건강 유지 위해서 장내 미생물이 중요해
(미국의) 약국과 식품 가게에서 판매하는 식이섬유 보충제는 종류가 엄청나게 많아서 소비자들을 압도한다. 그런 제품들은 건강에 좋다는 온갖 주장을 내걸지만 FDA의 검토나 승인을 받아야 할 필요가 없다. 그러니 어떤 보충제가 효과가 있고 가장 좋은지를 어떻게 알 수가 있을까?

3가지 다른 종류의 보충제를 다른 순서로 먹은 피험자들의 장내 미생물을 엄밀하게 조사한 연구는 그 연구를 시작하기 이전에 가장 적은 양의 섬유소를 먹은 사람들이 - 어떤 보충제를 먹었는지와는 관계없이 - 보충제로부터 가장 큰 이득을 얻은 것을 보여준다는 결론을 내렸다. 가장 좋은 반응을 나타낸 사람은 애초에 가장 적은 섬유소를 먹었었다고 연구 책임자로 듀크 대학교의 분자 유전학 및 미생물학 부교수인 로렌스 데이비드가 말했다.

식이섬유의 효과는 광고주들이 내세우는 대변을 보기가 더 쉽다는 것뿐만은 아니다. 발효성 섬유 즉 인간의 장이 스스로 처리할 수 없지만, 일부 박테리아는 소화할 수 있는 식이 탄수화물은 또 우리의 장내 미생물이 건강을 유지하는데 필요한 영양소의 필수적인 공급원이기도 하다.

섬유소에 관한 2건의 새로운 논문의 공저자로 데이비드의 실험실에서 근무하는 잭 홀름즈는 이렇게 말했다. “우리는 우리의 미생물군이 우리를 위해 생산해주는 영양소들에 의존하도록 진화되었다. 그러나 근년에 음식이 변해서 섬유소가 풍부한 식품에서 멀어지게 되면서 우리는 미생물이 필요로 하는 것을 그들에게 공급하지 못하게 되었다.”

행복한 기분으로 섬유소가 풍부한 음식 섭취할 때 건강에 효과 있어
우리의 장내 박테리아들이 섬유소가 풍부한 음식을 행복하게 먹을 때는 장 질환과 대장암 심지어는 비만을 막아주는 단쇄지방산을 더 많이 생산한다. 그리고 특히 장내 세포들의 연료인 부티르산염이라는 지방산을 더 많이 생산한다. 부티르산염은 병원균에 대한 장의 저항력을 개선하고 염증을 낮추고 숙주의 장을 덮고 있는 세포들을 더 행복하고 건강하게 만들어주는 것으로 밝혀졌다.

다양한 보충제가 판매되고 있는데, 서로 다른 발효성 섬유소가 단쇄지방산 생산에 미치는 영향이 사람에 따라 다르기 때문에 데이비드의 연구진은 사람에 따라 섬유 보충제를 맞춤화할 필요가 있을는지도 모르는 것을 알아보려고 했다. 우리는 테스트해본 섬유 보충제 간에 큰 차이를 발견하지 못했고, 오히려 서로 대체할 수 있어 보였다고 의학 연구 건물 제3동에 있는 자신의 번쩍이는 새 실험실을 둘러보면서 데이비드는 말했다. 새 실험실에는 표본을 수집하는 특별한 과학 화장실과 인체 밖에서 행복한 장내 미생물을 증식시키는 8개의 인공적인 장 발효조도 설치되어있다. 선택하는 보충제가 어떤 것인지와는 관계없이 우리 미생물군은 더 많은 부티르산염으로 보답하는 듯하다고 데이비드는 부언해서 말했다.

평균적인 미국 성인은 섬유소의 일일 권장량을 20~40%만 섭취하고, 그것이 비만, 심혈관 질환, 소화 장애, 대장암을 포함한 미국인의 많은 흔한 질병의 이면에 있는 근본적인 이유로 여겨지고 있다. 완전히 채식주의자가 되거나 매일 케일을 몇 파운드씩 섭취해야만 하는 대신에, 단쇄지방산 생산을 늘릴 수 있는 간편한 섬유 보충제가 개발되었다. 듀크 대학교의 실험은 3가지 주요한 종류의 발효성 식이 보충제인 이눌린과 덱스트린(베네파이버)과 비뮤노로 판매되는 갈락토올리고당(GOS)을 테스트해보았다.

자신에게 맞는 섬유소를 찾아 섭취해야
28명의 참여자는 3개 집단으로 분류되어 1주일 동안 3가지 보충제 중 1가지씩 순서를 달리해서 주어졌다. 참여자들의 장이 기준선으로 되돌아오게 하려고 보충제를 바꿀 때는 1주일씩 복용을 중단시켰다. 이전에 가장 많은 섬유소를 섭취한 참여자들은 미생물군의 변화가 가장 작고 보충제의 종류는 중요하지 않은 것으로 드러났는데 그 이유는 아마도 더 최적의 장내 박테리아군을 이미 갖고 있었기 때문인 듯하다고 데이비드는 말했다. 반대로 섬유소를 가장 적게 섭취한 참여자들은, 섭취한 보충제가 어떤 것인지와는 관계없이, 부티르산염이 가장 많이 증가한 것으로 나타났다.

데이비드의 실험실이 미국 해군 연구소의 지원을 받아 실시한 2번째 연구에서 연구진은 장내 미생물이 새로 추가한 섬유소에 대해 하루 만에 반응을 나타내어 장에 있는 박테리아군을 극적으로 변화시키고 박테리아들이 식품을 소화하기 위해 사용하는 유전자들을 바꾸어버리는 것을 발견했다. 인공적인 장 발효조를 사용해서 연구진은 장내 미생물들이 첫 번째 복용분에 의해 자극을 받고 두 번째 복용분은 신속하게 소화해버리는 것을 발견했다. 2번째 논문의 주저자로 대학원생인 제프리 레투모는 이렇게 말했다. “이 연구 결과는 고무적이다. 섬유소를 적게 섭취하는 사람이라면 아마도 어떤 종류의 섬유소를 추가할지에 대해 너무 고민할 필요는 없다. 지속적인 방법으로 자신에게 효과가 있는 것을 찾는 것이 중요할 뿐이다. 홀름즈는 다음과 같이 말했다. ”그게 보충제여야 할 필요도 없다. 섬유소가 풍부한 식품도 된다. 콩류나 녹색잎 채소나 감귤류 같은 식물로부터 다량의 섬유소를 이미 섭취하고 있는 사람은 이미 아주 건강한 미생물군을 가지고 있다.“

참고:
(1) Z. C. Holmes et al., "Microbiota responses to different prebiotics
are conserved within individuals and associated with habitual fiber
intake" Microbiome. 2022 Jul 29;10(1):114. doi:
10.1186/s40168-022-01307-x
(2) J. Letourneau et al., "Ecological memory of prior nutrient
exposure in the human gut microbiome" ISME J. 2022 Jul 23. doi:
10.1038/s41396-022-01292-x.