노화, 비만, 면역까지 건강의 토대를 이루는 장내 세균의 과학 “건강과 장수의 비결은장내 세균이 생산하는 단쇄지방산에 있다” 저명한 장수 연구자이자 소화기내과 의사가 안내하는 장내 세균의 균형을 유지하여 건강한 장으로 향하는 길 질병이나 심신 쇠약으로 인해 죽음에 이르는 속도를 늦춰 젊고 건강한 시간을 더 오래 유지하는 법, 곧 저속 노화에 관한 관심이 뜨겁다. 인간의 장에 서식하는 40조 개에서 100조 개에 이르는 세균이 노화와 밀접한 연관성이 있다는 사실이 밝혀졌다. 일본의 저명한 장수 연구자이자 소화기내과 의사인 저자는 장내 세균 무리를 뜻하는 장내 세균총의 불균형과 다양성 감소, 그들이 유발하는 만성 염증 등이 숙주인 인간의 노화에 영향을 미칠 수 있다고 설명한다. 전 세계에서 발표된 최신 연구와 임상 자료를 바탕으로 장내 세균이 노화?비만?면역 등과 어떻게 관련되어 있는지 과학적으로 흥미롭게 풀어내고, 건강한 장내 세균총과 장 환경을 유지하려면 무엇을 먹어야 하는지 쌀 문화권에서 실천할 수 있는 손쉬운 방법을 소개한다. 기원부터 차근차근 짚어주는 저자의 설명을 듣고 나면 장내 세균이 어떻게 우리의 신진대사에 관여하는지, 어떤 것이 좋은 세균이고 나쁜 세균인지, 식이섬유를 충분히 섭취하는 장 건강 활동이 심신의 건강을 유지하는 데 얼마나 중요한지 깨닫게 될 것이다. 몸에서 느껴지는 다양한 신호가 어떻게 출현하는지 궁금하다면, 노화 속도를 늦추고 싶다면 장내 세균 공부를 시작하시라. ㆍ우리 장에 숨어 있는 날씬균과 뚱보균이란 ㆍ어린 쥐의 장내 세균을 이식받은 늙은 쥐가 젊어졌다 ㆍ노화 요인에 장내 세균이 새롭게 추가된 이유 ㆍ식이섬유는 발효성이 핵심! 의외로 중요한 뿌리채소 ㆍ어디까지 밝혀졌나? 대장암과 장내 세균 ㆍ한약이 장내 세균에 영향을 미친다

저자 : 나이토 유지 ?藤裕二 교토부립의과대학 대학원 의학연구과 생체면역영양학강좌 교수. 교토부립의과대학을 졸업했으며 루이지애나주립대학교 의과대학 분자세포생리학교실 객원교수, 교토부립의과대학 대학원 의학연구과 소화기내과학교실 교수와 부속병원 내시경·초음파진료부 부장 등을 거쳐 2021년 4월부터 현직에 재직 중이다. 장내세균학·항노화의학·소화기병학을 전문으로 하며, 2023년 위장 기능 저하와 질병 위험의 연관성을 연구하는 일본장노쇠학회를 발족했다. 지은 책으로 의사들을 위한 『모든 임상의가 알아야 할 장내 세균총』을 비롯해 『불쾌감의 90%는 장이 해결한다』 『70세부터 시작하는 장 건강 습관』 『대단한 장과 엉뚱한 뇌』 『부티르산균을 늘리면 건강하게 장수할 수 있다』 외 다수가 있다. 역자 : 오시연 동국대학교 회계학과를 졸업하고 일본 외국어전문학교 일한통역과를 수료했다. 번역 에이전시 엔터스코리아에서 출판 기획 및 일본어 전문 번역가로 활동하고 있다. 옮긴 책으로 『인체 구조 교과서』 『케톤 혁명』 『기초 물리 사전』 『당신의 뇌는 최적화를 원한다』 『엄마가 믿는 만큼 크는 아이』 외 다수가 있다.

들어가며 1장 건강과 장수의 비밀은 장내 세균에 있다 -발견과 기원 GUT 1 장에 서식하는 세균, 어떻게 발견했을까 GUT 2 우리 몸의 장내 세균은 어디서 왔을까 2장 중요한 것은 세균인가, 대사물질인가 -대사 작용 GUT 3 인간과 장내 세균은 공생 관계에 있다 GUT 4 주목받는 담즙산의 장내 세균 대사 3장 장내 세균이 쥐를 살찌게 한다 -비만과 장내 세균 GUT 5 장내 세균 때문에 살이 찌고 빠진다 GUT 6 비만을 억제하는 균과 비만을 유발하는 균 GUT 7 혈관 건강에도 장내 세균이 영향을 미친다? 4장 젊음과 수명을 연장하는 장 관리 비결은? -장수, 노화와 장내 세균 GUT 8 사람마다 다른 노화 속도, 장내 세균이 원인 GUT 9 장내 세균을 이식하면 젊어질 수 있을까 GUT 10 장내 세균총 관점에서 본 노화를 막는 식사 GUT 11 장수촌에서 발견한 노화를 늦추는 세균 5장 당신의 장 나이는 몇 살인가 -장유형과 장 나이 GUT 12 의외로 비슷한 미국인과 중국인의 장내 세균 GUT 13 1천800명을 조사해 발견한 다섯 가지 장유형 GUT 14 장내 세균으로 장 나이를 계산하는 간단한 방법 6장 건강한 뇌를 유지하려면 -뇌와 장의 상관관계 GUT 15 뇌와 장 사이 존재하는 특별한 연결고리 GUT 16 지금까지 밝혀진 장내 세균과 뇌 질환의 관계 GUT 17 행복 호르몬 세로토닌은 장에서도 만들어진다 7장 장이 면역과 깊은 연관이 있는 이유 -장관 면역 GUT 18 최대 면역 기관인 장, 감염증과 암에도 관여한다 GUT 19 장에 존재하는 여러 겹의 방어 시스템과 그 구조 8장 변비가 있으면 대장암 위험이 높다? -변비, 대장암과 장내 세균 GUT 20 변비란 무엇인가 GUT 21 치주 병균은 대장암 원인이 될 수 있을까 9장 건강한 장내 세균을 위해 무엇을 먹어야 할까 -발효성 식이섬유 GUT 22 식이섬유는 건강에 왜 중요할까 GUT 23 비밀은 장내 세균에 의한 식이섬유 발효에 있다 10장 장내 세균을 표적으로 한 새로운 의료 -한방약, 분변 이식, 마이크로바이옴 신약 GUT 24 한방약이 장내 세균을, 장내 세균이 한방약을 바꾼다 GUT 25 장내 세균 치료, 분변 이식에서 마이크로바이옴 신약으로 주요 장내 세균 주 도표 출처

우리 장에 서식하는 세균들은 어디서 오는 걸까? 장내 세균의 종류와 균형을 결정하는 핵심 요인은 바로 엄마다. 태아의 장은 원래 무균 상태이며, 분만 과정에서 산도나 질을 통과하면서 엄마의 세균을 나눠 받는다. 우리 인간은 처음부터 장내 세균총을 생성하는 것이 아니라 분만 과정에서 앞으로 살아갈 환경에 적합한 장내 세균총의 씨앗을 얻는 것이다. 엄마의 장내 세균총이 불균형하면 아기의 초기 장 환경에 좋지 않은 영향을 미칠 수 있다. 반면 산도나 질을 통과하지 않고 제왕절개로 태어난 아기는 엄마에게 물려받은 세균이 적어 장내 세균의 양이 적고 면역 기능도 취약하다. 이 점을 보완하기 위해 일부 국가에서는 출생 직후 비피두스균 같은 유익균을 신생아에게 투여하기도 하는데, 이런 노력은 아기의 장내 세균을 풍성하게 하는 데 도움이 된다. (27-28쪽)

장내 세균의 대사 작용 중에도 꼭 알아야 할 것이 담즙산의 대사다. 담즙에 포함된 성분인 담즙산은 식사로 섭취한 지방(지질)을 유화시켜 소화와 흡수를 돕는, 인간에게 있어 필수적인 물질이다. 원래 간에서 만들어져 쓸개에 저장되었다가 소장에서 분비되지만, 우리 몸이 스스로 만든 물질임에도 독성이 존재하여 글리신이나 타우린과 같은 아미노산과 결합한 ‘접합체’ 형태로 분비된다. 그러나 접합체 상태에서는 독성은 억제되는 반면 지질을 감싸는 유화 작용은 떨어지는 단점이 있다. 정말 복잡하다. 지질의 소화와 흡수에 사용하기 위해서는 담즙산에서 아미노산을 분리하는 과정이 필요하다. 인체는 이 과정을 스스로 수행할 능력이 없어 장내 세균의 도움을 받아야 한다. (47쪽)

아커만시아균은 서구인의 장에서 흔히 볼 수 있으며 체중, BMI, 혈당, 혈중 콜레스테롤 수치가 높은 사람에게서는 상대적으로 적게 발견되는 경향이 있다. 아커만시아균이 적은 비만인의 경우 다이어트를 해도 기대한 만큼 대사 개선 효과를 얻기 어렵다는 연구 결과도 보고되었다. 이 세균은 노화와도 깊은 연관이 있는 것으로 알려져 있다. 유럽과 미국에서는 이미 아커만시아균을 함유한 건강기능식품이 여러 기업을 통해 판매되고 있지만, 이 세균의 효과가 일본인에게도 동일하게 나타날지는 아직 확실치 않다. 일본인은 오키나와 일부 지역 거주자를 제외하고는 장내 세균총에서 아커만시아균이 거의 발견되지 않기 때문이다. 남성은 여성과 비교해 장내 아커만시아균 비율이 더 낮은 경향도 확인되었다. (67-68쪽)

장내 세균총이 정말 노화에 영향을 미칠까? 노화로 인한 신체 쇠약이 결과적으로 장내 미생물 변화를 유발하는 것은 아닐까? 이 점을 규명하기 위해 늙은 쥐에게 젊은 쥐의 장내 세균을 이식하고 신체 기능에 어떤 영향이 있는지 살펴보았다. 실험 결과 젊은 쥐의 장내 세균을 이식받은 늙은 쥐에게서 근섬유가 굵어지고 악력과 피부 수분량이 증가하는 현상이 관찰되었다. 근육이 약화하고 피부가 건조해진 늙은 쥐가 젊은 쥐의 장내 세균을 통해 신체 기능이 회복된 것이다. 이 충격적인 실험 결과는 장내 세균총에 따라 젊음을 유지하거나 노화가 촉진될 가능성이 높다는 점을 보여준다. (96쪽)

치매 환자의 대변은 건강한 사람의 그것에 비해 암모니아 농도가 65% 높고 젖산 농도는 39% 낮은 것으로 나타났다. 흥미로운 점은 식생활과의 연관성을 심층 분석한 부분이다. 건강한 사람은 치매 환자에 비해 된장, 해산물, 녹황색 채소, 해조류, 절임류, 녹차, 소고기?돼지고기 등의 섭취량을 기준으로 산출한 ‘일본 전통 식단 점수’가 높았으며, 특히 해산물, 버섯, 콩류, 커피를 많이 섭취했다. 반면 치매 환자는 장내 세균 대사물의 농도가 낮다는 특징을 보였다. (155쪽)

사람들은 흔히 변비가 대장암 발병 위험을 높인다고 생각한다. 그러나 현재까지 변비와 대장암 발병 위험 사이 명확한 연관성은 발견되지 않았다. 변비와 대장암 발병 위험의 연관성을 보여주는 몇몇 연구 결과가 존재하지만, 일본국립암연구센터는 ‘다목적 코호트 연구’에서 배변 횟수와 대장암 사이에는 연관성이 없다고 결론을 내렸다.
영국 연구자들이 2013년 발표한 여러 연구를 종합 분석한 메타분석에서도 변비와 대장암 사이 연관성을 입증할 만한 근거는 발견되지 않았다. 현시점에서 말할 수 있는 것은, 만성 변비인 사람은 그렇지 않은 사람에 비해 10년 후, 15년 후 생존율이 유의미하게 낮다는 점이다. 만성 신장병?급성 심근경색증 등의 질병과 파킨슨병 같은 신경 퇴행성 질환의 발병 위험도 큰 것으로 나타났다. (198쪽)

푸소박테리움은 치주병의 원인균으로 원래 대장에 존재하는 장내 세균이 아니다. 이 세균은 다양한 질병에 부정적인 영향을 미친다는 사실이 밝혀졌다. 당뇨병이나 치매, 조산 등과의 연관성이 보고되었으며, 대장암은 물론 식도암, 췌장암, 유방암 등의 주변에서도 그 존재가 확인되고 있다. 아마도 침과 함께 삼킨 푸소박테리움이 장까지 도달해 직접적인 영향을 미친 것으로 있으며, 치주 포켓의 염증 부위에서 직접 혈류를 타고 전신으로 퍼질 가능성도 제기되고 있다. 만약 푸소박테리움이 대장암 등의 발병에 관여한다면, 치주병을 악화시키지 않는 것이 대장암을 비롯해 여러 질병의 예방에 도움이 될 수 있다. (224-225쪽)

염분 섭취는 갑자기 줄이기 어렵다면 채소와 과일 섭취를 늘리면서 조금씩 줄여나가는 것이 좋다. 채소와 과일에는 체내 나트륨 배출을 돕는 칼륨이 풍부하게 함유되어 있다. 실제로 교탄고 지역의 건강한 장수자들의 식단을 살펴보면, 채소뿐 아니라 과일 섭취량이 많은 것이 특징이다. 그 때문인지 이 지역에서는 고혈압인 사람이 매우 적다. (81쪽)

일본인의 평균 수명이 세계 최상위권을 차지하는 이유는 장내 세균이 생산하는 부티르산과 전통 식단 때문 오랜만에 동창회에 나갔는데 동갑내기임에도 어떤 이는 부쩍 늙어 보인 데 반해 어떤 이는 훨씬 젊어 보인 경험이 있을 것이다. 50대에 접어들자마자 얼굴에 주름이 늘고 병치레가 잦은 사람이 있는가 하면, 80대 90대가 되어도 활기차게 움직이는 사람도 있다. 이렇듯 사람마다 노화 속도가 다른 이유는 무엇일까? 교토부립의과대학 교수이자 소화기내과 의사인 저자는 인간의 장에 서식하는 세균이 노화와 밀접한 연관성이 있다고 밝힌다. 늙은 쥐에게 젊은 쥐의 장내 세균을 이식했더니 젊어졌다는 연구 결과가 발표되었고, 2022년 덴마크 코펜하겐에서 열린 국제 학회에서는 노화 요인 중 하나로 장내 세균이 추가되었다는 점을 그 근거로 제시한다. 장내 세균 무리를 뜻하는 장내 세균총의 불균형과 다양성 감소, 그들이 유발하는 만성 염증 등이 숙주인 인간의 노화에 영향을 미칠 수 있다고 설명한다. 저명한 장수 연구자인 저자는 2017년부터 일본을 대표하는 장수촌인 교탄고 지역 주민을 대상으로 장수 코호트 연구를 진행하고 있다. 교토부 교탄고시, 미야즈시, 요사노정, 이네정 등 교탄고 지역에는 일본 전국 평균의 3배가 넘는 100세 이상 장수자가 살고 있다. 이 지역 65세 이상 고령자의 장내 세균을 분석한 결과, 교토 지역 주민보다 부티르산(낙산)이라는 대사물질을 생성하는 균이 많았고, 수명 단축과 연관된 프로테오박테리아문에 속하는 균은 적었다. 부티르산은 단쇄지방산의 일종으로 장 상피세포의 에너지원으로 사용되며 유익균이 선호하는 장 환경을 조성하는 역할을 한다. 식습관 조사에서는 이 지역 주민이 교토 지역 주민보다 채소?과일?콩?뿌리채소?통곡물?해조류 등 식이섬유가 풍부한 식품을 섭취하는 빈도가 더 높았다. 특히 뿌리채소와 생선을 즐겨 먹었다. 흥미롭게도 비만하거나 혈당이 높은 사람의 장에는 적고 건강하고 장수하는 사람의 장에는 많은 것으로 알려진 아커만시아균은 교탄고 지역 주민들의 장에서 거의 발견되지 않았다. 이런 현상은 또 다른 장수촌인 오키나와를 제외한 일본 대부분 지역 주민에게서 공통으로 관찰되었다. 그런데도 일본인의 평균 수명이 세계 최상위권을 차지하는 것은 아커만시아균 외에 장내 세균이 생산하는 부티르산과 전통 식단이 장수에 기여하고 있음을 시사한다. 단쇄지방산은 다양한 인체 생리 과정에 영향을 미치는 장내 세균 핵심 대사물질 장내 세균도 인간 사회처럼 다양성이 중요 장내 세균은 우리에게 영양소를 제공하고 소화를 돕고 몸에 필요한 물질을 생산하여 건강의 토대를 이룬다. 우리가 음식을 먹고 소화한 후 에너지를 얻고 남은 대사물질을 소변이나 대변으로 배출하듯이, 장내 세균도 우리가 섭취한 음식을 먹이로 삼아 에너지를 얻고 대사물질을 내놓는다. 장내 세균 대사물질 중에는 우리 인간이 스스로 만들 수 없고 장내 세균의 도움을 받아야 생성되는 물질도 있는데 대표적으로 아세트산(초산), 부티르산, 프로피온산 같은 단쇄지방산을 들 수 있다. 단쇄지방산은 가장 중요한 장내 세균 대사물질로 장내에서 직접 작용하기도 하고 체내에 흡수되어 다양한 신진대사에 영향을 미치기도 한다. 장을 산성화하여 유해균이 증식하기 어려운 환경을 조성하거나, 장관 내벽을 덮고 있는 상피세포를 강화하여 이물질의 침입을 막는 장벽 기능을 유지하는 데 중요한 역할을 한다. 최근 연구에서는 단쇄지방산이 알레르기나 염증 등의 과도한 면역 반응을 억제하고 지방 대사를 개선하는 데에도 도움을 주는 것으로 밝혀졌다. 이 같은 다양한 기능을 인지하면 단쇄지방산을 생성하는 특정 균을 늘리면 된다고 생각하기 쉽다. 저자는 장내 세균총도 인간 사회처럼 다양성이 중요하다고 강조한다. 장내 세균총은 다양한 균으로 이루어진 하나의 공동체로 균과 균은 서로 영향을 주고받고 있다. 지나치게 늘어나면 악영향을 미칠 수 있는 균도 공동체의 균형을 유지하는 데 일정한 역할을 한다. 그 균을 무작정 배제하면 남은 균 중 또 다른 유해균이 우세해질 수 있다는 것이다. 저자는 좋은 균만 있으면 되는 것이 아니라 전체 장내 세균의 균형을 유지하는 것이 중요하며, 이를 위해서는 균의 절대 수뿐 아니라 종류가 다양할수록 좋다고 설명한다. 장내 세균이 손쉽게 이용할 수 있는발효성 식이섬유를 많이 섭취할수록 사망 위험이 낮다 그렇다면 다양한 장내 세균총을 형성하고 건강한 장 환경을 유지하기 위해 우리가 할 수 있는 일은 무엇일까? 저자는 건강한 장내 세균총을 유지하려면 충분한 수면과 적절한 운동도 필요하지만, 무엇보다 식사가 중요하다고 강조한다. 항생제?위산 분비 억제제?동물성 지방?당?염분은 지나치게 섭취하는 것을 피하고 식이섬유는 충분히 섭취하는 것이 좋다고 조언한다. 인간의 소화 효소로 분해할 수 없는 난소화성 탄수화물을 의미하는 식이섬유는, 특정 균을 늘리기보다 보유한 장내 세균 중 유익균의 성장을 촉진하여 개개인에게 적합한 장 환경을 조성하는 데 중요한 영양소다. 과거에는 식이섬유에 기대하는 효과가 배변 개선이나 대장암 예방 정도에 불과했다. 2000년대 들어 장내 세균 연구가 비약적으로 발전하면서 식이섬유 섭취량이 많을수록 심근경색증이나 뇌졸중, 순환기 계통 질환, 제2형 당뇨병 같은 생활습관병 위험을 줄일 수 있다는 점이 밝혀졌다. 최근에는 위암이나 유방암 등의 발병 위험과의 상관관계를 보여주는 연구 결과도 여러 나라에서 발표되고 있다. 저자는 식이섬유 중에서도 장내 세균이 손쉽게 이용할 수 있는 ‘발효성 식이섬유’를 충분히 섭취하는 것이 단쇄지방산을 늘리는 지름길이라고 강조한다. 이전에는 식이섬유의 기능을 생각할 때 ‘물에 녹느냐, 녹지 않느냐’라는 물성에 따라 분류했다. 그 이유는 물에 녹지 않는 ‘불용성 식이섬유’는 대변의 부피를 늘리며 장내 유해 물질 배출을 돕고, 물에 녹는 ‘수용성 식이섬유’는 당과 지방의 흡수를 더디게 하기 때문이다. 그러나 장내 세균에 의한 발효 과정에서 생성되는 단쇄지방산의 기능이 밝혀지면서 물성보다는 ‘어떻게 발효시키느냐’에 세간의 관심이 집중되고 있다. 발효성 식이섬유는 통곡물·과일·채소·버섯·콩·고구마 등에 풍부하다. 곡물에서는 백미보다 정제되지 않은 현미나 보리 등에 많이 함유되어 있다. 저자는 매일 식단에서 백미에 베타글루칸이 풍부한 찹쌀이나 보리를 섞어 먹는 것만으로 발효성 식이섬유의 섭취량을 늘릴 수 있다고 조언한다. 일본인 1천800명을 조사하여 발견한 다섯 가지 장유형 저자는 장내 세균총을 유형별로 분류하여 식사나 질병과의 연관성을 조사하고 있다. 동일한 방법으로 장내 세균총을 분석한 16개 임상 연구에서 얻은 건강한 사람과 질병에 걸린 사람 총 1천803명의 일본인 장내 세균총 데이터를 검토하고 식습관 조사와 장수 연구 자료를 분석했다. 38개 속 세균의 존재 비율에 따라 크게 다섯 가지 유형으로 분류하고 각 유형과 질병의 연관성을 밝혀냈다. 저자는 실제로 식생활과 생활양식을 개선함으로써 A 유형이나 C 유형 같은 고위험군의 장내 세균총이 B 유형으로 바뀐다는 사실이 확인되었다고 언급한다. ㆍA. 고단백질?고지방 식사 유형: 육류 등 동물성 단백질과 지방이 풍부한 식사를 즐긴다. 초식동물 소화관에 존재하는 점액 분해균인 루미노코쿠스속 균과 구강이나 소화관에서 발견되는 스트렙토코쿠스속 균이 많다. 심장 질환, 간 질환, 이상지질혈증, 고혈압 등 생활습관병에 걸릴 위험이 크다. ㆍB. 균형 잡힌 식사 유형: 가리지 않고 무엇이든 잘 먹기 때문에 3대 영양소의 균형이 잡혀 있다. 편성 혐기성 간균으로 난소화성 프락토올리고당 등을 대사하여 이용하는 박테로이데스속 균과 항염 효과가 있는 부티르산 생성균인 피칼리박테리움속 균이 많다. E 유형과 비교해 일부 질환의 발병 위험이 있지만, 전반적으로 건강한 편이다. ㆍC. 고탄수화물 식사 유형: 탄수화물 위주의 식사를 즐기며, 다른 영양소 섭취가 전반적으로 부족한 편이다. 편성 혐기성 간균인 박테로이데스속 균이 많고, 염증 억제에 관여하는 피칼리박테리움속 균은 적다. ㆍD. 고단백질?고지방?고당질 식사 유형: 단백질, 지방, 당분이 풍부한 식사를 즐긴다. 유익균으로 알려진 비피두스균을 비롯한 비피도박테리움속과 젖산을 생성하는 스트렙토코쿠스속 균이 많다. 간 질환, 기능성 위장 질환, 염증성 장 질환의 발병 위험이 크다. ㆍE. 채식주의자 유형: 육류를 적게 먹고, 채소와 생선 위주의 식사를 즐긴다. 탄수화물 분해력이 뛰어나며 치주염과 질염의 원인균으로 알려진 프레보텔라속 균이 많아 ‘농촌형’으로 불린다. 다른 네 유형에 비해 전반적으로 질병 위험이 낮다.