비타민 D 대사에 장내 미생물군 구성이 연관 있어
소화관에 기생하는 많은 박테리아와 바이러스, 여타 미생물인 장내 미생물군은 우리의 건강이나 질병에 걸릴 위험에 중요한 역할을 담당하는데, 그 연관성이 이제야 밝혀지기 시작했다.

캘리포니아 대학교 샌디에이고의 연구원들과 공동 연구자들은 최근에 노인을 대상으로 사람의 장내 미생물군의 구성이 활성 비타민 D 수준과 연관이 있는 것을 증명했다. 비타민 D는 뼈 건강과 면역성에 중요한 호르몬이다. 이 연구는 또 비타민 D에 관한 새로운 점과 전형적으로 어떻게 측정되는지도 밝혀냈다.

비타민 D는 몇 가지 다른 형태를 취할 수 있지만, 표준 혈액검사는 인체가 저장할 수 있는 비활성 전구체 1가지만 검출한다. 인체가 비타민 D를 사용하려면 이 전구체를 대사시켜 활성형으로 만들어야만 한다.

캘리포니아 대학교 샌디에이고 헬스의 골다공증 클리닉의 운영자로 책임저자인 데보라 카도는 다음과 같이 설명했다. “우리는 장내 미생물군의 다양성이 비타민 D의 전구체가 아니라 활성 비타민 D와 밀접한 관계가 있는 것을 발견하고 놀랐다. 장내 미생물군의 다양성이 더 큰 것은 일반적으로 더 양호한 건강과 관련이 있는 것으로 여겨진다.”

카도는 국립 노화 연구소가 후원한, 2000년도에 착수된 대규모 다기관 연구인 남성 골다공증성 골절(MrOS) 연구 그룹을 위해 이 연구를 주도했다. 그녀는 캘리포니아 대학교 샌디에이고의 교수 겸 미생물군 혁신 센터 소장인 롭 나이트 박사와 동대학교 의대 내분비학과 연구원으로 공동 제1 저자인 로버트 토마스 박사와 동대학교 공중보건 및 인간 장수학 대학의 생물통계학 프로그램의 대학원생인 세렌 링징 지앙과 협력했다.

다수의 연구에서 비타민 D 수준이 낮은 사람은 암이나 심장질환이나 중증 코로나 19 감염이나 여타 질병에 걸릴 위험이 더 높은 것을 시사했다. 그러나 25,000명이 넘는 성인을 대상으로 실시한 규모가 가장 큰 무작위 임상시험은 비타민 D 보충제 복용이 심장질환이나 암이나 혹은 심지어 뼈 건강을 포함한 건강 결과에 영향을 미치지 못한다는 결론을 내렸다.

캘리포니아 대학교 샌디에이고 의대와 공중보건 대학의 교수인 카도는 다음과 같이 말했다. “우리 연구는 비타민 D 연구들이 활성 호르몬보다는 비타민 D의 전구체만 측정했기 때문에 영향이 없다는 결론을 내린 것 같다. 비타민 D의 형성과 분해를 측정한 수치가 기저 건강 문제와 어떤 사람이 비타민 D 보충에 가장 잘 반응할지 보여주는 더 나은 지표인 듯하다.”

활성 비타민 D 많으면 장내 미생물 군 12가지 특정 박테리아 더 많아
연구진은 남성 골다공증성 골절 연구에 참여한 567명의 남성이 제공한 대변과 소변 표본을 분석했다. 참여한 사람들은 미국 6개 도시에 거주하며, 평균 나이는 84세로 대부분은 건강이 좋거나 아주 좋다고 보고했다.

연구진은 16S rRNA 유전자 염기서열 분석법이라는 기술을 사용해서 고유 유전자 식별자에 근거해서 각각의 대변 표본에 있는 박테리아의 유형들을 파악하고 그 수량을 산정했다. 그들은 LC-MSMS라는 방법도 사용해서 참여한 사람 각자의 혈청에 있는 비타민 D 대사산물, 즉 전구체와 활성 호르몬과 분해 산물의 수량을 산정했다.

연구진은 활성 비타민 D와 전반적인 미생물군의 다양성 간의 연관성을 발견했고, 그에 더하여 활성 비타민 D가 많은 남성들의 장내 미생물군에서 12가지 특유한 유형의 박테리아가 더 자주 나타나는 것도 밝혔다. 이들 12가지 박테리아는 대부분이 장 내피의 건강을 유지하는 데 도움이 되는 유익한 지방산인 부티르산염을 생산한다.

지앙은 이렇게 말했다. “장내 미생물군은 정말로 복잡하고 사람에 따라 크게 차이가 난다. 우리가 미생물의 군집들을 발견했을 때 그들 군집이 우리가 여기에서 발견한 것처럼 항상 뚜렷하지만은 않았다.”

이번 연구에 참여한 남성들은 미국의 다른 지역들에 살고 있기 때문에 그들이 비타민 D의 공급원인 햇빛에 노출되는 햇빛의 양이 달랐다. 예상했던 것처럼 캘리포니아 주의 샌디에이고에 사는 남성들이 햇빛에 가장 많이 노출되었고 그래서 비타민 D의 전구체를 가장 많이 갖고 있었다. 그러나 뜻밖에도 연구진은 남성들의 거주지와 그들의 활성 비타민 D 호르몬 수준 간에 상관관계가 없는 것을 발견했다.

카도는 이렇게 설명했다. “햇빛이나 보충제를 통해 얼마나 많은 비타민 D를 얻는지 혹은 몸속에 얼마나 많이 비축하고 있는지는 중요하지 않은 것 같다. 인체가 그런 것을 얼마나 잘 대사해서 활성 비타민 D를 만들어낼 수 있는지가 중요하고, 그래서 임상시험들이 건강에 미치는 비타민 D의 역할을 더 정확하게 파악하기 위해서 측정할 필요가 있는 것은 아마도 바로 그것인 듯하다.”

토마스는 “우리는 흔히 의학에서 반드시 다다익선이지는 않다는 것을 발견한다. 그래서 이 경우에는 아마도 문제가 비타민 D를 얼마나 많이 보충하는지가 아니라 인체가 비타민 D를 이용하도록 어떻게 고무하는가일 것이다.”고 밝혔다.

카도는 이번 연구가 참여한 사람들의 혈액과 대변에 있는 미생물과 비타민 D를 어느 한순간만 살펴본 데에 의존했는데, 그런 요인들은 당사자의 환경, 음식, 수면습관, 복용 약품 등에 따라 변할 수 있는 것을 지적했다.

연구진에 의하면 비타민 D 대사에 박테리아가 담당하는 역할을 더 잘 이해하고, 또 뼈와 다른 건강 결과를 개선하기 위해 미생물군 단계에 개입하는 것이 현행 치료법들을 보강할 수 있을지를 결정하기 위해서는 더 많은 연구가 필요하다고 한다.

참조:
R. L. Thomas et al., "Vitamin D metabolites and the gut microbiome in older men" Nat Commun. 2020 Nov 26;11(1):5997. doi: 10.1038/s41467-020-19793-8.