사촌이 논을 사면 배가 왜 아플까요? 프로바이오틱스 때문이죠!

행복호르몬인 세로토닌, 쾌감호르몬인 도파민은 불안과 초조를 관장

박광균 의학박사 | 기사입력 2021/08/09 [11:52]

▲ 박광균 의학박사.   ©브레이크뉴스

사촌이 논사면 왜 배가 아플까? 신문기사의 한 토막이지만 영국의학전문잡지(BMJ)에 실린 연구결과를 보니 우리 속담의 “사촌이 논사면 배가 아프다”는 맞는 말 같다. 임상통계에 의하면 사촌이 논을 샀다는 말을 듣고 실제로 배가 아픈 사람이 많았다. 타락한 사람들은 남이 잘 되는 것을 같이 반기지를 못한다. 그래서 남이 잘난 체 하는 말을 들으면 몸에서 아드레날린이 분비되어 질투심과 시기심이 샘솟고, 마음에서 분노가 일어난다.

 

심리적 갈등이 있으면, 이 갈등으로 인해 신체 부위에 이상 현상이 나타날 수 있는데 이를 심리학에서 신체화(somatization)라 한다. 사촌이 논을 사면 자기 자신과 비교되면서 마음이 불편해지고 갈등이 유발되기 때문이다. 신체화란 의사의 진단 또는 병리학적 소견과 상관없이 건강에 대해 과도하게 반응하거나 부적응적인 반응을 나타내는 것이다. 쉽게 말해 심리적 갈등으로 통증, 소화기계의 불편함, 성적 증상, 가성 신경계적 증상이 조합되어 나타난 결과로 배가 아프거나 머리가 아프고, 호흡곤란이 유발되거나, 소변이 잘 나오지 않는 등의 증상이 나타난다.

 

미국의 컬럼비아대학 신경생리학자인 마이클 거숀(Michael Gershon)은 '장은 제2의 뇌'라고 하였다. 행복호르몬인 세로토닌, 쾌감호르몬인 도파민, 불안과 초조를 관장하는 아드레날린을 한쪽으로 치우치지 않게 평형을 유지하는 역할을 한다. 장내 미생물이 소화기질환, 비만, 암, 치매, 우울증, 자폐증과 직접 또는 간접적으로 연관되어 있다는 장뇌축(brain-intestine axis)의 중요성이 강조되고 있다.

 

프로바이오틱스(probiotics)는 체내에 들어가 건강에 좋은 영향을 주는 생균을 의미하며, 유익세균의 증식, 유해세균의 억제에 탁월한 도움을 준다. 장의 상황이 기분을 좌우하지 않도록 정신과 연관된 장의 건강을 위해 프로바이틱스의 중요성이 강조되어 많은 사람이 유산균이라는 이름과 혼용하며 건강을 챙기고 있다. 유산균은 최종대사산물로 짧은 사슬의 유기산을 내놓는 균을 말한다. 유산균(lactic acid bacteria)은 포도당 또는 유당(락토오스)과 같은 탄수화물을 먹이로 하여 최종적으로 젖산(유산)을 만들어 내는 세균의 일종이다. 그렇다고 모든 유산균이 프로바이오틱스는 아니다. 유산균 중 인체에 긍정적인 작용을 하는 세균만이 프로바이오틱스에 속한다. 유산균과 프로바이오틱스가 모두 세균이라는 사실에 혹시라도 몸에 좋지 않을까 염려할 수 있다. 유산균이나 프로바이오틱스는 모두 세균의 종류인 것은 사실이지만, 세계보건기구(WHO)에서 프로바이오틱스를 ‘충분한 양을 섭취했을 때 건강에 유익한 효과를 나타내는 살아 있는 균’으로 정의를 하였다. 개념을 잡기 위해 프리바이오틱스(prebiotics)는 프로바이오틱스의 먹이라 생각하면 이해가 쉬운데, 프리바이오틱스는 대장 내 유용 미생물에 의해 이용되어 미생물의 생육이나 활성을 촉진함으로써 숙주 건강에 좋은 효과를 나타내게 하는 비소화성 식품성분을 의미한다. 쉽게 말해 유익균인 프로바이오틱스의 증식을 도와주는 먹이 역할을 수행한다. 요즘 많이 대두되는 신바이오틱스(synbiotics)는 프로바이오틱스와 프리바이틱스를 함께 아우르는 말이다. 프리바이오틱스의 대표적인 것이 섬유소나 이눌린, 프럭토올리고당이다. 또한 포스트바이오틱스(postbiotics)는 장내 세균이 우리가 소화를 시키지 못하는 섬유소나 올리고당을 먹이로 대사하여 최종적으로 생성되는 대사산물이라 생각할 수 있다. 엄밀한 의미에서 여기에서 정의 한 것은 이해를 돕기 위한 것으로 정확한 정의는 아니다. 이렇게 만들어진 최종대사산물들은 많은 경우 우리 몸에서 중요한 역할을 하는데, 예를 들면 낙산(butyric acid 또는 부티르산)과 같은 짧은 사슬의 유기산들은 장세포의 활성을 위해 필요한 물질이다. 예로부터 식초를 먹으면 건강해진다 했는데, 식초 역시 다양한 유기산(초산이나 구연산은 일반적으로 유기산이라 부르는 식용 산의 일종이지만, 식초의 성분에는 초산을 비롯하여 각종 아미노산, 호박산, 주석산 등 60 종류 이상의 유기산이 포함되어 있다)으로 이루어져 있어, 우리 몸 세포에 도움을 주기 때문이다. 빙초산(glacial acetic acid)을 식초로 이용하는 경우가 있는데 초산을 희석한 것이니 우리가 먹는 식용 식초와는 다르다. 유기산은 짧은 사슬 지방산(short chain fatty acid)으로 장내 세균이 먹이를 대사하며 만들어지는 최종 대사산물 중 하나이다.

 

프로바이오틱스의 시작은 우크라이나의 생물학자로 광고에서 많이 보던 메치니코프(Iilya Mechinikov) 박사이다. 장수하는 불가리아 농부의 대변 속에 질 좋은 유익세균이 많은 것을 관찰하고, 이들이 장수하는 이유가 이 요구르트 때문이라 주장하였다. 즉, 요구르트 속에 다량으로 함유된 세균이 오늘날 프로바이오틱스의 원조라 할 수 있다. 1873년 폐결핵으로 아내가 죽자 메치니코프는 다량의 모르핀을 먹고 자살을 시도하였으나, 모르핀을 워낙 많이 삼킨 탓에 바로 토해버려 자살은 실패로 끝났다. 그 이후 30년이지나 프랑스 파리의 한 강연장에서 '유산균이 든 요구르트를 많이 마시면 대장 속의 유해 세균을 죽여 140세 까지도 장수할 수 있다'는 내용에 대한 것을 이야기 하였다. 이 강연 내용은 뉴욕타임스 등을 통해 전 세계로 타전되었고, 미국에서 요구르트 신드롬(syndrome)이 일어났다. 아내가 죽은 지 2년 후 그는 14살 연하의 부잣집 딸과 결혼을 했다. 러시아의 정치적 혼란으로 오데사 대학에 사표를 내고 시칠리아로 간 그는 개인 실험실을 차리고 평소의 연구 주제였던 무척추동물의 발생학 연구에 매진했다. 부잣집 딸과 결혼한 그는 연구비를 걱정하지 않고 연구를 계속하였다. 메치니코프가 유산균을 연구하게 된 계기는 파스퇴르연구소의 루이 파스퇴르(Louis Pasteur) 때문이다. 자신을 환대하는 파스퇴르 때문에 연구소에 들어갔다. 나이가 들어 점차 건강이 나빠지고 있는 파스퇴르의 모습을 보고 인간의 장수 비결과 노화 원인을 밝히는 노인학 연구에 빠져들게 된다. 동물들의 수명에서 아이디어를 얻은 그는 ‘생명의 연장’이란 논문을 발표하고 ‘대장 무용론’이란 새로운 이론을 주장했다. 대장에서 일어나는 부패 현상이 노화의 원인이라는 것이다. 그는 대장이 없는 거북은 수명이 175년인 데 비해, 대장의 길이가 긴 소나 양은 수명이 짧다는 사례를 실례로 들기도 했다. 또한 그는 불가리아에 장수하는 사람들이 유난히 많은 이유가 유산균 때문이라는 사실을 접하고, 유산균이 대장의 부패를 막아준다고 주장했다. 당시 그가 발견한 락토바실러스 불가리쿠스(Lactobacillus bulgaricus)는 불가리아 지역에만 자생하는 채소에서 분리할 수 있는 독특한 유산균으로, 특정 지명에서 그 이름이 유래된 유일한 유산균이다. 메치니코프는 약 20년간 좋은 유산균을 장복했으나, 1916년 7월 16일 71세의 나이에 동맥경화증으로 사망했다. 당시 유럽인의 평균 수명보다는 훨씬 오래 살았지만, 그는 죽는 순간까지도 자신이 주장한 유산균 가설에 대해 염려했다. 유산균을 먹으면 140살까지 장수한다고 했는데, 정작 유산균을 장복한 자신이 일찍 죽으면 반론이 난무할 것이라는 생각에서였다.

 

프로바이오틱스에 사용되는 세균으로는 여러 가지가 있다. 락토바실러스 카제이(Lactobacillus casei)는 유해세균을 억제하고, 면역 조절기능과 설사에 도움이 되며, 락토바실러스 람노서스(Lactobacillus rhamnosus)는 면역조절 효과가 뛰어날 뿐만 아니라, 내산성이 강해 장 정착력이 높아 유해세균의 침입을 억제하며, 락토바실러스 플라타룸(Lactobacillus platarum)은 항균 물질을 만들어 면역 기능 조절과 독소 제거 능력이 뛰어 나고, 락토바실러스 아시도필러스(Lacobacillus acidophilus)는 생존력이 우수하고, 항생물질을 생성해 포도상구균, 살모넬라균, 헬리코박터균을 억제하며, 락토바실러스 불가리쿠스는 면역, 항균 물질 생성 외에도 변비와 설사에 도움을 주며, 락토바실러스 살리바리우스(Lacobacillus salivarius)는 장내 정상 세균총의 균형에 도움이 되고, 락토바실러스 루테리(Lacobacillus reuteri)는 위산에 강하고, 락토바실러스 브레비스(Lactobacillus brevis)는 항염 작용을 갖는다. 비피도박테리움 락티스(Bifidobacterium lactis)는 면역물질을 생성하도록 자극하고, 과민성 대장증후군, 염증성 질환에 효과적이며, 비피도박테리움 브레브(Bifidobacterium brev)는 세균성 설사에 도움이 되며, 비피도박테리움 롱검(Bifidobacterium longum)은 위산에 강해 설사와 알레르기 예방에 도움이 된다. 장 건강에 도움을 주는 기능성 원료로 고시하고 있는 균주로는 락토바실러스, 락토코쿠스(Lactococcu) 등 19종이 있으며, 균종별로 섭취방법이나 효능 등에는 차이를 두고 있지 않다.

 

이처럼 프로바이오틱스의 범주에 들어가는 유익세균은 대단히 많지만, 특히 락토바실러스(lactobacillus)와 비피더스(bifidus) 두 종류가 주종을 이루고 있다. 프로바이오틱스의 중요성을 이해하고자 하면 장을 제대로 알 필요가 있다. 장에는 백혈구 등 사람 면역 세포의 70~80%가 몰려 있는 장소이다. 이렇게 장에 면역세포가 몰려 있는 이유는 음식물 찌꺼기가 소화와 발효, 부패 과정을 거치면서 수없이 많은 세균을 만들기 때문이다. 장 속에 있는 세균 수는 무려 100조가 넘어서, 대변 무게의 절반가량을 세균이 차지한다. 무게로 치면 거의 1~1.5 kg이나 된다. 무려 고기 2근 반 정도의 세균이 우리 뱃속에 살고 있다.

 

장내 세균은 우리 몸에 질병을 일으키는 유해세균과, 이러한 유해세균의 번식을 억제하는 물질을 분비하는 유익세균, 그리고 조건부 중간 세균이 있다. 중간 세균은 장 속에 유익세균이 많으면 유익세균 쪽으로 작용하고, 유해세균이 많으면 유해세균으로 작용하는 박쥐와 같은 존재이다. 이러한 유익세균과 유해세균의 균형이 깨지면 유해세균이 과도하게 증식하여 면역체계 이상을 초래한다. 그러므로 몸에 좋지 않은 유해세균은 줄이고 몸에 좋은 유익세균을 늘려야 한다. 프로바이오틱스의 역할은 장내 유익세균을 늘리고, 유해세균을 억제하여 민감한 장 점막을 보호하며, 배변활동을 원활하게 한다. 또한 호르몬의 분비를 조절하고 우리 몸에 필수인 일부 비타민을 생합성 하여 공급한다. 유해세균이 많아지면 유해세균들이 장 점막을 뚫고 우리 몸속을 침투할 기회를 노린다. 그러므로 면역세포가 최전방 초소에서 밀집함으로써 대장에서 장 점막을 뚫고 인체로 들어가려는 유해세균을 차단해 준다. 장누수증후군[leaky gut syndrome, 장이 나빠지면 장을 둘러싸고 있던 점막 세포가 느슨해져서 장 속에 있던 유해세균이나 음식물 분자들이 혈액으로 흘러 들어가 내독소(endotoxin)를 발생한다. 이 유해세균들이 혈액을 타고 온몸을 돌아다니면서 염증이나 알레르기를 일으키게 되는데 이 현상을 장누수증후군이라고 한다] 환자에서 천식, 만성 또는 계절성 알레르기, 아토피 알레르기, 류마티스, 각종 면역질환의 원인으로 지목되고 있다.

 

스트레스는 면역 반응과 밀접한 관련이 있다. 우리 몸이 스트레스를 받으면, 코르티솔(cortisol), 아드레날린(adrenalin)과 같은 신경전달물질이 분비된다. 이러한 신경전달물질은 알레르기 반응을 약화시킨다. 만성 스트레스에 시달릴 경우 우리 몸은 이와 같은 신경전달물질에 과도하게 노출되어 알레르기에 대응하는 능력이 약해진다. 장 속에 있는 세균이 스트레스 발생에 일정 부분 관여한다. 연구에 따르면 스트레스 발생 시 뇌가 장에 신호를 보내기 때문에 위장 증상을 악화시킬 수 있는데, 반대로 신호가 가꾸로 장에서 뇌로 갈 수 있다. 일반적으로 뇌에서 장으로 명령이 가는 것이 대부분이지만, 사촌이 논을 사게 되면 뇌로부터 명령을 받기 전에 마음이 앞서 장에서 아드레날린, 코르티솔과 같은 불안호르몬의 분비를 증가시켜 배가 아플 수 있다.

 

행복 호르몬으로 알려진 세로토닌의 90%가 장에서 분비된다. 결과적으로 뇌에서 분비되는 세로토닌은 10% 밖에 안 된다는 이야기이다. 세로토닌은 기분을 조절하는 신경전달물질이다. 그러므로 세로토닌이 부족할 경우 우울증이 일어난다. 그래서 미국 컬럼비아의 신경생리학자 마이클 거숀(Michael Gershon) 교수는 “제2의 뇌(The Second Brain)”란 책을 저술하기도 하였다. 장 속에는 1억 개 이상의 신경세포가 존재한다. 이 신경세포들이 장의 움직임과 효소분비와 같은 소화를 직접 관장한다. 대뇌가 바쁘기 때문에 소화까지 신경 쓰지 않도록 조물주가 배려한 것이다. 장에서 세균을 모두 제거하면 세로토닌 분비량이 60%나 감소한다. 여기에 세균을 주입하면 세로토닌 분비량이 원상 복구된다. 장에서 대량 분비된 세로토닌은 혈액 중 혈소판에 흡수되어 혈관을 통해 전신에 전달된다. 대장에만 영향을 주는 것이 아니라 자폐증이나 아이들의 주의력결핍 장애도 장내 세균과 관련이 있다는 보고가 많다. 영어로 직감을 gut feeling이라 하는데 서구에서 직감을 장의 느낌으로 표현한 것은 우연이 아닐 것 같다. 장에선 유익세균과 유해세균이 끊임없이 싸우면서 균형을 이룬다. 균형이 깨지면 몸에 이로운 유익세균이 죽고 유해세균이 늘어난다. 평소 속이 더부룩하고 배에 가스가 자주 차거나 온종일 배에서 '꾸르륵 꾸르륵' 소리가 난다면 장 건강을 의심해야 한다. 장 건강은 장내 미생물의 균형 여부에 달렸다. 유해세균보다 유익세균이 많아야 건강한 장이다. 유익세균은 사람이 섭취한 음식을 먹이 삼아 갖가지 유익한 대사산물을 생산한다. 쉽게 말해 밭에 해당하는 장에서 농부인 유익세균이 씨앗인 유익세균의 먹이를 뿌려 생산하는 열매가 대사산물이다. 대사산물은 장 환경을 개선해 유익세균의 활성화를 돕는다. 하지만 인스턴트식품을 많이 섭취하고 술이나 담배를 가까이하면 이 같은 환경이 무너진다.

 

장내미생물총의 상태가 장에서 가장 멀리 떨어진 뇌 기능에 영향을 미칠 수 있다. 장내미생물총이 뇌에 미치는 영향은 크게 뇌기능의 발달 과정과 퇴행과정에서의 역할로 구분해 볼 수 있다. 뇌가 발달 할 때 장내미생물이 왜 중요한지 알아내는 가장 쉬운 방법은 장내미생물총이 전혀 없는 무균 쥐에서는 정상 쥐와 다르게 뇌가 어떻게 달라지는지 살펴보는 것이다. 2004년 큐슈대학(Kyushu University)의 수도(Nobuyuki Sudo) 연구팀에서 무균 쥐를 작은 통에 꼼짝 못하게 넣어놓는 구속 스트레스(restraint stress)를 가하면 스트레스 호르몬인 코르티코스테론이 정상 쥐에 비해 훨씬 높게 상승하는 과장된 스트레스 반응이 관찰되었다. 흥미로운 점은 유익세균으로 알려진 비피도박테리움(Bifidobacterium)을 이식하면 이런 과장된 스트레스반응이 정상화됐지만, 장병원성대장균(Enteropathogenic E. coli)을 투여한 경우 회복되지 않았다. 또 무균 쥐가 생후 6주가 됐을 때 정상 쥐의 대변을 이식하면 스트레스 반응이 정상화됐지만, 생후 8주나 14주에 이식하면 회복되지 않았다. 이러한 실험 결과에서 뇌기능(이 연구에서는 스트레스 반응)이 발달하기 위해서는 유익세균이 필요하고, 특히 어린 시절 장내미생물총의 역할이 중요하다는 것을 알 수 있다. 이후 보고된 연구들을 통해 장내미생물총의 뇌의 혈액-뇌 장벽(blood-brain barrier, BBB) 발달, 신경계 형성, 뇌 면역세포인 마이크로글리아(microglia)의 발달, 뉴런의 수초화(myelination) 등의 여러 발달 과정에 관여하는 것이 밝혀졌다.

 

미주신경을 포함한 자율신경계가 장까지 연결되어 있어 장신경계와 신호를 주고받거나 장내미생물이 생산하는 대사산물이나 신경전달물질에 반응해 뇌기능을 조절한다. 또 장내미생물총이 생산하는 여러 대사산물은 직접 혈중으로 이동한 후 BBB를 통과해 뇌기능에 영향을 주기도 한다. 요즘 가끔 장내미생물이 좋아야 행복 호르몬인 세로토닌 생성이 많아지고, 정신건강에 좋다는 주장을 들을 수 있는데, 이는 정확한 얘기는 아니다. 왜냐하면 세로토닌의 대부분인 95%가 장에 존재하고 미생물이 장 세로토닌 생성에 영향을 주는 것은 사실이지만, 대부분의 신경전달물질은 분자량이 커서 BBB를 통과하지 못하기 때문에 혈중으로 이동한다고 하더라도 뇌에 직접적인 영향을 미치기 어렵기 때문이다. 대신 장내미생물총이 생산하는 신경전달물질의 전구물질이 BBB를 통과해 신경전달물질로 변환돼 영향을 줄 수 있다고 생각한다. 또한 장내미생물총이 면역계를 자극하고 조절하는 기전을 통해 뇌기능에 영향을 주기도 한다.

 

이제 프로바이오틱스에 대해 좀 더 깊이 들어가 보자. 시중에는 정말 셀 수 없을 정도의 다양한 종류의 프로바이오틱스가 나와 있고, 가격도 천자 만별이니 일반인이 어떤 프로바이오틱스를 구매하여야 할지 알 길이 없다. 프로바이오틱스는 살아 있는 균으로 입안에 들어가자마자 이물질로 인식되어 일부 제거가 되고, 식도를 통해 서식지인 장으로 가야하는데 위에서 분비되는 산으로 인해 대부분 분해된다. 그러므로 이러한 험난한 여로를 통과하여 서식지로 가 안착하기 위해서는 인해전술로 임해야 겨우 소수의 생균이 서식지에 도달하게 된다. 서식지에 도달하기 위해서는 최종적으로 서식지에 도달하는 균의 수가 (프로바이오틱스의 기능성은 인정하고 있음에도 불구하고) 100만 집락소가 넘어야 가능성이 높아지니, 구매 시 얼마 이상을 보장하는지가 중요한 구매 조건 중 하나이다. 시중에 판매하는 많은 제품에 이러한 정보가 표시되지 않은 것들이 많이 있어 일단 정보가 없는 것은 값의 고하를 따질 필요 없이 구매에서 제외하는 것이 좋겠다.

 

외부에서 섭취한 프로바이오틱스가 효과를 내기가 어려운 이유로 가장 큰 것은 사람의 몸에 정착하기가 쉽지 않다는 것이다. 사람의 소화기관은 음식물을 분해하기 위해 위산뿐만 아니라 다양한 효소를 분비한다. 위장에서 분비하는 위산(염산)은 강산으로 pH가 2이다. 1일 분비량은 1.5~2.5L 정도 이다. 1930년대 일본 미생물학자 시로타 미노루가 위산에 내성을 가진 균주 락토바실러스 파라카제이(Lactobacillus paracasei)로 유산균 음료를 상업화하기는 했으나, 복잡한 소화계 기능 속에 안전하게 정착시킬 방법은 아직 확실하게 정해진 것이 없다. 2018년 국제학술지 셀(Cell)에 실린 이스라엘 와이즈만 연구소의 한 연구는 프로바이오틱스 효능을 상세히 기술한 것으로 소개된다. 이 연구에서 참가자 19명을 2 그룹으로 나누어 14명에게는 프로바이오틱스 제품 11종을. 5명에게는 위약(플라세보)을 주어 매일 섭취하도록 하였다. 참가자들의 변화는 섭취 전, 섭취 중, 섭취 한 달 후 등 3변에 걸쳐 대변검사, 위내시경, 대장내시경, 미생물총(마이크로바이옴, microbiome)과인체 숙주 전사체 분석(각 생명체가 발현 중인 유전자를 폭넓게 파악할 수 있는 분석으로, 이를 통해 어떤 생명체가 특정 환경에서 어떻게 대응하는 지를 파악할 수 있다) 등을 통해 심도 있게 관찰하였다. 결과에서 프로바이오틱스 섭취 그룹은 절반 정도에서 장내에 세균이 정착하고, 마이크로바이옴과 유전자 발현에 변화가 있었으나. 나머지 절반은 사실상 플라세보 그룹과 별 차이를 보이지 않았다. 이러한 사실은 상업화 된 균주가 모든 사람에서 동일한 효과를 나타내지 않는다는 증거이다. 그간 누적된 프로바이오틱스 연구는 특정 조건 하에서 사람에게 세균이 어떤 효과를 줄 수 있는 지 기술하였다. 즉, 항생제 치료로 장내 세균총이 붕괴된 일반적인 부작용을 개선하는데 도움을 주거나, 미숙아로 태어난 신생아의 장 질환이나 과민성 대장 증후군 개선에 도움을 준다는 유용한 결과도 있다. 그럼에도 불구하고 프로바이오틱스가 오히려 위험요소로 작용할 가능성은 여전히 남아 있다. 2006년 스웨덴의 50대 여성은 매일 다량의 유산균 제품을 먹다 패혈증으로 사망하기도 하였으며, 2018년 국내에서도 이와 비슷한 사례가 보고된바 있다. 과총 자문포럼에서 이주훈 경희대 식품공학과 교수는 ‘장기 출혈이 있거나 천공이 생긴 경우 또는 면역 체계가 약화된 사람이 프로바이오틱스를 과다 섭취할 경우 패혈증 등 생명에 위협을 줄 수 있는 감염성 질환을 유발할 수 있다’고 하였다. 2014년 디다리(Didari T)은 약품 안전성 전문가 의견(Expert OPinion on Drug Safety)에 현존하는 프로바이오틱스 관련 안전성 분석연구를 총괄적으로 평가하였고, 연구 결과 프로바이오틱스 관련 주요 위해 효과는 퍄혈증, 균혈증, 장 허혈 등으로 중환자실에 입원한 환자, 위독한 신생아, 수술 후 입원환자, 면역력이 약한 환자에서 가장 심각하게 발생할 수 있다고 보고하였다.

 

 

예전에는 맹장염(맹장의 약간 아래 끝에 늘어진 가는 맹관으로 손가락 같이 생긴 부속기관인 충수돌기에 염증이 발생한 것으로 정식 명칭은 충수염)이 걸릴 경우 수술 시 기능이 없다고 생각하여 맹장을 덤으로 수술로 제거해 버리는 서비스를 병행하였다. 그러나 요즘 맹장의 중요성 중 하나로 장에 거주하는 프로바이오틱스의 비상 저장고로 작용하는 일이다. 2007년 10월 5일에 MSNBC News에 따르면 ‘쓸모없는 것으로 여겨졌던 기관이 소화관을 위해 유익세균을 만들어 내고, 보호할 수 있다’는 것이다. 맹장은 소장과 대장에 미생물을 공급하고, 소장에서 장내 유익세균에 의해 분해된 영양소가 체내로 흡수되나 만약 유해세균이 많다면 음식의 부패에 의한 독소가 체내로 흡수된다. 맹장이 프로바이오틱스의 노아의 방주인 셈이다. 대부분의 장내 세균은 맹장이라 불리는 대장의 시작 위치에서 발견된다. 듀크대(Duke University) 볼링거(Randal Bollinger)와 파커(William Parker) 연구팀은 2007년 맹장이 몸에 이로운 유익세균의 생존을 도우며, 약물치료나 감염의 결과로 이 같은 균이 소멸된 후에 다시 대장에서 유익세균이 다시 살도록 하는 기능이 있다고 보고하였다. 이 연구팀은 심한 설사 후 대장 내 세균이 사라진 후 맹장에 저장된 유익세균이 다시 장으로 이주 해 장에서 자라면서 인체 기능을 돕는다고 하였다. 염증이 심할 경우 우리나라 경우 항생제를 처방하는 경우가 많고, 바이러스 감염인데도 세균을 죽이는 항생제를 당연시 복용하니 몇 번의 항생제 복용은 장내 세균의 다양성을 없애 버린다. 또한 아무리 항생제를 복용하지 않으려 해도 우리는 자신도 모르는 사이에 사료로 먹인 가축을 식재료를 사용함으로써 항생제를 접하게 된다. 가축의 살을 찌우기 위해 항생제를 사용하기 때문이다. 미시간대학의 한 과학자는 1895년 당시 인체에 전혀 쓸모없는 흔적기관이 180여개라 발표한 독일 진화론자 비더스하임(Robert Wiedersheim)의 목록에 올라있는 또 다른 소용없는 기관에 대해서 말하였는데, 편도선(tonsils)에서도 같은 종류의 기능을 발견할 것이라 생각한다 하였다. 목 입구에 위치한 편도선은 감기를 유발하기나 하지 불필요하다고 하여 서구에서는 한 때 제거 수술이 유행한 적도 있다. 그런데 어릴 때 편도선 제거 수술을 받은 환자에서 소아마비 환자가 급증하였고, 나중에 알고 보니 편도선은 특히 소아기 때 면역 기능을 담당하는 꼭 필요한 기관이다. 아직까지 편도선이 프로바이오틱스의 노아의 방주일지에 대하여는 어느 누구도 언급한 적이 없지만 그렇다고 아니라는 증거도 아직 없다.

 

항생제의 체중 증가 이슈는 사람보다 가축에서 먼저 논란이 됐다. 지난 십 수 년 간 항생제가 가축의 몸무게를 늘린다고 알려져 사료에 항생제를 섞어 주는 행위가 빈번히 보고됐고, 결국 이로 인한 항생제 내성 문제도 수면 위로 떠올랐다. 미국식품의약국(FDA)이 가축의 성장을 목적으로 항생제 투여를 금지한 것은 당연한 조치였다. 그렇다면 항생제가 체중 증가를 유발하는 원인은 무엇일까? 체내에 투여한 항생제가 장관에 상주하는 미생물 군집(microbiome) 조성을 바꿔 지방축적을 늘린다는 게 현재 가장 유력한 원인으로 꼽힌다. 항생제가 인체에 유해세균과 유익세균 모두를 제거하는데, 장기간 항생제를 복용한 결과로 미생물 환경이 변화되고, 음식물 소화에 영향을 미쳐 체중 증가로까지 이어질 수 있다는 분석이다. 또 체중 증가에 영향을 미치는 미생물이 아닌 체중 증가를 억제하는 미생물을 제거해 체중이 늘어난다고 예상할 수 있다. 문제는 사람에서도 같은 현상이 일어난다는 것이다. 앞선 연구에선 항생제 투여가 소아 비만의 원인이 될 수 있다는 근거들이 속속 포착되는데, 이를테면 지난 2012년 네이처나 국제비만학회지(International Journal of Obesity)에도 항생제 투여가 아이들의 체중에 미치는 영향을 조사한 연구들이 논란 속에 발표된 바 있다.

 

서로 상반된 결과를 내보이긴 했지만 '항생제 사용과 소아 비만 사이의 연관성'을 밝힌 대규모 연구 결과 두 편이 그 주인공이다. 먼저 미국 콜로라도 의대(University of Colorado Anschutz Medical Campus) 스코트(Frank Irving Scott) 연구팀이 진행한 연구는 위장관학(Gastroenterology) 저널 3월 19일자 온라인 판에 게재되며 주목받았다. 2세 이전에 3회 이상의 항생제를 투여 받은 소아에서는 추후 소아 비만의 위험이 증가한다는 결과였다. 흥미로운 점은 항생제 복용을 자주 한 아이일수록 향후 비만이 될 가능성이 높아진다는 것이었다. 스코트 연구팀의 후향적 코호트 연구를 살펴보면, 2세 이전에 항생제에 노출된 소아에서는 2년 뒤인 4세 시점에서 비만 발생과의 연관성을 평가하기 위해, 영국에서 2만 1714명의 소아를 대상으로 1995년부터 2013년까지 19년간의 전자의무기록 자료를 분석했다. 출생 3개월부터 4세까지의 키와 몸무게를 추적 관찰했고, 산모와 형제자매의 당뇨병력, 분만방법, 사회경제 상태, 출생년도와 국가, 도시거주 등이 로지스틱 회귀분석법으로 평가됐다. 결과에 따르면 연구 인원의 6.4%에 해당하는 1306명이 4세 시점에서 비만으로 판정받았다. 더욱이 항생제를 복용한 경험이 있는 소아에서는 그렇지 않은 소아에 비해 비만의 위험비가 21% 상승했다. 또 항생제의 투여 횟수가 늘수록 위험비는 더욱 크게 증가했다. 항생제를 1~2회 처방받은 경우 비만의 위험비는 7% 증가했지만, 3~5회로 늘자 위험비 역시 41%로 껑충 뛰었다. 6회 이상 투약한 소아에선 비만 위험비가 절반에 가까운 47%까지 높아졌던 것이다. 다만 항생제와는 달리 항진균제는 위험비가 19% 감소해 비만과 연관성이 없는 것으로 나타났다.

 

반면 이를 부정한 연구 결과도 비슷한 시기에 공개됐다. 2016년 미국의학협회잡지(JAMA) 3월 22, 29일자 온라인 판에 게재된 필라델피아 어린이병원 거버(Jeffrey Gerber) 연구팀은 출생 후 6개월 내에 항생제를 사용한 경우에는 소아 비만 발생과의 어떠한 연관성도 찾지 못했다고 밝혔다. 연구를 주도한 거버 박사는 "당초 예상과는 달리 출생 후 첫 6개월간 항생제에 노출된 경험을 가진 신생아와 그렇지 않은 신생아 사이에는 7세 때까지 통계적으로 유의한 체중 증가가 없었다"며 "소아를 비롯한 젊은 연령대에서 불필요한 항생제의 사용을 제한해야 하는 이유는 많지만, 체중 증가에 대한 위험 때문에 항생제의 사용을 제한해선 안 된다"고 견해를 밝혔다. 미국의 펜실베이니아, 뉴저지, 델라웨어에 위치한 30개 소아과의원에서 실시된 후향적 종단연구(longitudinal study)는 20만 명 이상의 소아를 대상으로 진행됐다. 연구에는 항생제에 노출된 총 3만 8522명의 단일 태아 출생자를 비롯해 92명의 쌍둥이가 등록됐는데, 이들은 2001년 11월 1일부터 2011년 12월 31일 태어난 소아로 다양한 인종적 특징과 사회경제적 배경을 가진 것으로 나타났다. 또 대상이 된 소아는 35주 이상의 임신주수와 출생 시 체중이 2kg 이상이었지만, 복잡한 만성질환으로 장기간 항생제를 복용했거나 수차례 전신적인 코르티코스테로이드를 처방받은 이력이 있는 아이들은 연구에서 제외되었다. 출생 후 첫 6개월 동안 전신 항생제(systemic antibiotics)를 사용한 소아를 대상으로 7세 때까지의 체중변화를 살펴본 결과, 총 3만 8522명의 단일 태아 가운데 14%에 해당하는 5287명이 생후 평균 4.3개월 시점에 항생제를 복용한 경험이 있었다. 주목할 점은 기존 우려와는 달리 항생제를 처방받은 아이들에서도 이후 체중의 변화가 없었다는 것이다. 단일 태아 외에 92명의 쌍둥이에서도 결과는 같았다. 쌍둥이 46명은 생후 평균 4.5개월 시점에 항생제를 투여 받았지만, 이후 체중 변화에는 차이가 없었다.

 

장내 세균의 다양성은 왜 중요할까? 가장 간단한 생명체인 대장균은 단지 세포 하나로 되어 있는 생명체이다. 생명체가 정상적 기능을 위해서는 유전자가 있어 필요한 영양소를 받아들이고, 필요할 경우 영양소를 대사하여 에너지를 얻어야 한다. 대장균의 경우 유전자가 대략 5,000개 있다. 하나의 세포로 이루어진 대장균이 이렇게 많은 유전자를 가지고 있는데, 생명체 중 가장 고등한 사람의 경우 얼마나 많은 유전자를 가지고 있을까? 전에는 적어도 300,000개 이상의 유전자가 있다고 생각하였다. 그러나 최근 유전자에 대한 연구가 진행되어, 최종 발표된 휴먼 레퍼런스 게놈 버전인 GRCh38에서 사람의 경우 겨우 단백질을 코딩하는 유전자는 19,950개 가 있다는 것이 밝혀졌다. 막연하게 인간은 다른 동물이나 식물에 비해서 훨씬 복잡하고 월등하기 때문에 당연히 유전자 수가 훨씬 많을 것이라 생각해 왔다가 이런 사실을 접하고 충격을 받을 수밖에 없다. 이렇게 복잡한 인간이 왜 마우스와 꼬마선충(20,000개 유전자, 세포 수 1,000개))과 비교해 유전자 수가 비슷하고, 옥수수(32,000개), 쌀(50,000개), 밀(120,000개)보다 훨씬 적은 유전자 수를 가지고 있을까? 어떻게 이렇게 소수의 유전자로 모든 생명체 중 최고가 되었을까? 2016년 크레이그 벤터 연구소(J. Craig Venter Institute)가 세상에서 가장 작은 게놈을 가진 합성 박테리아(Syn 3.0)을 만들어 낸 결과를 사이언스(Science) 저널에 발표를 했다. 놀랍게도 이 생명체의 유전자 수는 473개이며, 전체 DNA 수는 530,000개 밖에 안 되는 세포를 가지고 있어도 살아가는데 아무런 문제가 없다는 것이다. 이 합성 박테리아 생명체는 약 130 배 이상 콤팩트하게 구성되어 있다. 즉, 인간 게놈의 대부분 영역에는 이 합성 박테리아가 가지지 못한 다른 것들로 130배나 채워져 있다는 것이다. 사람은 진화 과정 중에 우리 몸에 같이 공생하고 있는 세균들과 겹치는 유전자 경우 과감하게 세균의 유전자를 이용하면 되기 때문에 중복유전자를 제거하는 고도의 진화과정 속에 최소의 유전자를 가지게 된 것이라 생각된다.

 

오늘날 사람은 항생제 남용 등으로 장내에 서식하는 유익세균을 다 몰아내고 항생제에도 잘 살아남는 유해세균이 유익세균이 차지하고 있던 적소(niche, 아주 편한 꼭 맞는 자리)를 차지하게 됨으로써, 원래는 소수의 집단이었던 유해세균이 우세 세균으로 바뀜으로써, 소수였을 적에는 나타내지 않던 나쁜 유전형질이 발현될 기회가 많아져 많은 질병을 유발한다. 유해세균이 일단 적소에 들어가면 우리가 유익세균인 프로바이오틱스를 많이 섭취하여 인해전술로 적소를 되찾을 정도가 되어야 하니 어는 정도 집락소를 보장하는 프로바이오틱스의 중요성이 또 한 번 중요함을 알 수 있다. 유익세균이 많아져야 우리 몸에 필요한 여러 물질을 최종대사산물로 만들 수 있으니, 장내 세균의 다양성이 중요하다.

 

프로바이오틱스의 중요성을 알 수 있는 예를 들어 보자. 아이를 임신하여 출산할 때 정상 분만을 하는 경우보다. 제왕절개를 통해 출산될 경우 자폐증, 아토피, 주의력 결핍과잉행동 장에(adult attention-deficit hyperactivity disorder, ADHD), 면역결핍증 등이 더 많이 발생한다. 산모의 산도는 산성을 유지하면서 항문에서 질로 들어온 세균 가운데 유해세균을 죽이고, 유익세균만 생존할 수 있게 만든다. 태아의 장은 원래 무균상태이다. 분만 시 아기의 머리가 산도를 통과해 입술이 질벽과 접촉하면서 산모의 유익세균이 아기의 장으로 최초로 전달이 된다. 엄마가 아기에게 주는 생애 첫 선물이 바로 프로바이틱스이다. 그러나 제왕절개를 하면 공기 중에 있는 유해세균이 아기의 입을 통해 장에 먼저 자리를 잡게 된다. 인간이 태어나면서 어떤 미생물에 처음 노출이 되는지는 장내미생물총의 초기 형성에 영향을 미치는 결정적인 인자이다. 그러므로 질식분만으로 태어난 경우와 제왕절개로 태어난 경우 장에 정착하기 시작하는 균의 종류가 달라진다. 질식분만으로 태어난 아이는 엄마의 산도에 있는 균에 먼저 노출되고 분변에는 비피도박테리움(Bifidobacterium)이 많이 존재하는데 비해, 제왕절개로 태어난 아이는 피부 상재균에 먼저 노출되고 분변에 클렙시엘라(Klebsiella)와 엔테로코쿠스(Enterococcus) 같은 병원성, 염증 유발성 균들이 더 우세하다. 생후 100일 동안은 인간의 대사기능, 내분비계, 신경계, 면역계 등이 성숙하는 중요한 시기다. 이때 장내미생물총이 이런 기능의 발달과정에서 필수적인 역할을 한다. 이런 이유로 제왕절개로 태어나 장에 비피도박테리움의 정착이 늦어지는 것은 신생아의 면역 발달을 비롯한 향후 건강 상태에 영향을 준다. 최근 이 시기의 장내미생물총이 뇌 기능 발달에도 중요한 역할을 한다는 것이 알려지면서 장내불균형(dysbiosis)이 과잉행동증후군이나 자폐 스펙트럼 질환과 같은 발달장애의 한 원인으로 추정된다. 자연분만을 하면 출산 과정에서 신생아가 산모의 질을 통과하는 동안 각종 미생물에 노출된다. 이를 ‘미생물 샤워’라고 하는데 아이의 평생 면역력을 결정짓는 요소로 작용한다. 생후 60일까지는 평생 본인이 살아갈 균을 결정짓게 된다. 건강하게 태어난 아기에게 아토피가 생길 확률은 일반적으로 약 20% 정도로 생각한다. 아기가 제왕절개를 통해 나오게 되면 엄마의 피부에 살고 있던 세균을 처음으로 물려받게 된다. 또한 제왕절개를 하면 수술실의 세균총과 가장 먼저 접하게 되어서 자연분만과 제왕절개를 한 경우의 아기의 장내 세균총은 차이가 생길 수밖에 없다. 어쩔 수 없이 제왕절개를 하여야 하는 경우 제왕절개 전에 산모의 질에 거즈를 넣어 두었다가 제왕절개로 태어나 아이를 이 거즈로 목욕을 시키면 정상 분만한 것과 같은 효과를 얻을 수 있다. 이 연구를 주도했던 롭 나이트(Rob Knight) 교수는 자신의 딸이 태어날 때 어쩔 수 없이 응급 제왕절개 수술을 받아야만 해서 엄마의 질 유산균을 전달해주기 위해 손수 진행을 하였다. 연구에서 사용되었던 방법은 제왕절개 수술 들어가기 1시간 전에 소독된 거즈를 멸균 생리식염수로 적신 뒤 산모의 질 속에 넣어 두었다가, 수술로 들어가기 직전에 거즈를 꺼내어 소독된 용기에 담아두고, 수술실 한 쪽에 같은 온도에 보관하였다. 아이가 태어나면 1분 이내에 거즈를 아이에게 묻혀주었다. 입술부터 시작해 얼굴, 가슴, 팔, 다리, 성기와 항문부근, 마지막으로 등까지 묻혀주었다. 전체 걸리는 시간은 15초 정도이다. 제왕절개로 태어난 아이들은 면역기능이 떨어져 아토피, 비만, 천식, 알레르기의 위험이 크다. 제왕절개를 하면 아이들이 질 속에 있는 유익세균과 접촉할 기회를 상실하기 때문이다. 질을 통해 태어나는 아기들은 엄마의 회음(perineum: 음문과 항문 주변의 지역)에서 미생물을 획득하고, 제왕절개를 통해 태어나는 아기들은 엄마의 피부에서 미생물을 획득하는데, 그 차이는 몇 시간 내에 극명해 진다. 질식 분만아에서 박테로이데스(Bacteroides)와 비피도박테리아(Bifidobacteria)는 풍부하지만, 제왕절개 분만아는 거의 찾아볼 수 없다. 헬싱키 대학교에서 마이크로바이옴을 연구하는 빌렘 데 보스(Williem de Vos)는 말했다. 제왕절개 분만아는 훗날 면역 관련 장애를 앓을 가능성이 높기 때문에, 연구자들은 '생애 초기의 미생물이 임계성장기(critical development period) 동안 면역계에 시동을 건다'고 생각하고 있다.

 

신생아의 면역계 손상을 줄이기 위해, 선행연구에서는 제왕절개 분만아들에게 엄마의 질내 미생물(vaginal microbiota)을 파종했다. 그러나 그 방법이 별로 효과가 없는 것으로 밝혀지자, 워싱턴대학교의 빌렘 데 보스가 이끄는 연구팀은 '질식 분만아는 출생 과정에서 (어쩌다 보니) 엄마의 분변을 약간 섭취함으로써 미생물을 획득하는 것 같다'는 가설을 세웠다. 가설 검증을 위해, 그들은 제왕절개를 준비하고 있는 여성 17명을 모집했다. 그리고 분만 3주 전에 분변을 채취하여, B군 연쇄상구군(group B Streptococcus)이나 헤르페스바이러스와 같은 병원균을 검사했다. 분변 샘플 중에서 무균 상태임이 확인된 여성은 7명이었다. 그녀들이 아기를 낳은 후, 연구팀은 3.5 또는 7 mg의 '희석된 분변 물질'을 5 mL의 우유와 혼합하여 아기들에게 먹였다. 다음으로, 연구팀은 아기들의 대변 속 유전물질을 유전자분석을 함으로써 장내미생물을 분석했다. 그들은 태변(meconium: 최초의 분변)에서 시작하여, 12주 동안 일정한 간격으로 아기의 분변을 채취했다. 그리하여 그것을 29명의 질식 분만아 및 8명의 제왕절개 분만아(분변이식을 받지 않음)와 비교해 보니, '분변이식을 받은 제왕절개 분만아'들의 마이크로바이옴은 3주 내에 '질식 분만아'의 마이크로바이옴과 유사하게 진화하는 것으로 나타났다. 통상적으로, 분변이식을 받지 않은 제왕절개 분만아의 경우, 이런 천이(transition, 생물학에서 어떤 생물 군집이 환경의 변화에 따라서 새로운 군집으로 변해가는 과정)가 일어나는 데 꼬박 1년이 소요된다. 연구팀은 이상의 연구결과를 2020년 셀(Cell)에 발표했다.

 

'질식 분만아'와 마찬가지로, '분변이식을 받은 제왕절개 분만아'들은 며칠 내에 풍부한 박테로이데스를 보유하게 되었다. 그리고 '분변이식을 받지 않은 제왕절개 분만아'에 비해, '분변이식을 받은 제왕절개 분만아'들은 병원성 세균(예: Enterococcus faecium, Salmonella enterica)이 유의미하게 적은 것으로 나타났다. "신생아들은 연구기간 동안 아무런 유해효과도 경험하지 않았다"라고 빌름 데 보스는 말했다. "이번 연구는 '제왕절개의 부수적인 효과를 완화하는 것이 가능하다'는 가설을 뒷받침 한다"고 럿거스 대학교 뉴브런스윅 캠퍼스의 미생물학자인 마리아 글로리아 도밍게스-벨로(Maria Gloria Domongez Bello)는 말했다. "모든 척추동물에서 질구(vaginal orifice: 아기가 나오는 곳)가 항문외구(anal orifice: 대변이 나오는 곳) 바로 옆에 있는 데는 그만한 이유가 있다. 이것은 무작위선택이 아니라, 자연선택의 결과물이다. 이번 연구는 '신생아는 분변에 노출되어야 한다'는 자연의 메시지를 분명히 전달했다."

 

"그러나 '얼마나 많은 분변을 신생아에게 노출할 것인지'를 아는 것이 매우 중요하다"고 네덜란드 마스트리히트(Mastricht) 대학교의 의료미생물학자 욘 펜데르스(John Penders)는 덧붙였다. "우리는 아기들이 얼마나 많은 분변을 자연스럽게 섭취하는지 모르고 있다. 따라서 정확한 용량을 알아내려면 신중한 검사가 필요하다. 더 많은 아기들을 대상으로 한 장기적인 연구를 통해, 이번 연구에 적용된 용량이 안전한지 여부를 확인해야 한다".  빌름 데 보스와 동료들은 그런 연구(수십 명의 제왕절개 분만아들에게 '어머니의 분변'과 위약 중 하나를 투여하는 무작위·대조 시험)를 이미 시작했다. "우리는 아기들의 건강상태를 수년 동안 모니터링할 예정이다"라고 빌름 데 보스는 말했다. "장기적인 무작위·대조 시험의 결과가 나올 때까지, 분변이식은 신중한 의학적 관리를 필요로 한다. 부모들이 가정에서 임의적으로 시행해서는 안 된다."

 

또한 모유수유를 하는 경우에 이런 질환의 발병률은 현저하게 낮아진다. 연구를 통해 출산 시 태아가 제일 먼저 유산균에 노출되는 것은 산도를 통해 얻는 것이며, 수유 시 모유를 통해 다양한 유산균에 노출되어 건강한 것이다. 신생아의 장에서는 조건무산소성세균(facultative anaerobes)이 먼저 정착하고 이후 비피도박테리움, 박테로이데스, 클로스트리디움 같은 절대무산소성세균(obligate anaerobes)이 첫 6개월 동안 증가한다. 이때 장내미생물총의 다양성은 성인에 비해 낮은데, 그 이유는 신생아의 주된 식이인 모유의 올리고당류(human milk oligosaccharide, HMO) 대사에 최적화된 미생물총이 주를 이루기 때문이다. 이 시기를 특징짓는 주요 장내 세균으로는 Bifidobacterium longum이나 Streptococcus thermophilus가 있다. 이후 분유를 먹이지 않고 모유로 수유할 경우 더 많은 유산균을 유아가 받아들일 수 있어 건강한 아이로 자란다. 조사결과에 따르면 생후 1개월 된 아기는 모유수유에 관계없이 유산균을 보유한다. 그러나 분유를 먹은 아이의 유산균 보유 비율은 모유를 먹은 아이의 1/10에 불과하다. 아기가 한 살에서 두 살에 이르는 기간 동안 건강하고 왕성한 유산균을 보유하게 되면 장 내부조직의 발달은 물론 감염에 대한 저항능력과 더불어 전반적인 면역체계가 크게 발전하게 된다. 모유로 자란 아기가 유산균을 많이 갖게 되는 이유는 올리고당으로 알려진 모유 속의 특정 탄수화물 때문이다. 우유에는 이 탄수화물이 거의 없다. 이런 탄수화물은 아기의 내장 속에서 소화나 흡수되지 않기 때문에 온전히 결장에 도달하게 되는데 결장에서 어떤 세균보다 중요한 유산균의 먹이가 된다. 유산균은 모유에서 온 '먹이'로 빠르게 증식하며 수분을 흡수해 장의 운동을 부드럽고 규칙적이게 한다. 태아의 대변이 왕성하고 활동적인 유산균의 운동으로 만들어진다는 사실을 아는 게 중요하다.

 

오늘날 아주 건강한 사람의 분변을 모아 질환자에게 이식하는 분변이식술이 행해지고 있어, 못살던 시대에 피를 팔아 돈을 벌었던 매혈이 있었듯이, 몇 해 전부터 미국 등에서 배변은행이 설립되어 건강한 변을 기증받거나 구입을 하여 치료에 사용하는데, 최근 우리나라에도 배변은행이 설립되어 변 구입 광고가 나오고 있다. 모든 수단 방법을 시도해도 체중감량을 할 수 없었던 비만자에게 건강한 마른 사람의 변을 이식하면 살을 뺄 수가 있는 시대이다. 우리나라 대형 병원에서도 배변이식술을 시행하고 있다. 이것은 변의 반 이상이 장내세균으로 이루어져 있어 다양한 세균을 가지고 있기 때문이다. 아주 옛날에 재래식 변소에서 침전물이 가라앉은 맑은 액체(중국에서 yellow juice로 약으로 사용)를 말기 암환자나 낙상 등 치료가 잘 되지 않는 경우 사용하였으니, 그 당시에 이런 지식이 없음에도 불구하고 경험에 의해 치료효과가 있음을 알았기 때문이라 생각한다.

 

“사촌이 논을 사면 배가 아프다”가 질투가 나기 때문이라기보다 “사촌이 논을 사면 배라도 아파야 할 텐데”라는 속담이 잘 못 전해진 것이었음 좋겠다. 사촌이 논을 샀는데 그 논에 거름이라도 보태주고 싶은 선량한 마음에 생긴 속담이 일제 강점기에 바뀌었다는 이야기를 믿고 싶은 건 순전히 나의 욕심일지 모르겠다.

 

2019년 MBN 방송 천기누설 식재료 대백과 신 동의보감에서 물만 먹어도 살이 찌는 사람과 아무리 먹어도 살이 찌지 않는 2 사람에서 비만세균의 차이가 있었는데 물만 먹어도 살이 찌는 사람의 경우 비만 세균을 포함하여 유해세균이 더 많았다. 이처럼 비만 세균과 같은 유해세균이 많으면 지방 배출을 방해하고, 식욕호르몬[지방조직에서 분비되는 렙틴(leptin)은 식욕을 억제하는 호르몬으로 체내의 체지방을 일정하게 유지하는 역할을 한다. 그렐린(ghrelin)은 렙틴과 정반대의 역할을 하는 호르몬으로 위장에서 분비되는데, 위가 비었을 때 뇌에 공복을 알리는 역할을 한다]을 활성화하여 조금만 먹어도 살이 찌는 체질로 바뀌게 된다. 우리 장내에서 비만 세균을 잡고 체중 감량에 도움을 받으려면 유익세균과 비만 세균의 비율을 85:15로 맞추는 것이 좋다. 이를 위해 식유섬유 성분인 프럭토올리고당(fructooligosaccharide, 바나나, 양파, 아스파라가스, 우엉, 마늘, 벌꿀, 치커리 뿌라 등과 같은 아채나 버섯, 과일류 등 식품에 다량 함유)과 이눌린(inulin, 뿌리채소에 많이 함유된 일종의 수용성 식이섬유로 돼지감자에 많다) 같은 프리바이오틱스가 풍부해서 비만 세균을 잡는데 도움이 된다. 유익세균인 프로바이오틱스만 섭취할 경우 장까지 세균이 살아서 도달이 용이하지 않고, 유익세균의 먹이인 프리바이오틱스만 섭취할 경우 장내에 이미 존재하는 유익세균만 키워주기 때문에 비만 세균을 잡는데 한계가 있을 수 있다. 프로바이오틱스와 프리바이오틱스를 함께 섭취(이를 신바이오틱스라 한다)하면 비만세균을 잡아 체내 지방을 배출하고 콜레스테롤 조절이 용이하다.

 

프로바이오틱스는 몸속에서 서서히 증식해 시간이 지나면 우리 몸 밖으로 다시 빠져나간다. 대개 프로바이오틱스를 먹은 날로부터 48~72시간 후에는 급격히 감소되고 4~5일이 지나면 대부분 장 밖으로 나간다. 따라서 유산균은 꾸준히 섭취하는 것이 바람직하다. 그러므로 일주일에 3일에 한번 정도는 섭취하는 것이 좋겠다. 식약처에선 프로바이틱스가 장까지 생존해 도달하기 위해 위산이 중화된 식후에 섭취할 것을 권장한다. 다만 위산에 잘 견딜 수 있도록 겉면 처리를 한 장용성 코팅 제품 등은 식전, 식후 모두 섭취해도 된다. 프로바이오틱스는 꾸준히 섭취해야 기능성을 개재할 수 있다. 장기적으로 섭취했는데도 별다른 개선이 없거나 불편한 증상을 느낀다면 섭취를 중단하거나 다른 제품으로 바꾸어 섭취할 필요가 있다. 항생제와 함께 먹으면 유익세균이 사멸될 수 있어 항생제 복용이 끝난 이후에 섭취하는 게 좋다. 식중독 등으로 장 건강이 좋지 않을 경우 프로바이오틱스를 섭취하는 것은 오히려 위험을 초래할 수 있어 주의를 기울여야 한다. 면역력이 약한 유아나, 임산부, 고령층은 설사, 복통 등이 발생할 수 있다. 섭취 후에 설사, 불편함, 발진 등 이상 증상이 발생하면 섭취를 중단하거나 빈도를 줄여야 한다. 현재까지 부작용은 없는 편이지만 2018년 ‘건강기능식품 재평가’ 결과 프리바이틱스 중 하나인 프럭토올리고당 섭취주의 사항에 ‘섭취 시 가스 참, 트림, 복통, 복부팽만감 등이 발생할 수 있음’이 추가 되었다.

 

식약처가 인정한 프로바이오틱스 원료마다 기능성이 다르기 때문에 원료를 살펴보고 제품을 구매하는 것이 도움이 된다. ‘Lactobacillus gasseri BNR17’, ‘Lactobacillus 복합물 HY7601+KY1032’은 체지방 감소에 도움을 줄 수 있다. 과채 유래 유산균(L. plantarum CJLP133)과 ‘L. sakei Probio65’는 면역 과민 반응에 의한 피부 상태 개선에 도움을 줄 수 있다. ‘프로바이오틱스 HY7714’는 피부 보습과 자외선 피부 손상으로부터 피부건강 유지에 도움을 줄 수 있다. ‘UREX 프로바이오틱스’는 유산균 증식을 통해 여성의 질 건강에 도움을 줄 수 있다. ‘리스펙타(RespectaⓇ) 프로바이오틱스’는 질 내 유익균 증식과 유해균 억제에 도움을 줄 수 있다. ‘Lactobacillus acidophilus YT1’는 갱년기 여성 건강에 도움을 줄 수 있다. ‘L. plantarum IM76’과 ‘B. longum IM55 복합물(NVP1703)’은 면역 과민 반응에 의한 코 상태 개선에 도움을 줄 수 있다. 이처럼 이제는 프로바이오틱스도 질환별, 장기별로 선택의 폭이 넓어지고 있으니 스스로에게 맞는 제품을 찾을 수 있는 날이 빨리 왔으면 좋겠다. kkp304@hanmail.net

 

*필자/박광균

 

1975 연세대학교 이과대학 생화학과 졸업(이학사)

1980 연세대학교 치과대학 치의학과 졸업(치의학사)

1988 연세대학교 대학원 의학과 졸업(의학박사)

2004 연세대학교 보건대학원 의료와 법 고위자과정

 

1986~1990 연세대학교 원주의과대학 생화학 전임강사

1990~1996 연세대학교 의과대학 생화학-분자생물학교실 조교수

1996~2000 연세대학교 치과대학 구강생물학교실 부교수

1996~2018 연세대학교 치과대학 구강생물학교실 교수

 

1990~1993 미국 University of Wisconsin, Madison, School of Medicine, Dept of Biochemistry 방문교수

2002~2005 미국 University of Pennsylvania School of Dental Medicine, Dept. of Biochemistry 방문교수

 

2006~2009 한국학술진흥재단 생명과학단장

2008~2009 한국학술진흥재단 의생명단장, 자연과학단장, 공학단장 겸임, 한국연구재단 의약학단장

 

1990~현재  미국 암학회 회원

1994~2000 International Society for Study of Xenobiotics 회원

1995~1996 한국생화학분자생물학회 기획간사

1996~1998 대한생화학분자생물학회 학술이사

2006~2008 한국독성학회 이사

2005~2006 대한암학회 이사

2006~2008 한국약용작물학회 부회장

2009~2010 대한암예방학회 회장

2009~2010 생화학분자생물학회 부회장

2018~현재 연세대학교 명예교수.

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  • 앨리 2021/08/13 [10:01] 수정 | 삭제
  • 장에 대한 좋은글 잘 읽었습니다.
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