인간의 장내에는 10조에서 100조 개에 이르는 미생물이 존재하는 것으로 알려져 있다. 이는 인체 세포수인 37조 개와 비슷하거나 그 이상이다. 과학자들은 장내 세균층이 어떤 종류의 미생물에 의해 성립되어 있는지 밝히기 위해 오랫동안 연구를 해왔다. 이에 따라 미생물이 인간에게 어떤 영향을 주고 있는지 조금씩 밝혀지고 있다.

최근 인간의 장과 장내 미생물에 대한 연구가 이뤄지면서 장내 미생물은 뇌와 정신 건강에 중요한 역할을 담당하고 있는 것으로 알려졌다. 미생물 연구 전문가 테드 디낭(Ted Dinan)은 2000년대 초반 미생물학자들 사이에서 화제가 됐던 몸에 좋은 작용을 하는 미생물에 관심을 갖게 됐다. 이유는 장내 좋은 미생물이 인간의 정신 건강에 어떤 영향을 미치는지 관심을 가지게 됐다는 것. 이 좋은 미생물이라고 하는 건 인체에 좋은 영향을 주는 미생물로 알려진 프로바이오틱스(probiotics)다.

오래 전부터 장과 인간의 정신 상태가 연결되어 있다는 지적은 있었다. 1800년대 초반 위액 분비를 연구하는 위장 생리학의 개척자인 윌리엄 보몬트(William Beaumont)는 인간의 감정이 위장 상태에 따라 변화한다는 내용을 밝히고 있다. 또 1900년대 초반 결장이 정신병이나 미생물의 통로로 우울증이나 신경 질환에 관계가 되어 있다는 내용을 내과 의사와 과학자들이 다루기도 했다. 이렇게 오래 전부터 장과 인간의 정신 상태 관계에 대한 지적이 있었던 것이다.

최근 연구에선 소화기관과 중추신경계 그러니까 장과 뇌 연결을 위한 복잡한 양방향 통신 회로가 몸속에 존재하고 있다는 게 밝혀지고 있다. 맥매스터대학 제인 포스터(Jane Foster) 박사가 쥐의 장내 미생물을 조작한 결과 스트레스 상황이나 스트레스에 대한 반응이 뇌 성장에 어떻게 영향을 미치고 있는지 밝혀졌다.

또 장내 전두피질에 존재하는 미엘린(Myellin)과 관련한 유전자에 영향을 주고 있어 뇌의 우울증이나 정신 분열증 등 정신 질환과 관련한 부분까지 영향을 미치는 것도 판명됐다.





연구 결과는 장내 미생물이 정신 질환 상태에 관계할 수 있는 잠재적인 메커니즘이 존재한다고 제안했다. 연구 결과에서 장내 미생물이 인간의 정신 상태에 영향을 미치는 걸 발견한 것이다. 하지만 왜 장내 미생물이 뇌에 영향을 미칠 수 있을까.

이 비밀은 2가지 요소에 의해 이뤄져 있다. 하나는 장내 미생물이 아세틸콜린과 감마아미노낙산, 트립토판 등 신경 전달 물질을 분비할 수 있다는 점, 그리고 다른 하나는 장에는 신경 전달 물질에 반응해 신호를 뇌에 보낼 수 있는 신경세포가 수백만 개 존재한다는 것이다.

이들 2가지에 의해 장에서 뇌에 자극을 주고 항우울제 효과 같은 걸 볼 수 있다는 것이다. 실제로 테드 다낭의 연구에서는 요구르트에 포함된 것에 가까운 프로바이오틱스를 쥐에게 주자 평소보다 불안이나 우을증 같은 정신적인 면에서 마니어스 상태를 별로 느끼지 않았다고 한다. 프로바이오틱스를 준 다음 쥐의 우울증이나 정신병과 깊은 관련이 있는 신경전달 물질인 감마아미노낙산을 다수 분비했는데 이는 프로바이오틱스 등이 항우울제 효과가 있는 것으로 보인다. 지난해 공개된 또 다른 연구에서도 제한적이지만 프로바이오틱스가 인간의 심리에 간섭을 하고 있다는 증거가 발견됐다는 내용이 나오기도 했다.

하지만 장내와 미생물 구조를 더 깊이 아는 건 어려운 일이다. UC데이비스 조나단 아이젠(Jonathan Eisen) 교수는 장내에 어떤 미생물이 중요한 역할을 하고 있는지 이해하는 건 장과 뇌 시스템을 이해하는 데 매우 중요하다면서도 하지만 장내 미생물 샘플링이 너무 어렵다고 말한다. 물론 알려진 것처럼 식사 내용을 바꾸면 장내 미생물에도 변화가 일어난다는 사실은 의심할 여지가 없다. 하지만 앞으로 논의해야 할 대상은 장내를 인체에 유용하게 활용할 수 있느냐는 것이다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.

이석원 기자  lswcap@techholic.co.kr

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