노화에 따른 장내 마이크로바이옴의 변화

[하은초]

노화에 따른 장내 마이크로바이옴의 변화

우리의 장에는 복잡한 박테리아 생태계가 존재한다.

노화를 겪는 신체의 건강을 지키기 위해 장내 환경에 변화를 줄 수 있을까?

Jessica Hamzelou

2022년 12월 22일

• https://www.technologyreview.kr/2022-12-22-microbiome/?gclid=Cj0KCQjwz6ShBhCMARIsAH9A0qUluYEVLtPXG1a9aeiJVTAwAo8wcAH4ozkCOaOh6yrGIKKhKR1l87kaAi95EALw_wcB

우리의 몸에는 세균들이 산다. 정확히 말하자면 인체에는 미생물, 균류, 유기체들의 다양한 생태계가 자리 잡고 있다. 그들은 건강한 삶을 살아가는데 중요한 역할을 한다. 최근 주목받는 마이크로바이옴(microbiome)은 장내에 살고 있는 10조에서 100조에 달하는 미생물과 관련된 유전체를 의미하는 용어다. 마이크로바이옴의 변화는 대부분의 질병들과 연결되어 있다. 이론적 설명에 따르면, 우리가 몸에 있는 세균들을 잘 관리한다면 세균들도 유익한 혜택을 돌려준다고 한다. 

장내 생태계는 노화가 진행되면서 변화를 겪게 된다. 이러한 변화는 노인성 질병의 발병률을 높일 수 있다. 그러면 어떻게 해야만 나이가 들더라도 장내 생태계를 잘 관리할 수 있을까? 최고의 장내 생태계는 각종 질병을 예방하고, 우리가 더 오랫동안, 건강하게 살아갈 수 있게 해 주는가? 

이러한 의문은 머리를 맴돌았다. 겨울철 유행병에 걸려서 치료를 위해 항생제를 사용한 몇몇 지인들 때문이기도 했다. 항생제는 생명을 구하지만, 동시에 좋은 미생물과 나쁜 미생물을 포함한 전체적인 장내 미생물을 파괴할 수 있다. 항생제를 사용한 후 어떻게 건강한 생태계를 회복할 수 있을까?

최근에 발표된 연구에서 연구팀은 사람들의 연령에 따른 장내 미생물 집단 변화를 보기 위해 수천 개에 달하는 샘플을 관찰했다. 장내 미생물을 확인하기 위한 일반적인 접근법은 대변을 관찰하는 것이다. 우리가 배변 활동을 할 때 장에서 수많은 박테리아가 빠져나간다. 과학자들은 장내 상태를 추측하기 위해 대변에 어떤 종류의 박테리아와 그 흔적이 남았는지 살펴볼 수 있다. 

아일랜드의 코크 대학(University College Cork) 연구팀은 약 21,000개의 대변 샘플에서 수집된 데이터를 분석했다. 이 샘플들은 유럽, 북미 및 남미, 아시아, 아프리카를 포함한 전 세계의 사람들로부터 수집되었으며, 총 19개국에 거주하는 18세부터 100세까지의 성인을 대상으로 했다.  

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연구팀은 특히 노화가 진행될 때 무엇이 “유익한” 마이크로바이옴을 구성하는지 파악하고자 했다. 그동안 미생물학자들이 규명에 어려움을 겪어왔던 부분이다. 몇 가지 박테리아가 장에 유익한 화합물을 생산하는 것은 이미 알려진 사실이다. 어떤 것은 소화를 돕고 어떤 것은 염증을 줄여 주기도 한다.

그러나 장내 생태계 전체의 관점에서 살펴보자면 상황은 더 복잡해진다. 오늘날에는 미생물의 다양성이 높을수록 유익하다는 사실이 널리 받아들여지고 있다. 몇몇 과학자들은 독특한 마이크로바이옴 또한 유용성을 가지고 있고, 통상적이지 않은 미생물들의 군집들도 인체를 건강하게 해줄 수 있다고 믿는다.

코크 대학 연구팀은 젊은이들과 고령자들의 마이크로바이옴을 비교해 연령 변화에 따른 차이점을 관찰했다. 또한 인지력 저하, 노쇠, 염증과 같이 건강하지 않은 노화의 신호들에 대한 미생물 생태계의 변화 양상을 함께 살폈다.

관찰 결과, 연구팀은 연령에 따라 마이크로바이옴이 변화하고 전반적인 장내 생태계가 달라지는 것을 발견했다. 즉, 나이가 들수록 일반적으로 “중요한” 마이크로바이옴의 특징을 잃고 개인에 따라 고유화되는 경향이 드러났다.

이 경향은 바람직한가? 꼭 그렇지만은 않다. 개인별로 고유화된 마이크로바이옴은 건강하지 못한 노화 및 위에 열거한, 우리가 최대한 시기를 늦추고 싶은 노인성 질병들의 진전과 관련을 가진 것으로 드러났다. 미생물 다양성의 수치 데이터는 높은 다양성이 건강에 도움을 주는지 아닌지 여부를 설명해주지 못했다. 

코크 대학 연구팀의 발견은 고유한 마이크로바이옴이 유익하다는 기존 관념에 도전하면서, 또 다른 연구팀이 과거에 발견한 연구 결과도 뒷받침해 주었다. 이 연구팀은 톨스토이의 대표작 안나 카레니나(Anna Karenina)를 인용한 마이크로바이옴의 안나 카레니나 원리(the Anna Karenina principle of the microbiome)라는 재미있는 비유를 생각해냈다. “행복한 마이크로바이옴은 서로 닮았지만, 불행한 마이크로바이옴은 제 각각의 불행을 안고 있다 (All happy microbiomes look alike; each unhappy microbiome is unhappy in its own way).”

그렇다면 행복한 마이크로바이옴을 유지하기 위해서는 무엇을 해야 하나? 그리고 행복한 마이크로바이옴은 실제로 노인성 질병의 예방에 도움이 될까?

충분한 양의 과일과 야채, 섬유질을 포함한 식단이 장 건강에 도움이 된다는 수많은 증거가 있다. 몇 년 전 연구자들은 올리브 오일, 견과류, 콩류, 생선, 과일, 채소가 풍부한 지중해식 식단(Mediterranean diet)을 12개월 동안 섭취하는 실험을 진행했다. 그 결과, 나이 든 사람들의 장에서 건강에 유익한 마이크로바이옴의 변화를 발견할 수 있었다. 이들의 마이크로바이옴의 변화는 노쇠와 인지력 저하와 같은 노인성 질병의 위험도를 낮추는 것으로 드러났다.

그러나 개인적인 수준에서 식단의 변화로 인한 영향력을 확신하기는 어렵다. 프로바이오틱스가 좋은 예다. 프로바이오틱스를 통해 수백만의 미생물들을 단번에 섭취할 수 있지만 소화 과정에서 그 전체가 살아 남는 것은 아니 다. 설령 무사히 장에 도달한다 해도 기존의 장내 생태계에 자리를 잡을 수 있을지, 또는 불청객이 되어 혼란을 초래할지는 확실하지 않다. 어떤 미생물 생태계는 한국의 김치나 독일식 김치 사우어크라우트(sauerkraut) 같은 발효 음식에 잘 반응하지만, 또 어떤 생태계는 반응하지 않을 수도 있다. 

나는 개인적으로 김치와 사우어크라우트를 좋아한다. 만약 이 음식들이 노인성 질병을 예방하는 방향으로 마이크로바이옴을 구성하는 것이 밝혀진다면 나에게는 금상첨화인 셈이다.

더 많은 사실을 알고 싶다면 아래 기사들이 유용하다 : 

• 가정용 마이크로바이옴 테스트는 대변의 미생물을 보다 쉽게 분석할 수 있게 해 주지만 에밀리 멀린(Emily Mullin)에 의하면 그 이상을 알려주지는 않는다.
• 전문가들에 따르면 산업 수준으로 성장한 발효(fermentation) 기술은 식품의 생산과 준비 방식에 큰 변화를 가져왔다.
• 칼로리 제한 식단이 장수에 도움이 될까?  케이틀린 부자크(Katherine Bourzac)의 2009년 기사를 보면 원숭이에게는 효과가 있는 것 같다. 
• 애덤 피오레(Adam Piore)는 칼로리 제한 식단이 사람에게도 효과가 있는지 확인하기 위해 자체 실험을 감행했다. 미리 알려 두는데, 이 식단으로 장수할 수 있다 해도 실제로 실행해 보고 싶진 않을 것이다. 

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[예송]

살아오면서 긴세월동안 장내 미생물에 대해 너무 무관심하게 살았던게 사실입니다~

생로병사의 비밀의 열쇠가 바로 장내 미생물인데...
미생물관리까지 소상하게 서술해 놓았네요
150세시대가 오고 있습니다
마이크로바이옴으로 무병장수시대~

[하은초]

이논문을 보면서 새로운 관심을 갖게 하네요
노인이 되면서 장내 환경과 노인의 먹거리 생활 때문에 장내 미생물의 종류와 조직의 변화가 생긴다
말하자면 미생물의 관리로 더욱 젊고 건강한 몸을 가질수 있다는말이되죠
눈으로 보이는것도 믿지못하는 세대 얼마나 도움이 될지 모르겠습니다 ~~ㅎ

[예송]

맞습니다
그것이 게놈프로젝트 2
세컨게놈에서 밝혀낸 RNA입니다.
DNA는 변할수 없지만 무엇을 먹어서 장내 미생물의 역할을 정상화 시키느냐에 따라 RNA는 변하게 됨이 밝혀 졌습니다.
세계가 열광하는 이유죠...

장내 미생물의 먹이인 다양한 식이섬유로 다양한 세균을 보유하는것!
식습관을 바꾸는것이 쉽지않은데 자신에게 혁명을 이루는거지요~
재미있어요 몸의 변화에 즐거우니까 창의적이 되고요~

요즘은 믿거나 말거나 입니다
결과가 나타나는데도 안믿으면 제팔자니까요...ㅎ