장내미생물과 면역 그리고 아토피
단일배지 복합다중 면역배양
진시황의 불로초는 어디에 있나?
기원전 230년 진시황은 불사의 삶을 살기 위해 신하들에게 불로초를 찾아오라 명한다. 그러나 우리 모두 알다시피 결국 불로초를 찾지 못했고 당연히 진시황은 죽음을 맞이하였다. 수많은 신하들이 불로초를 찾아 헤맸어도 왜 찾지 못했을까? 너무도 당연히 사람을 죽음으로부터 벗어날 수 있게 하는 불로초는 세상에 없기 때문이다.
모든 생물은 죽는다. 사람 또한 이 단순한 진실에서 벗어날 수는 없다. 진시황이 그렇게 원하던 불로초, 신비의 불로초는 과연 어디에 있을까? 세상 먼 곳에서 찾아 헤매던 불로초. 그러나 그것은 먼 곳에 있지 않았다. 그것은 사실 바로 진시황의 뱃속에 있었던 것이다.
오늘날 현대과학은 그 신비의 불로초의 비밀을 일부 밝혀내고 있다. 과연 현대과학이 밝혀낸 건강의 불로초는 무엇일까? 그것은 바로 다름아닌 인간의 장 속에 살고 있는 건강한 장내 미생물총이다.
보통 사람들은 인간의 장 속에는 사람이 섭취한 음식물과 소화액 그리고 분변만 있는 것으로 생각한다. 하지만 인간의 뱃속에는 보통 1~2kg의 미생물 약 100조개가 장내 상주균이라는 이름으로 인간과 공생하고 있다. 이 미생물들이 화단과 비슷한 모양으로 살고 있다 하여 “장내 미생물총”이라 불린다.
이 장내 미생물들은 적어도 영장류 및 인간과 함께 700만년 이상을 공생하며 진화하여 왔다. 불가리아 장수촌의 노인들이 요구르트 안에 들어 있는 유산균을 섭취하여 장수할 수 있었다는 사실이 메치니코프 박사에 의하여 밝혀진 이후, 현대과학은 장내 미생물들과 인간의 공생이 사람의 건강함과 직결되어 있다는 사실을 하나씩 증명해가고 있다.
뱃속에 대장균이 없어도 살 수 있나?
인간이 사는 세상에도 여러 성격의 사람들이 어울려 살듯이 장내의 미생물들도 여러 성격의 미생물들이 서로 경쟁과 협력을 통해 균형을 이루며 살고 있다. 뱃속의 미생물에는 숫자가 많아지면 인간에게 유익한 도움을 주는 유익균과 숫자가 많아지면 다양한 병인을 제공하는 유해균, 그리고 상황에 따라서 유익할 수도 또 유해할 수도 있는 중간균이 서로 균형을 이루며 살고 있다. 이런 유익균, 유해균, 중간균을 통틀어, ‘인간에 뱃속에 항상 존재한다’ 하여 상주균이라 부른다.이러한 미생물총이 얼마나 올바르게 균형을 이루고 있느냐가 사람의 건강을 좌우한다.
그렇다면 미생물총의 균형은 무엇을 의미할까? 보통 건강한 사람의 미생물총은 유익균 10%, 중간균 80%, 유해균 10%의 비율로 균형을 이루고 있다. 그런데 각종 나쁜 식습관과 병원균의 감염 등으로 장내 유해균이 활성화 되면 기회주의적 성격을 지닌 중간균(무독주 대장균 등)은 유해균의 편을 들어 유해균의 성격을 띠며 급격히 유해균의 비율이 늘어나게 된다. 반대로 올바른 식습관과 운동을 통하여 유익균을 활성화 시키면 중간균이 유익균의 편을 들어 사람은 건강한 상태를 유지하게 된다.
그런데 장내에 유익균만 존재하면 인간이 생존할 수가 있을까? 중간균으로 분류되는 무독주 대장균은 비타민과 같은 물질을 생성하며 균형잡힌 장내에서는 병원성을 띠지 않는다. 하지만 괴사된 장(장누수증후군)을 통하여 타 기관으로 감염되면 병원성을 띠게 된다. 그리고 유해물질로 분류된 균들도 잘못된 음식섭취 등으로 감염된 강력한 외부 병원균이 장내에 침투하면 이 병원균들이 장내에 정착하지 못하도록 경쟁하여 물리치는 순작용을 한다. 또한 장내 상주 유해균 들은 인간의 면역기능을 자극하여 면역력을 높이는 기능을 하는 것으로도 알려져 있다. 이렇게 유익균, 유해균, 중간균은 인간의 장내에 꼭 필요한 각각의 기능들을 가지고 있으며 이러한 균들이 어떻게 균형을 이루느냐가 사람의 건강에 중요한 관건인 것이다.
인간의 대장은 발효공장이다
인간의 대장에서는 다음과 같은 일들이 이루어진다.
비타민, 호르몬, 아미노산 등을 생산한다.
유해균이나 병원균의 침입, 증식을 막는다.
면역력을 높여 쉽게 병에 걸리지 않게 한다.
음식물의 소화, 흡수를 돕는다.
장내를 산성으로 유지하여 설사나 변비를 막는다.
올리고당 등을 이용하여 유익균의 수를 증가시킨다.
이런 일들을 과연 대장이 직접 할 수 있을까? 사실, 위와 같은 일들이 장에서 일어나기는 하지만 장이 직접 하는 일은 아니다. 사실 그 일들은 장내의 유익균을 중심으로 한 장내 상주균 들이 하는 일이다. 대장은 이러한 장내 미생물들이 균형을 이루어 잘 자랄 수 있는 장소를 제공한다. 즉, 미생물들이 분해하고 생산하는 여러 필수 물질을 흡수하고 이용하는 미생물들의 발효공장인 것이다.
늙은 뇌는 있어도 늙은 장은 없다
사람은 나이가 들면 늙는다. 나이를 먹어감에 따라 뇌의 기능이 저하하고 또 혈관에는 노폐물이 쌓여 혈관계통에 여러 문제가 발생한다. 그러나 우리 몸에는 나이를 먹더라도 젊음을 유지할 수 있는 기관이 있다. 그것은 바로 장이다.
인간의 장은 신체기관 중 세포의 교체가 가장 빠른 시간에 이루어지는 기관이다. 장이 젊다는 것은 장의 점막이 건강하고 그 역할을 잘 수행한다는 것이다. 장의 건강 상태는 나이와 상관없이 올바른 식습관과 운동을 통해 장내 미생물총의 균형을 유지함으로써 이루어진다. 그러하기에 건강하지 않은 장은 있어도 늙은 장은 없다.
면역세포의 80%는 장에 있다
인간의 장은 약 9m이고 그 면적은 체 표면의 약 100배 정도이다. 장은 이렇게 넓은 표면을 통하여 체내에 유입된 유해물질 및 병원균과 접촉한다. 이러한 넓은 접촉면을 차지하는 인간의 장은 음식물의 소화, 흡수, 배변 등의 기능뿐만 아니라 병원균의 침투를 막는 중요한 임무를 맡고 있다. 소장의 점막에 존재하는 파이어판에 밀집되어 있는 림프구는 외부에서 침입한 각종 항원에 대항하는 면역항체(면역 글로블린)를 만들어낸다.
최근에 장내 미생물총의 균형을 유지하는 것이 면역력을 높이는데 대단히 중요하다는 사실이 주목을 받고 있다. 입을 통해 음식물과 함께 들어온 여러 유해균은 강한 위산에서 대부분 사멸되지만 일부 생존하여 장내에 생존한다. 이때 이 유해균에 대항하여 방어막을 형성하고 인간의 질병을 막아내는 것이 장내 유익균이다. 또한 장내 유익균은 인간의 면역항체(면역 글로블린)를 형성하는 각종 아미노산 등의 필수 물질을 만들어내는 중요한 역할을 하며, 면역세포를 자극하여 면역의 균형을 유지하도록 하는 역할도 수행한다.
행복전달물질은 어디에서 만들어 지는가?
인간의 신경세포 속에는 뉴런과 뉴런을 잇는 시넵스에서 정보를 전달하는 약 50여종의 신경 전달물질이 있다. 밝혀진 50여종의 신경전달물질 중에 인간의 행복에 관여하는 것은 요즘 많이 알려진 도파민, 세로토닌, 놀아드레날린이 있다.
이러한 행복전달물질들은 어디에서 만들어지는 것일까? 세로토닌은 음식물에 포함된 트립토판이라는 단백질에서 합성된다. 그런데 최근 현대과학은 음식물을 통해 트립토판을 많이 섭취하더라도 장내유익균이 적으면 세로토닌은 늘어나지 않는다는 사실을 밝혀냈다.
행복전달물질들은 뇌에서 만들어진다. 그러나 그 행복전달물질들의 재료인 트립토판 등의 단백질 전구체 들은 장내 미생물 들에 의해 만들어지고 공급된다는 것이 밝혀진 것이다. 결국 장내미생물을 통해 행복전달물질들의 전구체 들이 원활하게 생산, 공급, 조절되지 않는다면 뇌에서 생산되는 행복전달물질들이 감소하거나 과다하여 건강을 유지할 수 없다.
장내의 미생물총이 깨어지면 각종 미네랄과 비타민의 흡수, 행복전달물질의 생성이 원활하지 못하게 되어 스트레스로부터 취약하고, 면역력 부족 및 불균형한 상태가 되며 다시 각종 외부의 병원균과 자가면역과잉에 의한 질병에 노출되는 악순환을 되풀이 하는 것이다.
두 얼굴의 면역
인간의 면역은 일차적으로 음식물이 입에서 식도 위 소장 대장 항문을 따라 흐르는 동안 매우 거대하고 정교한 면역기관인 장관면역계에서 일어난다. 인간의 삶이 건강하게 유지되느냐 마느냐가 결정된다고 해도 과언이 아닌 면역의 기능은 장관면역계가 얼마나 강하고, 정상적으로 작동하느냐에 달려 있다.
면역계의 작용을 쉽게 정리해보면
몸 안에 들어온 음식물 등이 자신의 몸인지 아닌지를 판단한다.
몸에 안전한 것인지 유해한 것인지를 판단한다.
침입해 온 것의 특징을 림프구(?)를 통해 세세히 기억한다.
항체에 대항하는 항원을 준비해 공격한다.
한번 항원을 만들면 동일한 항원에 대해 신속히 공격한다.
이렇게 면역계는 정밀한 감시기능을 통하여 체내로 침입한 유해한 것들을 막아내는 건강의 방어막을 형성한다. 인체는 바이러스 등의 이물질이 몸에 들어오면 일차적으로 피부상재균총이나 장내미생물총에 의해 최초의 방어시스템을 작동한다. 그리고 피부나 장 점막에 상처가 생겨 체내에 세균이 들어오면 백혈구가 2차 방어막이 된다. 이와 같은 방어시스템을 ‘자연면역계’라 말한다.
그런데 이런 백혈구의 공격까지 이겨내고 몸 속 림프관까지 세균들이 침입하면 림프구가 방어에 나선다. 이것을 ‘획득 면역반응’이라 한다. ‘획득 면역반응’ 은 두 가지 종류로 나뉘는데, 첫 번째는 림프구의 일종인 B세포가 항체를 만들어 주로 세균과 싸우는 ‘액성 면역’ 이며 두 번째는 ‘세포성 면역’으로 킬러T세포와 NK세포(Natural Killer) 등이 직접 외부의 적을 공격하는 시스템이다..
그런데 우리는 면역에 대한 일부 잘못된 상식을 가지고 있다. 면역력이 강화되었다라는 말은 단지 POWER의 문제일까? 그런데 만약 이렇게 중요한 면역체계가 강하기만 하고 내가 아닌 것과 나를 구분 못하고 유해한 것과 유익한 것을 구분하지 못한다면 어떠한 현상이 벌어질까?
현대에 들어 인간이 자연으로부터 분리된 환경의 문제는 오히려 면역체계가 균형을 잃어 생겨나는 아토피성 피부염, 알레르기성 비염, 천식, 류머티스 관절염, 원형탈모증 등 자가면역질환을 더 증가시키고 있다.
면역이 건강하다는 것은 면역의 균형이 올바르게 작동하고 강한 활성화가 이루어 졌다는 것을 의미한다. 잘못된 식습관과 환경공해 등으로 인해 장내 미생물균총의 균형이 깨어져 B세포와 NK세포 등의 숫자가 줄어들면 면역력이 약화될 뿐 만 아니라 면역체계의 균형이 깨어져 자신의 몸을 자신의 면역체계가 공격하는 자가면역질환이 나타난다.
모유의 1/3은 아기의 몫이 아니다.
신생아가 탄생할 때 처음으로 맞이하는 것은 산모의 질을 통하여 분비되는 비피더스균이다. 아기가 탄생할 때 어머니가 처음으로 선사하는 선물은 바로 비피더스균으로 아기를 샤워시켜주는 일이다.
신생아의 장은 어떤 균도 정착하지 못한 무균에 가까운 상태이다. 그럼 신생아는 어머니가 준 고귀한 선물인 비피더스균을 지키기 위해 어떤 일을 할까? 아기의 위에서는 탄생 후 일주일 정도 위산을 분비하지 않는다. 이렇게 어미가 물려준 비피더스균이 자신의 장에서 우점할 수 있도록 위산에 약한 비피더스균을 지켜주기 위해 위산을 분비하지 않는 것이다.
또한 어머니의 모유에는 아기가 소화, 흡수할 수 없는 올리고당이 1/3이나 들어있는데 이는 생후 신생아의 뱃속에 있는 비피더스균의 훌륭한 먹이가 된다. 올리고당은 장내 유익균에게는 훌륭한 먹이가 되지만 유해균이나 다른 병원균에게는 먹이가 되지않거나 억제하는 효가가 있다.
이렇게 탄생 초기, 어머니와 아기의 노력에도 불구하고 주변환경과 수유과정에서 여러 미생물들이 아기의 장내에 유입되어 아기의 장내 미생물총이 형성되게 되는데, 탄생 초기에 장내미생물총이 얼마나 균형있게 형성되느냐가 아기의 평생의 건강을 좌우하는 중요한 요인 중에 하나가 된다. 초기에 형성된 장내 미생물총이 그 사람의 평생의 체질이다라고 말 할 수 있으며 이 체질은 쉽게 바꾸기가 어렵다.
현대에 와서 장내에 유익한 미생물을 직접 섭취하거나 투여하는 프로바이오틱스라는 개념이 생겨 이러한 장내미생물총의 균형을 능동적으로 잡아줄 수 있는 여러 방법들이 제시되고 있다. 또한 유익균이 먹이로 이용하는 올리고당이나 섬유질 섭취를 주로 하는 식사법을 통해 유익균을 활성화하여 장내 미생물총의 균형을 맞춰주는 프리바이오틱스의 개념도 등장하고 있다.
