[기고] 출생, 성장 거치며 장내 미생물도 변화한다

• 배재웅 박사 (생명공학 전문가)

인간은 태어나는 순간부터 죽는 순간까지 미생물과 공존하며 살아 간다. 심지어 엄마의 뱃속이나 뇌에서도 미생물의 흔적이 발견될 정도로 이들은 우리 몸 속과 밖에서 서로 어우러져 살아가고 있다. 이 미생물은 우리 인간의 세포 수 보다 훨씬 많은 약 39조 개로 추정되는데, 전체 수를 따지자면 인체 내 대장 속에 가장 많은 미생물이 분포하고 개성을 우선순위로 보자면 입 속에 가장 다양한 미생물이 있다고 알려져 있다.

미생물은 때때로 인간에게 질병을 안겨 주기도 하지만 대다수는 인간과 공생하고 있다. 예전에는 대장 속에 공존하고 있는 장내 미생물들을 연구하는 데 상당한 어려움이 따랐다. 장내 미생물은 다수 절대 혐기성 미생물이기 때문에 산소에 노출되면 바로 죽어 버리기 때문이다.

때문에 연구자들은 장내 미생물 중 약 1% 정도의 존재만 인식하고 있었을 뿐이라고 했다. 그러나 과학이 발전하면서 인간 장내 미생물의 군집 구성을 보다 자세하게 알아볼 수 있게 되었음은 물론, 이들이 어떠한 일들을 하고 어떻게 숙주와 상호 작용을 하며 살아가는지에 대해 알 수 있게 되었다.

장내 미생물이 살아가는 숙주, 즉 인간은 태어나서 죽을 때까지 많은 변화를 겪게 되는데 여기에는 환경, 식이, 노화 등이 영향을 미칠 수 있다. 최근 베일러 의대, Petrosino 박사팀이 현재까지 가장 큰 규모의 유아 장내 미생물 연구 결과를 보고했다. 연구자들은 3개월에서 46개월 사이에 속하는 903명의 소아에게서 1만2005개의 대변 샘플을 채취해 분석했다. 이를 연구한 내용에 따르면 4세 이전에 장내 미생물은 3가지의 구별되는 단계가 발견된다고 한다.

단계는 크게 ▲발달 단계(developmental phase): 3~14개월 ▲과도기(transitional phase): 15~30개월 ▲안정기(stable phase): 31~46개월까지로 나뉜다.

이러한 현상이 나타나는 이유는 먹는 음식에 가장 큰 영향을 받기 때문이라고 설명한다. 초기 모유를 먹을 때에는 모유를 처리하는 능력이 뛰어난 비피도박테리움 균주(Genus Bifidobacterium)가 풍부하게 존재하다가 모유 수유가 중단되면 이 균주들은 급격히 줄어들고 다른 미생물이 증가하게 되는 과도기로 접어 든다. 이 시기를 일년 정도 과도기를 거쳐 점차 퍼미큐테스(Firmicutes spp.)가 증가하고 안정기에 접어들게 된다.

이 모든 과정은 초기 다이어트가 아기 장 속 미생물의 발달에 얼마나 중요한 영향을 미치는 지 알 수 있게 해준다. 또한 자연분만을 통해 태어난 아기와 박테로이데스 속(Genus Bacteroides)에 속하는 세균이 더 많다는 것과 상관관계가 있는 것으로 나타났다. 향후 40개월째에 박테로이데스 속이 많았던 아기들은 다른 그렇지 않은 아이들보다 장내 미생물이 훨씬 더 다양한 것을 알 수 있었다.

논문의 저자인 Petrosino 박사는 장내 미생물의 다양성을 유지하는 것이 보통 장 환경에 유익한 것으로 생각할 수 있다고 밝혔다. 또한 아직까지는 초기 아기 장속에서 어떠한 미생물 신호가 발달에 중요한 것인지는 완전히 이해하지는 못했기 때문에 더 많은 연구가 필요하다고 말했다.

초기 아기의 장 속은 분명 성인과는 다른 형태의 장내 미생물이 존재한다. 아기들은 성인과 먹는 것도 다르며 생활 패턴, 유전자 발현 양상도 다를 것이다. 아기 때 장내 미생물의 발달은 향후 일생에 큰 영향을 끼치고 있으니 부족한 유산균을 채워줄 수 있는 과학적으로 검증된 생균으로 만들어진 고농도 프로바이오틱스를 꾸준히 섭취하는 것도 좋은 장 환경을 유지하고 발달하는 데 중요할 것으로 생각된다.

*참고문헌 1.Temporal development of the gut microbiome in early childhood from the TEDDY study. Nature, 2018; 562 (7728): 583 DOI: 10.1038/s41586-018-0617-x 2.The human gut microbiome in early-onset type 1 diabetes from the TEDDY study. Nature, 2018; 562 (7728): 589 DOI: 10.1038/s41586-018-0620-2