성인 여성 하루 당 권고량 50g 이하 빙수 한 그릇만 먹어도 권고치 ‘훌쩍’ 첨가당 든 식품, 혈당치 급격히 높여 피로·무기력증 유발… 장내 독소 쌓여 과일은 혈당 천천히 올라 건강에 도움 탄산음료 등 줄이고 과일·우유로 대체직장인 A씨는 여름철 덥고 피곤할 때마다 탄산음료를 찾는다. 아침을 플레인 요구르트로 가볍게 먹고, 간식으로 초코칩 쿠키를 즐긴다. 점심 뒤 동료와 삼삼오오 모여 빙수를 먹기도 한다. 이렇게 A씨가 가공식품으로 섭취한 당은 하루 약 127g. 각설탕(3g) 42개 분량이다. 우리가 무심코 먹는 가공식품에는 생각보다 많은 당이 들었다. 23일 식품의약품안전처에 따르면 평균적으로 바닐라 아이스크림(100g)에 15g, 초코칩 쿠키(50g)에 20.1g의 당이 들었다. 콜라 1캔(250㎖) 27g, 카페모카 1잔(300㎖) 13.5g, 플레인 요구르트(300㎖) 35g이다. 서울시가 시판 중인 생과일주스류 19종과 빙수류 63종의 당을 분석한 결과 1인 섭취량 기준으로 빙수에는 45.6g, 생과일주스에는 55g이 들어 있었다. 빙수 한 그릇만 먹어도 하루 가공식품 당류 섭취 권고치를 훌쩍 넘는다. 세계보건기구(WHO)는 당류 섭취를 총열량의 10% 미만으로 제한할 것을 권고한다. 하루에 2000㎉(성인 여성 기준)를 섭취한다면, 이 가운데 가공식품으로 섭취하는 당류가 200㎉ 이하여야 한다는 것이다. 당 1g이 4㎉의 열량을 내는 점을 감안하면 50g 이하로 섭취해야 한다. 즉 무게가 3g인 각설탕을 하루 16~17개까지만 섭취해야 건강에 해롭지 않다는 의미다. 식약처는 이 기준에 따라 당류 섭취 기준을 하루 총칼로리 섭취량의 10∼20%로 제한했다. 이 중 첨가당 섭취 기준은 10% 이내로 정했다. 자연당과 첨가당을 합쳐 하루에 100g, 첨가당은 50g 이내로 섭취해야 한다. 하지만 사탕과 초콜릿, 아이스크림, 탄산음료, 요구르트, 과자, 빵에 첨가당이 많이 들어가 이를 지키기가 쉽지 않다. 우리 국민의 하루 당류 섭취량은 2016년 기준 74g으로, 기준치인 100g을 밑돈다. 그러나 어린이와 청소년, 청년층을 중심으로 가공식품을 통한 첨가당 섭취가 늘고 있어 주의해야 한다. 2016년 식약처 조사에 따르면 우리나라 어린이·청소년·청년층(3∼29세)이 가공식품을 통해 섭취한 당류는 이미 2013년에 기준치를 넘어섰다. 가공식품으로 당류를 권고 기준 이상 섭취하는 사람은 전체 조사자의 34.0%다. 19~29세의 47.7% 6~11세의 47.6%가 권고기준 이상으로 당류를 섭취하고 있다. 가공식품을 통한 당류 섭취량이 1일 총열량 섭취량의 10%를 초과하면 그렇지 않은 사람보다 비만 위험 39%, 고혈압 위험 66%가량 높아진다. 미국 질병통제예방센터(CDC) 연구에 따르면 설탕을 과다하게 섭취하는 사람은 설탕이 조금 첨가된 음식을 먹는 사람보다 심장질환으로 사망할 위험이 3배 높다. 2010년 미국 하버드대 보건대학원 영양학과는 당분이 첨가된 음료를 하루에 한두 잔 마시는 사람에게서 당뇨병에 걸릴 위험이 26%, 대사증후군에 걸릴 위험이 20% 증가한다는 연구 결과를 발표했다. 첨가당이 많이 든 식품은 열량 말고는 영양적 가치가 없다고 해서 흔히 ‘빈(empty) 칼로리 식품’으로 불린다. 첨가당이 많이 든 식품을 즐겨 먹다 보면 영양소가 골고루 함유된 건강식품 섭취에 소홀해지기 쉽다. 순수 당 결정인 설탕을 먹으면 체내에 당 성분이 빠르게 흡수돼 혈당치를 끌어올린다. 혈당치가 높아지면 뇌는 혈당을 떨어뜨리고자 췌장에서 인슐린을 분비한다. 인슐린으로 혈당치가 낮아져 정상적인 수준을 유지하면 다행이지만, 설탕의 당 성분이 워낙 급격히 혈당치를 상승시키다 보니 뇌가 당황해 인슐린을 한꺼번에 다량 분비해 혈당을 정상 수준보다 낮게 떨어뜨린다. 그러면 일시적으로 저혈당 증상이 오게 되고 뇌는 혈당치를 빨리 회복시키고자 다시 설탕을 찾도록 신호를 보낸다. 설탕이 많이 든 케이크나 과자를 먹으면 계속해서 또 먹고 싶은 충동이 드는 게 이런 이유에서다. 이렇게 당과 인슐린 수치가 하루에도 몇 번씩 롤러코스터를 타면 혈당관리 시스템에 문제가 생긴다. 당을 받아들이는 우리 몸의 세포가 지쳐버려 포도당을 제대로 연소하지 못하게 돼 갈 곳을 잃은 당은 엉뚱한 곳에 쌓여 살을 찌운다. 정작 근육이나 장기 등 신체기관은 포도당을 에너지원으로 쓰지 못해 기아 상태에 빠진다. 피곤해서 먹은 당 때문에 더 심한 피로가 올 수 있다. 인슐린을 만드느라 격무에 시달린 췌장이 일손을 놔버리면 당뇨병이 생긴다. 이쯤 되면 장 기능도 좋을 리가 없다. 설탕을 많이 먹으면 장내 나쁜 세균이 활발하게 증식해 장 기능을 해치고 장 점막까지 손상시킨다. 장이 정상적으로 기능하지 않으면 장내 독소가 그대로 쌓여 만성피로를 유발하고 이 독소가 몸 구석구석을 돌아다니며 서서히 몸을 망가뜨린다. 단맛은 뇌의 쾌락 중추를 자극해 신경전달물질인 세로토닌을 분비시켜 심리적 안정감을 느끼게 한다. 하지만 과잉 섭취하면 중독으로 이어질 수 있다. 단맛이 나는 아이스크림이나 과자 등을 어릴 적부터 먹은 성인은 설탕 중독에 더 쉽게 노출된다. 그야말로 악순환의 연속이다. 흔히 액상과당으로 불리는 ‘고과당옥수수시럽’(HFCS)도 몸에 안 좋기는 마찬가지다. 액상과당은 옥수수의 포도당을 과당으로 전환한 설탕의 대체재다. 탄산음료와 분유, 과자, 젤리, 물엿, 조미료 등 단맛이 나는 거의 모든 가공식품에 들어간다. 요리할 때 설탕 대신 넣는 요리당이나 파우치에 든 레토르트 식품, 반찬가게에서 파는 콩자반 등에도 숨어 있다. 미국의학협회는 설탕이나 HFCS나 해롭기는 마찬가지라고 발표했다. 다만 모든 당이 몸에 나쁜 것은 아니다. 과일에도 많은 양의 당이 들어 있지만 섬유소를 함께 섭취하기 때문에 혈액의 포도당 함량인 혈당치가 완만하게 상승하고 천천히 하락한다. 서울 백병원 가정의학과 강재헌 교수팀이 경기 과천의 초등학교 4학년생 800여명을 2008년부터 4년간 추적 조사한 결과 과당을 많이 먹을수록 초등생의 건강 상태가 전반적으로 좋았다. 하루에 사과 반쪽 정도의 과당인 13.9g 이상 섭취한 어린이의 평균 체질량지수(BMI)는 17.3으로 과당을 거의 먹지 않은 아이(17.9)보다 낮았다. 과당을 하루 13.9g 이상 섭취한 어린이는 허리둘레가 평균 1.3㎝ 가늘었고 혈중 콜레스테롤 수치도 평균 6.7㎎/㎗ 낮았다. 강 교수는 “어린이가 과일로 배를 채우고 대신 고열량 간식이나 패스트푸드·탄산음료 등을 덜 먹은 영향일 수 있다”고 분석했다. 우유의 유당도 건강에 이로울 수 있다. 유당을 많이 섭취하면 대사증후군 발생 위험을 남성 23%, 여성 44%까지 낮출 수 있다는 연구 결과가 있다. 따라서 당류는 다른 영양소를 함께 섭취할 수 있는 과일이나 우유 등 자연식품으로 섭취하는 것이 좋다. 당류 섭취량을 올리는 주범은 음료나 과자 등 가공식품으로 먹는 당류다. 천연당은 저감 대상이 아니다. 천연당도 1g당 4㎉의 열량을 내지만 장내 유익한 미생물의 먹이가 되고 체외로 그냥 배출되기도 해 비만 유발 식품으로 보긴 어렵다는 것이 전문가들의 설명이다. 하지만 시판 착즙 과일주스는 식이섬유가 거의 없고 살균 과정에서 영양분과 비타민도 파괴돼 무심코 다량으로 마시다가는 살이 찌기 쉽다. 이현정 기자 hjlee@seoul.co.kr

무분별한 벌목과 인간이 만들어 낸 지구온난화로 인한 기후변화 때문에 지구에 살고 있는 생물의 터전인 숲이 사라지고 있다. 최근 영국과 스웨덴 생물학자들은 식물 멸종 속도가 포유류, 양서류, 조류 등 동물의 멸종 속도보다 2배 빠르다는 연구결과가 발표한 바 있다. 지난달 프랑스에서 열린 유엔 환경계획 산하 ‘생물다양성과 생태계를 위한 정부간 과학정책기구’(IPBES) 제7차 총회에서 채택된 ‘전지구 생물다양성 및 생태계서비스 평가에 대한 정책결정자를 위한 요약보고서’에 따르면 지난해 지구 전체에서 벨기에 면적에 버금가는 3만 6000㎢의 숲이 파괴됐다. 브라질 국립우주연구원에 따르면 지난해 파괴된 아마존 열대우림은 서울시 면적의 13배에 달하는 7900㎢이다. 숲의 파괴는 사람들에게도 심각한 영향을 미치지만 직접적 삶의 터전으로 삼고 있는 동물들은 그 피해가 더 심각하다. 미국 듀크대 진화인류학과, 영장류 장내미생물 연구프로젝트(PMP), 미네소타대 컴퓨터과학공학과, 버지니아공과대(버지니아텍) 어류·야생환경보존과, 생명과학과, 에모리대 환경과학과, 스토니브룩대 인류학과, 영국 임페리얼칼리지런던 생명과학과 공동연구팀은 삶의 환경이 바뀌면 동물들의 장내미생물이 변화되면서 생존 자체를 위협할 가능성이 크고 결국 멸종 위험성을 높인다고 14일 밝혔다. 이번 연구결과는 영국왕립학회에서 발행하는 생물학 분야 국제학술지 ‘바이올로지 레터스’ 13일자에 실렸다. 연구팀은 농경지와 목초지로 조성하기 위해 매년 수천 ㎢의 숲이 개간되고 있는 마다가스카르 섬에 살고 있는 12종 128마리의 여우원숭이 장내미생물의 변화를 관찰했다. 연구팀은 특히 마다가스카르에만 살고 있는 시파카 여우원숭이와 마다가스카르와 마요트에만 사는 갈색 여우원숭이에 주목했다. 갈색 여우원숭이는 주로 과일을 먹고 시파카 여우원숭이는 잎을 주식으로 삼는 것으로 알려져 있다. 연구팀은 장내미생물이 건강상태를 결정하는만큼 장내미생물 상태와 분포의 변화가 종의 생존에 영향을 미친다고 가정했다. 그래서 연구팀은 이들 원숭이의 변을 채집해 장내미생물을 결정하는 것으로 알려진 ‘16S rRNA’ 유전자를 분석했다. 그 결과 서식 영역에 따라 장내 미생물이 눈에 띄게 차이가 난다는 사실을 확인했다. 특히 일부 여우원숭이들은 뻣뻣한 잎을 소화시키기 쉽게 하기 위해 다른 종에서는 발견할 수 없는 장내미생물을 갖고 있는다는 사실을 발견한 것이다. 갈색 여우원숭이는 섬의 어느 곳에 서식하든 간에 비슷한 종류의 장내미생물을 갖고 있었지만 잎을 주식으로 삼는 시파카 여우원숭이의 장내미생물은 서식지가 조금만 차이가 나더라도 확연하게 다르다는 것을 확인했다. 연구팀은 서식지가 파괴돼 섬 내 다른 곳으로 이동하더라도 적응하기 어려운 이유는 해당 지역에서 자라는 식물의 특정 섬유소를 소화시킬 수 있는 장내미생물을 갖고 있지 못하기 때문이라고 분석했다. 리디아 그린 듀크대 박사(생태학)는 “섭취하는 음식이 제한적인 동물들에게 있어서는 서식지 환경파괴는 음식물 제공이 완전히 차단되는 것과 마찬가지 상황”이라며 “무분별한 개발과 벌목으로 산림이 파괴하는 것은 해당 지역에서 사는 동물 전체의 생태계 먹이사실을 붕괴시키는 것과 마찬가지”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

최근 ‘장은 제2의 뇌’라는 말이 빈번하게 언급되고 있다. 장-뇌축(Gut-Brain Axis) 이론이라 불리는 현상으로 장에 존재하는 세균들이 뇌에 영향을 주고 그를 통해 개체의 행동이나 무드(mood), 에너지 대사까지 조절할 수 있다는 개념이다. 장을 제2의 뇌라고 하는 이유는 정신건강 측면에서 이로운 작용을 하는 프로바이오틱스인 싸이코바이오틱스(Psychobiotics) 때문이다. 싸이코바이오틱스는 장내 미생물이 세로토닌과 같은 행복호르몬 또는 신경전달물질의 분비에 영향을 미치고 특히 학습과 기억력에 연결된 뇌 유래 신경 영향인자(BDNF)를 증가시킨다. 특히 행복호르몬인 세로토닌은 장에서 80~90%가 생성된다고 알려져 있다. 싸이코바이오틱스는 스트레스를 극복하고 행복한 기분이 생기게 하며 불안감이나 우울감을 감소시켜 주는 무드밸런스(Mood balance) 역할을 담당한다. 외부로부터 스트레스나 자극에 영향을 받지 않도록 감정의 균형을 유지해 소화불량, 속이 미식미식거리고 더부룩한 느낌, 복통 그리고 설사/변비 등 스트레스성 위장질환을 개선하는데 응용이 가능하다. 따라서 생활 스트레스 또는 경쟁 등으로 장의 기능이 약화되고 있는 직장인, 갱년기 여성 등 성인은 물론 뇌와 장이 성숙되지 못한 상태의 10대 청소년에 이르기까지 적용 대상은 다양하다. 데이제스트가 최근 런칭한 프로바이오틱스 3종 ‘골든밸런스’, ‘그린밸런스’, ‘키즈밸런스’는 R52ME, R175ME 유산균을 장 건강 개선을 위한 기능성분으로 사용했으며 부성분으로는 뉴질랜드 그린키위 추출물 액타진(Actazin®)과 골드키위 추출물 리벅스(Livaux®)를 더했다. 데이제스트의 프로바이오틱스 3종 ‘골든밸런스’, ‘그린밸런스’, ‘키즈밸런스’ 런칭을 기념해 6월 11일까지 최대 32% 할인 이벤트를 진행하고 있다. 더욱 자세한 내용은 데이제스트 브랜드몰, 스마트스토어, 오픈마켓 등을 통해 확인할 수 있다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

정부가 신약개발, 인공지능 의료기기 등 혁신적 신기술 개발과 치매, 감염병 대응 등 국민건강 증진을 위해 올해 3조원 규모의 투자를 실시한다. 과학기술정보통신부는 18일 경기도 판교 코리아바이오파크에서 유영민 장관 주제로 ‘제31회 생명공학 종합정책심의회’를 열고 이 같은 내용이 포함된 ‘2019 생명공학육성시행계획’을 심의, 의결했다. 심의회는 지난해 국내 바이오업계에서는 국내 1호 인공지능 의료기기 뷰노, 치매예측기술, 장내미생물 정보 등 혁신적 신기술을 개발해 2조 9000억원 수준의 신약기술이전을 했고 바이오 및 의료분야 벤처캐피털 투자액이 8417억원으로 전년대비 122% 증가하는 등 바이오 경제의 활성화의 가능성을 확인했다고 평가했다. 이 같은 가능성을 더욱 높여 바이오경제 활성화를 촉진하기 위해 지난해보다 2.9% 증가한 2조 9300억원 규모의 바이오 투자를 확정하고 연구개발 인력, 규제 등에 대한 효율적 지원을 추진할 계획이다. 이번에 3조원 규모의 투자비는 혁신적인 신약, 의료기기 등 신기술 개발과 정밀의료, 유전체 정보 같이 빅데이터 활용한 바이오와 정보통신기술 융복합 플랫폼 구축 등 연구개발(R&D)에 집중 투자될 예정이다. 이와 함께 기술확보에서 창업, 성장, 투자회수라는 전 단계에 걸쳐 바이오기업에 필요한 지원을 확대함으로써 바이오 혁신 생태계 조성을 하겠다고 정부는 밝혔다. 또 과기부와 보건복지부, 산업자원부, 식품의약품안전처는 공동으로 ‘의료기기 규제개선 및 산업육성 방안’을 마련해 기존에 없었던 융복합 의료기기가 개발될 경우 시장성 확보와 신시장 개척이라는 차원에서 기술평가 절차를 현재 390일에서 80일 이내로 대폭 단축하고 선진입-후평가라는 포괄적 네거티브 규제를 도입하는 등 과감한 규제혁신도 추진할 계획이다. 회의에 참석한 한국바이오협회 서정선 회장은 “미래 바이오시장인 정밀의학시장 개척을 위해 바이오 빅데이터 구축과 같은 육성정책과 규제 혁신 같은 시장확대 정책을 균형적으로 추진해달라”면서 “글로벌 환경이슈 대응을 위해 친환경 바이오플라스틱 등 종합 바이오화학산업 육성전략을 마련해 줄 것”을 요청했다. 서경춘 과기부 생명기술과장은 “이번 생명공학육성 기본계획은 창의적이고 도전적인 바이오연구개발을 지원하고 규제혁신과 바이오 혁신 플랫폼을 만드는 한편 바이오 분야 창업과 사업화를 활성화시켜 바이오경제를 창출하겠다는 정부의 의지로 해석하면 될 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

‘전통장류의 고장‘인 전북 순창군에 발효테마파크가 들어선다. 11일 순창군에 따르면 지난해 4월 착공된 발효테마파크 건립 공사가 2021년 완공을 목표로 기반공사가 진행 중이다. 순창읍 백산리 일대 13만㎡ 부지에 들어설 발효테마파크에는 총 1047억원이 투입된다. 발효테마파크에는 발효테라피센터, 세계 발효 마을 체험농장, 다년생 식물원, 추억의 식품 거리, 누룩 체험관, 월드 푸드 사이언스관, 발효 미생물전시관 등이 들어선다. 시설이 완공되면 발효산업과 관광을 융합한 전통발효문화산업 거점으로 운영된다. 특히 고추장민속마을과 인접해 있어 전통장류 산업과 시너지효과가 기대된다. 순창군은 발효테마파크 인근에 장내유용 미생물은행도 추진한다. 장내유용 미생물은행은 가족 단위로 건강한 대변을 보관, 건강한 장내 미생물을 이식받게 하는 시스템이다. 김재건 순창군 미생물산업 사업소장은 “발효테마파크는 순창의 미래먹거리인 발효산업 핵심 거점으로 발효를 주제로 한 체험 관광지도 조성하겠다”고 말했다 전주 임송학 기자 shlim@seoul.co.kr

스위스연구진, 대변이식으로 장내미생물 균형 연구 계획 우리 몸 속에 살고 있는 또 다른 생명체인 장내미생물이 소화기능은 물론 각종 면역기능을 좌우한다는 것은 잘 알려져 있다. 이 때문에 장내미생물의 균형을 맞춤으로써 알레르기 같은 면역기능 장애로 발생하는 질병과 소화불량 같은 질환을 치료하려는 시도들이 늘고 있다. 최근 들어서는 장내미생물이 사람의 뇌에도 영향을 미칠 수 있다는 연구결과들이 속속 나오고 있다. 유럽 연구진이 동물실험이 아닌 사람의 몸 속 장내미생물을 분석해 이같은 상관관계를 밝혀낸 대규모 실험결과를 발표해 주목받고 있다. 벨기에 루벤대 의학연구소, 신경과학과, 브뤼셀대, 브뤼셀자유대 생물공학과, 네덜란드 그로닝엔대 의대 유전학과, 노르웨이 오슬로대 면역학과 공동연구팀이 소화기관을 비롯해 체내에 존재하는 각종 미생물의 분포와 변화가 인간의 정신건강에 상당한 영향을 미친다는 사실을 밝혀내고 생물학 분야 국제학술지 ‘네이처 미생물학’ 5일자에 발표했다. 지금까지 생쥐를 이용한 실험에서 장내미생물이 행동에 영향을 미칠 수 있음이 밝혀졌고 소규모의 사람을 대상으로 한 분석에서도 우울증 환자의 장내미생물 분포가 정상인과 다르다는 사실은 알려져 있었다. 그렇지만 이번처럼 대규모의 사람을 대상으로 장내미생물과 정신건강의 관계를 분석해 미생물이 분비하는 화학물질이 인간의 기분에 영향을 미칠 수 있다는 사실을 보여준 것은 처음이다. 연구팀은 우울증과 장내미생물의 관련성을 확인하기 위해 장내미생물 검사를 받았던 벨기에인 1054명의 샘플을 면밀히 분석했다. 특히 이들 중 173명은 우울증 진단을 받거나 삶의 질 검사에서 낮은 점수를 받은 사람들이다. 이에 연구팀은 이들과 다른 사람들의 장내미생물 분포를 비교 분석했다. 그 결과 코프로코쿠스와 디알리스터라는 종류의 장내미생물이 연령이나 성별과 상관없이 삶의 질이 높은 사람들에게는 풍부했지만 우울증 환자들에게서는 전혀 나타나지 않은 것을 확인할 수 있었다. 또 우울증 환자들의 장내미생물 분포를 확인한 결과 설사와 복통을 일으키며 만성과민대장증후군을 유발시키는 크론병과 관련된 미생물들이 많은 것으로 나타났다. 특히 이들 미생물은 장내에서 염증반응을 유발시키는 것으로 잘 알려져 있다. 또 연구팀은 1064명의 네덜란드 사람들에게서 채취한 시료를 검사한 결과 마찬가지로 우울증 환자의 장내미생물에는 코프로코쿠스와 디알리스터가 없는 것으로 조사됐다. 연구팀은 장내미생물이 만들거나 분해할 수 있는 물질 중에서 신경계에 영향을 미칠 수 가능성이 큰 56종을 분류해 냈다. 이를 통해 코프로코쿠스는 도파민 분비와 관련이 있는 것으로 분석됐다. 실제로 스위스 바젤대에서는 건강한 사람의 변을 이식해 우울증 환자들의 비정상적인 장내미생물 분포와 숫자를 늘리고 균형잡으려는 임상계획이 진행되고 있다. 이번 연구를 주도한 예로엔 라스 루벤대 의대 교수는 “이번 연구는 많은 장내미생물이 만들어 내는 물질로 인해 신경세포의 기능 변화가 나타날 수 있음을 보여준 것”이라며 “소화기관에서 만들어진 화합물이 어떻게 신경세포나 뇌에 영향을 미치는지 정확한 메커니즘을 알기 위해서 추가 연구를 진행할 계획”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

누구도 혼자서는 존재할 수 없다. 이 이야기는 철학이 아니라 과학의 관점에서 보더라도 분명한 사실이다. 왜냐하면, 우리 몸에는 인간 세포보다 더 많은 공생 미생물이 존재하기 때문이다. 과거에서는 이 미생물들이 그냥 인체에 해를 끼치지 않고 살아가는 세균들이라고 생각했지만, 최근에는 숙주인 인간에 매우 큰 영향을 미치는 존재라는 사실이 밝혀지고 있다. 대표적인 것은 장내 미생물로 음식물의 소화를 돕는 것은 물론 비만, 당뇨, 고혈압 같은 여러 가지 질환의 발생과 예방에 영향을 미친다. 하지만 장 이외에 다른 장소에 사는 미생물 역시 건강에 영향을 미칠 수 있다. 미국 미시간 대학의 베치 폭스만이 이끄는 연구팀은 코와 목에 있는 미생물이 세균 감염은 물론 독감도 예방한다는 증거를 발견했다. 이전 연구에서 호흡기 미생물이 외부 세균의 침입을 막아 호흡기 감염을 예방한다는 사실은 알려졌으나 바이러스 감염에 대해서는 알려진 바가 적었다. 연구팀은 2012년에서 2014년 사이 니콰라과에서 진행된 니콰라과 가구 질병 전파 연구(Nicaraguan Household Transmission Study)에 참가한 717명의 지원자 중 독감에 걸리지 않은 537명의 코와 목에서 미생물을 채취했다. 연구팀은 채취한 미생물군의 전체 DNA를 추출해 세균을 동정하고 그 종류에 따라 다섯 그룹으로 나눴다. 그리고 독감 발생율을 추적 관찰한 결과 'community state type'(CST) 4라고 명명한 그룹에서 독감 발생율이 낮다는 사실을 발견했다. 이 그룹의 미생물은 푸조박테리움 1 균주, 나이세리아 1 균주, 그리고 연쇄상구균 1 균주 (Fusobacterium 1, Neisseria 1, Streptococcus 1) 같은 특정 미생물의 비중이 높았다. 이는 코와 목의 호흡기에 있는 특정 미생물이 독감 예방과 관련이 있음을 보여주는 증거다. 다만 이번 연구에서는 연관성만 확인했으며 정확한 이유를 알기 위해서는 후속 연구가 필요하다. 세균이나 바이러스가 외부에서 침입해서 인체에 감염을 일으키기 위해서는 여러 단계를 돌파해야 한다. 그중 하나는 본래 그 장소에서 살고 있는 미생물로 당연히 외부 침입자를 달갑게 여기지 않는다. 이들이 부리는 ‘텃세’는 숙주인 인간에게 면역력을 제공한다. 숙주가 건강해야 공생 미생물도 삶의 터전을 지킬 수 있음을 생각하면 사실 당연한 결과다. 과학자들은 이 고마운 동반자들에 대한 연구를 계속하고 있다. 앞으로 이들 통해 질병의 예방 및 치료에 큰 도움이 될 것으로 기대된다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com 　

목장에서 직접 생산해 판매하는 자연치즈가 일반 공장 제품보다 2~3배 비싼 가격에도 잘 팔리는 가운데, 일부 제품에서 대장균 등이 검출돼 주의가 요구된다. 한국소비자원은 국내 목장형 유가공 농가 중 온라인에서 제품을 판매하는 17개 업체의 17개 제품을 대상으로 미생물과 보존료 등의 검출 시험을 한 결과, 2개(11.8%) 제품에서 기준을 초과한 것으로 나타났다고 22일 밝혔다. 제품별로는 농업회사법인 은아목장의 ‘EUNA‘s TREZZA CHEESE’에서 대장균과 황색포도상구균이 기준치를 초과해 검출됐다. 또 청솔목장 영농조합법인의 ‘청솔목장 스트링치즈’에서도 황색포도상구균이 기준치를 넘은 것으로 조사됐다. 은아목장 제품에서는 대장균이 한계허용기준(100 CFU/g)의 최대 92배까지 나왔다고 소비자원은 전했다.은아목장과 청솔목장은 미생물 안전성이 확보될 때까지 문제가 된 제품의 제조·판매를 모두 잠정 중단했다고 소비자원에 통보했다. 대장균은 사람과 동물의 장내에 있는 균으로 식품의 위생적 제조·관리 여부를 판단하는 위생지표로 활용된다. 동물이나 토양, 하수 등 자연계에 널리 분포하는 황색포도상구균은 증식 과정에서 독소를 만들어내 이 독소에 다량 오염된 식품을 섭취하면 구토, 설사, 심한 복통 등을 유발하는 급성 위장염이 발생한다. 이번 조사에서 17개 전 제품에서 소브산 등 보존료는 검출되지 않았다. 보존료란 식품이 부패하거나 변질되지 않도록 첨가하는 물질이다. 소비자원 관계자는 “보존료가 첨가되지 않은 유가공품은 보존료가 첨가된 제품보다 상대적으로 유통기한이 짧기 때문에 소비자들이 유통기한을 확인한 뒤 섭취해야 하며, 섭취 전까지 포장지에 표시된 보관온도에 따라 제품을 냉장 또는 냉동 보관하는 것이 바람직하다”고 말했다. 신진호 기자 sayho@seoul.co.kr

며칠 사이에 푸석해진 얼굴, 갑자기 늘어난 흰머리. 밤샘 공부를 하거나 잇따른 야근을 한 사람들은 바쁘고 피곤하게 보낸 며칠 동안 갑자기 몇 살은 더 들어보이는 모습을 마주하면서 한숨을 내쉬는 경우가 있다. 사실 외부 환경이나 생활 패턴 때문에 자기 나이보다 더 들어보이는 이들이 있다. 반대로 겉보기에는 어려보이지만 체력이 받쳐주지 않아 힘들어 하는 이들도 있다. 모두 나이와 실제 신체 나이가 불일치하면서 나타나는 현상이다. 내 정확한 신체나이는 몇 살일까 궁금해하는 사람들이 많지만 정확한 신체나이를 알기는 쉽지 않다. 미국 연구진이 장내미생물의 형태 변화를 통해 정확한 신체나이를 진단할 수 있는 기술을 개발해 화제가 되고 있다. 미국의 인공지능(AI) 스타트업 인실리코 메디슨, 하버드대 의대 부설 브리검여성병원, 벅 노화연구소, 영국 생물노화연구재단 공동연구팀이 장내미생물의 종류와 형태를 정밀 분석해 사람의 생물학적 나이를 1~2년, 최대 3~4년 정도의 오차 이내에서 정확히 예측할 수 있는 기술을 개발했다고 세계적인 과학저널 ‘사이언스’가 11일 보도했다. 이 연구결과는 생물학 분야 출판 전 논문공개 사이트인 ‘바이오아카이브’(bioRxi) 최신호에 실렸다. 장내미생물은 음식 소화에서 인체 면역계 작용까지 다양한 차원의 인체 기능에 영향을 미친다고 알려져 왔다. 그렇지만 여전히 장내미생물이 시간이 지나면서 어떻게 변화하는지 정상균총과 이상균총의 형태적 차이, 정상균총의 분포에 대해 정확히 알려져 있지 않았다. 연구팀은 전 세계 20세 이상 건강한 성인남녀 1165명에게서 채취한 3663개 장내 미생물 샘플을 인공지능 기술인 머신러닝(기계학습)으로 분석했다. 연구팀은 인공지능으로 샘플의 90%에서 찾아낸 95가지 상이한 미생물 종류와 형태를 사람의 연령과 연동시킬 수 있도록 훈련시켰다. 그 다음 나머지 10% 샘플에서 연령을 예측하도록 했다. 그 결과 인공지능은 사람의 생물학적 나이를 1~2살, 평균 3.94년의 오차범위에서 정확히 예측해 냈다. 또 95가지 상이한 장내미생물 중에서 39종이 연령을 예측하는데 가장 중요한 것으로 밝혀졌다.또 연구팀은 나이가 들어갈수록 장내 신진대사에 중요한 역할을 하는 것으로 알려진 장내미생물(Eubacterium hallii)이 풍부해진다는 사실을 확인했다. 또 염증을 유발시켜 궤양성대장염을 유발시키는 것으로 알려진 장내미생물(Bacteroides vulgatus)은 줄어드는 것으로 조사됐다. 노화연구자들은 이같은 장내미생물 종의 변화는 나이들면서 나타나는 식습관, 수면습관, 신체활동 패턴 때문인 것으로 해석하고 있다. 알렉스 자브론코프 인실리코 메디슨 박사는 “이번 연구는 장내미생물은 놀랍도록 정확한 생물학적 시계로 사람의 신체 나이를 단 몇 년의 오차 범위에서 예측할 수 있음을 보여주고 있다”며 “이번 연구결과를 이용해 특정 개인의 신체 노화속도를 예측하는 것은 물론 알콜, 항생제, 식단 등이 장수에 어떻게 영향을 미치는지도 알아낼 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

찬바람이 불고 날씨가 건조해지면 면역력이 약한 아이들은 감기를 달고 사는 경우가 많다. 면역력이 약하면 성인들도 쉬이 피로해지고 각종 질병에 쉽게 걸린다. 스위스 연구진이 장내 세균의 부조화가 면역계의 기능장애를 유발시키고 활성산소를 많이 생산해 노화에도 영향을 미친다는 사실을 밝혀냈다. 스위스 로잔연방공과대(EPFL) 글로벌보건연구소 연구진은 장내 미생물의 부조화가 면역계 문제를 일으키고 이것이 활성산소 생성을 늘려 노화관련 증상을 촉진시키는 일련의 작동 메커니즘을 밝혀냈다. 이번 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘면역학’ 13일자에 실렸다. 장내 미생물은 오늘날 생물학과 의학 분야 연구에서 가장 중요한 주제로 떠오르고 있다. 최근 발표된 연구결과들에 따르면 장에서 서식하는 여러 종류의 세균들이 면역 시스템을 비롯한 다양한 신체 기능에 영향을 미친다. 장내 미생물들은 모든 동물에 존재하는데 ‘공생’이라는 특정한 기능적 균형을 이루면서 살고 있다. 질병에 걸리거나 항생제나 약물을 과다복용할 경우 장내 미생물이 사라지거나 불균형을 이뤄 오히려 질병 감염 위험이 커지고 세포 수명이 짧아지는 등의 ‘공생 장애’ 상태가 발생할 수 있다. 이런 사실들이 알려지기는 했지만 장내 미생물이 건강에 어떻게 도움을 주거나 건강을 해치는지에 대해서는 명확히 알려지지 않았다. 연구팀은 장내 미생물과 면역계 사이의 신호전달과 관련이 있는 것으로 알려진 PGRP-SD라는 수용체 단백질에 주목하고 초파리를 이용해 실험했다. 연구팀은 초파리를 유전자 변형해 PGRP-SD 유전자를 완전히 제거했다. 이렇게 만들어진 돌연변이 파리는 일반 파리보다 수명이 짧고 장내 세균 중 젖산을 만들어 내는 박테리아가 비정상적으로 많아졌다는 것을 발견했다. 연구팀은 장내 미생물이 젖산을 과도하게 만들어 냄으로써 활성산소종 생성을 촉발시켜 세포를 파괴시키고 세포 노화를 촉진시킨다는 사실을 알게 됐다. 연구진은 반대로 PGRP-SD 유전자를 활성화시키면 면역력이 강화될 뿐만 아니라 심지어 파리의 수명이 늘어나는 것을 관찰했다. 브루노 르마이뜨 교수는 “이번 연구로 공생균과 숙주 사이에서 젖산균이 과도하게 만들어질 경우 세포 손상을 촉진시키는 활성산소도 증가한다는 것을 알 수 있었다”며 “초파리를 이용한 실험이지만 사람을 비롯한 포유류의 장에서도 비슷한 메커니즘이 작동될 것으로 보이며 이번 연구 결과를 바탕으로 나이와 관련된 질병을 막을 수 있는 새로운 치료법을 찾아낼 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

마트 등에 가면 다양한 요구르트 제품에 ‘프로바이오틱스’ 함유라는 문구를 볼 수 있다. 프로바이오틱스는 섭취해 장에 도달했을 때 장내 환경에 유익한 작용을 하는 균주를 말한다. 이렇듯 먹는 유산균으로 알려진 프로바이오틱스를 이용해 다양한 염증성 질환이나 알레르기 질환을 치료할 수 있을 것이라는 가능성을 확인한 연구결과를 국내 연구진이 발표해 주목받고 있다. 기초과학연구원(IBS) 면역미생물공생연구단 임신혁(포스텍 생명과학과) 교수팀은 지금까지 단순한 건강식품으로만 알려진 프로바이오틱스가 새로운 면역치료제 원료로 활용될 수 있다는 연구결과를 발표하고 이에 대한 전문가들의 공개 논의를 제안했다고 19일 밝혔다. 이번 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘네이처 면역학’ 19일자에 실렸으며 ‘주목할 만한 논문’으로 선정됐다. 11월 중에 전세계 전문가들과 이와 관련한 공개토론을 열고 페이스북으로 생중계될 계획이다. 건강에 도움을 주는 프로바이오틱스 연관 시장과 산업은 매년 크게 성장하고 있으며 관련 연구들도 활발히 이뤄지고 있다. 그렇지만 프로바이오틱스의 어떤 미생물이 어떤 질환에 효과가 있는지 체내에서 어떻게 작용하는지 등은 명확히 밝혀져 있지 않다. 연구팀은 모유 수유를 한 영유아들이 아토피 피부염과 같은 자가면역질환에 덜 걸린다는 사실에 착안했다. 연구팀은 프로바이오틱스 중 면역 제어 기능이 있는 균을 골라낼 수 있는 분석시스템을 개발하고 프로바이오틱스를 투여했을 때 생기는 장내 환경을 모사하는 시스템을 개발해 활용했다. 그 결과 면역반응을 원하는 방향으로 재설계 할 수 있는 ‘비피더스 PRI1’ 균을 발견했다.연구팀은 생쥐의 장에 있는 면역세포들을 분리해 1차 군을 만든 뒤 이 중에서 면역반응을 조절하는 T세포의 분화와 증식을 유도할 수 있는 특정 균을 뽑아 2차 군을 구성했다. 2차 군에 포함된 후보 미생물은 200여 종에 이르렀다. 이 중에서 비피더스 PRI1 균을 추출해 체내에 전혀 세균이 없는 무균 생쥐에게 주입한 결과 비피더스 PRI1이 소장과 대장에서 면역조절 T세포를 분화하고 증식을 유도한다는 사실을 확인했다. 비피더스 PRI1 균이 투여된 생쥐는 그렇지 않은 생쥐보다 면역세포가 크게 증식되고 장 표면 염증도 줄었다. 연구팀은 이탈리아 나폴리대 연구팀과 함께 비피더스 PRI1을 정밀 분석한 결과 ‘세포 표면 다당체’라는 물질이 면역을 활성화시킨다는 것을 증명하고 화학구조와 반응 메커니즘도 밝혀냈다. 임신혁 교수는 “이번 연구는 프로바이오틱스가 꼭 살아있어야만 효능이 있을 것이라고 여겨졌던 기존 상식을 뒤집었다는데 의미가 크다”며 “프로바이오틱스의 유용한 활성에 대한 과학적 근거를 제시하고 면역 활성 물질의 화학적 구조와 작용기작을 규명해 미생물을 이용한 마이크로바이옴 치료제 개발에도 도움을 줄 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

19세기 생물학자와 의학자들에 의해 미생물을 비롯한 각종 병원균이 질병을 유발시킨다는 사실이 밝혀졌다. 지금까지 알려지지 않은 각종 질병과 전염병들도 등장하면서 현대인에게 ‘청결’은 미덕처럼 받아들여지고 있다. 그렇지만 지나치게 청결을 강조해 ‘무균’ ‘멸균’ 상태에 대한 강박 때문에 오히려 새로운 질환이 발생하는 ‘청결의 역설’ 상태가 나타나고 있기도 하다. 북미 연구진이 청결을 유지하기 위해 사용하는 각종 가정용 세제들이 영유아의 건강을 해칠 수 있다는 연구결과를 발표했다. 미국 존스홉킨스대 공중보건대, 캐나다 앨버타대, 토론토대, 매니토바대, 브리티시 컬럼비아대, 사이먼 프레이저대, 맥매스터대 공동연구팀은 깨끗한 주변 환경을 만들기 위한 스프레이 형태의 세정제를 비롯한 각종 생활용 세제가 소아 비만을 유발시킬 수 있음을 밝혀냈다. 이번 연구결과는 캐나다 의학회에서 발행하는 국제학술지 ‘캐나다의학회지’ 17일자(현지시간)에 2편의 논문으로 발표됐다. 연구팀은 캐나다 영유아 건강장기발달 추적조사 데이터베이스인 ‘차일드’(CHILD)에서 무작위로 3~4개월 된 영유아 757명를 선택해 체중과 장내 미생물 종류와 형태를 분석했다. 그 다음 이들이 1살과 3살이 됐을 때 체중과 장내 미생물 종류와 형태를 분석함과 동시에 집안의 청결도, 특히 청결을 유지하기 위해 어떤 제품을 쓰는지 비교했다. 그 결과 스프레이나 분무 형태로 사용하는 가정용 소독제를 많이 사용하는 경우 장내 미생물의 숫자는 물론 종류도 줄어든다는 사실을 연구진은 확인했다. 특히 가정용 소독제와 청결제를 자주 사용할 경우 3세 때는 또래 아이들의 평균 체중보다 많이 나가는 과체중 상태가 된다는 설명이다. 또 소독제 사용으로 장내 미생물의 변화가 나타나 비만이나 과체중이 된 아이들은 이후 소독제 사용을 중단하더라도 그 영향은 오래 지속되는 것으로 나타났다. 그렇지만 화학성분이 적게 들어간 친환경 제품을 사용한 경우는 그 영향이 크지 않다는 사실도 확인했다. 캐나다 앨버타대 의대 소아과 아니타 코지스키 교수는 “이번 연구는 영유아의 주변 환경을 청결하게 유지하기 위해 소독제를 지나치게 많이 사용할 경우 문제가 될 수 있다는 것을 보여줬다”라며 “생활 청결제 사용과 장내 미생물에 대한 영향, 이것이 다시 소아비만으로 연결되는 메커니즘을 명확히 규명하기 위한 추가 연구를 진행 중”이라고 설명했다. 그러나 다른 환경보건학자들은 “화학제품을 지나치게 사용할 경우 장내 미생물에 영향을 미칠 수 있다는 사실은 명백하지만 친환경 제품이라는 기준과 영유아가 가정용 세정제에 얼마나 노출되야 이번 연구와 같은 영향이 나타나는지에 대한 것이 좀 더 명확해야 할 것”이라고 지적했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

대장균(Escherichia coli)은 동물의 장은 물론 자연계에도 흔한 세균 중 하나다. 대부분은 무해한 세균이지만, 일부 균주는 치명적인 질병을 일으켜 사회적으로 문제가 된다. 예를 들어 O157:H7 같은 병원성 대장균은 출혈성 장염을 일으키며 드물지만 심한 경우 용혈성 요독 증후군 같은 심각한 상황에 이를 수 있다. 따라서 대장균에 대한 사회적 인식은 그렇게 좋지 못하다. 물론 과학자들 역시 좋게 생각해도 숙주에게 해를 끼치지 않는 세균 정도이고 도움이 되는 일은 거의 없다고 여겼다. 하지만 이 편견을 뒤집는 연구 결과가 저널 셀 (Cell)에 발표됐다. 콜로라도 대학의 민 한 (Min Ham) 교수가 이끄는 연구팀은 장내 대장균이 숙주의 철분 섭취에 미치는 영향을 연구했다. 철(iron)은 인간과 다른 동물은 물론 세균에도 꼭 필요한 필수 미네랄이기 때문에 장내 미생물도 이를 섭취한다. 대장균은 엔테로박틴(enterobactin)이라는 물질을 분비해 숙주가 섭취한 철을 흡수한다. 따라서 연구팀은 대장균이 있으면 숙주의 철분 섭취가 줄어들 것으로 보고 연구를 진행했다. 연구팀은 엔테로박틴을 생산하지 못하게 유전자를 조작한 대장균과 정상 대장균을 실험동물로 흔히 사용되는 예쁜 꼬마 선충 (C. elegans)에 먹여 철분 농도와 성장 속도를 비교했다. 그러자 예상과는 반대로 엔테로박틴이 없는 대장균을 먹은 예쁜 꼬마 선충이 성장 속도도 느리고 체내 철분 농도도 낮았다. 그 이유를 분석한 결과 엔테로박틴이 대장균의 철분 흡수를 돕는 것은 물론 숙주의 철분 흡수도 돕는다는 사실이 밝혀졌다. 인간 세포를 대상으로 한 실험에서도 엔테로박틴이 철분 흡수를 돕는 것이 확인됐다. 예상과는 달리 대장균도 숙주에 유용한 역할을 했던 것이다. 과학자들은 장 속에 많은 미생물이 살고 있다는 사실은 알고 있었지만, 이들이 숙주의 건강과 생존에 큰 영향을 미친다는 사실은 최근 밝혀지고 있다. 과거에는 별 기능을 하지 않는다고 생각했던 미생물이 비만이나 당뇨, 우울증과 연관이 있었던 것이다. 장내 미생물은 그냥 인체에 무임승차하는 세균이 아니라 우리와 함께 살아가는 동반자다. 장내 미생물과 인체의 상호 작용을 잘 이해한다면 다양한 질병의 예방과 치료에 큰 도움이 될 수 있다. 과학자들이 이미 잘 알려진 장내 미생물을 다시 연구하는 이유다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

최근 미국에서 살모넬라균에 오염된 식품이 발견되어 리콜 조치에 들어갔다. 미 질병통제센터(CDC)는 6월 15일 켈로그사의 허니 스맥스(Kellogg’s Honey Smacks) 시리얼 일부가 살모넬라에 오염되어 31개 주에서 73명이 살모넬라 감염증을 보였으며 이 중 24명이 입원했으나 다행히 사망자는 없었다고 발표했다. 비록 심각한 상황에 이르지는 않았지만, 미국 같은 선진국조차 살모넬라 감염에서 자유롭지 못하다는 사실을 보여준 사례다. 그런데 흥미로운 사실은 수많은 사람이 오염된 시리얼을 먹었지만, 실제로 식중독이나 장염 증상을 보인 사람은 몇 명 없었다는 사실이다. 살모넬라균에 동일하게 노출되도 누군가는 무증상으로 끝나는 반면 다른 사람은 입원해야 하는 상황이 생길 수 있다. 하지만 왜 그런지는 알지 못했다. 스탠퍼드 대학의 과학자들은 장내 미생물에 이 비밀이 숨겨져 있을 것으로 보고 연구를 진행했다. 우리 몸에 사는 장내 미생물은 사실 숫자로 보면 우리 몸의 세포보다 많다. 이들은 단순히 많을 뿐 아니라 우리가 먹는 음식물을 분해해 자신도 살고 숙주인 인간에게 도움이 되는 물질을 제공한다. 더 나아가 이 공생 미생물은 다른 미생물이 들어오지 못하게 텃세를 부려 전염성 질환을 막아준다. 따라서 살모넬라균 감염 역시 막아줄 것으로 보고 있지만, 정확히 어떤 세균이 어떻게 이를 막는지는 알려지지 않았다. 연구팀은 흔한 장내 미생물인 박테로이데스(Bacteroides)가 원인일 것으로 추정하고 이들을 분리해 살모넬라균과 같이 배양했다. 그 결과 흥미로운 사실이 밝혀졌다. 예상대로 박테로이데스가 많은 경우 살모넬라균은 제대로 증식하지 못했다. 그 이유를 분석한 결과 이 장내 미생물이 만드는 짧은 사슬 지방산인 프로피온산(propionate)이 살모넬라균의 증식을 억제하는 것으로 나타났다.(개념도 참조) 장내 미생물이 음식물을 분해해 여러 가지 영양소를 만든다는 것은 이전부터 알려졌지만, 이것이 병원성 세균 증식을 억제한다는 사실은 처음 밝혀진 것이다. 사람에 따른 반응의 차이는 살모넬라균을 억제하는 장내 미생물 균주의 차이에서 비롯될 가능성을 시사하는 결과다. 장내 미생물은 숙주에 의존해 살아가지만, 반대로 숙주의 건강에 많은 도움을 주며 서로 공생한다. 최근 과학자들은 이 미생물이 우리의 건강에 생각보다 더 큰 영향을 미친다는 사실을 알아냈다. 따라서 이들에 대한 연구는 살모넬라균 감염은 물론 다양한 질병의 예방 및 치료에 도움이 될 것으로 기대된다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

피를 빨아먹고 사는 거머리도 장내 미생물이 존재한다. 거머리가 빨아먹은 피를 분해해서 자신도 살고 숙주에게도 유용한 물질을 공급하는 공생 관계를 유지하는 미생물이 있는 것이다. 인간을 포함한 수많은 동식물이 공생 미생물과 함께 살아가기 때문에 거머리도 장내 미생물이 있다는 이야기는 별로 놀라운 이야기가 아니지만, 코네티컷 대학 연구팀은 정말 놀라운 사실을 발견했다. 의료용으로 사용되는 거머리 장내 미생물에서 항생제 내성을 발견한 것이다. 이것이 놀라운 이유는 이 장내 미생물이 한 번도 항생제에 노출된 적이 없기 때문이다. 거머리는 피를 빨아먹는 징그러운 기생충이지만, 사실 의료용으로 사용된 역사가 깊은 동물이다. 과거부터 고통 없이 피를 제거하는 용도로 사용되어 왔는데, 현대 의학에서도 부작용 없이 피를 뽑아내는 용도로 이 기생충을 사용한다. 본래 기생충이었던 생물 가운데 사실 인간에게 가장 유용하게 사용되는 생물이 바로 거머리다. 물론 환자에게 사용할 거머리는 위생적인 환경에서 사료만 먹이고 키운 것으로 감염 예방을 위해 한 번만 쓰고 폐기한다. 따라서 평생 항생제에 노출될 기회는 한 번뿐이다. 그런데 환자에게 사용하지 않았던 거머리에서 항생제 내성이 발견되었다니 놀랄 수밖에 없는 것이다. 문제의 장내 세균은 에어로모나스(Aeromonas)라는 세균으로 거머리 장 속에 사는 종류는 인간에게 질병을 일으키지 않지만, 그래도 가능하면 항생제 내성이 없는 거머리를 사용하는 것이 더 안전하다. 연구팀은 모든 가능한 항생제 노출 경로를 추적해서 한 가지 가능성을 발견했다. 바로 사료용으로 준 닭 같은 가금류의 혈액에 항생제가 포함되어 있을 가능성이다. 내성을 지닌 에어로모나스는 시프로플록사신(ciprofloxacin)이라는 흔히 사용되는 항생제에 대한 내성을 지니고 있었는데, 가축을 키우는 과정에서도 질병 예방 및 생산성 증가를 위해서 사용된다. 하지만 가축 혈액에 있는 항생제 농도는 너무 낮아서 치료 목적으로 사용되는 항생제 농도의 1/100 이하에 불과하다. 연구팀은 이 농도에서도 항생제 내성이 발생할 수 있는지 검증했다. 그 결과 치료 목적으로 사용되는 항생제보다 매우 낮은 농도에서도 항생제 내성균이 생성될 수 있는 것으로 나타났다. 비록 세균을 죽이는 데는 충분하지 않지만, 성장과 분열 속도를 조금만 늦출 수 있다면 시간이 지날수록 내성 균주가 내성이 없는 균주보다 조금씩 더 빨리 증식해 우세한 균주가 되기 때문이다. 사실 의료용 거머리의 경우 항생제 노출만 제거하면 더 문제 될 것이 없다. 하지만 이번 연구 결과는 생각보다 낮은 농도의 항생제도 내성과 연관이 있음을 보여줬다. 따라서 항생제 오남용을 막는 것은 물론 축산 폐수 등을 통한 항생제 유출을 최대한 억제할 필요가 있다. 항생제 내성균이 흔해질수록 인류가 감염성 질환과 맞설 무기가 사라지는 셈이기 때문이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

1928년 영국 세균학자 알렉산더 플레밍이 우연한 기회에 발견한 항생제 페니실린은 질병 치료에 일대 혁신을 가져왔다. 세균 감염에 의한 질병을 치료하는데 지대한 역할을 해왔지만 최근들어 지나친 남용으로 기존 항생제로는 치료하기 어려운 슈퍼 박테리아까지 등장했다. 또 항생제의 잦은 사용은 만성질환의 원인으로 지목되고 있지만 지금까지 정확한 항생제와 만성질환 간 상관관계가 정확히 밝혀지지 않았다. 이런 가운데 고려대 의과학과 김희남 교수팀은 항생제를 자주 사용하면 장내 미생물 불균형과 돌연변이가 발생해 각종 만성질환의 원인이 된다는 사실을 밝혀내 항생제, 장내미생물, 만성질환의 관계를 규명하는데 성공했다고 18일 밝혔다. 이번 연구결과는 미생물학 분야 국제학술지 ‘트렌드 인 마이크로바이올로지’ 17일자에 실렸다. 항생제는 병원균 뿐만 아니라 건강 유지에 필수적인 장내 유익균까지 함께 죽이는 부작용이 있다. 이 때문에 항생제를 처방할 때 소화제나 정장제를 함께 처방하는 이유이기도 하다.항생제 사용이 잦아지면 장내 미생물의 균형이 깨져 쉽게 원상복구되지 않고 고혈압, 당뇨, 아토피 피부염 등 만성질환으로 이어지는 경우가 많다. 연구팀은 항생제가 투입되면 장내 미생물이 스스로 생존하기 위해 생장을 억제하는 긴축반응을 보이면서 항생제 내성을 갖게 된다고 분석했다. 항생제 내성 미생물들이 증가하면서 장내 미생물 구성에도 심각한 불균형을 갖게 된다고 연구진은 설명했다. 항생제 내성균들은 돌연변이이기 때문에 항생제 투입을 오랫동안 중단하더라도 장내 미생물 구성이 회복되는 것은 어렵고 결국 만성 질환의 원인이 된다는 것이다. 김희남 교수는 “이번에 밝혀낸 장내 미생물 긴축반응 모델은 항생제 사용이 만성질환을 어떻게 유발시키는지를 보여줌으로써 만성질환 예방과 치료방향을 제시했다”고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

프로바이오틱스 유산균이 꿀벌을 노세마병으로부터 보호해준다는 연구 결과가 나왔다. 이 병은 지난 몇십 년간 세계적으로 일벌이 사라지고 있어 문제가 되고 있는 봉군붕괴현상(CCD)의 원인 중 하나로 벌에게 노세마 아피스(Nosema apis)와 노세마 세라네(Nosema ceranae)라는 2종의 곰팡이가 감염됐을 때 나타나는 것으로 알려졌다. 캐나다 라발대 연구진은 꿀벌들에게 프로바이오틱스를 먹이면 노세마병에 걸리더라도 폐사률을 40%까지 줄일 수 있다고 국제 학술지 ‘프론티어스 인 이콜로지 앤드 에볼루션’(Frontiers in Ecology and Evolution) 최신호에 발표했다. 이번 연구를 이끈 니콜라 드롬 교수는 “노세마병을 일으키는 곰팡이는 정상적인 조건에서 벌들에게 아무런 문제를 일으키지 않지만 벌들이 스트레스를 받으면 면역체계를 피할 수 있다”고 설명했다. 이렇게 되면 벌들은 먹이를 찾으러 나갔다가 길을 잃고 죽거나 벌집에서 애벌레를 돌보지 않아 죽는 벌이 늘어나는 것이다. 현재 노세마병은 항생제로 치료할 수 있지만, 내성이 강한 균들이 출현하면서 효능이 떨어지고 있다. 드롬 교수는 “이런 항생제는 벌들의 장내 유익균을 죽일 수 있다. 따라서 우리는 노세마병과 싸울 다른 해결책을 찾아야 했고 그중 하나가 프로바이오틱스였다”고 말했다. 연구진은 실험실 안에서 벌들에게 네 가지 프로바이오틱스를 섭취하게 해 노세마병을 치료하고 예방할 수 있는지 그 효능을 측정했다. 이 중 박토셀(Bactocell)과 레부셀(Levucell)은 돼지와 닭, 새우, 그리고 연어 사육장에서 쓰이는 상업용 제품이지만, 나머지 두 종은 연구진이 건강한 꿀벌들에게서 채취한 것이었다. 연구진은 이 4종의 프로바이오틱스를 설탕 시럽과 섞어 벌들에게 먹였다. 2주간의 실험 끝에 연구진은 프로바이오틱스를 섭취한 벌들이 대조군보다 사망률이 20~40% 더 낮다는 것을 발견했다. 4종의 프로바이오틱스는 비슷한 효능을 보였다. 드롬 박사는 “우리 결과는 벌들의 장내 미생물총에 있는 세균이 노세마병을 치료하는 데 있어 상업적인 프로바이오틱스만큼 효과적일 수 있음을 보여준다. 매우 높은 감염률을 고려할 때 시험된 프로바이오틱스는 벌들에게 존재하는 곰팡이의 양을 줄이지 않았지만, 벌들이 더 잘 견딜 수 있도록 했다는 것이 중요하다”고 말했다. 연구진은 벌들의 미생물총에 존재하는 프로바이오틱스의 보호 특성을 이용해 노세마병에 대항하는 새로운 방법을 개발할 계획이다. 연구진은 “우리가 꿀벌 군집에서 시행한 시험들은 P. apium으로 불리는 특정 프로바이오틱스가 최적의 후보였다”면서 “또한 우리는 다른 잠재적인 미생물 유형을 확인했고 이제 벌들에서 노세마병을 치료하기 위한 프로바이오틱스 조합을 개발하기를 희망한다”고 말했다. 하지만 이 질병에 관한 진정한 해결책은 꿀벌들을 교란하는 스트레스의 원인을 확인하고 교정하는 것이라고 연구진은 결론지었다. 사진=signout / 123RF 스톡 콘텐츠 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

서울 강남구의 한 피부과에서 시술을 받은 뒤 발생한 집단패혈증의 원인이 당초 추정대로 오염된 프로포폴 때문인 것으로 드러났다.질병관리본부는 이상 증상이 발생한 환자 20명 중 5명의 혈액과 지난 4일 분주한 주사기에 들어 있던 프로포폴, 프로포폴 투여에 사용된 주삿바늘에서 동일한 유전자형의 판토에아 아글로메란스균이 확인됐다고 16일 밝혔다. 질병관리본부는 “프로포폴 등 환경 검체에서 동일한 유전자형의 균이 검출된 것에 미뤄 동일한 감염원에 의한 집단 발생을 의심할 수 있다”고 밝혔다. 판토에아 아글로메란스는 장내세균과에 속한 그람 음성 막대균으로 작물이나 토양, 물, 음식, 농작물 등에서 나올 수 있다. 면역저하자와 신생아 등은 감염이 되는 것으로 알려졌다. 앞서 지난 7일 서울 강남구 소재 M피부과에서는 시술을 받은 환자 중 20명이 발열, 어지러움, 혈압 저하 등 패혈증 증세를 보여 병원 치료를 받았다. 보건당국은 이런 조사 결과를 바탕으로 환자와 약품, 환경검체에 대한 미생물 검사와 의무기록 확인 등 종합적인 역학조사를 진행하고 있다고 밝혔다. 추가 이상증상자 확인을 위해 서울시와 강남구 보건소는 지난 1~7일 해당 피부과를 방문한 사람 160명을 대상으로 증상을 관찰하고 있다. 다행히 추가 의심환자로 분류할 만한 증세를 보이는 사람은 나오지 않고 있다. 증세를 보인 사람 중 입원환자는 6명이며, 나머지 14명은 퇴원한 상태다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

특정 미생물 부족하면 유발 수유 방식에 따라서도 영향 심한 가려움증을 동반한 만성 염증성 피부질환인 아토피는 한국에선 영유아 5명 중 1명이 앓고 있다는 통계도 있지만 발병 원인이 명확하지 않아 치료도 증상 완화에 초점이 맞춰져 있다. 국내 연구진이 장내 미생물(마이크로바이옴) 중 특정 유전자가 부족할 경우 아토피가 생긴다는 사실을 밝혀내 주목받고 있다. 홍수종 울산대 의대 서울아산병원 소아청소년과 교수, 김봉수 한림대 생명과학과 교수 공동연구팀은 장내 미생물의 불균형이 아토피 피부염을 유발시키거나 악화시킨다는 것을 규명했다고 14일 밝혔다. 이번 연구 결과는 의학 분야 국제학술지 ‘알레르기와 임상 면역학’ 최신호에서 ‘에디터스 초이스 논문’으로 실렸다. 장내 미생물이 인체 면역현상과 밀접한 관계가 있다는 사실은 많이 알려져 있었지만 아토피 피부염과의 관계는 처음으로 확인했다. 연구팀은 생후 6개월 된 건강한 영아 66명과 아토피를 앓고 있는 영아 63명의 분변을 채집해 ‘전장 메타게놈 염기서열분석법’을 활용해 장내 미생물을 분석했다. 또 모유 수유와 혼합 수유 방법에 따른 장내 미생물의 차이도 함께 조사했다. 그 결과 수유 방식에 따라 장내 미생물의 종류가 달라지며 아토피 피부염을 앓는 영아들의 장내 미생물 양은 정상 영아보다 적다는 사실을 연구팀은 확인했다. 영아들은 수유가 주요 영양분 섭취 방법인데 아토피 피부염을 앓는 아이들은 당단백질의 일종인 ‘뮤신’을 분해하는 미생물이 장속에 훨씬 적게 존재한다는 사실도 밝혀냈다. 장내 미생물이 정상적으로 정착하기 위한 영양분을 얻지 못해 불균형 상태를 이루게 되고 결국 아토피 피부염으로 연결된다는 설명이다. 홍 교수는 “장내 미생물과 아토피 피부염 발생의 상관관계가 밝혀진 만큼 장내 미생물을 활용한 아토피 피부염 치료와 예방법을 개발하는 연구를 진행할 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

●생명硏, 마이크로바이옴 콘퍼런스 개최 한국생명공학연구원은 11일 대전 연구원 본원에서 ‘10% 휴먼, 잊혀진 기관을 찾아서’라는 주제로 콘퍼런스를 개최한다. 최근 마이크로바이옴(장내 미생물)과 소화기, 뇌, 순환계, 면역계 등 인체의 다양한 부분에서 나타나는 질병과 관련이 높다는 연구결과가 속속 나오면서 그 중요성이 커지고 있다. 이번 행사에서는 국내 마이크로바이옴 관련 연구자들이 모여서 관련 연구 성과를 발표하고 정보교류를 통한 상호협력 방안을 논의한다. 특히 연구원 부설 생물자원센터에서 진행하고 있는 ‘한국인 장내 마이크로바이옴 뱅크’ 구축과 관련한 현황 발표도 있을 예정이다. ●과기부, 기후 관련 R&D 연구과제 공모 과학기술정보통신부(장관 유영민)는 온실가스 감축과 기후 관련 산업 창출을 지원하기 위한 연료전지, 2차전지 분야 연구개발(R&D) 과제를 공모한다고 10일 밝혔다. 이번에 지원되는 R&D 과제 규모는 연료전지 분야 21억원, 2차전지 분야 37억원으로 총 58억원이다. 연료전지 분야는 미세먼지와 이산화탄소를 배출하는 디젤 발전기가 주로 쓰이는 백업전원, 이동형 전원 등을 친환경 고효율 연료전지로 대체하기 위한 기술개발을 지원한다. 2차전지 분야는 전기자동차의 주행거리 향상, 오랜 수명성능, 안정적인 충·방전 출력, 안전성 등을 고려한 차세대 기술개발을 지원한다. 과제 공모와 관련한 자세한 내용은 과기부(www.msit.go.kr), 한국연구재단(www.nrf.re.kr) 홈페이지에서 확인할 수 있다.