우리 몸속 동반자, 미생물 알아보기-관련 책과 영상으로 맛보기
코로나19 바이러스의 전파로 1년여 마스크를 착용하는 생활이 지속되고 있다. 자가격리, 바이러스검사 등 여러 가지 불편으로 인해서 비즈니스, 친지 방문 등 특별한 일이 없는 한 사람들은 해외로 가지 않는다. 이제 백신이 나와서 막 접종을 시작했다. 아직은 국민 대다수가 면역이 생기려면 시간이 필요하고 올해 내 예전과 같은 정상화는 어려워 보인다. 또 국가별로 백신 접종에는 시간차가 꽤 있을 것 보여서 내년에도 해외로 가는 게 자유롭지 않을 것 같다.
매일 뉴스의 상단을 차지하는 바이러스에 대해 나는 자연스럽게 흥미가 생겼다. 도서관에 가서 관련 내용을 검색해보니 많은 주제의 책이 발행되고 있다. 대부분은 코로나바이러스 판데믹으로 인한 생활 변화, 즉 현재와 미래 사회에 대한 얘기를 하고 있다. 예를 들어 비대면의 만남, 학습, 쇼핑 등과 유관 기술 발달에 관한 내용이다. 그런데 자연과학 전문가들이 저술한 바이러스에 대한 정보를 제공하는 도서가 내 눈에 띄었다
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대학바이러스학회에서 발간한 [우리가 몰랐던 바이러스 이야기](2020년 2월 발간)은 대학교와 연구소의 다수 전문가가 일반인이 바이러스 세계를 쉽게 이해하게끔 설명하고 있다. 이 책에서는 간염 바이러스, 암을 일으키는 바이러스, 인플루엔자가 소개된다. 또 남미 잉카제국 인구의 60% 이상을 사망에 이르게 한 것(p120)으로 알려지는 등 세계 전역에서 발발하여 인류에게 많은 피해를 입혔으나, 다행히 현재는 완전히 박멸된 천연두 바이러스와 우리나라 학자가 발견한 한탄 바이러스(유행성출혈열), 소두증을 일으키는 지카바이러스가 나온다. 바이러스는 독자적인 증식(복제)를 못하는 미생물이다. 그래서 바이러스는 숙주가 필요하다. “바이러스가 가장 잘하는 일은 자기 유전물질을 숙주세포에 전달하는 것이다”(p209). 이러한 특성을 통해 질병의 예방과 치료 목적의 유전자 치료에 바이러스가 유전자 전달체로서 활용 중이며 관련 연구가 활발하게 진행되고 있다. “백신 접종에 의해 두창(천연두)은 박멸되었고, 홍역에 의한 소아 사망률은 74퍼세트나 감소되었으며, 소아마비는 거의 박멸에 근접하게 되었다.”(p227) 백신은 죽거나 독성이 약화된 바이러스를 이용해서 몸에 감염에 대한 항체를 만든다. 이 책은 바이러스와 인간과의 관계의 역사와 사회적 영향을 개관하는 데에 유용하다.
바이러스에서 출발한 나는 관심을 미생물 전체로 확대했다. 관련 책을 읽으면 읽을수록 호기심을 자극하는 내용이 많이 나왔다. 미생물은 글자 그대로의 뜻은 작은 생물이라는 의미다. 정확한 개념은 동물과 식물 외의 생물이다. 바이러스에 대해서는 생명체로 포함하는 데에는 논쟁이 있다. 이는 바이러스가 독자 증식이 안되기 때문이다. 미생물에 관해서 처음으로 접한 책은 [10퍼센트 인간](원제: 10% HUMAN)이라는 번역서다. 원서는 2015년에 발간됐다. 체내 미생물에 대한 연구는 게놈 프로젝트의 성과로 유전자 분석이 가능해진 이후로 매우 활발하게 진행 중이다. 인체에는 산소를 싫어하는 혐기성 미생물이 많기에 유전자 분석 시스템이 없던 과거에는 미생물 체외 배양이 어려워서 연구 발전에 어려움이 있었다. .
위 책은 제목이 상징하듯이 우리 몸에는 인간 세포의 10배가 되는 미생물(100조)이 공생한다고 말한다. 인체 세포 수와 몸속 미생물 수는 현재 알려진 것과 차이가 있다. 최신 연구는 인간 세포는 30조, 몸속 미생물은 38조로 추정하고 있다. 진화생물학자인 저자가 더 늦게 책을 썼다면 제목을 바꿔야 했을 것이다.
“위장 장애, 알레르기, 자가면역 질환, 심지어 비만까지도 체내 미생물 사회가 붕괴할 때 일어난다는 과학적 증거들이 발표되고 있다. 미생물의 안녕은 신체건강뿐 아니라 불안 장애나 강박 장애, 우울증, 또는 자폐증 같은 정신 건강에까지 영향을 미친다.” (p10) 내가 특히 흥미를 느낀 점은 정신 건강에 미생물이 관련돼 있다는 것이다. 내 주위에 이 문제로 현재 약을 복용 중이거나 과거 어려움을 겪었던 사람들이 종종 있기 때문이다.
책에는 톡소플라스마 기생충에 대한 흥미로운 이야기가 있다. 이 기생충은 쥐을 세뇌하여 천적을 찾아가게 한다. 우리 집에서 반려동물로 키우고 있는 집 고양이에도 흔하게 살고 있다. 인간이 집 고양이로 인해 톡소플라스마에 노출되면 남녀에 따라 다르지만 무모해지거나(남자) 타인 신뢰감이 커지는(여자) 등 성격이 변한다. 남녀 모두 반응이 느려지고 집중력이 떨어진다. 톡소플라스마 감염은 조현병, 강박 장애, 주의력결핍 과잉행동 장애 등과 관련돼 있다고 밝혀졌다. (PP 164~167 ).
“예방주사, 의료환경 개선, 수질위생 개선, 항생제 덕분에 인간의 수명은 겨우 평균 31세에서 두 배로 늘어났다.” (p425). 반면에 알레르기, 당뇨, 신경질환, 비만, 자폐증, 우울증 등 21세기형 질병이 증가했다.
저자는 미생물이 인체에 일어나는 모든 활동에 적극적으로 참여하고 있기에 미생물 관리로 21세기형 질병을 다스릴 수 있는 기회가 있다고 본다. 그리고 다음과 같은 세 가지를 제안한다. 그것은 병원균만이 아닌 다른 미생물도 같이 죽이는 항생제 사용의 자제, 장내 미생물의 먹이가 되는 식이섬유의 섭취, 엄마의 미생물들을 전달받기 위한 자연분만과 모유수유이다.
이 책은 400 페이지가 넘게 구성돼 있어서 완독에는 다소 인내력이 필요하다. 많은 미생물이 우리 몸속에 공생하면서 건강에 미치는 영향이 매우 크다는 내용을 처음으로 접한 나는 매우 놀랐고 계속 미생물 관련 책을 뒤지게 됐다.
우리 인간은 미생물군집을 몸에 품고 있을 뿐만 아니라 그들에 의존한다. 책 [식탁 위의 미생물] (원제: CULTURED, 2019년 발간)은 인체와 마이크로바이옴의 공생을 인지하고 체내 미생물에 좋은 음식을 공급하는 데에 보다 관심을 집중한다.
*마이크로바이옴 : 미생물 Microbe과 생태계 biome의 합성어로 장내 미생물생태계를 뜻한다.
마이크로바이옴에게 영양분을 공급하는 대표 식품으로서 발효식품이 있다. 저자는 과학 전문 기자로서 세계 각국의 발효식품을 탐구했다. 장내 미생물이 다양하지 않으면 비만, 염증성 장 질환 등 건강에 좋지 않은 영향을 미칠 수 있다. 저자는 세계화와 산업화에 따른 식품의 획일적인 표준화와 간소화에 대해서, 다양한 미생물에의 노출 기회를 상실하기에 부정적이다. 각 지역 식재료를 활용한 발효식품이 다양한 미생물을 공급하고 건강에 도움을 준다. 이 책은 요거트 등의 유제품류, 피클, 사우어크라우트, 김치 등의 채소 절임, 맥주 등 곡물 발효, 낫토, 된장 등 콩 발효, 어장, 홍어회 등 육류 발효식품 등을 많은 지면으로 집중 소개하고 있다.
미생물학자인 연세대 김응빈 교수의 저서 [나는 미생물과 산다](2018년 4월 발간)은 일반인의 미생물 입문서이다. 그는 미생물의 시각에서 인간과의 관계를 설명하는 등 재미있고 쉽게 미생물 이야기를 풀어간다. 책의 출판 동기는 미생물에 대한 오해 풀기다. 저자는 ‘균’자가 붙은 몇 종류의 병원성 미생물 때문에 모든 미생물이 병원체로 오해되는 인식에서 벗어나서 인간에게 꼭 필요한 존재임을 전달하고자 한다. “대장균은 대표적으로 비타민K와 B7 등을 생산한다. 효소 가운데 일부는 비타민K가 있어야만 가능하니까, 우리(대장균)이 없다면 사람들은 작은 상처에도 곤혹을 치를 것이다.”(p24)
우리는 부모에게서 유전자와 함께 다양한 미생물을 받기에 체질은 유전자와 미생물의 합작품이다. 갓난 아기의 미생물은 3세가 되면 어른의 것과 비슷해지고 이때 체내에 자리잡은 미생물이 핵심 구성원으로 평생 인간의 건강에 영향을 미친다고 한다. 몸속 신경전달물질 원료의 90%는 장내미생물이 생산하다는 연구결과도 있다. 장내미생물의 구성에 따라서 심신태도도 달라진다. 유해균은 스트레스를 받는 것처럼 면역계와 교감신경을 자극하고, 유익균은 흥분상태를 가라앉히고 안정시켜준다. 유익균을 투여하면 염증과 불안 등이 감소한다는 연구 결과가 계속 보고된다고 책은 설명한다. 우리의 유전자는 바꿀 수 없지만, 미생물군집은 음식 조절을 통해 바꿀 수 있다. 유산균이 풍부한 음식은 건전한 장내 미생물군집을 복원시키고 우리의 건강을 지켜준다.
식이 외에 장내 미생물군집 개선을 위한 방법으로 건강한 타인의 마이크로바이옴을 이식 받는 ‘분변 미생물 이식’(Fecal Microbiota transplantation,약칭 FMT)도 있다. 장 질환 환자가 건강한 사람의 분변을 이식받아서 질병이 호전되는 사례가 계속 증가하고 있다. 미국에서는 2012년에 ‘오픈바이옴’(https://www.openbiome.org)이라는 분변은행이 설립돼서 환자 치료를 위한 분변을 공급 중이다.
나는 오픈바이옴의 홈페이지를 검색해서 가장 최신 자료로 올린 2018년도 연차보고서를 살펴봤다. 동 자료에 따르면 2018년에 12천여 건, 설립 이후로는 누계 약 43천 건의 분변이 FMT를 위해 제공됐다. 우리나라에도 분변은행이 설립돼 있는 데, 현재 한국에서는 세균성 감염에 대해서만 FMT가 허용된다고 한다.
책 [미생물과 공존하는 나는 통생명체다](2019년 7월 발간)은 미생물 연구자인 김혜성 치과의사가 저술했다. 그는 동책 외에도 미생물에 관한 책을 수권 발간한 바 있다. ‘통생명체’ 는 영단어 Holobiont를 번역한 것인 데 “호모사피엔스인 내 몸과 내 몸을 서식처 삼아 살아가는 수많은 미생물들을 함께 생각하는 개념”(p6)이다.
저자는 책에서 내 몸 미생물을 다루는 방법을 설명한다. 그 중 우리가 새겨 볼만한 내용은 다음과 같다.(pp127~130)
● 나의 건강은 미생물과의 긴장과 타협, 협력에 좌우된다.특히 그런 다이내믹한 상호작용이 일어나는 곳은 피부, 소화관과 호흡기의 점막이다.
● 감염이 자주 일어나는 곳은 (위와 같이) 외부로 뻥 뚫린 곳이다.
● 예방을 위해서 건강한 위생생활이 중요하다. 잘 씻기, 양치 잘 하기, 변 잘 보기, 좋은 공기 마시기가 좋다. 계면활성제나 항생제 연고 사용을 삼가고 프로바이오틱스를 섭취하고 주말에는 도시 밖으로 나가 좋은 공기를 마시고 등산 등 운동하는 게 좋다.
● 경증 감염에는 되도록 약을 쓰지 말고 위생관리에 유의하자. 모든 미생물을 죽이는 항생제는 삼가고 몸의 면역력을 믿자.
● 중증 감염에는 당연히 항생제나 소염제 등 약을 쓰고 심하면 수술 처치가 필요하다.
[GUT MOMENT](2020년 6월 발간)은 미생물학자인 서울대 천종식 교수가 대표로 있는 회사 (주)천랩에서 발간한 소책자이다. Gut는 ‘장’의 영어 명칭이다. 나는 동사에서 프로바이오틱스를 구매하면서 동책을 동봉하여 받았다. 이 소책자는 총 70페이지에 불과하고 그림이 많아서 20~30분 내에 마이크로바이옴을 이해하기에 좋다. 바쁜 사람들에게 한번 읽어보기를 추천한다. 책은 발행된 지 1년이 채 안되기에 최신 연구 결과가 거의 반영돼 있다. 아래에 주요 내용을 인용한다.
“전세계적으로 휴먼 마이크로바이옴에 관한 연구가 활발
히 진행되면서 (중략) 질병에 있어 일부 유전병을 제외하고 대부분은 마이크로바이옴의 영향력이 사실상 더 크다는 사실을 밝혀냈습니다.”(p7)
“장내 미생물들은 우리의 자율신경계를 조절하거나 신경전달물질을 생성하는 등 뇌에 영향을 미치고, 이는 우리의 기분이나 생리현상, 운동성 등으로 나타나게 됩니다.“ (p13)
“2020년 현재 인류가 밝혀낸 바에 따르면, 마이크로바이옴은 치매, 파킨슨, 자폐스펙트럼 장애, 우울증 등의 <뇌 질환>과 비알콜성지방간염, 간경화, 간염, 간암 등의 <간 질환>, 동맥경화, 심근경색, 뇌졸중, 고혈압 등의 <심혈관 질환>, 제2형 당뇨, 비만 등의 <대사질환>, 과민성장증후군, 크론병, 궤양성대장염, 대장암 등의 <장 질환>, 아토피, 천식, 알레르기, 갑상선기능항진증, 류마티스관절염 등의 <자가면역질환> 등에 중대한 영향을 미칩니다.”(p33)
“마이크로바이옴 헬스케어를 통해 이러한 질병의 예방 및 치료에 도움을 줄 수 있다”(p33)
“치매, 파킨슨, 자폐스펙트럼 장애와 같은 뇌 질환 환자들은 정상인에 비해서 장내 유해균의 비율이 높고 미생물의 다양성도 크게 떨어지는 등 장내 마이크로바이옴의 균형이 깨져 있는 경향성을 보이는 데”(p33)
건강한 사람들의 장내 미생물 생태계는 미생물의 종류가 다양하다고 동책은 설명한다. 또 유해균이 적고 유익균이 많다. 그리고 우리가 모방해야 할 음식 섭취 방식으로 원시 수렵채집인의 섭생을 제시한다. 이는 정제탄수화물을 삼가고 장내 미생물이 좋아하는 사람이 소화하기 힘든 복합 다당류 탄수화물인 식이섬유를 먹는 것이다.
끝으로 마이크로바이옴에 대한 동영상을 소개한다. 천종식 교수가 기능의학플러스라는 유튜브 채널에서 강연한 영상이다. 일반인이 우리 몸속 미생물 생태계를 종합적으로 이해할만한 내용이다. 작년 연말에 게시된 영상으로 마이크로바이옴에 대한 최신 연구 결과도 반영돼 있다. 장내 미생물에 흥미가 있는 사람은 꼭 시청하기를 권한다.
출처: 2020.12.24. 유튜브 채널-기능의학플러스 _Health & Healing
위 영상에서 흥미로운 부분을 간추려본다.
● 마이크로바이옴은 바뀌거나 바꿀 수 있다. 2주간 개입하면 변한다.
● 마이크로바이옴과 질병과의 관계를 규명하는 논문은 지금까지 약 6만 편 발표됐으며 매년 증가하고 있다.
● 장내 유익균이 대사하면서 생성하는 짧은사슬지방산은 에너지원, 장벽 강화, 인슐린 민감도 개선, 염증 감소 등 면역 및 대사에서 매우 중요한 역할을 한다. 장내 미생물에 필요한 먹이를 공급해주지 않으면 장 점막을 먹는 미생물이 있다. 이로 인해 장누수증후군이 발생하여 장 독소가 인간 세포로 들어와서 인체에 유해한 영향을 준다.
● 유아기부터 만성적인 설사, 변비 등 장이 좋지 않은 18명의 자폐스펙트럼 장애 환자를 대상으로 한 연구 결과에 따르면, 분변 미생물 이식(FMT) 직후 대부분의 환자가 장 문제가 개선되고 인지기능이 향상됐다. 그리고 FMT 치료 2년 후 전문의의 자폐 장애 진단에서, 치료 개시 때에는 대상자의 90%가 자폐 장애 판정을 받았었으나, 이제는 50%로 감소했다. 또 위장관 증상 호전과 자폐 증상 호전은 연관성을 보였다. (미국 애리조나주립대, 18주 임상, 2017년과 2019년 연구 결과 발표)
● 마이크로바이옴은 신경계, 면역계, 내분비계를 통해서 뇌에 영향을 준다. 2020년에 발표한 한국 논문(최종식 교수 공동 참여)에 따르면 장내 미생물 종이 다양한 사람일수록 긍정적 정서, 즉 행복감이 높다.
● 프로바이오틱스는 먹으면 마이크로바이옴을 바꿔 도움을 줄 수 있다. 하지만 장에 꼭 있어야 할 유익균은 아니다. 다시 말하면 장내 상주균이 아니라 일종의 나그네 균이다. 프로바이오틱스는 섭취 중단 2주 후에는 대변에서 검출되지 않는다. 장내 미생물 환경은 사람마다 다르다. 내 몸에 맞는 프로바이오틱스를 찾아야 한다..
● MAC(Microbiota-accessible carbohydrates)은 사람이 소화를 하지 못해, 대장의 미생물에게 까지 전달되는 복잡한 탄수화물 종류로, 장내 세균은 MAC을 분해해서 건강에 이로운 짧은사슬지방산 같은 물질을 만들어 낼 수 있다.
우리는 장내 미생물을 위해 MAC을 먹어야 한다.
나는 수년 전부터 식이에 많은 관심을 두고 생활해 왔다. 타인과 만나는 경우를 제외하고는 혼자서 또는 가족과 같이 식사할 때 음식을 다소 까다롭게 선정해왔다. 나는 현대의학이 예방보다는 질병이 생긴 후의 치료에 중심을 두고 있다고 판단한다. 그래서 식이 조절을 통해 질병에 되도록 걸리지 않는 몸을 만드는 게 더 중요하게 봤다. 내가 선택한 식이는 탄수화물을 줄이고 단백질과 좋은 지방을 먹는 방식이다. 나는 식사할 때 김치나 야채를 곁들이는 편이지만 식이섬유를 먹어야 장 운동이 원활해서 변비가 생기지 않는다는 정도의 지식을 가지고 있었다. 미생물에 대한 새로운 지식을 얻으면서 이제 식이에 변화를 줬다. 지금까지 지켜온 식이는 유지하되, 몸속 미생물을 배려해서 식이섬유가 풍부한 야채류, 유익균을 가진 발효음식 등을 추가로 많이 섭취하고자 한다. 몸속 미생물 다양성을 위해서 채소나 발효 음식의 종류도 자주 변화를 줄 생각이다.