비즈니스 기회
건강한 장내 미생물을 잃는 산업 사회
이러한 진화적 쇠퇴에 어떻게 대응할 수 있습니까? 의사와 영양사들이 수십 년 동안 말해 온 것, 즉 섬유질을 더 많이 섭취하여 장내미생물 생태계를 건강하게 바꾸는 것이 도움이 될 수 있습니다.
섬유질이 건강에 좋고 일상 식단의 중요한 부분이라는 것은 누구나 알고 있습니다. 그렇다면 섬유질이란 무엇이며, 섬유질이 건강에 좋은 이유는 무엇일까요? 섬유질은 셀룰로오스로오스로, 식물을 구성하는 끈적끈적한 물질입니다. 잎, 줄기, 뿌리, 줄기 및 나무 줄기(나무)는 셀룰로오스로 만들어집니다. 셀룰로오스의 가장 순수한 형태는 면의 길고 하얀 섬유입니다. 식이섬유는 채소나 통곡물 음식에서 얻을 수 있습니다.
섬유질이 건강에 좋은 이유는? 섬유질은 장내 세균총(장내 마이크로바이옴)을 행복하고 균형 있게 유지하는 데 도움이 됩니다. 섬유질은 자연 먹이 사슬의 출발점 역할을 합니다. 이는 셀룰로오스를 소화할 수 있는 박테리아에서 시작되어 나머지 마이크로바이옴에 균형 잡힌 식단을 제공합니다. 그러나 산업화된 사회에서 우리의 식습관은 고대인들의 식습관과는 너무나 다릅니다.
이것은 우리의 장내 세균총에 영향을 미치고 있습니다. 새로 발견 된 셀룰로오스 분해 박테리아가 인간의 장내 미생물 군집에서, 특히 산업 사회에서 손실되고 있기 때문입니다.
이 연구는 이스라엘 네게브의 벤구리온 대학교(BGU)의 이츠하크 미즈라히 교수 팀이 레호보트에 있는 와이즈만 과학 연구소와 미국과 유럽의 국제 협력자들의 지원을 받아 진행한 것입니다.
BGU의 수석 연구원 사라 모라이스(Sarah Moraïs)는 "인류 진화를 통틀어 섬유질은 항상 인간 식단의 주류였습니다. 섬유질은 영장류 조상들의 식단의 주요 구성 요소이기도 합니다. 섬유질은 장내 세균총을 건강하게 유지해 줍니다."라고 말했습니다.
Moraïs와 연구팀은 인간 장내 마이크로바이옴의 중요한 새로운 구성원인 셀룰로오스 분해 박테리아인 루미노코쿠스(Ruminococcus)를 확인했습니다. 이 박테리아는 셀룰로솜이라고 하는 크고 고도로 전문화된 세포외 단백질 복합체를 생성하여 셀룰로오스를 분해합니다.
"셀룰로오스를 분해하는 것은 쉬운 일이 아닙니다. 소수의 박테리아만이 그것을 할 수 있다"고 셀룰로솜 분야의 세계적인 리더이자 이 연구의 공동 저자인 와이즈만 연구소의 에드워드 바이어 교수는 설명합니다. "셀룰로오스는 불용성이기 때문에 소화하기 어렵습니다. 장내 섬유질은 수영장의 나무 줄기와 같습니다. 젖어도 녹지 않습니다."
셀룰로솜은 박테리아에 의해 셀룰로오스 섬유에 부착되어 밧줄의 개별 실처럼 벗겨지도록 설계되었습니다. 그런 다음 셀룰로솜 효소는 섬유질의 개별 실을 더 짧은 사슬로 분해하여 용해됩니다. 루미노코쿠스뿐만 아니라 장내 마이크로바이옴의 다른 많은 구성원에 의해서도 소화될 수 있습니다.
"결론적으로, 셀룰로솜은 섬유질을 당으로 바꾸어 전체 커뮤니티를 먹여 살리는데, 이는 엄청난 공학적 위업입니다"라고 Bayer는 말합니다.
셀룰로솜의 생산은 루미노코쿠스를 건강한 장내 마이크로바이옴에 영양을 공급하는 섬유 분해 캐스케이드의 최상위에 위치하게 합니다. 그러나 루미노코쿠스의 진화 역사는 복잡하며, 새로운 연구가 보여주듯이 서구 문화는 우리의 마이크로바이옴에 큰 타격을 입히고 있습니다.
"셀룰로솜을 생산하는 이 박테리아는 오랫동안 존재해 왔습니다. 그들의 조상은 소와 양의 반추위 마이크로바이옴의 중요한 구성원입니다"라고 연구의 수석 저자인 BGU의 Mizrahi 교수는 설명합니다. 반추위는 소, 양, 사슴의 특별한 위장 기관으로, 그들이 먹는 풀(섬유질)은 루미노코쿠스를 포함한 셀룰로오스 분해 미생물에 의해 유용한 음식으로 전환됩니다.
"우리는 인간의 셀룰로솜을 생산하는 박테리아가 진화 과정에서 숙주를 바꾼 것처럼 보인다는 사실에 놀랐는데, 그 이유는 인간의 변종이 우리 영장류 조상의 변종보다 가축의 변종과 더 밀접한 관련이 있기 때문입니다."
즉, 인간은 인간 진화 초기에 가축으로부터 건강한 장내 미생물 군집의 중요한 구성 요소를 획득한 것으로 보입니다. "그것은 실제로 가능한 일이다"라고 반추위 생물학 전문가인 미즈라히는 말합니다.
그러나 이야기는 거기서 끝나지 않습니다. 인간 코호트의 샘플링 결과, 루미노코커스 균주는 인간 수렵 채집 사회와 농촌 인간 사회에서 인간 장내 미생물 군집의 강력한 구성 요소이지만 산업화된 사회의 인간 샘플에서는 드물거나 누락되어 있음이 밝혀졌습니다.
"20만 년 전 아프리카에 살았던 우리 조상들은 저녁 식사를 위해 드라이브 스루나 전화로 점심을 사지 않았다"고 독일 뒤셀도르프 하인리히 하이네 대학의 진화생물학자이자 연구의 공동 저자인 윌리엄 마틴 교수는 말합니다. 그러나 서구 사회에서는 이런 일이 대규모로 일어납니다.
식품이 생산되는 농장에서 멀리 떨어진 산업화된 사회에서 식단이 변화하고 있습니다. 저자들은 섬유질이 풍부한 식단에서 벗어나는 이러한 변화가 마이크로바이옴에서 중요한 셀룰로오스 분해 미생물의 손실에 대한 설명이라고 결론지었습니다.
이러한 진화적 쇠퇴에 어떻게 대응할 수 있습니까? 의사와 영양사들이 수십 년 동안 말해 온 것, 즉 섬유질을 더 많이 섭취하는 것이 도움이 될 수 있습니다.
이상의 기사는 2024년 3월 18일 MedicalXpress에 게재된 “Industrial societies losing healthy gut microbes, finds study”제목의 기사 내용을 편집하여 작성하였습니다.
* 논문 출처 : https://www.science.org/doi/10.1126/science.adj9223
* 원문 출처 : https://medicalxpress.com/news/2024-03-industrial-societies-healthy-gut-microbes.html