최근 기후변화가 장내 미생물과 노화 사이의 관계에 상당한 영향을 미칠 수 있다는 연구결과가 나와 시선을 집중시키고 있다.
Sanchari Sinha Dutta 박사는 Human Nutrition and Metabolism 저널에 실린 논문을 통해 이같이 주장했다.
온실가스의 유도와 천연 탄소 흡수원의 감소는 주로 지구 온난화화와 환경오염으로 특정 지어지는 기후변화의 주요 원인이다. 또한 기후변화로 인한 지구 온도 상승은 토양 미생물의 성장에 부정적인 영향을 미쳐 토양 미생물 구성의 변화를 초래할 수 있다.
연구 결과에 따르면 지구온난화는 토양에 불안정한 탄소를 줄이고 동시에 과소영양 박테리아를 늘리고 균류와 방선균을 줄여 생태계를 변화시킬 수 있다.
위장관에 존재하는 미생물 군집(장내 미생물)도 기후변화 특히 온도와 습도에 민감하다. 토양 미생물 군집과 관련한 연구에 따르면 기후변화는 토양 미생물 군집과 비옥도의 질을 감소시키고 그 구성을 변화시킨다.
토양 미생물 구성의 변화는 인, 황, 질소의 토양 순환을 변화시킬 것으로 예상된다. 마이크로바이옴의 흐름을 변경시켜 기후변화는 토양의 탄소와 질소 수준을 추가로 변경시킬 수 있다.
토양 미생물의 감소로 인한 토양 생물 다양성의 손실은 결국 인간 장내 미생물을 고갈시킬 수 있다는 것. 토양의 낮은 유기물 함량은 작물의 미량 영양소의 질과 양을 감소시킬 수 있으며 이는 결국 장내 미생물의 정상적인 기능과 신진대사를 손상시킬 수 있다고 Dutta 박사는 우려했다.
식량 작물의 품질이 떨어지면 프로테오박테리아의 양을 늘리고 박테로이데스를 줄여 장내 미생물 구성을 바꿀 수 있다. 이러한 변화는 신체의 필수 미량·다량의 영양소 생산을 변경시켜 인간의 건강 상태에 더 많은 영향을 미칠 수 있다.
장내 미생물총은 유익한 병원성 미생물의 집합체를 일컫는다. 우리가 먹는 식단은 장내 미생물의 구성과 다양성을 직접적으로 조절할 수 있는 주요 요인 중 하나다. 지방, 단백질, 탄수화물, 섬유질을 포함한 다량의 영양소는 장내 미생물에 뚜렷한 영향을 미친다.
그동안 프로바이오틱스와 프리바이오틱스가 장내 미생물에 미치는 영향은 광범위하게 연구되어왔다. 프로바이오틱스는 적절한 양을 투여했을 때 장내 미생물의 항상성을 유지해주는 숙주에게 건강상의 이점을 제공하는 살아 있는 미생물 균주다. 프로바이오틱스는 유익한 장내 미생물의 성장과 활동을 조절해 숙주에게 건강상의 이점을 제공하는 생존 불가능한 식이 성분을 말한다.
프로바이오틱스와 프리바이오틱스 간 상호작용은 장 장벽의 무결성 유지, 장 호르몬 분비, 염증 및 발암 예방, 염색질 조절에 필수적인 역할을 하는 단쇄 지방산을 생성하는 데 필요하다.
프로바이오틱스 박테리아는 다양한 영양과 면역 조절 활동을 통해 세포 노화와 노화 관련 퇴화를 조절할 수 있는 것으로 알려져 있다. 이것은 식단이 장내 미생물에 대한 작용을 통해 노화 과정에 영향을 미칠 수 있다는 방증이다. 즉 열약한 영양 상태로 인한 장내 미생물의 변화는 인간의 건강 상태에 상당은 영향을 미칠 수 있다는 것이다.
장내 미생물군은 신진대사, 면역 체계 및 신경정신계를 포함한 많은 생리적 과정을 조절하는 데 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 장내 미생물 구성과 다양성의 불균형은 합병증을 유발할 수 있다.
노화 특징의 최근 모델은 장내 미생물 불균형과 노화 과정의 시작 사이의 연관성을 강조한다. 부티레이트를 생산하는 미생물 종의 감소는 건강 상태와 관련이 있는 것으로 관찰됐다.
장내 미생물총의 풍부함은 나이가 들면서 증가하지만 노인들은 핵심 미생물총을 구성하는 박테리아 종의 수가 감소한다. 단쇄 지방산과 2차 담즙산 생산 감소와 장내 미생물군에 의한 리포다당류 생산 증가는 많은 연령 관련 질병의 특징인 만성 저등급 염증을 유발할 수 있다.
장내 미생물과 뇌 사이의 통신은 미주 신경, 장 신경계, 면역 체계 및 트립토판 대사를 포함한 다양한 경로를 통해 발생한다. 이러한 경로에는 단쇄 지방산, 분지쇄 아미노산 및 펩티도글리칸을 포함해 장내 미생물에 의해 생성되는 많은 대사 산물이 포함된다.
유익균과 병원균의 불균형은 염증 유발, 제지방 근육량 감소, 지질 대사 변화, 비타민 수치 감소를 통해 연령 관련 신체 능력에 영향을 미칠 수 있다. 아울러 풍부한 유익한 박테리아 군집은 항염증 반응, 개선된 미토콘드리아 호흡 및 단쇄 지방산 생성 증가와 관련이 있다.
이외에도 장내 미생물 불균형은 뇌척수액 바이오마커, 지질다당류 수치, 뇌 아밀로이드 침착 증가 뿐만 아니라 많은 대사 과정을 변화시킨다. 이런 변화는 알츠하이머병을 비롯한 연령 관련 신경퇴행성 질환 발병, 당뇨, 기타 대사 장애의 발생과 연관될 수 있다.
다만 Dutta 박사는 기후변화, 장내 미생물, 인간 노화 사이의 상호 연관성을 찾기 위해 연구를 진행하고 있지만 과학자들은 이 상호 연결을 탐구하는 연구가 아직까지는 제한적이라고 지적한다.
Dutta 박사는 "기후변화의 다양한 측면이 장내 미생물군과 노화 과정에 미치는 영향을 확실히 확립하기 위해서는 더 많은 연구가 필요하다"고 강조했다.
[데일리e뉴스= 김병호 기자]
