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미생물군집(마이크로바이옴)이 면역 체계에 미치는 영향

 
장

한눈에 보는 정보 -

  • 면역 체계와 장내 미생물군집은 공생 관계를 공유하며, 면역 기능은 장 상태에 크게 의존합니다
  • 미래 건강을 가장 잘 예측할 수 있는 지표는 출생 시 장내 미생물군집입니다. 산모와 아기 모두에게 제왕절개와 항생제 요법은 아기의 미생물군집을 분해하는 것으로 알려져 있지만 보완할 수 있습니다
  • 건강한 미생물군집은 근시안적인 관행과 기술 설비를 통해 잃게 된, 여러분의 조상이 가지고 있던 것과 더 관련이 있습니다. 여러분의 조상이 한 번도 본 적이 없는 미생물 그룹을 완전히 분해 점검하려고 하는 것보다 그것을 향해 나아가는 것이 훨씬 더 건설적입니다
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이 기사에서 코넬 대학의 면역독성학 명예 교수인 로드니 다이어터트(Rodney Dietert)는 면역 체계와 장내 미생물군집 사이의 상호 관계를 검토합니다.

그는 수십 년 동안 학생들에게 면역 체계에 대해 연구하고 가르쳤습니다. 다이어터트 명예 교수가 언급한 바와 같이 장내 미생물군집은 면역 기능뿐만 아니라 일반적인 건강 상태에도 매우 중요합니다. 이는 거의 모든 다른 생리학적 체계에 영향을 미치기 때문입니다.

그는 어떤 생체 지표가 아기의 미래 건강을 예측하는 데 가장 좋은지에 대한 연구 논문을 작성할 기회가 주어졌을 때 장의 중요성을 처음 깨달았습니다.

"저는 그것이 논문을 써가는 데 있어 정말 흥미로운 질문이라고 생각했습니다."라고 그는 말합니다. "그리고 수십 년 동안 어린이, 태아와 신생아를 대상으로 한 면역 체계에 대한 연구를 통해 답을 얻었다고 확신했습니다.

저는 몇 단락을 쓰고는 설득력이 없었기 때문에 매우 좌절했고, 매우 좌절한 채 잠자리에 들었습니다. 저는 한밤중에 저에게 대답이 된 꿈을 꾸고 깼습니다.

그 대답은 신생아가 스스로 완전해지거나 완전해지는 정도이며, 그 자기 완성은 실제로 미생물군집의 설치이고, 대부분 어머니로부터지만 양쪽 부모 모두 기여한다는 것입니다. 가능한 경우 자연 분만, 피부와 피부 접촉, 그리고 물론 가능한 장기간 모유 수유로 이어집니다."

조상 미생물군집

그는 "유전자의 99% 이상이 염색체가 아니라 미생물에서 온 것"이라고 지적합니다. 약 330만 개의 미생물 유전자, 주로 박테리아 유전자가 있습니다. 인간의 전체 인구에 걸쳐 천만 미만의 서로 다른 미생물 유전자가 있으므로 반드시 모든 유전자를 갖고 있지는 않습니다.

또한 사람은 22,000~25,000개의 염색체 유전자(이 유전자는 인간 게놈 프로젝트를 통해 분석된 것입니다)를 가지고 있고 이는 지렁이보다 약 2,000개 더 많은 염색체 유전자가 있다는 의미입니다. 다이어터트 명예 교수가 언급한 바와 같이 우리는 약 330만 개의 미생물 유전자를 가지고 있기 때문에 유전적으로 99% 이상 미생물입니다.

이것이 출생 시 장내 미생물군집이 미래 건강의 가장 좋은 예측 인자가 될 것이라고 그가 결론 내린 이유입니다. 당연히 미생물군집은 식단과 환경 노출을 통해 변경될 수 있으며 그것은 평생 건강에 영향을 미칩니다. 그러나 초기에는 영유아의 미생물군집이 미래 건강에 대한 최고의 전반적인 예측 인자입니다.

다이어터트 명예 교수에 따르면, 건강 상태에 대한 확실한 답을 줄 수 있는 특정 박테리아 종의 단일 척도는 실제로 없습니다. 오히려 가장 중요한 예측 측면은 시딩(seeding) 과정입니다. 아기가 출생 시 이상적인 시딩 과정을 거치면 좋은 건강을 경험할 가능성이 더 높아집니다.

예를 들어, 엄마와 아기 모두에게 있어 선택적 제왕절개와 항생제 요법은 아기의 미생물군집을 분해하는 것으로 알려져 있습니다. 2012년부터 그 꿈을 꿨을 때 그는 더 구체적인 계획을 세울 수 있었지만 그 자체로는 하나의 이상적인 미생물군집이란 것은 없습니다. 다양한 건강한 미생물군집이 있습니다.

보완 방법

과거의 신조는 영유아의 면역 체계가 출생 시 완전하며 영유아에게 필요한 성숙이나 조정이 거의 또는 전혀 없다고 말했습니다. 이제 우리는 이것이 사실이 아님을 깨달았습니다. 자궁 내 아기의 면역 발달은 균일하지 않습니다. 임신의 유지를 보호하기 위해 편향되어 있습니다. 이 편향은 신생아/영유아에서 조정되어야 하며 면역 체계는 확장, 재분배 및 재정립되어야 합니다.

이를 수행하는 가장 좋은 방법은 아기의 미생물군 유전체 균형을 완전히 재정립하고 건강한 영유아 미생물군집이 필요한 산후 면역 성숙을 유도할 수 있도록 하는 것입니다. 미생물에 의해 유발되는 영유아 면역 성숙이 일어나지 않으면 면역 기능 장애에 의해 유발되는 질병이 해당 아동에게 증가할 가능성이 있습니다.

면역 세포의 60~70%가 장에 있으며 이러한 면역 세포는 장내 미생물군집과와 매우 가깝다는 것을 기억하십시오. 따라서 장내 미생물군집 상태와 면역 상태는 밀접하게 얽혀 있습니다.

언급한 바와 같이 제왕절개술을 받으면 신생아가 최적의 미생물 개체군보다 적게 발달할 수 있는 심각한 위험에 처하게 됩니다. 그러나 어떤 경우에는 제왕절개가 필요하며 희소식은 자연 분만 중에 발생할 수 있는 미생물 시딩 손실을 보완할 수 있다는 것입니다.

이 연구의 많은 부분을 개척한 러트거즈 대학의 글로리아 도밍게즈 벨로(Gloria Dominguez Bello) 박사는 산모의 질에 있는 미생물을 출생 직후 아기에게 수동으로 옮기는 질 면봉 기술을 사용합니다. "100% 같지는 않지만 매우 좋습니다."라고 다이어터트 명예 교수는 말합니다.

질관 외에도 아기는 또한 유방 조직과의 구강 접촉을 포함하여 피부와 피부 접촉을 통해 귀중한 미생물을 얻고 이러한 이유로 모유 수유가 매우 중요하며 미래에도 자녀의 건강에 영향을 미칠 수 있습니다. 위에서 언급했듯이 토양, 음식 및 동물의 환경 노출도 역할을 합니다.

장내 미생물군집이 면역 노화에 미치는 영향

역사적으로 가슴샘(흉선)은 면역계의 발달에 정말 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있으며, 고령자의 경우 면역계의 저하가 가슴샘의 악화와 관련이 있는 경우가 많습니다. 희소식은 이것이 장내 미생물군집을 개선함으로써 어느 정도 보완될 수 있다는 것입니다.

장내 미생물군집을 파괴하는 데 중요한 역할을 하는 한 가지 요인은 약물 사용입니다. 다이어터트 명예 교수에 따르면 일반 의약품을 포함한 모든 약물의 25~50%가 예측 가능한 방식으로 미생물군집을 손상시킵니다. 다른 약물은 약물치료 결과를 수정하는 미생물군집과 상호 작용합니다. 우리는 스스로 위험을 감수하면서 이러한 약물-미생물군집의 상호작용을 무시합니다.

"예를 들어, 다음의 역사적인 한 가지 사례가 있습니다. 오래된 심장 치료제인 디곡신은 특정 박테리아 종인 [에게르텔라 렌타]에 의해 대사될 수 있습니다. 이제 장에 있는 [특정 박테리아] 종의 수준에 따라 약물은 대사 수준 때문에 효과가 없거나 효과적이거나 독성이 있어 환자를 죽일 것입니다.

효과적인 약이 될 수 있음에도 불구하고 [디곡신의 안전하고 효과적인 개인 맞춤 용량]을 처방한다는 점에서 약간의 문제입니다.

그런 [약물-미생물군집의 관계]를 알고, 측정할 수 있는 하나의 특정 [장] 세균 [내부 약물 용량 조절]을 아는 것은 보충될 수 있고, [디곡신의 세균 대사] 수치나 [투여된] 약물 수치는 [장내 미생물군집에 의한 약물 대사가 각 개인에게 안전하고 효과적인 내부 용량이 되도록 하기 위해] 변경될 수 있습니다.

이런 종류의 약을 투여할 예정이라면 왜 그렇게 하지 않겠습니까? [미생물군집 및 치료 약물 용량은 각 환자마다 조정될 수 있고 조정되어야 합니다]."

따라서 미생물에 손상을 주는 약물을 더 많이 사용할수록 시간이 지남에 따라 미생물군집의 분해가 더 커질 것입니다. 잘못된 식단과 결합하면 면역 체계가 점차적으로 악화되는 면역노화 현상이 발생합니다. 그러나 평생 미생물군집과 면역 체계를 보호하고 지원한다면 나이가 든다고 해서 당연하게 일어나는 현상인 것은 아닙니다.

불필요한 항생제 노출을 피하십시오

항생제

미생물군집을 보호하는 한 가지 간단한 전략은 항생제를 피하는 것입니다. 활성 감염과 싸우기 위해 필요할 수 있지만 노출되는 항생제의 대부분은 음식에서 나옵니다. 집중동물사육시설(CAFO)에서 길러진 동물은 일상적으로 항생제를 먹이고 사람들이 그 동물을 먹을 때 섭취하게 됩니다.

그것이 필자가 유기농을 강력하게 지지하고 권장하는 이유 중 하나입니다. 유기농으로 키운 동물은 실제로 아프지 않는 한 항생제를 투여할 수 없기 때문입니다. CAFO 동물은 또한 항생제 내성 박테리아를 옮기는 경향이 있습니다.

코로나 19 팬데믹은 또한 항균 제품의 사용을 증가시켰습니다. 사람들은 해로운 세균을 죽이고 있다고 생각하지만 실제로는 면역 체계를 죽이고 있을 뿐입니다.

군체형성 내성

다이어터트 명예 교수가 설명했듯이 기도에 코로나바이러스가 있습니다. 대부분은 기도에 코로나바이러스가 있지만 건강한 기도 미생물군집이 있는 한 질병을 일으키지 않습니다. 건강한 기도 미생물군집은 신체 운동과 태양 노출이 비타민 D 수치를 최적화할 수 있는 야외에서 시간을 보내는 것과 같은 것에 의해 지원받고 촉진됩니다.

"우리 자신의 음식을 재배하는 것, 밖에 나가는 것, 동물 농장을 방문하는 것, 건강한 방식으로 미생물에 노출되고 비타민 D를 늘리고 면역 체계를 관리하는 것과 전반적인 건강이 절대적으로 중요합니다."라고 그는 말합니다.

"[항병원체 대사산물의 생산과 함께] 미생물군집이 더 강력할수록 이러한 병원체에 대한 군체 형성 내성이 더 좋아집니다. [여기에는] [건강한] 폐 환경을 전염증 상태에 [휩싸이게] 바꾸는 조합 중에 [자주] 발생하는 2차 세균 감염에 대한 [보호가 포함됩니다].

우리는 처음부터 그렇게 했어야 했지만 불행히도 일부 과학자와 관료들은 한 곳에 집중하고 인간의 건강에 대해 실제로 초점을 맞추지 않았습니다."

건강한 박테리아가 감염을 예방할 수 있는 방법의 한 예로서, 락토바실러스 아시도필러스는 살모넬라 감염과 닭의 전염을 차단하는 것으로 나타났습니다. 1990년대 초, 이러한 유형의 개입은 실제로 엄청난 살모넬라균 문제를 겪고 있던 가금류 산업을 구했지만 그에 대해 들어보신 적이 없을 것입니다.

"저는 이것이 우리가 식품을 생산하는 방법을 관리해야 한다는 것을 보여준다고 생각합니다. 우리는 다양한 보충제의 혜택을 인식해야 합니다. 솔직히 말해서 그것이 우리가 처한 다제 투여의 틀에서 벗어나는 데 도움이 될 것이라고 생각합니다."

이것은 경쟁 억제의 전형적인 예이며 인체에서도 같은 방식으로 작용합니다. 타이어터트 명예 교수에 따르면 겨우 15가지 정도의 유익한 박테리아로 장에서 살모넬라 박테리아를 억제하는 대사 환경을 만들어 통제 불능 상태로 증식하여 질병을 유발하는 것을 방지할 수 있다고 합니다.

따라서 장에 유익한 박테리아가 다양하면 위험한 병원체에 노출되더라도 감염이 발생하는 것을 효과적으로 차단할 수 있습니다. 미생물군집의 구성은 식이 '속임수'나 가끔 불량식품을 먹는 일을 얼마나 잘 처리할 수 있는지에 중요한 역할을 한다는 점을 명심하십시오. 다이어터트 명예 교수는 다음과 같이 지적합니다.

"특히 강력한 미생물군집이 있다면 주말에 먹은 불량식품에서 더 잘 회복할 것입니다. 이미 여러분의 장이 장내 세균 불균형이거나 만성 질환, 다제 투여 또는 글리포세이트 노출로 인해 미생물군집이 약화된 경우, 아마도 추가적인 변화에 매우 취약할 것입니다.

다시 말하지만, 탄탄한 다양성으로 얼마나 잘 시딩되어 있는가가 중요합니다. 생태학의 산림 관리나 산호초 관리와 같습니다. 이미 손상되고 병든 산호초가 있다면 심각한 변화 측면에서 진전하는 데 많은 시간이 걸리지 않을 것입니다. 이것은 우리에게 면역 염증, 병리학 및/또는 감염원이 발판을 마련한다는 측면에서 같지만 아니라면 그렇게 되지 않을 것입니다.”

장에서 뇌로

유익한 박테리아가 건강을 보호하는 한 가지 방법은 장을 보호하는 점액층인 부티레이트와 뮤신을 생성하는 것입니다. 장내미생물은 또한 신경활성 펩티드와 신경전달물질을 만듭니다. 신경 및 정신 건강을 위해 박테리아를 사용하는 데 중점을 둔 사이코바이오틱스라고 하는 개발된 전체 분야가 있습니다.

예를 들어 특정 박테리아 종과 균주는 세로토닌을 생성합니다. 다른 것은 도파민을 생산합니다. 일부는 GABA 또는 아세틸콜린을 생성합니다.

장에서 생산되는 대부분의 신경 전달 물질은 혈액-뇌 장벽을 통과할 수 없으므로 뇌의 수치를 직접적으로 증가시키지는 않지만 여전히 간접적이고 측정 가능한 효과가 있다고 다이어터트 명예 교수는 말합니다. 미주 신경은 장내 미생물이 뇌 화학 및 생리에 영향을 미치는 경로 중 하나입니다.

건강은 장에서 시작됩니다

끝으로 다이어터트 명예 교수는 "특정 질병이나 특정 병원체에 초점을 맞추고 있는 경우에도 전신을 돕는 일을 하고, 면역 체계를 돕는 일을 하십시오"라고 상기시키고 격려합니다. 이렇게 하는 이유는 모든 것이 연결되어 있기 때문입니다.