 ▲▲미국 위스콘신 주립대학교 유재혁 세균학과 교수. ©브레이크뉴스 ©브레이크뉴스 |
지난 20년간 인간의 건강과 장내 미생물의 상관관계를 밝히고자 하는 수많은 연구가 진행되어 왔다. 우리 각자의 몸은 성인 한 명을 기준으로 37조 개의 인간 세포와 그보다 약 3배 많은100조 개의 미생물로 구성되어 있다.
우리 몸에 상존하는 미생물을 모두 합쳐 미생물총(마이크로바이옴)이라고 하는데, 대부분이 우리의 위장관에 살고 있다. 우리의 소장의 표면적은 모두 합쳐 테니스코드의 면적과 같으며 장내에 상존하는 미생물들은 수천 종에 이른다.
이렇게 수많은 미생물이 사는 우리의 장은 아주 복잡한 생태계를 형성하게 되며 장내 미생물의 역할은 단지 소화를 돕는 영역을 넘어서 면역능력, 정신 건강, 대사, 피부 미용, 및 질병 예방까지 다양하다는 것이 밝혀졌다.
장내 미생물의 중요성을 인지 및 활용하여 맞춤형 장내 미생물 조절이 4차 산업혁명 시대의 개인별 치료 및 예방의학에서 중요 분야가 되었다. 아래에 장내 미생물들의 중요 역할들을 세부적으로 서술한다.
▲장내 미생물과 면역 체계
장내 미생물들은 인간의 면역 체계 기능의 결정적인 동반자로서 면역 반응의 발달과 조절에 핵심적인 역할을 한다.
장내 미생물들이 우리의 면역 세포들이 제대로 된 훈련을 받도록 도와서 면역세포들이 병원균에 적절히 대항하면서도, 불필요한 염증들을 초래하지 않도록 해준다.
또한, 장내 미생물들은 다양한 항생물질과 비타민들을 생성하여 우리가 감염에 적절히 대항하게 돕는다. 따라서, 항생제 투여, 편식, 과로, 스트레스 등에 의해 초래되는 장내 미생물의 불균형(디스바이오시스)은 앨러지, 자가 면역 반응, 특정 암 생성 등의 면역체계 관련 질환과 연관이 있다고 밝혀졌다.
▲정신 건강과 장-뇌 축(軸)
놀랍게도, 최근의 연구들로, 장내 미생물이 방대한 생화학적 신호 경로 네트워크인 장-뇌 축을 통해 우리의 뇌와 양방향으로 소통함이 밝혀졌다. 이러한 친밀한 연결을 통해 연구자들은 정신 건강 및 신경학적 상태에서 장내 미생물의 역할을 인식하게 되었고, 그 연구에 따르면 장내 미생물의 불균형은 불안과 우울증을 포함한 기분 장애와 관련이 있다고 한다.
또한, 장내 미생물은 종종 "행복한 호르몬"이라고 불리는 세로토닌과 같은 신경 전달 물질을 생성하여 우리의 정서적 웰빙에 지대한 영향을 미치는 것으로 밝혀졌다.
▲대사, 비만 및 대사 장애
면역학적 및 신경학적 영향 외에도 장내 미생물들은 우리의 신진대사 및 체중 조절에 중요한 역할은 하는데, 특정 장내 미생물은 식이 영양소의 분해 및 흡수를 도와 음식에서 에너지 수확에 영향을 미친다.
다양한 연구 결과들에 따르면 장내 미생물구성의 불균형은 비만과 대사 장애가 있는 개인에게서 관찰되었으며, 이는 장내 세균 불균형과 이러한 건강 상태 사이의 긴밀한 연관성을 시사한다.
최근 각광을 받는 분변 미생물 이식은 비만 및 관련 대사 장애 관리에서 유망한 결과를 입증했으며 장내 미생물 군(群)을 조작하는 맞춤형 치료의 한 분야로 자리 잡고 있다.
▲질병 예방 및 관리
장내 미생물은 다양한 질병, 특히 소화 체계에 영향을 미치는 질병을 예방하는 역할을 한다. 건강한 장내 미생물은 장 내벽의 건강과 탄탄함을 유지하여 해로운 세균 등이 몸속으로 전이됨을 방지하고 위장병의 위험을 줄이는 데 중요한 역할은 한다.
또한, 최근의 연구 결과들에 의해 불균형한 장내 미생물 총이 심혈관 질환, 제2형 당뇨병 및 특정 암과 같은 만성 질환의 발병을 초래할 수 있음이 밝혀졌다. 따라서 장내 미생물에 대한 우리의 이해가 커질수록 질병 예방 및 개인 별 맞춤형 치료 전략에 대한 혁신적인 접근 방식의 가능성이 열릴 것이다.
 ▲미국 위스콘신 주립대학교 유재혁 세균학과 교수는 "잘 익은 김치들을 많이 섭취하면 유익한 장내 세균에 영양소들을 공급하여 짧은 고리 산들을 많이 만들게 하여 좋은 미생물들의 성장을 촉진한다"고 밝혔다. 사진은 한성식품 김장김치 3종. ©브레이크뉴스 |
▲건강한 장내 미생물의 육성
위에 예를 든 바와 같이 다양하고 균형 잡힌 장내 미생물을 유지하는 것은 우리의 육체 및 정신 건강을 위한 필수 요소이다.
장내 미생물의 구성에 가장 큰 영향을 미치는 요소가 바로 음식이니, 좋은 섬유질과 식물성 식품, 특히 잘 익은 김치들을 많이 섭취하면 유익한 장내 세균에 영양소들을 공급하여 짧은 고리 산들을 많이 만들게 하여 좋은 미생물들의 성장을 촉진한다.
반면에, 육류위주의 식사, 가공육, 탄산음료, 당분이 많이 함유된 음식 및 음료 등의 편식은 장내 미생물의 심각한 불균형을 초래하여 몸과 마음에 아주 나쁜 영향을 미칠 수 있으니, 육류 등을 먹을 때는 반드시 많은 채소를 함께 섭취하도록 한다. 또한, 규칙적인 운동과, 충분한 휴식, 수면 및 스트레스의 축적을 최소화하는 것이 건강한 장내 미생물총 형성에 큰 영향을 미친다.
항생제 남용, 신체 활동 부족, 만성 스트레스와 같은 요인은 섬세한 미생물 균형을 방해할 수 있으니 이럴 경우 잘 익은 김치를 많이 섭취하여 장내미생물의 손상을 최소화하도록 한다.
▲장내 미생물 군집 균형 잡히게 육성
한때 인간 건강의 측면에서 간과되었던 장내 미생물은 최근 가장 각광받는 연구 분야 중 하나로 부상하여 미생물과 인간 숙주 사이의 복잡한 관계에 대한 우리의 이해를 혁신적으로 변화시켰다.
장내 미생물이 면역 기능, 정신 건강, 신진 대사 및 질병 예방에 미치는 중추적인 역할을 잘 활용하면 치료적 개입 및 개인별 맞춤 의학의 발달을 도울 것이다.
우리 인간과 함께 사는 장내 미생물 군집을 균형 잡히게 육성하고 보존함으로써 우리의 장에 있는 보석이 빛을 발(發) 하도록 해야 할 것이다. jyu1@wisc.edu
*필자/유재혁 미국 위스콘신 주립대학교 세균학과 교수.
1986년 서울대학교 미생물학 학사. 1991년 매디슨 소재 위스콘신 주립대학교 식품학 석사. 1995년 매디슨 소재 위스콘신 주립대학교 유전학 박사. 1995~98 텍사스 에이엔 엠 대학교 박사 후 연구. 1998~2000년 몬산토 소속 씨리언 제노믹스 책임연구원. 2000년 7월~현재 매디슨 소재 위스콘신 주립대학교 교수. 200편 이상의 논문 등 출판.
*아래는 위 기사를 '구글 번역'으로 번역한 영문 기사의 [전문]입니다. '구글번역'은 이해도 높이기를 위해 노력하고 있습니다. 영문 번역에 오류가 있을 수 있음을 전제로 합니다.<*The following is [the full text] of the English article translated by 'Google Translate'. 'Google Translate' is working hard to improve understanding. It is assumed that there may be errors in the English translation.>
The human intestine consists of 100 trillion microbes...“Eat ripe kimchi to be healthy!”
[Breaknews 20th Anniversary Special Contribution] Wisconsin State University Professor Yu Jae-hyeok of the Department of Bacteriology...“Hot Issue/Modern People’s Health Theory”
-Yoo Jae-hyeok Professor, Department of Bacteriology, Wisconsin State University, USA
Over the past 20 years, numerous studies have been conducted to reveal the correlation between human health and gut microbes. Each of us is made up of 37 trillion human cells and about three times as many microbes as an adult.
All of the microorganisms that live in our bodies are collectively referred to as the microbiome, and most of them live in our gastrointestinal tract. The surface area of our small intestine is equal to the area of a tennis court, and there are thousands of species of microbes residing in the intestines.
Our intestine, where numerous microorganisms live, forms a very complex ecosystem, and it has been found that the role of intestinal microorganisms goes beyond just helping digestion, to immunity, mental health, metabolism, skin beauty, and disease prevention.
Recognizing and utilizing the importance of gut microbes, customized gut microbiome control has become an important field in individual treatment and preventive medicine in the era of the 4th industrial revolution. The important roles of the gut microbiome are described in detail below.
The gut microbiome and the immune system
Intestinal microbes are critical partners of human immune system function and play a key role in the development and regulation of immune responses.
The microbes in the gut help our immune cells get properly trained so they can properly fight pathogens and not cause unnecessary inflammation.
In addition, the gut microbes produce various antibiotics and vitamins that help us fight infections properly. Therefore, it has been found that an imbalance (dysbiosis) of intestinal microorganisms caused by antibiotic administration, unbalanced diet, overwork, stress, etc. is related to immune system-related diseases such as allergies, autoimmune reactions, and the formation of certain cancers.
▲Mental health and the gut-brain axis
Surprisingly, recent studies have revealed that the gut microbiome communicates bi-directionally with our brain through the gut-brain axis, a vast network of biochemical signaling pathways. This intimate connection has led researchers to recognize the role of the gut microbiome in mental health and neurological conditions, and studies have shown that imbalances in the gut microbiome are associated with mood disorders, including anxiety and depression.
In addition, gut microbes have been found to have a profound impact on our emotional well-being by producing neurotransmitters such as serotonin, often referred to as the "happy hormone."
▲ Metabolism, obesity and metabolic disorders
In addition to immunological and neurological effects, gut microbes play an important role in regulating our metabolism and body weight. Certain gut microbes help break down and absorb dietary nutrients, influencing energy harvesting from food.
According to the results of various studies, an imbalance in the composition of the gut microbiome has been observed in individuals with obesity and metabolic disorders, suggesting a close connection between the imbalance of gut bacteria and these health conditions.
Recently, fecal microbial transplantation has demonstrated promising results in the management of obesity and related metabolic disorders, and has become a field of personalized therapy that manipulates the gut microbiome.
▲Disease prevention and management
The gut microbiome plays a role in preventing various diseases, especially those affecting the digestive system. Healthy gut microbes play an important role in maintaining the health and elasticity of the intestinal lining, preventing the transfer of harmful bacteria into the body and reducing the risk of gastrointestinal diseases.
In addition, recent studies have revealed that an imbalanced gut microbiota can lead to the development of chronic diseases such as cardiovascular disease, type 2 diabetes and certain cancers. Therefore, as our understanding of the gut microbiome grows, it will open up the possibility of innovative approaches to disease prevention and personalized treatment strategies.
▲ Nurturing healthy intestinal microflora
As mentioned above, maintaining a diverse and balanced gut microbiome is essential for our physical and mental health.
Food is the factor that has the greatest influence on the composition of the intestinal microflora. If you consume a lot of good fiber and plant foods, especially well-ripened kimchi, you can supply nutrients to beneficial intestinal bacteria and make many short-chain acids to promote the growth of good microorganisms. promote
On the other hand, an unbalanced diet such as meat-oriented meals, processed meats, carbonated drinks, and foods and beverages containing a lot of sugar can cause a serious imbalance in the intestinal microflora, which can have a very bad effect on the body and mind. Be sure to eat lots of vegetables together. In addition, regular exercise, sufficient rest, sleep, and minimizing the accumulation of stress have a great influence on the formation of a healthy gut microbiota.
Factors such as overuse of antibiotics, lack of physical activity, and chronic stress can disturb the delicate balance of microbes.
▲ Balanced development of the gut microbiome
Once overlooked in terms of human health, the gut microbiome has recently emerged as one of the most sought-after fields of research, revolutionizing our understanding of the complex relationship between the microbiome and the human host.
Taking advantage of the pivotal role the gut microbiome plays in immune function, mental health, metabolism and disease prevention will aid in the development of therapeutic interventions and personalized medicine.
We need to ensure that the gems in our gut shine by nurturing and preserving the gut microbiome that lives alongside us in a balanced way. jyu1@wisc.edu
*Author/Yoo Jae-hyeok Professor, Department of Bacteriology, Wisconsin State University, USA.
1986 B.S. in Microbiology, Seoul National University. 1991 Master of Science in Food Science, Wisconsin State University, Madison. PhD in Genetics, Wisconsin State University, Madison, 1995. 1995-98 Postdoctoral research at Texas A&M University. 1998-2000 Senior researcher at Cereon Genomics at Monsanto. July 2000 - Present Professor, University of Wisconsin, Madison. Published more than 200 papers, etc.
