📚마이크로바이옴, 건강과 노화의 비밀 | 브렛 핀레이,제시카 핀레이 | 파라사이언스(2022)

'마이크로바이옴 건강과 노화의 비밀'이 책은 두 저자가 공동 저자입니다. 특이하게도 아빠와 따님이 함께 지은 책이라고 합니다. 브랫 핀레이는 캐나다 브리티시 컬러의 콜롬비아 대학교의 피터 월 석자 교수이고 세계 감염 분야의 세계적인 건위자이기도 합니다. 30년 이상 미생물을 연구하면서 500편이 넘는 논문을 발표했고 또 마이크로바이옴 인사이츠의 공동 창립자이면서 캐나다 훈장을 받은 수훈 장교이기도 합니다. 그 따님인 제시카 핀레인은 미국 미시간대학교에서 박사 후 연구원으로 환경노인학과 보건질의학을 전공하고 또 미국 미네소타 대학교에서 석사와 박사학위를 받으면서 그동안의 연구업적과 노인학 분야에서 연구한 것들로 이 책을 또 함께 썼다고 합니다. 이 책의 세 가지 핵심 관점은 첫 번째 미생물 분야에서 나온 새로운 연구 결과들로서 현대의학교과서를 바꿀 개념들에 주의를 해주시면 되겠습니다. 두 번째 관점은 일반적으로는 아직 다루고 있지 않은 건강한 노화 과정에 미치는 미생물의 영향에 주목한 것을 확인해 주세요. 세 번째는 미생물은 우리 몸 내부와 주변 모든 곳에 있다는 관점, 이 세 가지 관점에 따라서 이 책을 이해하시면 되겠습니다.

1장. 젊음의 샘은 미생물로 가득 차있다

몸속과 주변에 있는 미생물들을 잘 활용하면 여러분의 잇몸이 더 건강해지고 뼈와 근육이 더 강해지고 나아가 여러분의 뇌를 치매로부터 보호할 수도 있을 것이다. 미국인의 10대 사망 원인 중 사고사를 제외한 나머지 모든 원인에 미생물이 깊숙이 관여되어 있다는 놀라운 사실을 우리는 명심해야 한다(15). 

우리 인간은 생물학적으로 최고점에 도달하는 시기가 12살 근처다. 12살이 지나면 죽음의 기회가 매 8년마다 2배로 증가한다(17). 
 
우리 주변에서 73세 노인이 95세 노모를 모시고 82세 할머니가 자신보다 더 늙은 남편과 아직 생존해 있는 105세 된 부모를 걱정하는 상황을 보고 있다(18). 

100세가 넘은 100세인과 110세가 넘은 초 100세인의 숫자가 전 세계적으로 지속적으로 증가하고 있다고 한다. 이 사실은 21세기에 가장 주목할 만한 사회 전환 현상 중 하나가 될 것이다(18). 

노인 인구의 증가는 전 세계 모든 국가에서 나타나는 현상이며 비만, 제2형 당뇨병, 천식, 염증성 장질환과 같은 만성질환도 전 세계적으로 급격히 증가하고 있다(18).

미생물이 가장 중요한 역할을 할 것으로 보이므로 뇌질환을 해결하기 위해 대장이나 다른 장기의 미생물을 연구할 필요가 있다(19). 

뼈와 근육량의 감소나 피부의 주름과 같은 현상도 미생물과 연결되어 있음이 알려졌다(19). 

미생물들은 우리가 태어난 후 유아기 몇 년과 임종에 가까운 몇 년과 같은 인생의 양쪽 끝에서 특히 중요하다. 미생물과의 동행은 아기가 산도를 통과할 때 세균을 입안 가득 삼킴으로 태어날 때부터 시작된다. 모유를 먹거나 피부 접촉을 통해 어머니로부터 정기적으로 미생물을 공급받게 된다. 이런 과정을 거쳐 미생물 군집은 2,3세경에 완전히 형성되고, 성인이 될 무렵에는 우리 장 안에 500종이 넘는 미생물 군집이 서식하게 된다(20). 

신체의 전반적인 노화 과정에 미생물이 핵심 역할을 한다는 것이 최근 과학계가 이룬 놀라운 발견이고, 그에 따라 늙어가면서 미생물을 유지하고 강화시킬 필요성이 절실이 대두되었다(21).

항생제가 개발됨으로써 인간을 병원균의 감염으로부터 구하게 되었다. 이 기적의 약에 의해 수많은 사람들의 목숨을 구했지만, 동시에 모든 미생물들은 박멸해야 한다는 사회통념이 생겨났다(22).

즉, 항생제들이 해로운 미생물만 제거한 것이 아니라 유익한 미생물도 같이 없애버린 것이다. 이런 현상을 과도한 위생의 부작용이라고 한다(23).

2장. 당신의 미생물이 빛을 내고 있군요 : 피부 미생물

피부는 인체에서 대장, 구강, 질 부위 다음인 네 번째로 미생물이 많이 분포되어 있다. 우리의 손을 보면 손바닥에만 150종류 이상의 미생물들이 존재한다(30).

대표적인 건강 미용 제조회사인 암웨이의 선임 피부과학자인 그렉 힐레브랜드 박사는 피부 노화를 방지하기 위해서는 새로운 혁신적인 방안이 개척되어야 한다고 다음과 같이 주장하고 있다. "항노화 분야의 혁신적인 진보는 조금 느리게 진행되고 있어요. 보습제나 세럼, 에센스와 같은 기존의 국소화장품들은 노화현상을 방지하거나 개선하는 성분을 합류하고 있는데 이 성분 중 가장 대표적인 것이 레티노이드로서 지난 1980년대에 개발된 것입니다. 그래서 이를 뛰어넘는 새로운 시도로서 피부 미생물이 크게 주목받고 있는 상황입니다. 아마도 피부 미생물이 피부 노화를 해결해 줄 가장 유망한 대상이 될 겁니다(33).

힐레 브랜드 박사는 자신의 예감을 밀고 나갔고, 그 사이를 훌쩍 뛰어넘어 현재로 넘어와선 암웨이에서 미생물에 초점을 맞춘 임상연구와 제품 개발의 핵심 역할을 담당하고 있다(34).

과학자들은 비듬의 생성에 두피 미생물 군집의 불균형이 관여할 것으로 추측하고 있다(46).

개인별 맞춤 프로바이오틱스는 앞으로 피부에 감염을 방지하고 피부 건강을 증진시키는데 크게 기여할 것이다(49).

미생물이 혁신적인 피부관리의 핵심 요인이므로 앞으로 젊고 건강하고 광택이 나는 피부를 얻는데 미생물이 필히 요구되는 새로운 시대가 도래할 것이다(51).

3장. 미생물의 말을 따르세요 : 미생물과 뇌

장미생물과 뇌와의 연결성이 최근에 미생물군집 연구에 있어 가장 흥미롭고 복잡한 분야로 주목받고 있다(53).

신체 부위상 분리되어 있는 장과 뇌 사이의 복잡한 정보 교환에는 사실상 두 가지의 큰 장애물이 있다. 첫 번째는 장 누수증이 생기면 뇌에 큰 지장을 초래한다고 알려져 있다.
즉 미생물의 생성 물질들이 장관 밖으로 노출되면 즉각적으로 염증을 일으킨다. 두 번째 장애물은 혈액, 뇌 장벽이다. 혈액, 뇌 장벽이 충분히 작동하기 위해서는 미생물이 필요하다(57).

고농도의 혈당은 우리 몸과 뇌의 건강에 좋지 않다. 장미생물들이 당뇨병과 혈당량 조절에 중요한 기능을 가지고 있다. 일반적으로 혈당량이 높은 당뇨병 환자들에게서 알츠하이머병의 발병률도 2배 증가하는 경향이 있어서 알츠하이머병을 제3형 당뇨병이라고도 한다(61).

치매 증세를 줄일 수 있는 방안 중 그 첫째는 세포에 필요한 산소와 주요 영양분을 고갈시키는 흡연을 피하는 것이다. 둘째는 하루에 적포도주 한 잔 정도로 알코올 섭취를 줄이는 것이다. 셋째는 건강하고 균형 잡힌 식사를 해 뇌가 녹슨 것을 방지하는 것이다. 식품과 관련해 커피 소비의 증가가 알츠하이머병의 발생 위험을 낮춘다. 건강한 식사와 더불어 평생에 걸쳐 운동하는 것이 필수적이다. 심장을 뛰게 하면 뇌로의 혈류가 증가해 뇌로 더 많은 영양분을 공급하게 된다(66).

파킨슨병은 알츠하이머 병 다음인 두 번째로 흔한 신경퇴행성 질환으로서 65세 이상 인구의 1에서 2%가 걸린다. 파킨슨병과 밀접하게 관련된 두 가지 초기 증상이 대장의 변비 증세와 후각의 상실이다(69).

우울증을 가진 노인과 젊은이 사이에는 그 양상이 사뭇 다르게 나타난다. 노인인 경우는 일반적으로 슬픔이나 자신이 무가치하다는 감정이 없는 대신 불면증, 무관심, 활력 감소, 식욕 상실, 흥분, 기억과 집중력 감퇴, 그리고 온몸이 쑤시고 아픈 증세가 주로 보고되어 있다(75).

불안감, 스트레스, 우울증이 모두 장미생물과 관련이 있다는 신빙성 있는 결과가 보고되었다. 특히 어린 시절의 미생물 군집이 이런 감정, 기분장애의 핵심 역할을 한다는 것은 거의 확실하다(76).

항생제 과다 사용은 신체적인 건강뿐만 아니라 우울증이나 불안감, 스트레스 같은 정신 건강에도 영향을 미칠 수 있는 것으로 확대되었다(78).

지중해식 식이요법을 엄격하게 준수하면 우울증의 위험이 감소한다. 프로바이오틱스가 스트레스 감소의 효능을 나타내는 기전엔 정서에 영향을 미치는
장 투과성을 감소시킨다는 사실과 연관되어 있다. 프로바이오틱스는 우울증과 불안감, 그리고 스트레스를 감소시킨다(79).

심혈관 질환 위험을 감소시킬 수 있는 쉬운 방법으로는 붉은 고기의 소비를 줄이고 섬유질의 섭취를 증가시키는 것이다. 섬유질 섭취는 뇌졸중의 위험도 감소시키는 좋은 방법이다(82).

4장. 건강한 미소 건강한 당신 : 구강 미생물

입은 평생 살아가는 동안 전체적인 건강의 척도를 나타내고 소화관을 식이 통과하는 입과 항문 사이의 위장관과 면역계, 그리고 외부 환경과의 첫 번째 핵심 접촉 부위이다. 사실상 여러 기관 또는 몸 전체가 관여된 모든 시스템적인 질환 중 많은 경우가 구강에 병의 신호나 증세를 드러내 보인다(91).

구강 미생물 군집과 치매가 연결된다는 놀랄만한 연구 결과가 있다(91).

현재 빈번히 처방되는 약물 중 400종 이상이 구강건조증을 일으킨다는 사실이 환자나 의사에게도 잘 알려져 있지 않다. 이러한 위험은 하루에 4가지 이상의 약을 복용하면 증가할 가능성이 높다(102).

구취를 없애기 위한 방법은 양치질, 치실사용, 혀 닦기, 구강세정 그리고 다량의 물 마시기 등이 있다. 이 모든 방법에는 한계가 있다. 최근의 임상연구에 의하면 악취 유발 세균을
다른 유익균으로 대체하는 방법이 구취에 더 효과적일 수 있다고 보고되었다(102).

5장. 심호흡을 합시다 : 폐 미생물

심장 건강이 좋지 않거나 비만이 폐와 그 주위의 변화보다 오히려 호흡질환의 주범이 된다. 그러므로 운동이 몸 전반의 건강과 호흡에 필수적이다. 운동과의 에어로빅이 노쇠한 노인인 경우에도 폐기능을 향상한다고 한다(113).

어린 시절에 형성된 장 미생물 군집이 나중에 천식 발생에 큰 영향을 미친다(118)

흡연자에게 한 가지 희망적인 소식은 금연을 하게 되면 미생물 군집도 건강한 정상적인 조성으로 되돌아간다는 사실이다(119).

6장. 뱃속 터줏대감 : 위 미생물

음식물은 소장을 이동해 그곳에서 사실상 소화 과정의 대부분이 일어난다. 소장에서 여러 소화 효소들이 작용해 지방, 단백질, 탄수화물들이 그 구성 성분으로 더 미세하게 분해되어
몸에 필요한 미세 영양 성분이 되면 혈관 속으로 흡수가 되어 혈액을 따라 몸 전체로 순환하면 몸 곳곳에 영양분을 공급하게 된다. 나머지 음식물 찌꺼기는 대장으로 이동하게 되는데
이곳에는 수조 마리의 엄청난 숫자의 미생물들이 우리가 섭취하지 못해 남긴 섬유질이나  프리바이오오틱스 탄수화물을 게걸스럽게 먹어치우게 된다(133).

헬리코박터균은 전 세계적으로 세 번째로 흔한 암인 위암 중 80 %의 경우에서 발병 원인으로 보고되어 헬리코박터균은 담배와 동등한 바람성을 가진 A등급발암 물질로 분류된 유일한 미생물로서 특별함을 가진다(137).

7장. 미생물의 성지 : 장 미생물

65세 이상의 노인들에게는 유익균의 감소와 유해균의 증가가 뚜렷하게 나타나는 특징적인 미생물 군집의 조성을 보이고 있다. 그러나 초고령인에게는 이런 현상이 보이지 않고
오히려 다양성이 다시 증가하고 있다(150).

대장은 인체에서 가장 많은 세균들이 존재하며 약 10조 마리가 서식하고 있다(152).

우리 몸의 소화 과정에 마지막 부분에 이렇게 많은 미생물이 있으므로 대변의 30%를 미생물이 차지하는 주요인이 된다. 대변 1g당 1 ,000억 마리의 미생물이 있어서 지구 전체 인간의 수, 약 80억보다 10배 이상이나 많다. 이런 장 미생물을 전부 모아보면 약 0.9에서 2.25kg이 되어 대략 뇌의 무게 약 1.36kg과 비슷하다(152).

사람이 태어날 때 첫 번째이면서 일생 중 가장 훌륭한 생일선물로 어머니로부터 어머니의 질과 대변 속에 들어있는 많은 양의 미생물을 선사받는다. 생에 처음 선사받은 이 미생물들은 각 개인의 장 미생물 군집의 조성을 시작하고 아기 발육에 필요한 핵심 기능을 제공해 영유아기의 건강에 필수적인 선물이다(152).

항생제는 핵폭탄과 같아서 균종을 가리지 않고 미생물 군집을 대량으로 살상한다. 항생제들은 병원군만 죽이는 것이 아니라 장 속에 거주하는 많은 유익균들도 없앤다. 항생제의 후유증도 오랫동안 지속이 된다(153).

식물성 당류는 미생물에 의해 짧은 사슬지방산 SCFA로 전환되어 장세포의 에너지원이 되거나 중요한 신호전달 물질로 작용하게 된다. 예를 들면 비만과 인슐린 저항성을 줄이고 내장장벽을 강화하며 다른 미생물의 에너지원으로 사용되고 염증을 감소시키고 면역계의 발달과 기능 증진의 신호로도 사용이 된다. 특히 지방과 육류가 적은 고섬유질 식품이 SCFA 생산과 유익균의 증식을 크게 활성화시킨다. 따라서 당연히 고섬유질 식품은 전반적인 건강의 증진과 장수에 밀접하게 연관되어 있다(154).

위장관에 인접하게 위치한 두 가지 중요한 장기는 간과 신장으로서 이들은 소화 과정에 직접 관여하고 장에 세균 집단으로부터 크게 영향을 받는다. 간은 약물 대사와 화학물질의 해독작용을 일으키고 지방대사와 혈액 응고 성분의 합성에 관여한다. 또한 신장은 혈액을 여과시켜 노폐물을 제거하고 여분의 용액 성분은 소변으로 배출한다. 이 두 가지 장기가 재기능을 못하면 해독작용과 노폐물의 처리에 문제가 생겨 우리 몸을 사정없이 황폐시킨다(156).

방귀를 뀌는 것은 미생물이 핵심 역할을 담당한다. 냄새나는 화합물은 대장에서 우리가 분해시키지 못하는 식물성 섬유질과 같은 복잡한 구조의 과당률을 미생물이 분해해 생기는 것이다. 따라서 브로콜리, 콩류, 콜리플라워 그리고 다른 식물성 섬유질을 섭취하면 방귀의 냄새가 증가된다. 그러므로 채식주의자들은 냄새나는 방귀를 많이 뀌게 된다. 그러나 정기적으로 방귀를 뀐다는 것은  일종의 좋은 신호로서 섬유성 식품을 많이 섭취했고 그것을 분해시켜 가스를 생성하는 건강한 미생물 군집을 보유하고 있다는 것을 의미한다(170).

8장. 사랑을 이끄는 미생물 : 심장과 미생물

심장 자체에 공급되는 동맥에서 혈액 공급이 차단되면 심장마비가 일어나고 뇌의 동맥에서는 뇌졸중을 일으킨다. 그리고 다리의 정맥이 혈전으로 막히면 심부정맥혈전증을, 폐정맥인 경우에는 폐색전을 일으킨다(195).

심혈관 질환은 기존 관념으로는 건강하지 못한 식사나 생활습관이 원인이라고 알려져 있지만 최근에는 미생물과의 강한 연관성이 대두되고 있다(195).

혈액이 용솟음치게 하자. 정기적인 운동은 심장과 미생물의 건강에 필수적이다. 일주일에 중급 정도의 운동을 적어도 30분씩 거의 매일 하는 것이 권장되고 10분 정도의 운동도 여러 차례 하면 하루 종일 계속 앉아 있는 것보다 심장에 이롭다(211).

9장. 여성은 남성의 축소판이 아니야 : 폐경과 질 미생물

질에서 냄새가 약간 나는 것은 정상적이다. 냄새는 월경주기, 성적 활동, 그리고 땀에 의해 달라진다(216).

질을 깨끗하게 하기 위해질세척을 할 필요가 없다. 질은 자연적으로 관리되어 깨끗해짐으로 인위적인 질 세척은 정상 질 미생물 조성과 ph를 오려 훼손한다(218).

생식 호르몬의 감소는 골다공증과 골절 위험이 증가하고 근육은 감소한다. 또한 에스트로곤의 수치가 낮아지면 체온의 변동이 심하며 일과성 열감과 발한이 생기고 심리적인 변화가 일어나 감정의 기복이 심하거나 화를 잘 내며 우울증 불면증, 질건조증, 요실금 같은 방광조절 문제 등 다양한 문제가 발생한다(219).

질미생물 군집의 중요성에 의거해 특히 젖산균을 프로바이오틱스로 사용하려는 시도가 상당한 성과를 거두고 있다(226).

호르몬 대체의 요법은 신장병, 뇌졸중, 혈전, 그리고 유방암 발생과 같은 위험 요소들이 있으므로 조심해야 한다(226).

10장. 암과 만나다 : 암치료를 돕는 미생물

암은 단일 질병이 아니고 100종 이상으로서 세포에 비정상적인 증식을 일으킨다(235).

유방암 발생 전에 항생제 사용이 증가할수록 유방암의 위험도 증가한다는 결과를 얻었다. 그리고 모든 종류의 항생제가 유사하게 유방암의 위험을 증가시켰다(242).
암이 발견되면 즉시 치료를 시작해야 한다? 그럴 필요가 없다. 능동감시가 권고된다. 능동감시 하에 암이 증식의 징후나 증세를 나타내기 시작하면 치료를 개시한다. 암 치료 자체도 감염의 위험과 항생제 내성의 위험성을 크게 증가시킨다(249).

11장. 미생물과 면역 시스템의 줄다리기

면역 시스템의 조절에 작용하는 각종 미생물의 역할을 규명하는 것은 현재 전 세계적으로 널리 퍼져 있는 알레르기 질환, 천식, 자가 면역 질환, 염증 질환과 같은 수많은 면역 질환을 해결하는 데 크게 도움이 될 것이다(264).

짧은 사슬 지방산은 다음과 같은 기능을 가지고 있다. 첫 번째 기능은 장세포에 흡수되어 에너지원으로 사용된다는 것이다. 두 번째는 면역반응을 조절하는 조절, T세포의 작용, 네트워크 범위와 기능을 줄여 과도한 염증을 감소시킨다. 또한 염증을 유발하는 작동 T세포의 활성도 감소시킨다. 세 번째는 조직계의 회복력을 개선시킨다. 이런 여러 기능에 의해 미생물이 생산한 SCFA는 면역 시스템과 면역 반응의 대부분 활성에 있어서 중심 역할을 담당하고 미생물과 면역 시스템을 연결해 소통시키는 주요 분자 물질이다(266).

12장. 당신의 미생물을 구부리세요 : 근육과 골격

노쇠에는 두 가지 주된 신체적 손실이 나타난다. 즉 뼈의 손실과 근육의 감소이다. 그 노쇠 상태는 피로감 낮은 육체 활동량, 쇠약, 굼뜸 그리고 위축과 같은 5가지 증상을 의미한다(291).

지중해식 식사를 고수한 사람들은 노쇠 비율이 74%나 줄어들었다고 한다(292).

미생물 군집이 조골세포와 파골세포의 상반된 작용에 의한 리모델링 과정과 뼈의 양에 큰 영향을 미친다(298).

칼슘의 흡수는 뼈의 밀도를 결정하는 또 다른 중요한 요인인데 여기에 미생물 군집이 관여되어 있다는 보고가 있다(299).

완전 채식 또는 일반적인 채식주의자라 하더라도 강한 골격과 근육을 유지할 수 있다. 식품이나 건강보조식품을 통해 적정한 단백질을 섭취하는 것이 핵심이다(301).

육류의 소비와 근육의 강도는 역상관관계를 나타내어 육류를 많이 섭취하는 그룹이 근육의 강도는 약하게 나타났다. 특히 근육 감소증이 증가되는 50세 이상의 여성들에게 식이요법의 효과가 훨씬 두드러졌다(302).

13장. 너무 깨끗해 조금 더러워도 좋아  : 우리 주변의 미생물

일상생활의 사회적 물리적 조건, 즉 거주지역 교류하는 사람들과 먹는 음식, 그리고 운동의 빈도 등이 건강과 장수에 유전자보다 훨씬 크게 영향을 미친다(313).

14장. 젊음의 샘은 미생물로 가득 차 있다  : 우리 몸 미생물과 함께 살기

메치니코프는 나쁜 미생물은 염증성 물질을 생산해 염증을 유발하는 미생물이고 좋은 미생물은 짧은 사슬지방산과 같은 항염증성 물질을 생성하는 미생물을 의미한다고 했다(2
339).

우리 몸이 미생물 군집의 조성을 개선시킬 수 있는 가장 손쉬운 방법은 단연코 먹는 음식을 바꾸는 것이다(341).

현재의 전형적인 서구 식단에는 섬유질이 거의 없는 상태다. 여성은 하루에 적어도 21g에서 25g, 남성은 30에서 38g의 섬유질을 섭취하도록 권장되고 있다. 이런 고섬유질 식품을 먹기 쉬운 식사 방식은 지중해식 식이요법으로서 여기에는 섬유질, 채소, 과일, 견과류 그리고 콩류가 풍부하고 유제품 지방과 붉은 고기의 섭취는 줄이는 식사법이다(342),

건강관리에 있어서 자신의 몸은 누구보다 당신이 가장 잘 알기 때문에 적극적인 역할을 하는 것이 병을 예방하고 치료하는 최선의 방법 중 하나이다(361).

개인별 고유한 미생물 군집과 요구사항에 따라 식품들이 개인별 맞춤화될 가능성이 높다. 이런 개인별 맞춤화는 나이에 따라 적합한 식품들이 디자인되어 미생물 군집이 처음 정착하는 유아기에서 노년기에 이르기까지 각자의 건강과 장수에 적합한 식품으로 구성되어 제공될 수 있다. 유전공학 기술이 생명공학 분야를 바꾸었고 이제는 미생물 군집 분야에도 적용되고 있다(366).

각 개인별 고유성을 부여할 수 있는 것은  바로 미생물 군집이다. 우리가 약을 복용하면 그 약의 유해 효과가 나타나는 원인인 약의 분해나 변형이 주로 장에 있는 미생물에 의해 일어난다. 그러므로 미래에는 유전자의 염기 서열 분석보다 미생물 군집의 분석이 치료에 훨씬 더 도움이 될 가능성이 높다(369).