미생물군이 면역계에 미치는 영향

‌‌‌‌미생물군이란?

미생물군은 박테리아나 균류, 바이러스와 같은 다양한 미생물의 방대한 집단이며 위장(GI)관에 있습니다. 2,000여 종 이상의 최소 1,000여 가지의 다른 유기체를 포함하고 있는 복합적이고 통합된 생태계입니다.¹

미생물군은 다음을 포함해 수많은 요인에 의해 형성되는 다양성을 보여줍니다.

• 유전
• 성별
• 나이
• 면역체계
• 건강 상태
• 지리적인 위치
• 사회경제적 요인 (물, 위생에 대한 접근성)
• 치료
• 식단

‌‌‌‌위장(GI)관의 역할은 무엇인가요? 

위장관은 여러 기능을 합니다. 음식을 분해하고(소화) 음식이 잘 흡수되게 하는 역할을 합니다. 즉, 저녁에 먹은 스테이크가 허벅지 근육이 될 수 있는 것입니다. 인체에 쓸모없는 물질을 제거하는 역할도 합니다. 더 이상 기능하지 않는 적혈구는 배설물이 갈색으로 보이게 합니다.

 위장관에는 박테리아가 많아 음식 섭취나 손으로 입을 만졌을 때 인체로 들어오는 불필요한 것들로부터 우리를 보호해줍니다. 위장관은 이런 박테리아들이 인체에 해롭지 않게(또는 식중독을 유발하지 않게) 해줍니다. 

많은 기능 외에도 위장 체계에는 여러 기관이 있습니다. 이 체계는 입에서 시작하여 항문에서 끝이 납니다. 위와 소장은 소화와 흡수를 담당하며 대장은 수분을 제거하고 불필요한 것들을 압축하는 기능을 하며 구불결장과 직장은 이 노폐물이 인체에서 나올 때까지 저장하는 역할을 합니다.²

‌‌‌‌미생물군은 어떻게 형성되나요? 

최근 연구에서 위장관의 군체 형성은 태반에 좋은 박테리아가 있기에 출생 전부터 시작된다는 것이 밝혀졌습니다. 태아의 태변 또는 첫 배변 운동이 무균상태가 아니라는 것이 자궁에 있는 태아의 위장관에도 미생물군이 발달하고 있다는 것을 보여줍니다.³

자연분만을 한 아기는 출생 후 산모의 질 미생물에서 파생된 종을 함유한 미생물군을 가지고 있습니다. 한편 제왕절개를 해서 출생한 아기의 경우에는 산모의 피부와 비슷한 미생물군을 가지게 됩니다. 

모유수유는 위장 미생물군을 형성하는 데 중요한 역할을 하며 면역 체계를 발달시킵니다. 모유는 아기를 보호하는 역할을 합니다. 예를 들어 IgA같은 항체와 락토페린과 같은 항미생물체는 위장 및 호흡기 감염으로부터 아기를 보호합니다.

‌‌‌‌미생물군이 왜 중요할까요? 

장내에 집단을 이루는 모든 미생물 또는 미생물군은 많은 유익을 줄 수 있습니다. 미생물군은 에너지를 생산하고 저장하는 데 관련이 있습니다. 섬유질을 발효시켜 낙산염과 같은 단사슬 지방산(SCFAs)을 생성하는 것도 에너지를 생산하고 저장하는 하나의 방법입니다. 

이러한 화합물은 장내 회복에 기여하여 건강한 위장관을 촉진할 수 있습니다. 콜로노사이트 또는 결장 세포를 위한 주요 에너지 공급원으로 기능합니다. 위장관에 서식하는 많은 박테리아는 비타민B1과 B2, B5,  B6,  B12,  K,  엽산,   비오틴과 같은 비타민을 합성하는 데 중요합니다.⁴

미생물군은 출생 직후부터 면역 체계를 자극합니다.

‌‌‌‌미생물군이 면역체계에 어떻게 영향을 미칠까요?

위장관은 점막 면역체계라 불리는 보호층이 있어 우리가 섭취하는 이물질을 규제하고 경계합니다. 이 체계는 인체의 큰 면역 체계와는 분리되어 있습니다. 위장관에서의 박테리아 군체 형성은 인체의 면역 체계를 빠르게 변화시킵니다.

면역 체계를 발달시키는 데 가장 중요한 단계는 공격해야 할 것과 내버려 둘 것의 차이를 학습시키는 것입니다. 소화계의 특별한 세포가 유익한 박테리아와 유해한 병원균과 상호작용하여 면역체계가 인체에 감염이나 해를 끼치지 못하도록 어떤 것을 내버려 두고 어떤 것을 파괴할 것인지 배울 수 있습니다.

미생물군은 무엇을 공격하고 무엇을 내버려 둘지 면역 체계에 학습시키는 것외에도 면역 세포를 발달시키고 인체에 어디로 보내야 하는 지 지시할 수 있습니다. 예를 들어 미생물군은 면역체계의 특정 T 세포를 구별하여 다양한 기능을 수행합니다. T 세포는 Th1이나 Th2, Th17이 될 수 있습니다. 

Th 1과 2는 사이토카인이라 불리는 특정 화학물질을 일생 동안 방출합니다. 이 화학물질은 다른 면역 세포를 불러 인체의 문제를 해결합니다. Th17 세포는 더 다양한 기능을 수행합니다. 이 세포는 분비하는 화학 물질의 종류를 바꾸어 인체에서 발생하는 많은 상황에 적응할 수 있게 만듭니다. 즉 Th17 세포는 면역체계의 MVP로 여러 기능을 수행할 수 있습니다.

수많은 면역 체계가 장내에 서식합니다.  페이에르 판이라고 불리는 특정 구역에는 면역 세포가 서식할 수 있는 림프조직이 매우 많습니다. 우리가 섭취하여 해가 될 수 있는 모든 것들을 생각해 보십시오. 장내에 면역 장소가 있다는 것은 인체를 보호하는 데 완벽한 방법입니다.

형편 없는 식단이나 약물 사용, 자연적인 노화로 인해 장내에 유해 박테리아가 유익 박테리아보다 더 많아지게 될 수 있습니다. 이런 현상을 장내 세균 불균형 또는 유익 유해 박테리아 불균형이라고 부릅니다. 장내에 유익 박테리아가 줄어들게 되면 면역 체계가 필요로 하는 지원을 하지 못하게 됩니다. 장내 세균 불균형이 과민성 면역체계를 만드는 원인일 수 있으며 면역체계가 과다활동하면 자가 면역 중심 질환을 일으킬 수 있다는 이론이 있습니다.

‌‌‌‌건강한 미생물군을 지원하기 위한 보충제

프로바이오틱스 - 유익한 박테리아 

UN 식량농업기구(Food and Agricultural Organization of the United Nations)와 세계 보건 기구(World Health Organization, WHO)는 프로바이오틱스를 건강에 유익한 미생물로 정의합니다.⁵ 과학자인 엘리 메치니코프(Elie Metchnikoff)는 우유에 함유된 유익 박테리아에 관한 연구를 통해 프로바이오틱스라는 개념을 도입했습니다. 

그의 연구에 따르면 유익한 박테리아를 섭취하면 인간의 건강 에 도움을 줄 수 있다고 합니다. 그 후 프로바이오틱스는 주로 건강 보조 식품이나 기능성 식품으로 광범위하게 홍보되고 소비되었습니다. 프로바이오틱스는 장내 미생물 집단에 유익한 박테리아의 증가와 유해한 박테리아를 억제하는 것을 지원하고 면역 체계를 지원하며 건강한 장내 라이닝에 기여합니다.

많은 소비자가 프로바이오틱스를 섭취하고 긍정적인 효과가 있었다고 합니다. 예를 들어 항생제를 투여받은 많은 사람은 설사를 경험합니다. 프로바이오틱스는 이런 부작용을 방지하는 데 도움이 될 수 있습니다. 몇몇 연구에서 락토바실러스(Lactobacillus)  균주가 풍부한 프로바이오틱스는 기분이 나아지는 데 도움을 줄 수 있다고 합니다. 다른 프로바이오틱 균주는 심장 건강을 지원하는 데 연관이 있습니다. 프로바이오틱스는 알레르기 증상을 완화하는 데 도움을 줄 수도 있으며, 일부 균주는 좋지 않은 피부 건강을 개선할 수 있다고 합니다. 일부 균주는 체중과 소화기 장애 증상을 관리하는 데 관계가 있을 수 있습니다.

프로바이오틱스는 캡슐과 정제, 액상 형태의 보충제로 복용할 수 있습니다. 이러한 보충제는 건강한 미생물군을 지원하는 데 도움을 줄 수 있으며 필요한 미생물에 들어가 장과 면역 건강을 지원하기 쉬운 방법이 될 수 있습니다.

낙산염 - 항염증제

낙산염(Butyrate)은 단사슬 지방산으로 위장관에서 소화가 불가능한 섬유의 발효로 파생됩니다. 이 화합물은 항염증성과 콜로노사이트에 에너지를 공급하는 능력으로 알려져 있습니다.⁶ 장내 세균 불균형이 일어나면 인체는 이 중요한 에너지 공급원을 생성하는 데 어려움을 겪을 수 있습니다. 낙산염은 보충제로 사용할 수 있으며 주로 프로바이오틱스와 함께 복용합니다.

미생물군은 위장관에 서식하는 다양한 생태계입니다. 이 미생물군의 조합이 면역 체계를 다양한 방식으로 지원합니다. 다행히도 프로바이오틱스와 낙산염과 같은 보충제는 어렵지 않게 일상 루틴에 추가하여 위장과 면역 체계 건강을 최적화하는 데 도움을 줄 수 있습니다.

참고문헌:

1. Lazar, V., Ditu, L. M., Pircalabioru, G. G., Gheorghe, I., Curutiu, C., Holban, A. M., Picu, A., Petcu, L., & Chifiriuc, M. C. (2018). Aspects of Gut Microbiota and Immune System Interactions in Infectious Diseases, Immunopathology, and Cancer. Frontiers in immunology, 9, 1830.
2. Cheng, L. K., O'Grady, G., Du, P., Egbuji, J. U., Windsor, J. A., and Pullan, A. J. (2010). Gastrointestinal system. Wiley interdisciplinary reviews. Systems biology and medicine, 2(1), 65-79.
3. Abba13. Dominguez-Bello MG, Costello EK, Contreras M, Magris M, Hidalgo G, Fierer N, et al. Delivery mode shapes the acquisition and structure of the initial microbiota across multiple body habitats in newborns. Proc Natl Acad Sci U S A (2010) 107:11971-5.10.
4. Wong JM, de Souza R, Kendall CW, Emam A, Jenkins DJ. Colonic health: fermentation and short chain fatty acids. J Clin Gastroenterol. 2006;40(3):235-243.
5. Hemarajata, P., and Versalovic, J. (2013). Effects of probiotics on gut microbiota: mechanisms of intestinal immunomodulation and neuromodulation. Therapeutic advances in gastroenterology, 6(1), 39-51.
6. Canani, R. B., Costanzo, M. D., Leone, L., Pedata, M., Meli, R., & Calignano, A. (2011). Potential beneficial effects of butyrate in intestinal and extraintestinal diseases. World journal of gastroenterology, 17(12), 1519-1528.