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포스트바이오틱스는 장누수증후군의 해결책인가?
  • 일간투데이
  • 승인 2020.02.25 12:11
  • 19면
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▲ 사진=광운대학교 윤복근 교수

포스트바이오틱스는 “적당한 양을 투여했을 때 숙주에게 건강상의 이익을 주는 살아있는 미생물”로 젖산균 등의 박테리아 혹은 효모 등을 포함하며, 섭취할 경우 장내세균과 좋은 상호작용을 일으켜 장내 염증 감소 및 건강 증진에 도움을 주는 것으로 알려져 있다. 미생물이 프로바이오틱스로 지정되기 위해서는 생존 능력이 중요한 요인이지만,건강상의 이득을 위해서는 생존 능력이 꼭 필요한 것은 아니다.프로바이오틱스는 프로바이오틱스(Probiotics)의 일종인 락토바실러스 파라카세이(Lactobacillus paracasei)를 죽은 상태로 섭취하더라도 항염증 효과가 뛰어나다는 연구결과도 나왔기 때문이다.

‘프로바이오틱스’는 살아있는 미생물을 의미하기 때문에 죽은 상태의 프로바이오틱스를 섭취하는 것은 효과가 없을 것이라는 주장이 많았으며, 일부 과학자들은 이를 파라프로바이오틱스(paraprobiotics)’라고 별도로 정의하기도 했다.반면 포스트바이오틱스는 활성 프로바이오틱스에 의해 분비되거나,세포 용해 이후에 방출되는 수용성 생체 활성 요인에 사용된다.이러한 대안은 과도한 면역 자극,전신 감염,그리고 수평적 유전자 이동과 같은 활성 프로바이오틱스 사용에 인지된 위험의 일부를 극복할수도 있다.

Journal of Nutrition저널에서 Cui 박사는 생쥐에게 세균 감염으로 인식할 수 있는 물질인 LPS(Lipopolysaccharide)에 의한 급성 간 손상을 극복하기 위해 프로바이오틱스인락토바실러스 루테리(Lactobacillus reuteri)ZJ617의 세포가 없는 상등액인 잠재적 포스트바이오틱스의 능력을 연구했다.연구원들은 ZJ617 상등액이 몇 가지 보완법을 사용하여 간에 미치는 LPS의 해로운 영향을 감소시켰다고 밝혔다.현미경으로 간염증 침투 감소,간손상 바이오마커의 혈청 농도 감소,전염증성 감소,그리고 간의 항염증 사이토카인 농도 증가등이 포함되고 있다.


그 결과 ZJ617 상등액은 간에 직접적인 영향을 끼치지 않고,대신 LPS가 체내에 들어가는 것을 막아 해로운 영향을 끼친다는 것을 보여주고 있다.관리 치료 그룹에서, LPS의 투여는 장의 투과성을 증가시켰다.이것은 감미도가 설탕의 40%인 감미료 디-자일로스(d-xylose)의 섭취가 증가하고 세포 사이의 투과성을 조절하는 치밀한 접합 단백질이 감소함에 따라 명백해졌다. 이러한 방어 기능 저하로인해 LPS를 간으로 이동시켜 톨-유사수용체 (TLR4) 신호를 활성화하여간 손상을 야기했다.ZJ617 상등액 치료는 장벽의 파괴를 막아 LPS가 시작되기 전에 장벽의 손상을 멈추게 했다.

면역 방어 동안 장막 기능을 유지하는 능력은 아마도 이 연구에서 가장 중요한 발견일 것이며,그 결과에 따르면 ZJ617 상등액을 통해 간에서 얻는 이익이 훨씬 더 많을 수 있다는 것을 나타낸다.장의 상피 조직은 몸에 들어오는 수많은 원치 않는 미생물과 항원에 대한 방어선이다.이 장벽의 기능은 “장누수 증후군(LGS, Leaky gut syndrome)”이라고 불리는 질병과이것이 지속하는 염증 반응은 수많은 질병과 연관되어 있다.

예를 들어장누수증후군은 난치성 질환인 크론병,소아 지방변증,과민성대장증후군과 같은 장 질환과 제1형 당뇨병,천식,다발성 경화증,만성피로증후군을 포함한 신체 다른 부위의 염증 및 자가면역질환의 위험요인이 된다.또한 장에서 시작된 염증 반응은 우울증,불안 등의 정신질환과 이미 정신분열증을 가진 사람들에게 영향을 미친다고 언급해왔는데,이것은 장에는 척수보다 더 많은 신경세포가 밀집되어 있기 때문이다.행복 호르몬인 세로토닌의 생성이 뇌의 송과체보다 90% 이상 장에서 생산된다는 것도 최근 밝혀진 사실이다.

장누수증후군의 증가는 질병 상태에서만 나타나는 것이 아니다. 장벽은 태어날 때부터 완전히 성숙하기까지 최대 2년이 걸린다. 모유 수유와 분유 수유 사이에는 장 투과성을 포함한 장의 생리학상으로 차이가 있는데, 이는 분유 수유를 진행한 아이의 장은 감염에 노출되기 쉽고,장누수증후군과 관련된 질병의 위험이 증가하는 사실로 알 수 있다.그러므로 분유수유로 성장한 아이일수록 모유 속의 좋은 유익균인 프로바이오틱스 섭취부재로 인한 보충에 식단을 맞춰야 할 것이다.

장누수증후군과 관련된 질병은 장내 미생물 구성의 변화와 관련이 있는 것으로 알려져 있다. 따라서, 프로바이오틱스 박테리아는 장벽 기능을 향상시키고 염증 반응을 감소시키기 위해 마이크로비오타 성분을 바꾸는 데 사용될 수 있을 것으로 추측된다. 실제로 이것을 진행할 적절한 프로바이오틱스 후보자들이 있다. 그러나 이러한 치료를 가장 필요로 하는 사람들은 매우 어리고 나이든 사람들이나 비정상적인 면역 기능을 가진 사람들이므로면역체계의 과잉자극과 전신 감염과 같은 살아있는 미생물을 이용한 치료로부터 위험에 노출될 수 있다.그러므로 특정 효과가 있는 프로바이오틱스가 이 문제의 해결책이 될 수 있다.

이러한 점을 염두에 두고, Cui 박사의 연구에서 다음 단계는 ZJ617 상등액의 활성 성분을 정화하고 식별하는 것일 수 있다.이 연구에서는 장막의 완전성을 개선해 LPS 유도 간 손상을 감소시킨 잘 특화된 프로바이오틱스 락토바실러스 람노서스(Lactobacillus rhamnosus)GG에 의해 분비된 단백질을 확인했다.하나의 포스트바이오틱스 화합물이 살아있는 프로바이오틱스와 같은 이익을 야기할 수 있음을 보여주고 있다.

Cui 박사의 연구에서는 락토바실러스 람노서스(Lactobacillus rhamnosus)GG의 세포가 없는 상등액의 효용성도 검사했다.간 건강의 개선은 ZJ617 상등액 치료와 비교하여 락토바실러스 람노서스(Lactobacillus rhamnosus)GG 상등액 치료에서 덜 두드려졌다.이것은 ZJ617 상등액으로부터 포스트바이오틱스의 분리가 더욱 흥미로운 결과를 유도할 것이라고 사료된다.

물론 쥐 모델을 사용하여 연구가 진행되고 있는 것이 인간에게 어떠한 결과를 미칠 것인지를 결정하기 위한 추가연구가 필요하다. ZJ617 유도 포스트바이오틱스가 비용 효율적인 방식으로 생산될 수 있고,적절한 기간 동안 안정적으로 유지될 수 있도록 과정의 개발도 필요하다.하지만,만약 포스트바이오틱스 제품이 장막 복원력을 촉진할 수 있다면광범위한 이점을 얻을 수 있을 것이다.


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