인간을 포함하여 모든 생명체는 주변 미생물들과 밀접하게 연관되어 살고 있다.
인간과 공존하는 미생물의 수는 인체 세포수보다 10배가 더 많고, 500종 이상의 박테리아를 포함하고 있어 인간은 이제 마이크로바이옴을 제외하고 논할 수 없는 "혼성 유기체"로 간주되고 있다(Sekirov et al., 2006).
위장관의 미생물 생태계는 상호주의 전략을 채택하여 균형을 이루는 수 많은 미생물종들이 서로 공생관계로 존재하고 있다. 장내 미생물총은 유바이오시스(EUBIOSIS) 상태인가 반대로 디스바이오시스(DYSBIOSIS) 상태인가에 따라 우리의 건강 및 질병 상태에 큰 영향을 미친다.
인체의 장내 미생물총은 주로 Firmicutes, Bacteroidetes, Proteobacteria, Verrucomicrobia, Actinobacteria 및 Fusobacteria와 같은 다른 종류에 속하는 박테리아가 포함되어 있고, 그들 중 대부분은 산소 없이 생존하는 혐기성 미생물(facultative anaerobe)로, 이 미생물들이 단순 기생이 아닌 인간과 서로 공존하며 우리 건강에 영향을 주고 있는 것이다.
미생물과 인간 사이의 이러한 공생관계는 수천 년 동안 지속되어 왔으나 항생제의 출현과 광범위한 사용, 빈번한 남용은 서서히 미생물총을 바꾸면서 수퍼박테리아인 다재내성균(Multidrug_resistant Organisms)이 출현했다.
다재내성균은 병원에서 가장 빈번하게 분리되는 그람양성/음성병원균 중 하나로 내인성/외인성 기회감염을 일으켜 호흡기, 소화기, 비뇨생식기 및 패혈증을 유발하며, 3제 이상의 항생제에 모두 내성을 보이는 균으로, 질병관리본부에서 법정감염병으로 지정하여 관리하고 있고 미국 CDC에서도 Serious threat로 규정되어 관리되고 있다.
1928년 플레밍이 푸른곰팡이에서 생성되는 항생물질인 페니실린을 발견하여 전염병으로 죽어가던 인류를 구하고 새로운 치료의학의 시대를 열었다. 그러나 전염병 퇴치와 사망률 격감, 평균수명 연장이라는 성과의 이면에 ‘내성’이라는 어두운 그림자는 이제 인류를 항생제 발견 이전보다 더 나쁜 상황으로 몰아가고 있으며 항생제가 효능을 잃어 수술받다가 사망하는 시대가 됐다.
즉, 다재내성균을 없애는 것이 인류의 최대 난제가 되었고, 이런 항생제들이 현재 장내미생물의 불균형 상태인 디스바이오시스의 주요 원인 중 하나로 간주되고 있다. 이런 가운데 유일하게 마이크로바이옴이 이 항생제의 내성이라는 인류 최대의 난제를 해결할 물질로 주목받고 있다.
마이크로바이옴으로 불리는 장내미생물은 숙주인 인간에게 일부는 무해하고, 일부는 유익하며, 일부는 숙주에게 해롭게 작용한다. 이들 중 락토바실러스(Lactobacilli )와 비피도박테리아(Bifidobacteria) 같은 유익한 박테리아가 우세하여 장내 플로라가 최적의 균형을 이루는 상태를 유바이오시스라고 한다. 따라서 건강한 사람의 장내 플로라는 최소 85%가 유익한 박테리아가 되도록 균형을 유지해야 한다.
그러나 유익균과 유해균의 균형이 85대15인 유바이오시스 상태는 특정 조건하에서 쉽게 85대15의 균형이 무너지는 디스바이오시스 상태로 바뀔 수 있다. 락토바실러스와 파칼리박테리움 프로스니치(Faecalibacterium prausnitzii)와 같은 유익균의 감소는 염증성 장 질환의 발병과 대장암에 큰 영향을 미치지 않지만, 이렇게 변화된 장내미생물의 불균형은 잠재적으로 장내 점막세포의 대사 경로를 변화시키거나 점막하세포를 포함하는 변형된 선천적 면역 활성화를 통해 면역 균형도 변화시킬 수 있다.
유바이오시스는 비병원성 세균인 부생균(saprophytic bacteria)이 장의 점액 미생물 층에 존재하는 상태이고, 디스바이오시스는 병원성 세균의 우세로 장점막의 손상과 융모간의 밀착결합이 손상되어가는 상태이다. 디스바이오시스는 조직 손상을 유발하는 만성 염증 과정의 확립에 주요 역할을 하기 때문에 여러 만성적인 자가면역 또는 염증성 장질환(IBD)과 같은 염증성 병리의 발병과도 관련이 있다.
◇원인은 부적절한 식단과 식습관, 여기에 환경까지
디스바이오시스를 유발하는 원인은 부적절한 식단과 식습관, 생활방식과 환경의 극단적인 변화도 원인으로 작용하고 있다. 대부분의 미생물총이 가장 역동적인 장기 중 하나인 대장에 존재하기 때문에 식단의 작은 변화조차도 장내미생물 불균형 상태인 디스바이오시스를 초래할 수 있다.
현대 과학은 디스바이오시스가 암, 당뇨병, 신경 퇴행성 장애, 다양한 대사 장애, 기분 장애 등과 같은 질병의 원인이 될 수 있으며, 설사 및 흡수장애증후군이 디스바이오시스 증상임을 널리 인식하고 회복에 노력해야 한다고 주장한다.
한편 유바이오시스는 장 건강에만 필수적인 것이 아니라 염증을 줄이고, 적절한 면역 반응을 촉진하며, 알레르기와 자가면역 질환을 예방하고, 중요한 단백질을 제공하며, 신경전달물질, 비타민을 생산하고, 다양한 대사 과정에 참여할 수도 있다.
그러므로 디스바이오시스를 개선하기 위해 장내 세균을 재건하는 것보다 적극적인 방식은 probiotics, prebiotics 및 postbiotics 를 복용하는 것이다. 인간이 태어날 때 물려받는 세포 유전자는 절대 바꿀 수 없지만, 제2 게놈인 미생물 유전자는 바꿀 수 있고 85대15의 장내미생물 균형을 회복하는 만큼 건강한 삶을 살 수 있는 것이다.
프로바이오틱스의 사용은 디스바이오시스를 개선하는 가장 널리 인정되는 안전한 개선 방법이다. 그것은 건강상의 이익을 위해 살아있는 유기체를 사용하는 것을 포함하며, 예방(장기적인 항생제 치료, 정신적 스트레스, 기타 만성 질환의 부작용)이나 입증된 디스바이오시스 증상의 개선에 둘 다 사용될 수 있다.
프로바이오틱스는 일반적으로 변형된 비피도박테리아, 젖산균, 바실러스 spp, 사카로미세스 불라르디 11과 같은 효모까지 사용한다. 또한 이눌린, 젖당류, 올리고당 등의 프리바이오틱스 및 유산균 대사산물인 포스트바이오틱스는 장내 미생물총의 최적 성장에 좋은 물질이다.
결론적으로, 미생물균총을 교정하기 위해 사용되는 모든 접근 방식은 장 관련 질병 상태를 예방하는 데 도움이 될 뿐만 아니라, 다양한 질병에도 도움이 될 수 있다. 따라서 디스바이오시스의 개선 및 유바이오시스의 유지는 85대15의 장내 미생물 균형에 있다.
유바이오시스 상태는 전신 염증을 줄이고, 장누수증후군 개선, 면역력 강화, 알레르기 및 자가면역질환 예방, 기분과 수면 개선, 심지어 암의 개선에도 도움이 될 수 있음은 마이크로바이옴 연구자들에 의해 계속 밝혀지고 있는 만큼 유바이오시스의 비밀인 85대15를 회복하기 위한 각자의 노력이 반드시 필요하다.
