마이크로바이옴 탐구 - 2

https://youtu.be/Z-zKr4D-p9E

 

1.  안젤라 네이슨의 슬럼프 극복과 새로운 해법 발견

안젤라 네이슨은 세계적인 기록을 갖고 있는 트라이애슬론 선수이다 . 
지난해 슬럼프에 빠진 후 다양한 시도를 통해 새로운 해법을 알게 되었다 .
이 새로운 해법 덕분에 슬럼프 전보다 더 좋은 기록을 내게 되었다 .
그러나 구체적인 새로운 해법의 내용은 추가적으로 설명되지 않는다 .

2.  장내 미생물과 운동 능력의 관계

안젤라가 연구한 결과, 장내 미생물이 엘리트 운동 선수들의 성능 향상에 도움이 된다는 사실이 확인되었다 . 
특히, 많은 마라톤 선수들이 장 속의 특정 6가지 미생물을 통해 운동 효율을 높인다는 연구가 있었다.
조나단은 장내 미생물과 운동선수의 상관성을 보다 깊이 연구하며, 선수들의 장내 미생물을 주기적으로 채집하고 분석하여 성적을 관리하고 있다 . [
안젤라 역시 근육 발달을 위한 훈련만큼이나 장내 미생물을 관리하는 데 신경 쓰고 있다 . [2-15]
이는 장내 미생물이 몸에 함께 살아가는 미생물 생태계의 한 부분임을 시사한다 . [2-23]

3. 인체 내 미생물과 마이크로바이옴의 역할

우리 몸 속 미생물은 마이크로바이옴이며, 대표적으로 세균을 포함한다 . [
미생물의 개수는 40조 개에 달하며, 이는 30조 개의 세포보다 많다 . 
이 미생물의 유전자는 인간의 유전자 개수의 100배 이상이며, 무게로는 약 200그램에 해당한다 .
미생물은 인체의 대사, 면역, 발달 등에 영향을 미치며, 중요한 생리 활동과 유지에 기여한다 . 
태아는 분만 과정에서 어머니의 몸에 있는 세균을 최초로 접촉하며, 미생물생태계를 형성한다 . 

4. 제왕절개와 미생물 생태계의 관계

제왕절개로 태어난 아기는 엄마의 피부와 병원 환경에 서식하는 미생물로 첫 마이크로바이옴을 형성하고, 이는 시간이 흐른 후에도 다양한 질병의 발병 확률에 영향을 미친다 .

연구에 따르면, 자연분만으로 태어난 아기는 특정한 미생물형성을 통해 건강한 미생물생태계가 조성되지만, 제왕절개 아기는 이러한 생물의 지문을 가질 수 없다 . 

초기 미생물의 변화는 장내 미생물의 건강과 면역 체계조절에 중요한 역할을 하며, 모유의 올리고당이 이 과정을 돕는다 왜냐하면 이는 아기가 소화하지 못하고 장내 미생물의 먹이가 되기 때문이다 . 

연구 결과, 항생제를 반복 복용한 경우 장내 미생물생태계가 심각하게 불균형해질 수 있으며, 이는 염증 지수의 상승과 관련이 있다 . 

이런 불균형은 가축에게도 나타나며 항생제사용이 장내 미생물의 다양성을 감소시키는 것으로 확인된다 . 

4.1. 출산 방식과 미생물 생태계의 관계

그러나 모든 사람이 자연분만을 선택한 것은 아니며, 이는 미생물생태계에 영향을 미치는 중요한 요소이다. 

자연분만이 이루어지지 않은 경우, 아기의 미생물생태계가 다른 결과를 초래할 수 있는 것으로 추정된다. 

4.2. 제왕절개와 자연분만의 미생물 생태계 차이

제왕절개로 태어난 아이는 자연분만아와 달리 엄마의 피부와 병원 환경의 미생물로 첫 마이크로바이옴을 형성한다. 
따라서, 각각 다른 미생물과의 초기 접촉은 시간이 지나도 건강에 큰 영향을 미친다. 

연구에 따르면 제왕절개 아기는 자연분만 아기보다 질병에 걸릴 확률이 더 높아진다고 한다. 

40년 동안의 추적 조사 결과, 출산 방식과 질병 발병 확률 사이의 뚜렷한 상관관계가 나타났다. 
두 쌍둥이의 장내 미생물은 2주 사이에 종류가 두 배 이상 늘어나고 그 구성도 다양해졌음을 보여준다. 

4.3. 모유의 역할과 미생물 생태계 형성

모유는 아기의 장내 미생물생태계에서 건강한 성장을 위해 결정적인 역할을 한다. 
신생아는 올리고당을 소화할 수 없지만, 이는 장내 미생물의 먹이가 된다.
모유를 섭취한 아기는 장내 미생물다양성이 증가하며, 이는 면역 체계조절에 기여한다. 
아기의 장내 미생물은 생후 첫 대변 분석을 통해 정상 성인의 장과 유사하게 발달하는 과정을 거친다. 
그러나 항생제의 사용은 장내 미생물생태계를 급격히 변화시키는 원인이 되며, 이는 건강에 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 

4.4. 항생제의 미생물 생태계에 대한 부정적 영향

항생제의 사용은 질병과 무관한 미생물까지 무차별적으로 축여서 미생물생태계의 불균형을 초래한다. 

단 3일 동안의 항생제복용만으로도 장내 마이크로바이옴의 변화가 관찰되었고, 이는 건강 지수의 하락과 염증 지수의 상승으로 이어졌다. 

항생제가 장내 미생물을 죽이는 과정에서 특정 미생물의 소실과 변형이 일어나, 전체적인 균형 회복이 어렵다고 알려져 있다. 

비만을 유발하는 연구에서 항생제투여 시 체중과 체지방이 증가하는 현상이 관찰되었으며, 이는 장내 미생물구성의 변화와 관련이 있을 것으로 추정된다. 

따라서, 항생제의 사용이 단순한 질병 치료를 넘어 건강 전반에 미치는 영향을 심각하게 고려해야 하며, 대체 치료법의 모색이 필요하다. 

4.5. 항생제와 비만, 자폐증의 연관성

항생제가 짧은 사슬 지방산의 분비를 통해 면역 반응을 촉진하며, 이로 인해 염증이 발생하고 지방 세포가 병적으로 지방을 축적하게 된다 . 

미국의 항생제처방 지표를 통해 항생제와 비만의 상관관계가 존재함을 확인할 수 있다 . 

항생제남용이 뇌에 미치는 영향이 자폐증진단과 관련이 있을 수 있으며, 최근 연구들은 장내 미생물이 자폐증에 영향을 미친다는 주목을 받고 있다 . 

자폐증을 앓고 있는 소년과 그의 아버지는 장내 미생물의 역할에 대한 공통의 관심사를 통해 의사소통을 시도하고 있으나, 이는 쉽지 않은 일이다 . 

4.6. 장내 미생물과 감정의 관계

장내 미생물은 비만의 유발 및 억제, 면역 조절, 감정 상태에까지 영향을 미친다 . [4-103]

일부 미생물이 도파민과 세로토닌 같은 신경전달물질의 생산을 촉진하거나 그 분비를 차단하는 역할을 한다 . 

장내 미생물이 인간의 감정에 미치는 영향은 싸이코바이오틱스라는 개념으로 설명되며, 이는 기분과 감정 조절에 기여하는 것으로 추정된다 . 

그러나 항생제는 싸이코바이오틱스에도 큰 영향을 미쳐 이와 관련된 문제를 야기할 수 있다 . 

5. 항생제의 역사와 현재의 위기

항생제는 인류의 위대한 발명품으로, 수명을 2배로 늘리는데 기여했지만, 그 사용이 남용되고 있다 .

우리나라의 항생제사용량은 지속적으로 증가하고 있으며, 5개 항생제중 터키, 그리스 다음으로 많은 사용량을 기록하고 있다 . 

항생제남용은 미생물의 돌연변이를 촉진시켜 슈퍼 버그를 생성하며, 이는 인류가 사용할 수 있는 항생제를 없애게 만들 위험이 있다 . 

항생제내성 문제는 현재 진행 중인 심각한 상황으로, 치료가 어려운 환자들이 점점 늘어나고 있어 조속한 대책이 필요하다 . 

만약 항생제내성에 대응하지 못하면, 코로나19와 비교할 수 없는 혹독한 재앙이 찾아올 수 있다 .

6. 새로운 치료법으로의 전환: 대변 세균 이식

대변 세균 이식은 항생제치료에 반응하지 않는 환자들에게 최후의 희망으로, 완치율이 60%에 달한다 . 

이 시술은 염증이 생긴 장을 세척한 후 건강한 미생물을 주입하여 나쁜 균을 억제하는 방식이다 . 

대변 세균 이식은 항생제없이 대체할 수 있는 치료법으로서 재발성 장염처럼 반복되는 질환에 효과적이라는 여러 논문이 입증하고 있다 . 

또한, 스웨덴은 항생제사용을 줄이기 위한 국가적인 노력을 통해 OECD국가 중에서 항생제사용량이 가장 낮다 . 

이러한 노력이 항생제사용의 위험을 인식하게 하여 건강한 미생물생태계를 회복할 수 있는 기회를 제공한다 . 

7.  공생의 중요성과 미래적인 접근

미생물이 없으면 인간도 존재할 수 없으며, 미생물과의 공생이 인간의 생존에 필수적이다 . 
공생 관계에서는 상대방을 돕는 것이 기본이며, 이를 무시할 경우 결국 문제가 발생할 수 있다 . 
따라서 자신의 생활 습관을 바꿔 미생물을 도와주는 인식이 필요하다 . 

또한, 의사와 환자 간의 신뢰감이 형성될 때, 치료 방법에 대한 여유를 가질 수 있다 .
하지만 신뢰가 부족한 경우, 치료 지연이나 대기 상태를 유지하는 것이 어려울 수 있다.