Nature 저널 한의학 특집기사-장내미생물학과 한의학(That Healthy Gut Feeling)

[권강범]

that healthy gut feeling.pdf

<논문 원문> 아래 해석판은 facebook에서 인용함, 정확학 출처는 잘 모름....ㅋㅋㅋ

제 머리를 뻥 하고 때리게 하는....한약 연구를 이쪽으로 한번 바꿔야 하나?

장내미생물과 한의학

한약의 많은 성분들이 사람의 장에서 흡수되지 못한다. 장내의 미생물들이 우리 대신 이 일을 하고 있는 것은 아닐까?

 

숲 속 그늘에서 발견되는 평범해 보이는 약초. 하지만 이 약초를 땅에서 캐어내면 수세기 동안 아시아에서 의학적 효능으로 칭송 받아온, 그 유명한 인삼의 뿌리가 드러난다. 건조되거나 분말 된 인삼은 중국, 한국과 일본의 한의학에서 사용되는 핵심적인 약재중의 하나이다.

연구결과에 따르면 인삼에는 진세노사이드(ginsenoside)라고 불리는 스테로이드 배당체(steroid glycoside) 계열의 성분이 풍부하다. 하지만 또 한가지 중요한 사실은 이 성분들은 사람의 장에서 흡수되지 못하기에 직접적으로 인체에 효과를 나타낼 수 없다는 것이다.

 그러나 많은 사람들에게 인삼은 효과를 발휘한다. 장에서 이를 흡수할 수 없음에도 불구하고 장내에 살고 있는 일군의 세균들이 이들을 소화할 수 있기 때문이다. 이 세균들은 진세노사이드(ginsenoside)를 먹고 분해한 후 배출하며 이렇게 장내 세균에 의해 소화된 분자들이 항염증 효과(anti-inflammatory)부터 항암작용(anticancer)에 이르기까지 다양한 역할을 하고 있는 것이다.

사람의 장에는 수천 종의 세균(bacteria)과 고세균(archea)으로 이루어진 수많은 미생물들이 살고 있는데 미생물군집(microbiome)이라 불리는 이 고도로 복잡한 생태계의 구성은 사람마다 모두 다르다.  실제로 Jiao Tong University in Shanghai, China의 미생물학자 Liping Zhao에 따르면 대략 5명중 1명 정도는 인삼을 소화할 수 있는 적절한 미생물을 갖고 있지 못해 효과가 나타나지 않을 것이라고 한다.

오랫동안 장내 미생물들은 사람과 상호공생적인 관계에 있을 것이라고 생각되어 왔으며 여기서 빠질 수 없는 부분이 바로 사람의 건강상태와 장내 세균과의 상호작용이다. 비만, 당뇨에서 장질환, 암에 이르기까지 전세계적으로 증가하고 있는 만성질환들이 장내미생물군집의 이상과 관련된다는 연구결과가 증가하고 있다. 또한 현대의학이 이러한 복합요인에 의한 질환들(multi-component disease)의 치료에 고전하고 있는 상황에서 TCM과 같은 아시아의 고대 의학과 철학이 대안적 접근을 제공할 수도 있어 보인다. 복잡한 혼합성분을 이용한다는 특징과 인체를 하나의 전체로 파악하여 치료하고 시스템의 균형을 맞춘다는 TCM의 철학은 장내 미생물군집과 특징과 잘 맞아떨어지고 있다.

DUAL BENEFIT

두 가지 방식의 이익

한약은 장내미생물을 통해 두 가지 방식으로 작용할 수 있다. 먼저, 많은 한약들이 인삼과 같이 장내 세균을 통하여 대사된 이후에만 효과를 발휘할 수 있는 것으로 알려져 있다. 치자(Gardenia jasminoides)의 제니포사이드(geniposide)는 장내 세균에 의해 항염증, 항암 효과를 갖는 활성형 물질 제니핀(genipin)으로 전환되며 감초(Glycyrrhiza glabra)의 글리시리진(glycyrrhizin)은 글리시레트산(18β-glycyrrhetic acid)으로 전환되어 위궤양(peptic ulcer)에 대한 치료효과와 항바이러스 및 항균작용을 갖게 된다.

다른 종류의 방식은 한약 내 특정성분들이 장내에 서식하는 세균 종들의 균형에 영향을 미치는 것이다. 예를 들어 은행잎(Ginko leaf) 추출물은 장내 유산균(lactobacillus), 비피더스균(bifidobacteria)과 같은 유익한 균들을 늘리는 것으로 확인되었다. 이 균들은 인간에게 다양한 건강상의 이익을 주는 것으로 알려져 있으며 특히 면역기능을 조절을 통하여 1형 당뇨(diabetes mellitus type 1)와 같은 자가면역 질환의 위험성을 낮출 수 있다.

한약 속의 성분들이 장내세균과의 작용을 통하여 효과를 낸다는 사실은 사실 새로운 발견이 아니다. 1950년대에 이미 중국 Dalian Medical University의 미생물학자 Wei Xi는 한약의 작용기전을 이해하는 열쇠는 장내 세균과의 상호작용을 이해하는 데에 있음을 제안한 바 있다.

“사람들은 오랫동안 우리의 장에 막대한 양의 장내 세균이 함께 살고 있음을 알고 있었습니다.” Missouri, St Louis, Washington University의 유전학자 George Weinstock이 말한다. 하지만 너무나 엄청난 그들의 양 때문에 이들이 건강에 미치는 영향을 이해하는 것은 오랜 시간 동안 매우 어려운 일이었다. Weinstock은 한번에 모든 세균의 군집을 채취하는 것이 실질적으로 유일한 방법이라고 말한다. “DNA 염기서열 분석 기술이 그런 일을 할 수 있을 정도 수준으로 발달한 것이 고작5년 내외입니다.” 그가 말한다. 이미 이 문제를 해결하기 위하여 Weinstock이 공동으로 이끄는 미국 NIH의 인간 미생물군집 프로젝트(Human Microbiome Project), 유럽 위원회(European Commission)가 지원하는 MetaHIT 포로젝트와 같은 대규모의 프로젝트들이 시작되었다.

Weinstock은 질병의 양상에 따라 미생물군집(microbiome)의 전체적인 구성이 어떻게 변하는 지를 밝히는 것이 다음 단계가 될 것이라고 말한다. 연구자들은 이미 특정 세균의 존재유무와 특정질환과의 관련성을 밝혀내기 시작하고 있다. 예를 들어 장(腸)을 침범하는 고통스러운 자가면역질환인 크론병(Crohn’s disease) 환자들은 ‘Faecalibacterium prausnitzii’ 라 불리우는 세균을 적게 갖고 있으며 따라서 이 균이 보호 역할을 하는 것으로 생각된다. 반면 부착성 침습성 대장균(adherent invasive E.coli)이라 불리는 형태의 대장균들은 크론병 환자들에게 증가된 것으로 나타났다.  

그러나 Weinstock은 질병이 단순히 한 종류의 세균에 의해 생기는 것이 아니라고 말한다. “당신과 미생물들이 상호소통하고 있는 겁니다. 그러다가 (우리가 아직 알지 못하는 어떤 이유로) 이 소통에 문제가 생길 때, 그리고 당신이 해당하는 유전적 소인을 갖고 있다면 질병이 발생하는 거죠.”

만성질환의 치료가 그토록 어려운 이유는 그것의 다면적인 특성 때문이다. “서양의학은 급성 질환을 치료하는 데에 아주 탁월합니다. 하지만 서양의학의 세포 수준에서의 접근법(cell-based approach)은 그 밖의 상태에 대해서는 효과가 떨어집니다.” Delft에 있는 Netherland Organization for Applied Scientific Research(TNO)의 분석 과학자인 Jan van der Greef가 말한다. 그는 네덜란드 Zeist에 위치한 Sino-Dutch Centre for Preventive and Personalized Medicine의 설립을 도운 인물이다.  “만성질환, 혹은 질병의 예방이나 건강증진 측면에서 본다면 현재의 사고방식은 너무나 문제가 많습니다.”

TROUBLE ON THE WESTERN FRONT

서양의학이 직면한 위기

만성질환의 치료에 있어 동양의학적 접근법이 더 적합한 것은 아닐까? “이 복잡한 질병들은 다차원적인 문제를 갖고 있기 때문에 단순히 하나의 약물로 치료할 수 있는 것이 아닙니다.” Imperial College of London의 생화학자 Jeremy Nicholson이 말한다. “중의학은 복합약물 속의 다양한 성분들이 협력적으로 작용하는 다중약물요법(polypharmacy)을 사용합니다. 이들 약물들이 다양한 표적(multiple target)에 동시에 작용하는 방식으로 효과를 내고 있는 거죠.” 또한 우리의 장내에는 이러한 작용이 일어날 수 있는 수천 개의 잠재적 표적이 있다.  

사실 만성질환에 대해선 현대의학 자체도 문제의 원인이 될 수 있다고 Nicholson은 이야기한다. “항생제는 유해한

세균만 죽이지 않습니다. 유익한 균들도 같이 죽여버리죠.” 항생제에 의한 장내세균군집합의 파괴양상은 최소 2년 전에 항생제 치료를 마친 환자의 장내 미생물군집(microbiome)에서도 발견된다.

Nicholson은 그가 ‘metabonomics’-대사체학(metabolomics)을 시스템적 관점으로 보는 것-라고 이름 붙인 전신(whole body)에 대한 시스템 생물학적 접근을 통하여 장내 미생물과 건강상태와의 관련성을 연구하고 있다. “우리는metabonomics에서 특정 치료에 대한 전신적인 반응(systemic response)을 확인하고자 합니다.” 그가 말한다. 그의 연구진은 핵 자기공명(nuclear magnetic resonance:NMR)과 같은 분석화학 기술을 사용하여 개개인의 혈액, 소변, 대변 샘플의 모든 대사물(metabolite)을 맵핑함으로써 세포들의 대사 결과를 측정하였다. 이런 측정을 치료 전후에 실시하여 비교함으로써 ‘metabonomics’는 약물에 대한 전신적인 반응(whole body’s response)을 판독할 수 있었다. 약물이 세포의 표적에 직접적으로 작용했는지, 아니면 장내 미생물과 반응한 후 간접적으로 작용하였는지.

지난 몇 년간 Nicholson은 한약과 장내 미생물간 작용 연구분야의 권위자인 Zhao와 공동연구를 진행해왔다. Zhao는‘metabonomics’가 전신적인 치료(whole body treatment)에 대한 전신적인 반응(whole body response)를 측정하도록 고안되었기 때문에 한약의 작동원리를 밝히는데 아주 훌륭한 도구라고 생각한다.

“우리는 한약이 장내 미생물 대사를 현저히 바꿀 수 있다는 사실을 확인했습니다. 게다가 이런 변화들은 꽤 오랜 시간이 지난 후에도 안정적으로 유지가 되었죠.” Nicholson이 말한다. 한 예로, 케모마일(chemomile)을 복용하면 소변의 대사물 구성이 바뀌게 되는데 이런 변화는 케모마일을 더 이상 복용하지 않아도 유지가 된다. 이는 케모마일 복용에 의해 장내 미생물의 대사가 변화하였고 이 변화가 유지되고 있음을 의미한다. “장내 미생물의 대사와 중의학의 작용 사이에 강한 연결고리가 있다는 것은 거의 확실합니다. 한약이 이런 방식으로 작동하도록 의도적으로 고안된 것은 아니겠지만 말이죠. TCM 의사들에게 이건 대단한 소식입니다.”

Zhao는 장내미생물과의 상호작용을 규명하는 것이 궁극적으로 한약의 치료효과에 대한 연구의 주된 방법론이 될 것이라고 말한다. “중의학의 많은 약물성분들이 장을 그냥 통과해버립니다. 혈중으로 흡수되지 않아요. 하지만 그럼에도 불구하고 효과를 발휘하는 것으로 알려져 있는 성분들이 많죠. 장내 미생물의 변화를 통해 작용할 가능성이 가장 큽니다.”

 장내 미생물과 건강의 관련성에 대한 사실들이 연구됨에 따라 Nicholson과 같은 과학자들은 만성질환 치료의 대안으로 전통 한약을 연구하기 시작했다. 그가 말한다. ” TCM이 어떻게 작용하는지 이해하기 시작한다면, 그것은 우리가 약물요법을 행하는 방법에 완전히 새로운 지평을 열어줄지도 모릅니다.”

[공병희]

민족의학신문 쪽에서 네이쳐 특집기사 요약 정도를 발표하려 하구요 ㅎ 전문 번역은 모아서 까페에 올리다고 하네요 ㅎㅎ

[공병희]

그리고 복합 성분이, 다양한 부분에 영향을 주어서 통합적인 효과를 낸다는 개념이 한약에 있을 것으로 보인다는 리뷰 논문들이 자꾸 나오더라구요... 네트워크 이론이 발달하면서, 한의학도 같은 개념이라고 추측된다고.... 양약은 하나의 노드(타겟)을 완전히 끊어버리는 일을 하려고 한다면, 한약은 다양한 노드에 영향을 미쳐서 신체 순기능은 살리고, 조율하려고 한다고........ ㅎㅎ

[문형철]

우와 완전 새로운 시각이넹.. 멋지다

[문형철]

그렇구나.. 정말 어려운 이야기다. 한약을 검증하기 더 어려워지는군