(3)인체공생균 패턴을 조사하여 질병을 진단,치료한다 (3:개인맞춤형 식단의 진단과 처방)

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인체 공생균 패턴을 조사하여 질병을 진단·치료한다 ③ ≪개인 맞춤형 식단의 진단과 처방≫ -

사진 1:  인체공생균은 질병여부를 알려준다  ( 좌상단시계방향 : 스트렙트코커스균 ,  고초균 ,  바이오필름내 균들 .  말라세지아 효모균 )

조선시대 왕 주치의인 어의(御醫)는 ‘매화(梅花)’틀 속 임금 대변을 매일 관찰했다. 혀로 맛보기도 했다. 지금도 변 상태는 건강척도다. 황금색 바나나 변은 잘 먹고 소화시킨다는 반증이다. 반면 토끼 똥은 이상신호다. 그럼 변으로 건강진단을 할 수 있을까. 아니 한발 더 나아가보자. 변 검사를 통해 현재 건강상태를 진단하고 ‘개인맞춤형 식단’을 처방할 수 있을까. 답은 ‘그렇다’다.

 

음식, 장내세균, 대사성질환의 연결방정식을 풀다

2021년 저명학술지 ‘내쳐메디신’에는 ‘개인맞춤형’ 건강식단이 가능하다는 논문이 실렸다. 영국 킹스칼리지대학 연구진은 미국·영국 성인 1098명을 대상으로 그들이 매일 무엇을 먹는지, 그래서 어떤 장내세균이 생기고, 그래서 어떤 혈액 속 성분, 특히 대사성질환관련 성분들이 어떻게 변하는지를 조사했다. 결과는 놀라웠다. 장내세균들은 먹는 특정 식품·식품군에 따라 일관되게 변했다. 예를 보자. 커피를 마시면 어떤 균들이 증가하고 이 균들이 증가하면 공복혈당, 콜레스테롤이 어떻게 변하고 10년 심장병이 생길 확률이 얼마인지도 계산가능하다. 만약 프리보텔라, 블라스토시스티스 세균그룹이 나타나면 식후 혈당이 정상치가 된다는 것을 알 수 있었다.

 

연구진들은 대사성질환인 2형 당뇨·심장질환·비만 예방을 하는 ‘착한’ 장내세균과 ‘나쁜’ 장내세균을 분명하게 구분할 수 있었다. 혈당을 예로 보자. 공복혈당은 건강검진 단골 메뉴다. 하지만 사람들은 다양한 종류 음식을 먹고 대부분 활동시간을 ‘공복’상태가 아닌 ‘식후’ 상태로 보낸다. 이때는 혈당, 중성지방 등 대사관련 물질 농도가 높아 있는 상태다. 따라서 정확하게 대사관련 건강상태를 평가하려면 아침 공복혈당으로는 부족하다. 연구진은 공복혈당보다 더 정확하게 평상시 혈당, 콜레스테롤 등을 예측하는 걸 발견했다. 장내세균 패턴(종류, 수)이다. 이제 장내세균 패턴만으로도 당뇨·심장질환·비만 가능성을 예측할 수 있다.

 

착한 장내세균을 만드는 건 통곡물, 야채 섬유소다

연구진들은 ‘착한’ 장내세균들을 많이 만드는 것이 어떤 음식들인지에 주목했다. 모든 데이터는 한 가지 음식을 가리키고 있었다. 식물성 식단이다. 즉 야채·과일·통곡물이 가장 확실하게 유익한 장내세균들을 만들고 있었다. 식물성 식단에 반응하는 장내세균 상당부분은 이 연구에서 처음 존재가 밝혀지는 놈들이었다. 섬유소분해 효소를 사람 세포는 만들지 못한다. 즉 알파결합을 가진 녹말등과 달리 베타결합 섬유소는 인체에서 분해되지 않는다. 그럼 누가 분해할까. 섬유소 85%는 그대로 대장까지 도달한다. 여기에서 장내세균에 의해서 분해되고 단쇄지방산 (SCFA: Short Chain Fatty Acid)이 생산된다. 이놈이 효자다. 이게 혈액 속으로 이동한다. 그래서 두뇌, 심장 등에 ‘착한’ 신호를 보낸다. 두뇌인지, 심장기능이 좋아진다. 장수요인이다.

 

섬유소 함유 식품이 장수식품이다. 그럼 현실적으로 어떤 식단이 좋을까. 통곡물이 좋다고 현미를 생으로 씹고 당근을 우적우적 먹을 수는 없다. 연구자들은 지중해식단을 추천한다. 지중해식단에 따라 장내세균이 유익한 균으로 변하는 걸 확인했고 신체는 강건(强健)하게 변했다.(박스기사). 그동안 알려진 섬유소 장수요인이 이제 분자수준에서, 장내미생물 변화로 재확인되고 있다. 이번 연구에서 보듯 장내미생물 변화패턴이 건강진단 핵심으로 떠올랐다. 그럼 인체 다른 곳도 미생물 패턴을 보면 그곳 질병여부를 진단할 수 있을까. 답은 ‘가능하다’다.

 

 

사진2: 기관지 균 패턴(종류, 수)을 조사하면 천식환자 타입(종류, 진행정도)를 알 수 있다(점은 균을 나타낸다. 녹:건강인, 청:비호산구성 천식 적:호산구성 천식)

 

인체 공생균의 패턴을 보면 질병여부를 진단할 수 있다

인체에는 균들이 붙어산다. 피부·장·폐 등 외부공기와 접촉하는 곳은 모두 균들이 붙어산다. 이놈들은 인체세포보다 10배나 종류가 많다. 건강상태에 따라 공생균 종류가 달라질까. 최근 인체공생균 패턴(종류, 수)을 보고 질병여부를 판단하는 연구가 급물살을 타고 있다. 천식을 보자.

 

천식은 알레르기 염증에 의해 기관지가 반복적으로 좁아지는 만성호흡기 질환이다. 좁아진 기관지 때문에 숨이 차고, 기침이 반복되며, 가슴에서 ‘색색’소리가 난다. 문제는 천식 종류가 다양하고 종류에 따라 치료방법이 다르다는 거다. 따라서 환자를 타입별로 정확히 분류하는 게 치료 핵심이다. 하지만 이게 만만치가 않다. 호주와 중국연구진은 타입·진행정도가 다른 천식환자 24명과 건강인 12명 가래 속 미생물 종류를 조사했다. 결과는 확실했다. 천식타입·진행정도에 따라 기관지 속 균 패턴(종류,수)가 확연히 구분되었다. 정상인과 비교해서 천식환자는 균 종류, 수가 감소했다. 또한 천식형태에 따라 균 종류가 달랐다(그림). 따라서 이제는 기관지 가래 속 균 패턴을 조사하면 천식 타입·진행정도를 알 수 있다, 치료가 쉬워진 거다. 왜 미생물이 천식종류에 따라 달라질까. 균들은 먹이, 환경이 어떤가에 따라 잘 자라는 놈들이 다르다. 같은 김치라 해도 김치성분, 숙성조건에 따라 김치 유산균 종류, 수가 달라지는 것과 같은 원리다.

 

기관지에 붙어살던 균들은 기관지 질병여부, 예를 들면 천식을 바로 알려준다. 하지만 인체공생균은, 때로는, 멀리서도 질병 상태를 알려준다. 간경화증 경우가 그렇다.

 

술을 먹지도 않았는데 간에 문제가 생긴다. 비알콜성지방간이다. 간에 노릇노릇 지방이 낀다. 이 상태가 지속되면 간 섬유화가 되고 간경화가 생기고 결국은 간암으로 진행한다. 간섬유화·간경화를 정확히 진단하기는 그리 간단치 않다. 옆구리에 긴 주사를 찔러 간조직을 떼어내는 조직검사는 병변부위만을 정확히 찔러야 한다. MRI는 고가기기로 대형병원에서나 가능하다. 미 솔크연구소는 간섬유화·간경화 환자와 건강인의 변 163개 속 장내세균을 조사·비교했다. 연구진은 간경화환자에게만 있는 19개 장내세균을 골라냈다. 이놈들이 있으면 간섬유화·간경화가 생겨있다는 이야기다. 정확도는 90%다. 최고의사가 MRI, 조직검사를 통해서 진단하는 정확도다. 이제 어떤 곳에서든 환자대변만을 보내서 장내미생물 19개 종류가 있는가를 확인하면 정확하게 진단할 수 있다. 더 놀라운 건 따로 있다. 연구진이 골라낸 19개 균은 미 캘리포니아 환자들에서 확인한 거다. 이 결과를 중국과 이태리 환자들에게도 적용해봤다. 전혀 다른 인종, 환경임에도 90% 정확하게 진단할 수 있었다. 연구진들은 한걸음 더 나간다. 이제 19개 장내세균을 간경화환자들에게서 제거할 경우 간경화가 치료될지를 조사하고 있다.

 

장내세균은 우리 몸 상태를 대변한다

조선시대 어의는 변 상태만을 보고도 임금 몸 상태를 알아챘다. 그래서 왕의 수라담당에게 요리재료를 조절하도록 했다. 진단과 개인맞춤형처방을 한 셈이다. 어의는 수십 년 경험이 축적되어 있는 최고 의사다. 이제 21세기 첨단과학은 다시 변으로 눈을 돌린다. 어의들 경험을 인공지능(AI)이 대신 배운다. 즉 수많은 환자들 건강상태와 그들 인체공생균 패턴 빅데이터를 학습해서 방정식을 만든다. 이 방정식에 변 검사 데이터를 집어넣는다. 인체공생균 패턴 데이터는 정확하게 그 사람 몸 상태를 말해준다. 이제 한 걸음 더 나아간다. 무엇 무엇을 먹으면 혈당이 줄어들고 중성지질이 떨어질지 알려준다. 장내세균을 바탕으로 한 개인맞춤형 식단이 가능해졌다. 21세기 개인 어의가 등장한 셈이다.

 

 

 

 

사진3: 지중해식단은 착한 장내세균을 만드는 노년 최고밥상이다

박스기사: 1년 지중해식사가 노년을 강건(强健)하게 만든다

지중해식단이 감량 다이어트에 좋다. 하지만 70대 노인들에게는 다이어트보다는 강건한 신체가 필요하다. 지중해식단이 어떤 변화를 줄까. 아일랜드 연구진이 5개국 65-79세 노인 612명을 대상으로 지중해식단 1년 효과를 검사했다. 1년 후 변화는 극적이다. 지중해식사그룹은 눈에 띄게 두뇌기억력, 언어력, 악력, 걷는 속도 등이 증가했다. 반면 평소대로 식사하던 그룹은 노쇠증상이 증가했다. 지중해식단은 과일·채소·견과류·콩·올리브유·생선·소량 붉은색 소고기로 구성되어 있다. 연구진은 지중해식사그룹이 장내미생물 종류가 증가하고 건강 신호물질인 단쇄지방산(SCFA)생산 장내세균이 급증했음을 확인했다. 반면 대장암유발 담즙산, 인슐린저항성, 지방간, 세포손상이 감소했다, 지중해식단이 노년의 최고밥상이다.