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Feb 23. 2020
긍정적인 마음과 웃음. 장내 미생물이 좌우한다.
미생물은 요리사
발효치즈와 발효콩 요리미생물은 발효음식을 만드는 요리사이다. 유산균이 만들어내는 요구르트, 곰팡이가 만드는 치즈, 효모가 만들어 내는 와인, 초산균이 만드는 식초 등 미생물이 만들어 내는 요리는 헤아리기 어려울 정도다.
긍정적인 마음과 평정심을 주는 도파민 행복한 감정을 주는 세로토닌 장내 미생물에 의하여 장관에서 90%를 만들어 뇌로 보낸다.
장내 유익균은 긍정적인 마음과 평정심 그리고 행복한 감정을 만들어 주는 호르몬 전구체를 합성해 뇌로 보낸다. 뇌에 이런 호르몬이 전달되지 않으면 우울증 대인공포증 공황장애 스트레스 지수 상승 및 자폐증 까지도 유발된다.
인체 미생물 전체의 숫자는 1000조 개 인체 세포보다 10배가 많다. 장내 미생물이란 장(腸)에 기생하는 효모, 곰팡이, 바이러스 등을 말한다. 종류는 500여 개, 총 개체 수는 100조 개, 총무게는 1.5kg이 넘는다.
살도 태울 수 있는 강산성이 샘물처럼 솟구치는 위장 속에도 미생물 128종이 존재한다.
미생물에 의해 식약품 내의 주요 성분이 대사 되는 과정이 개인마다 보유 미생물에 따라 다르게 작용된다.
미생물은 우리 몸이 흡수할 수 없거나 효능이 적은 성분을 분해·대사 하여 흡수를 높여 주거나 효능이 좋은 물질들로 바꿔 준다.
전통 한의학에서 처방하는 많은 한약 성분은 위장에서 실제로 흡수될 수 없는 화학적 구조를 가지고 있다.
인삼의 주성분인 스테로이드 배당체는 장에서 흡수되지 않는다. 하지만 장내 미생물이 이를 흡수 및 대사 한 후 화학구조가 약간 변형된 형태로 배출시키는데, 이 물질이 실제로 인체 내에서 항염증 및 항암 작용을 한다.
인체는 미생물에게 그들의 서식처를 제공하는 대신 사람에게 필요한 일을 분담시키는 공생관계가 오랫동안 유지 발전돼온 것이다.
한국의과학연구원 에 따르면 건강한 사람의 경우 보통 통상적으로 유익균 비율이 25~40%를 유지하지만 나이가 들 수록 5~10%대로 떨어지고 유해균 비율이 점점 높아지면서 장내 세균과 인체 공생관계가 무너지기 시작한다고 한다.
유해균 비율이 높아지면 공생관계가 무너지면서 인체는 유해 미생물의 공격을 받는다. 인간과 미생물의 동맹이 깨지면서 숙주(인체)를 공격하는 것이다. 이렇듯 장내 세균 공생관계가 훼손되면 건강에 이상이 나타난다.
인체의 미생물은 건강에 직결된다는 사실을 인식하면서 미생물 군집(Microbiome) 연구가 시작되었다. 미생물 군집은 우리 몸에 자리 잡고 있는 유익균, 유해균, 중립 균 등 공생관계에 있는 미생물 집단 전체를 일컫는다.
인간의 장(腸)은 100조가 넘는 세균의 훌륭한 서식처이다. 세균은 크게 우리 몸에 이로운 유익균과 해를 끼치는 유해균, 그리고 어느 쪽에도 포함되지 않는 중립 균으로 나뉜다.
유익균과 유해균은 서로 생존을 위한 전쟁을 버리며 중립 균은 승자를 일방적으로 따른다.
세균들은 서로 균형을 이루고 생존 전쟁을 벌이며 장내에 서식한다.
지금까지 미생물과 인체의 상호작용을 연구하는 데 가장 큰 장애가 된 것 중 하나는 실험실에서 배양할 수 있는 박테리아의 종류가 한정돼 있다는 점이다.
실험 접시에 실제로 미생물이 자라는 것을 보기 전까지는 어떤 미생물이 존재하는지 확인할 수 없었다.
하지만 이제는 미생물 군집 전체를 대상으로 최신 유전학 기술 중 하나인 차세대 DNA 염기서열 분석법을 이용해 특정인의 장내 미생물 군집에 대해 알 수 있다.
미생물을 접시에 배양해서 그 미생물을 동정 분석하지 않아도 DNA를 증폭 분석하면 미생물을 종류별로 세밀하게 분석할 수 있고 미생물 군집을 분석해 낼 수 있다.
한국의과학연구원은 GMA 차세대 염기서열 분석법(NGS)과 장내 세균 분석 (GMA:Gut Microbiota Analysis)을 실용화하여 이미 의료기관에 상용기술을 제공하고 있다.
“미생물 군집, 암을 억제할 수도 유발할 수도 있다”
미생물 군집은 암을 억제하는 데 도움을 주기도 하고, 직·간접적으로 암이 발생하기 쉬운 환경을 조성하기도 한다.
시클로포스파미드라는 항암제를 장내 미생물 군집이 정상적으로 형성돼 있는 쥐와 항생제를 투여해서 미생물 군집이 사라지게 한 쥐에 각각 투여해서 그 효과를 실험했다.
그 결과, 미생물 군집이 있을 때에는 항암제가 암세포의 증식을 막았지만, 군집이 없을 때에는 항암제 효과가 없었다.
또한 쥐에 암세포가 자라는 환경을 조성한 후 면역치료를 실시하여 암세포를 사멸시키는 실험을 했다.
한 그룹에는 장내 미생물 군집을 그대로 유지시키고, 다른 한 그룹에는 항생제를 먹여 미생물 군집을 제거하여 감소시켰다.
첫 번째 그룹의 쥐들은 면역치료가 암세포의 증식을 막았지만, 장내 미생물 군집이 없어진 쥐들은 치료 효과가 전혀 없었다.
미생물 군집이 특정 면역반응을 증가시켜서 암세포가 자라는 것을 막을 수 있다는 사실을 확인한 것이다.
위 결과와 반대로, 식사습관 등으로 인해 미생물 군집의 구성이 유해균 비율이 높은 상태로 바뀌는 경우에 암이 유발될 가능성이 높아진다.
대표적인 것이 고지방 식사의 영향을 받은 미생물 군집의 변화가 직접적으로 소장암·대장암을 촉진한다.
소장암·대장암에 잘 걸리는 유전자를 가진 쥐에 지방이 많이 함유된 먹이를 주면 장내 미생물 군집이 유해균 비율이 높아지며 나쁜 방향성으로 바뀌는데, 이 경우에 암 발생 확률이 높아진다.
고지방 식사를 시킨 쥐의 미생물 군집을 정상적인 식사를 시킨 쥐에 이식했다. 그 결과, 먹이에 지방이 많이 함유돼 있지 않음에도 불구하고 암이 급격히 증가했다.
미생물 군집이 소장암·대장암 발생에 지대한 영향을 미친다.
또한 우리가 설탕 대신 즐겨 찾는 인공 감미료가 인체 내에서 장내 미생물 군집에 변화를 일으켜 포도당 대사에 악영향을 끼치고, 당불내증(당뇨가 본격적으로 시작되기 직전의 단계)을 유발한다.
당불내증이 있는 환자의 경우 암 발생률이 높아진다. 장내 미생물이 간접적으로도 암발생에 영향을 끼칠 수 있는 것이다.
고용량의 항생제를 장기간 투여하면 미생물 군집에 변화가 생길 수 있다. 그래도 항생제 투여를 중단하면 균의 숫자는 어느 정도 원상태로 회복된다. 하지만 사라진 미생물 종들은 인위적으로 지속적 투입해주지 않으면 절대 복원되지 않는다. 장내 세균은 미생물 종이 500종을 유지하는 것이 중요하다.
그러나 항생제 치료를 받은 사람의 경우 항생제 투여를 중지하여 미생물의 숫자는 어느정도 복원되었지만 미생물 종류는 250종 이상 복원되지 않았다.
장내 미생물은 담당하는 일이 각각 다르다. 장내 세균이 한번 멸종된 종은 다시 복원하려면 건강한 사람의 장내 세균을 이식받는 방법과 지속적으로 섭취해야 복원이 가능하다.
장내 미생물 군집을 이용한 암 다스리기는 의학과 한의학, 약학, 면역학, 미생물학이 암치료를 위해 유기적으로 연결하여 시행되야 한다.
암치료에 통합기능의학이 더 중요해진 이유는 미생물 군집, 식습관, 비만, 당뇨, 그리고 암은 전체적으로 연결돼 있기 때문이다.
암은 각종 유전적·환경적 요인이 복합적으로 작용하여 생기는 질환이며 미생물은 유전적·환경적 요인의 복합적 요인에 중심에 있다.
발암물질, 유전자변이, 세포 노화 등에도 미생물은 지결된다. 발암물질인 세슘을 몸밖으로 배출해 제거하고 인체 자연치유력을 가동시키는것도 미생물이 담당한다.
DNA메틸화를 억제 또는 복원하고 유전자변이를 복구하는 것 역시 장내 세균이 깊이 관여한다.
세포 노화를 예방하는 물질을 장내 세균이 합성해 혈액으로 보내어 항노화력을 높이는것 역시 장내세균 이다.
건강한 장내 미생물 군집은 암치료에 중요하다. 특히 면역반응에 관련된 치료의 경우 미생물 군집이 면역활동에 긍정적인 영향을 미쳐 항암치료에 도움을 주기 때문이다.
유해균은 비만이나 당뇨 같은 만성질환을 일으켜 암의 발생에 영향을 끼친다.
의사의 정확한 진단과 치료, 항암제·한약재 성분의 암 예방 및 억제, 환자의 면역반응 분석 및 면역력 향상에 대한 기초 마련, 암세포 생장에 관련된 장내 미생물 정보 등 각 분야의 역할은 매우 중대하다.
의료진은 환자의 병리학적 정보뿐 아니라 특정 질환의 이면에서 일어나고 있는 일들(미생물 군집)에 대해 더 많은 정보를 얻고, 그에 대해 합리적인 판단을 해야 한다.
