비즈니스 기회
소변이 노랗게 변하는 이유를 알아냈다
장내미생물이 인체의 대사활동 및 질병에 직접적으로 관여한다는 것이 과학적으로 밝혀지고 있습니다. 건강한 장내미생물 생태계를 유지하기 위한 마음상태, 식습관, 운동 등에 더 관심을 가져야 할 것 같습니다.
아래의 기사는 2024년 1월 27일 Arstechnica에 게재된 “Gotta go? We’ve finally found out what makes urine yellow”제목의 기사 내용을 편집하여 작성하였다.
소변이 노랗게 변하는 이유는? 과학자들은 125년 된 그 의문에 대하여 이전에 알려지지 않은 미생물 효소가 원인이라는 것을 발견하면서 그 답을 찾았습니다. 미생물은 장 건강에 중요한 박테리아 문인 Firmicutes 문에 속하는 Clostridia 클래스에 속합니다.
빌리루빈은 적혈구가 죽은 후 방출되는 주황색 색소입니다. 장내 미생물은 빌리루빈 환원효소를 사용하여 빌리루빈을 무색의 우로빌리노겐으로 분해하고, 이 우로빌리노겐은 노란 우로빌린으로 분해되어 소변에 노란색을 띠게 합니다. 우로빌린은 이전에 소변의 색과 관련이 있었지만 우로빌리노겐을 생성하는 효소는 지금까지 알려지지 않았습니다.
"이전에 여러 효소가 빌리루빈의 환원에 관여했다고 생각했지만, 우리의 결과는 단일 효소가 빌리루빈을 우로빌리노겐으로 환원시킨다는 발견을 뒷받침합니다." 연구팀은 최근 네이처 미생물학에 발표된 연구에서 언급했다.
일부 장내 세균이 빌리루빈을 감소시키는 것으로 알려져 있었기 때문에 Hall과 그의 팀은 어디서부터 시작해야 할지 알고 있었지만 어떤 특정 종이 실제로 빌리루빈을 감소시키는지, 그리고 어떻게 하는지 알아내는 것으로 미지의 부분을 채우고 싶었습니다. 이것은 그들이 빌리루빈 환원효소를 암호화하는 유전자를 찾아야 한다는 것을 의미했습니다.
이전 연구에서는 클로스트리디오데스 디피실리(Clostridiodes difficile) 종이 빌리루빈을 감소시킬 수 있다는 것을 발견했습니다(사용된 메커니즘은 알려지지 않았지만). 연구팀은 C. 디피실리를 비교의 기초로 사용하여 다양한 종의 장내 세균을 배양하고 빌리루빈에 노출시켜 해당 박테리아가 우로빌리노겐을 생산할 수 있는지 확인하고 형광 분석을 통해 그 존재를 감지했습니다.
빌리루빈 환원효소를 사용하여 빌리루빈을 대사하는 박테리아 균주는 모두 단일 군(family clade)에 속하는 것으로 밝혀진 종에서 유래했습니다. 연구자들은 이를 비공식적으로 빌리루빈 환원효소 군(bilirubin reductase clade)이라고 불렀습니다. 그 분류 내에서 이러한 종의 대부분은 장 건강에 중요한 박테리아 문인 Firmicutes 문에 속하는 Clostridia 클래스에 속합니다.
연구진은 빌리루빈 환원효소가 건강한 성인에게 존재하지만 신생아와 염증성 장 질환이 있는 성인에게는 결핍이 있어 결국 향후 치료에 영향을 미칠 수 있음을 발견했습니다.
유아의 장 게놈 염기서열을 분석한 결과, 홀과 그의 연구팀은 생후 첫 몇 달 동안 빌리루빈 환원효소가 종종 누락되는 것을 확인했습니다. 혈액에 빌리루빈이 너무 많이 축적되면 피부와 눈의 흰자위가 노랗게 변하는데, 이를 황달이라고 합니다. 대부분의 유아는 어느 정도의 황달을 겪지만, 대개 저절로 사라집니다.
빌리루빈 환원효소의 결핍은 염증성 장 질환이 있는 성인의 색소 담석과도 관련이 있습니다. 성인 장 게놈 염기서열 분석 결과, 장 게놈 염기서열을 분석한 크론병이나 궤양성 대장염 환자 대부분에서 이 효소가 결핍된 것으로 나타났습니다.
"빌리루빈 감소에 관여하는 종, 유전자 및 효소에 대한 지식을 통해 향후 연구는 이제 장내 미생물 빌리루빈 대사가 미치는 영향에 초점을 맞출 수 있습니다. 건강과 질병에서 빌리루빈 감소의 역할"이라고 연구진은 같은 연구에서 밝혔습니다.
빌리루빈 환원효소와 그것이 가질 수 있는 건강 영향에 대해 아직 더 많은 연구가 수행되어야 합니다. 연구팀은 체내에서 생성되는 우로빌린의 양과 인슐린 저항성, 비만, 심장병, 심부전 사이에 연관성이 있을 수 있다고 보고하였습니다.
* 추가 정보 : Nature Microbiology, 2023년. DOI: 10.1038/s41564-023-01549-x
* 정보 출처 : https://arstechnica.com/science/2024/01/gotta-go-weve-finally-found-out-what-makes-urine-yellow/