는 논문도 발표됐다.

스탠포드대학을 중심으로 하는 연구팀이 우리 인간 장에 서식하는 미생물의 종들이 무려 395종에 달한다는 것을 2005년에 찾아냈다(Eckburg et al., Science, Jun 2005) 장에는 상당량의 박테리아가 서식하는데 이를 박테리아의 꽃(Flora of bacteria, microflora)이라 한다.

이어서 2006년에는 스탠포드대학 연구팀은 살도 태울 수 있는 강 산성의 위장에서 128종의 미생물이 서식하고 있다는 사실을 밝혀냈다(Bik et al., PNAS, Jan 2006).

이 연구가 발표되기 전에는 위장 속에 사는 미생물은 헬리코박터 파이로리(Helicobacterpylori) 등 10여 종밖에 없는 것으로 추정했다.

새로 밝혀진 미생물 중에는 방사능 폐기물처리장이나 뜨거운 온천 등에서 존재하는 데이노코쿠스(Deinococcus)라는 박테리아도 있었다.

이들 인체 내 미생물 중 어떤 것이 인체에 해를 끼치는지 유익한지 아직 연구가 미흡하다.

유럽의 MetaHit 프로젝트 연구에서 장에는 1,000~1,150종이 서식한다는 사실도 밝혀졌다.

3유럽의 MetaHit 프로젝트4 팀에 참가한 20여 기관의 40여 명의 과학자들이 인간 장(腸)에 서식하는 미생물(microbes, 박테리아)의 유전자 마이크로바이옴(microbiome, microbiota, 미생물군집)을 밝혔다.

장(腸) 시스템(intestinal system)의 장(腸)내 세균의 미생물의 유전자는 우리 몸의 유전자보다 훨씬 많다.

이번연구에서 장(腸)에는 1,000-1,150 종의 박테리아가 서식하고 있다는 것이 밝혀졌고 이 중 최소 160 종이 사람들과 공존하고 있는 좋은 박테리아 이다.

미국 뉴욕의대의 과학자들이 인간 팔뚝에 살고 있는 박테리아에 대해 상세하게 조사한 결과, 상당수가 과학계에 처음 알려지는 것이라고 밝혔다(Paulino et al., Journal of Clinical Microbiology, August 2006)

사람들의 팔(forearm)에서 어느 때이든 평균 200종 이상의 박테리아를 발견되었고 그 중 약 8%는 지금까지 과학자들이 공식적으로 기술하지 않은 미생물 이라고 밝혔다.

미 뉴욕의대 세균학자 마틴 블레이저(Martin J. Blaser) 교수와 동료들은 남녀 지원자 6명의 팔뚝에서 면봉을 사용해 박테리아를 채취하고 박테리아로부터 리보솜 DNA(ribosomal DNA, rDNA)를 추출하여 분석했다.

그 다음 rDNA를 증폭시키고 마커(표시, markers)를 이용해 서로 다른 종의 박테리아로부터 특정 유전 영역을 찾아냈다.
6명의 참가자들을 8개월에서 10개월 후에 다시 불러 어떤 변화가 있었는지 확인한 겱과 처음 조사했을 때는 182종의 박테리아가 검출되었으나 그 다음 테스트에서는 65종의 박테리아가 증가되어 있었는데 이중 50% 이상이 이미 알려진 Propionibacteria, Corynebacteria, Staphylococcus 및 Streptococcus 종들이었다. 그리고 8%는 학계에 보고된 적이 없는 새로운 미생물 종들이었다.

6명으로부터 발견된 전체 미생물 종들 중 75%가 6명에게 모두 골고루 존재하는 독특한 선한미생물들로 이는 팔에는 아주 다양한 미생물이 살고 있음을 보여준다. 

블레이저 교수는 건성 피부(psoriasis)나 습진성 피부(eczema)를 가진 사람들을 대상으로 연구한 결과 선한 미생물 종이 없고 미생물의 다양성도 매우 낮은것으로 밝혀졌다.

"피부는 박테리아의 천국이다(The skin is home to a virtual zoo of bacteria)" 피부의 미생물꽃(microflora)은 대장의 바이러스 꽃처럼 인체 피부를 건강하게 유지하게 하는데 중요한 역할을 한다”

손바닥에도 4,700종, 존재하며 남성보다 여성 손에 박테리아가 많은 것으로 밝혀졌다.

미국 볼더 소재 콜로라도 대학 연구팀이 남성보다 여성의 손에서 훨씬 더 많은 종류의 미생물이 기생하고 있다는 사실을 밝혀냈다.  (Fierer et al., PNAS, Nov 2008)

연구원들은 가장 강력한 유전자 염기 서열 기술(gene sequencing techniques)을 이용해 우리 손에는 대략 4,700 종류의 미생물이 서식하고 있음을 발견했다.

항생세제(anti-bacterial cleansers)로 아무리 손을 깨끗하게 씻어도 70%이상 제거되지 못한다. 

또한 남성의 손 보다는 여성의 손에 미생물이 더 많았다. 이는 화장품이나 호르몬 등에 기인하는 것으로 밝혀졌다.

본 연구를 주도한 피에레(Noah Fierer) 박사는 "우리는 이렇게 많은 박테리아가 손에 서식하고 있다는 사실을 발견하고 모두 놀랐다고 밝혔다.

특히 여성의 손에는 더욱 많은 미생물의 다양성이 발견 되었다는 사실이 놀라웠다고 말했다.

본 연구의 실험 대상이 된 102명의 사람들 손에서 4,742개 이상의 서로 다른 박테리아가 발견되었으며, 오로지 5개의 종만이 51명에서 골고루 발견 되었다. 따라서 박테리아들은 사람에 따라 다양한 종류가 서식하고 있음이 밝혀져, 악수만 해도 다양한 박테리아들이 서로 공유된다는 사실이 밝혀진 것이다.

더욱 재미난 것은 같은 사람이라 할 지라도 오른손과 왼쪽 손에서 발견되는 공통의 박테리아들은 오로지 17% 밖에 안 된다는 사실이다. 나머지 83%는 서로 다른 종들이므로 이는 결국 오른손과 왼손이 무엇을 만졌는지에 따라 다양한 박테리아가 서식하고 있다는 것을 의미한다.

특히 여성의 손에는 남성의 손보다 무려 50%가 많은 박테리아들이 발견되었다. 이에 대해 피에레 박사는 "남성의 피부가 여성보다 산성도(acidic skin)가 더 높아 박테리아가 기생하기에 더 어렵다(harsh living environment for the microscopic bugs)"고 설명하며, "이 밖에도 땀 분비량(sweat), 호르몬(hormone) 생산에서 남녀가 차이가 있고 여성은 수분 함량(moisturisers)을 높이는 화장품(cosmetics)을 사용해 여성이 남성보다 손에 박테리아가 더 많다"고 설명했다.

물로 손을 씻는 것은 박테리아의 다양성 서식에 아무런 영향을 주지 않는다. 손에 서식하는 박테리아는 그간 밝혀진 팔뚝(Elbow)이나 입(Mouth) 그리고 장(Intestine)에서 발견된 박테리아의 숫자를 훨씬 넘어서고 있다.

인체의 미생물의 역할을 보면 모든 100%의 미생물이 인간에게 해로운 것은 아니다. 대략 15% 정도는 인간을 공격하는 세균이나 병원균의 역할을 하지만 85%는 인간과 공생하면서 다른 병으로부터 인간을 보호하는 유익한 역할을 한다.

그러므로 지나친 청결은 오히려 선한 박테리아도 줄어들게하여 건강한 면역체계를 유지할 수 없도록 할 수 있다.

선한 박테리아들이 음식과 기분을 결정한다. 미국 샌프란시스코대학(UCSF), 아리조나주립대학(ASU)과 뉴멕시코대학(UNM)팀은 그동안 과학적으로 발표된 논문과 문헌을 조사한 결과 미생물들이 우리가 먹는 행동(eating behavior)과 식사의 선택(dietary choices) 등 의사결정에 영향을 준다는 것을 밝혀냈다(Alcock et al., BioEssays, 7 Aug 2014)

인체 미생물들은 살아가는데 필요한 영양분(particular nutrients)을 섭취하기 위해 우리들 보고 무엇을 먹으라고 적극적인 의사 표시를 분자 신호(signaling molecules)로 한다는 사실이 밝혀졌다.

우리가 먹고 싶은 것을 먹어 장의 미생물 들에게 전달하는 것이 아니라는 것이 밝혀진 것이다.

미생물들은 종류에 따라 그들이 필요로 하는 영양분들이 다양하고 다르다. 예를 들어 어떤 미생물들은 지방을 원하고 다른 미생물들은 당을 원한다.

미생물들은 음식을 위해 서로 싸우기도 하지만 그들의 목적은 다 다르다. 장에 서식하는 미생물들은 우리의 장에 분자 신호를 방출해서 우리가 무엇을 먹을까에 대한 의사결정에 지대한 영향을 미친다.

장은 면역 시스템(immune system), 내분비 시스템(endocrine system), 신경망 시스템(nervous system)과 연결이 되어 있다. 이러한 분자 신호들은 우리의 생리적이고 행동적 반응(physiologic and behavioral responses)에 영향을 끼치는 것이다.

장 미생물 미주(迷走) 신경(vagus nerve)을 통해 우리의 먹는 의사결정에 영향을 준다. 미주 신경은 1억 개의 신경세포들로 이루어져 있는데 소화를 추적해서 두뇌로 연결한다.

장내 미생물 들은 이러한 미주 신경 내의 신경세포들의 신호들을 변경해서 우리의 행동과 기분을 조작할 수 있는 능력이 있다.

미생물들은 혀의 맛 수용체들(taste receptors)을 변경시킴으로써 독소들(toxins)을 생산하여 우리가 나쁘다는 기분을 느끼게 되고, 화학분자들을 방출함으로써 우리가 좋다고 느끼게 한다.

우리의 장에 서식하는 미생물 장내세균은 조작적(manipulative)이다. 이는 장내세균이 장과 몸(host)을 조작하고 있다는 것을 의미한다.

어떤 미생물은 우리가 추진하는 다이어트의 목표와 같이 행동하고 어떤 미생물은 그렇지 않다. 또한 조작적이라는 의미는 반대로 우리가 미생물들을 조작할 수 있다는 것이다.

우리가 섭취하는 음식을 변경해서 장내세균 미생물 들로 하여금 우리의 목표와 일치 시킬 수가 있다고 한국의과학연구원 유전체 분석팀이 밝힌바 있다. 24시간 내에 먹는 음식을 변경하면 미생물들은 변화를 보인다는 것이다.

한국의과학연구원에 따르면 식이요법은 장에 있는 미생물의 개체 수에 엄청난 영향을 주고 있는데, 이 규모는 분 단위로 전개되고 있다고 한다.

나쁜 그룹의 미생물을 선한 그룹으로 바꿀 수도 있고 선한 그룹의 미생물을 나쁜 그룹으로 바꿀 수도 있다.

특정 미생물도 있는데 일본 사람들에게서 발견되는 것으로 이들은 해초(seaweed)를 소화한다. 일본에서는 다이어트 음식으로 해초가 인기 있는 것이기도 하다.
쥐에서는 특별한 미생물 집단이 쥐들로 하여금 불안한 행동(anxious behavior)을 증가시키고 락토바실루스(Lactobacillus) 미생물이 들어있는 먹는 친생제(probiotic) – 항생제(antibiotic)의 반대 개념 음식을 섭취할 경우 사람들의 기분을 좋게 한다.

건강에 안 좋은 미생물 집단을 변경함으로써 건강을 증진시킬 수 있다. 바로 친생제인 특정 유인균 미생물을 먹음으로써 특정 미생물을 억제하는 것이 가능하다.

이렇게 함으로써 비만세균을 조절하여 건강한 삶을 살 수 있을 것이라고 한다.

결론적으로 미생물을 임의로 조작해서 해로운 미생물 들을 없앨 수 있는데, 그 방법은 우리가 매일 먹는 음식의 종류를 변경한다든지 특정 미생물 유인균 친생제를 먹고 마신다든지 아니면 유인균들이 만들어내는 유기산(천연발효 수제식초)을 섭취하여 유해균을 억제하는 방법만이 비만과 건강치 못한 먹는 습관을 고칠 수 있다(Science daily, 15 Aug 2015)

박테리아들이 두뇌로 신호를 보내 식욕을 조절한다.

프랑스, 영국, 스웨덴 등 유럽의 과학자들이 내장의 대장균 미생물들이 신호를 두뇌 회로(brain circuits)에 보내고 있다는 것을 발견했다. 이콜리라 불리는 이 대장균(大腸菌, Escherichia coli, E. coli)은 대장과 소장에서 많이 볼 수 있는 미생물 이다.

음식을 먹고 난 후 20분이 지나자 쥐 내장의 이콜리 미생물들은 단백질들을 만들어 더 이상 음식 섭취(food intake)를 하지 말라고 하는 신호를 보냈다.

단백질 PYY는 포만(Satiety) 신호로 그만 먹으라는 신호이고, GLP-1 은 섭취하라(Hungry)는 신호를 보내고 있음을 밝혔다(Breton et al., Cell Metabolism, 24 Nov 2015)

이 신호는 단백질 호르몬 신호(hormone signaling)로 이 신호에 의해 두뇌 회로가 배고픈지 식사를 마쳤는지를 결정한다.

단백질들을 쥐에 주입한 결과 두뇌에서 식욕을 줄이거나 촉진시키고 있음도 확인했다. 미생물 들이 우리가 언제 얼마나 먹어야 할지 말아야 할지를 제어하여 건강을 조절하는 것이다.

몸의 세포에서 포만 신호를 보내는 것과 똑같이 이콜리의 단백질들이 같은 분자 역할을 하고 있다는 것을 밝힌 것이라고 프랑스의 페티소브(Sergueï Fetissov)는 말한다(Science Daily, 24 Nov 2015)

밥을 먹으면 내장에 있는 미생물 들에게 다양한 영양분을 제공하게 되고, 미생물 들은 들어온 영양분을 잘 분해하고 공급해서 잃어버린 집단의 미상물 멤버들을 대체하게 된다.

미생물 들은 우리 몸에 전적으로 의존하여 살고 있기 때문에 자기 집단을 형성하며 안정적으로 유지해야만 한다. 따라서 자기집단들이 부족하거나 영양분이 부족할 때 두뇌에 신호를 보내서 영양분을 섭취하게 하여 안정적인 장내세균 집단을 이루는 미생물들만의 독특한 생존 커뮤니케이션 방법이다.  

영국 옥스포드대의 과학자들이 우리 내장 속에 서식하는 수백 종의 선한 미생물들의 중요한 에코시스템은, 마치 하나의 정글(a jungle)과 같아서, 선한 미생물 종들간의 치열한 경쟁(competition)이 전체 종 집단들의 안정성을 유지하게 한다고 밝혔다.

결국 우리로 하여금 건강을 유지하게 하는 첩경이라는 사실을 수학적 모델링(mathematical modeling)으로 밝혀냈다(K. Z. Coyte, J. Schluter, K. R. Foster, Science, 6 Nov 2015)

특히 과거에 가정했던 종들간의 협력(cooperation)이 아니라 선한 종들간의 경쟁적인 환경이 미생물 집단들의 안정성을 유지하게 하여 서로 공존할 때 인간에게도 건강을 준다는 것이다.

“우리 몸에는 다양한 미생물 집단들이 살고 있다. 특히 소화기관(digestive tract)에 있는 수백 종의 박테리아들은 우리 건강에 매우 중요하다. (Science Daily, 5 Nov 2015)

나무들이나 벌들은 협력을 한다. 왜냐하면 한 종의 감소는 전체를 파국으로 몰아넣을 수 있기 때문이다. 그러나 선한 미생물 들은 하나의 정글 속에서 살아남는 나무처럼 치열한 경쟁을 통해 공존 공생한다. 그 결과 음식을 분해하고 다른 병원들의 침입을 막아주고 건강한 면역시스템을 유지하게 해준다.

장 속의 선한 미생물(gut microbiome)은 생태학적으로 안정성을 유지하는 것이 중요한 것으로 알려져 있다.

한국의과학연구원에 따르면 서로 다른 사람들은 서로 다른 종들의 미생물들을 지니고 다니지만, 개인의 관점에서 보면 오랜 세월동안 일련의 같은 선한 종들의 미생물 세트를 지니고 있다. 그런데 이들 종들의 공존 공생하는 집단에 주요 변화(이동, major shifts)가 오면, 그것은 특정 병에 걸리게 된다고 한다.

예를 들면 설사라든지 식중독에 걸리는 것이다. 집단급식을 먹은 학생들이 같은 식중독에 걸리게 되는데, 이 경우 외부에서 나쁜 병원균들이 유입해 선한 미생물 세트 집단을 몰아 내는 경우이다.

네덜란드, 폴란드 및 미국의 매사추세츠 병원 및 하버드의대 과학자들이 내장의 선한 미생물이 몸무게, 비만 및 콜레스테롤(cholesterol) 수준을 떨어트리고 콜레스테롤과 함께 동맥 경화, 심장질환(cardiovascular disease)을 예방하고 있다는 연결고리를 밝혀냈다(Fu et al., Circulation Research, 10 Sep 2015)

연구팀은 소화기관에 서식하는 34개의 특정 미생물 종들을 찾아내고 이들이 지질 신진대사(lipid metabolism)에 강력한 영향을 미쳐 콜레스테롤 및 트리글리세라이드 수준을 떨어뜨려 몸무게와 비만을 조절해 건강한 심장을 유지시킨다는 것을 밝혔다.

연구팀은 장의 선한 미생물 들이 고밀도지단백질(HDL)의 수치를 높이고 트리글리세라이드의 수치를 낮추고 있다는 새로운 증거를 찾아 냈다.

이것이 비정상적인 혈중 지방의 위험 요소(risk factor)가 될 수 있을 뿐만 아니라 나이와 성별과 비만의 기준인 신체질량지수(body mass index, BMI)나 유전학과도 관계가 있을 수 있다.(Science Daily, 10 Sep 2015)

최첨단 딥(deep) 염기서열분석 기술을 이용해, 연구팀은 네덜란드의 893명을 대상으로 내장의 미생물 들과 혈중 지방 수준의 관계를 분석했다.
연구 결과 34개의 미생물 종들이 신체질량지수의 비만과 트리글리세라이드와 같은 혈중 지방, 그리고 좋은 콜레스테롤인 HDL에 기여를 하고 있었다. 이 뜻은 선한 미생물 종들은 항상 선한 역할만 한다는 것을 알 수 있는 대목이다.

인간과 같이 사는 미생물들은 별도의 장기(extra organ) 즉 제 3의 장기로 분리하는데, 음식을 분해하고 소화하고 면역 시스템을 훈련시키는 등 개인의 건강에 지대한 역할을 하고 있기 때문이다.
 
스위스의 과학자들이 소화기관의 가장 중요한 선한 미생물(good bacteria)가 엄마의 장으로부터 이동해 엄마의 젓을 통해 아기에 전달된다는 것을 밝혀냈다. Credit: oksun70 / Fotolia via Science Daily(22 Aug 2013)

소화기관의 가장 중요한 유인균(휴먼마이크로바이옴) 미생물(good bacteria)가 엄마의 장으로부터 엄마의 젓을 통해 아기에게  전달된다는 것을 밝혔다(Jost & Lacroix et al., Environmental Microbiology, 3 Sep 2013)18.

아기 초기 내장의 장내세균 발달과정에서 유인균(유익성 인체 균) 미생물 들이 선점을 하고 면역 시스템을 강화하는 데에는 역시 엄마의 젓이 최고(breast is best)이다.
엄마의 젓이 자연적인 유인균은 자연적인 선한 미생물 집단들을 끌어들이는데 최고라는 것이다.

“엄마의 젓으로부터 엄마 내장의 유인균 들이 아기로 여행한다는 사실을 발견한 것이다. 엄마의 유인균(유효성 인체 세균)은 아기의 내장으로 전달되어 건강과 면역 시스템 발달에 지대한 역할을 하고 있다”고 라크로익스(Christophe Lacroix) 교수는 말한다(Science Daily, 22 Aug 2013)19

연구팀은 ‘Bifidobacterium breve’와 ‘Clostridium’ 미생물들는 결장 건강(colonic health)에 매우 중요하다는 사실을 발견했다.

이들 미생물들은 엄마의 젓에서 발견되는 같은 균주(strains)로 아기의 내장 장내세균 발달에 중요한 역할을 하며 장 질환(intestinal disorders)을 예방하는데 매우 중요한 역할을 한다.

엄마 내장에서 젓으로 어떻게 이동하는지 밝히기 위해서 배양, 추출, 염기서열분석, 지문분석 등을 통해 이들은 같은 유인균 미생물 균주라는 사실을 확인했다”라고 라크로익스 교수는 말한다.

어릴 적 운동이 유인균 집단을 촉진시켜 성장을 돕는다.

미국 콜로라도의 볼더 소재의 콜로라도대학의(UCB) 신경과학과와 생리학과의 과학자들이, 어린 시절의 운동(exercising early in life)은 내장의 장내세균 미생물들의 집단을 인간에게 유익한 유인균 집단으로 바꾸어, 평생 살아가는 동안 보다 나은 건강한 뇌와 신진대사 활동을 촉진시킨다는 사실을 밝혀냈다(Agnieszka Mika & Monika Fleshner, Immunology and Cell Biology, 9 Dec 2015)

운동은 내장의 미생물들의 가소성(plasticity)에 영향을 준다”고 플레쉬너(Monika Fleshner) 교수는 말한다(Science Daily, 29 Dec 2015)

가소성이란 인간과 공존 공생하는 유리한 미생물이냐, 인간을 공격하는 유해한 미생물이냐 중 한쪽으로 집단을 바꾸는 것을 의미한다.

또한 유리한 미생물의 증감이나 유해한 미생물의 증감을 의미한다. 그 결과 장내세균 미생물들은 우리가 태어나자 마자 장에서 집단을 형성하여 성장과 면역시스템과 신경시스템에 강력한 영향을 미친다.

장내 세균 미생물들은 우리의 유전자 프로파일에 5백만 개 이상의 염기를 추가하며 우리의 생리시스템에 강력한 영향을 준다. 예를 들면 성인이 되었을때의 다이어트, 잠의 패턴 등을 결정하기 때문에 어릴 적에 이러한 미생물들의 가소성이 매우 중요하다.

연구팀은 젊은 쥐와 성인 쥐를 대상으로 시험했다. 자발적으로 매일 운동하는 젊은 쥐들은 늘 앉아 있는(sedentary) 성인 쥐들보다, 내장의 박테리아의 구조에 영향을 미쳐, 친생적인 미생물 종들(probiotic=good bacterial species)이 내장을 장악하고 있음을 확인했다.

설사 성인 쥐들이 운동을 해도 이 친생적인 미생물 집단은 바뀌지 않았다.

건강에 유리한 유인균 미생물 집단들은 뇌의 기능을 촉진시키고 항-우울증 효과(anti-depressant effects)도 제공한다.

섬유소 섭취가 선한 유인균 미생물 들의 다양성을 유지한다.

SBS TV 생생정보통 TV방송 캡쳐

한국의과학연구원 과학자들은 장내 세균의 수보다 중요한 것은 유인균(휴먼마이그로바이옴) 들의 다양성이라고 한다.

병에 걸린 사람일수록 유익한 장내 세균이 줄고 나쁜 세균만 득세해 다양성이 줄어든다. 한번 나빠진 장내 세균은 회복하기 매우 어렵다.

미국 스탠퍼드대와 하버드대 그리고 프린스톤대학 연구진이 "식사 습관의 변화로 장내 미생물이 나쁜 세균으로 바뀌면 그 영향이 후손에게까지 이어지며 나중에 식사 습관을 바꿔도 회복하기 어렵다"는 사실을 밝혀냈다(Sonnenburg et al., Nature, 14 Jan 2016)22.

SBS TV 모닝와이드 TV방송 캡쳐

한국의과학연구원 유전체 분석팀은  현대인이 육식을 늘리면서 채식을 통한 섬유소(fibre or fiber) 섭취가 줄고 있다고 우려하고 있다.

특히 섬유소 섭취가 줄면 사람의 건강을 유지하는 장내 선한 유인균 미생물 들에 타격을 입을 수밖에 없다.

장내세균 중 유인균은 섬유소로 먹고 살기 때문이다. 사람에게는 섬유소를 분해하는 효소가 10여 개에 불과하지만 유인균들은 수천 개나 된다.

연구진은 생쥐를 대상으로 한쪽은 섬유소가 풍부한 먹이를 주고, 다른 쪽은 섬유소가 거의 없는 먹이를 줬다.

섬유소가 거의 없는 먹이를 준 쪽에서는 장내 세균의 유인균(유효성 인체 균)의 종(種) 수가 75%까지 줄었다.

후대로 갈수록 장내 유인균의 다양성은 더 줄었다. 문제는 한번 종의 다양성이 줄면 후대에 섬유소를 보충해도 회복되지 않았다. 따라서 박테리아 재프로그래밍(microbiota reprogramming)을 통한 새로운 치료 전략이 필요하다.

이 때문에 최근에는 아예 건강한 사람의 장내 미생물을 통째로 이식해 질병을 치료하려는 장내 이식술이 인기다

한국의과학연구원은 장내세균분석 장내세균검사 서비스를 의료계에 제공하여 관련 보건의료 분석 분야의 발전을 이끌고 있다.

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