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비만은 사람의 몸무게가 지나치게 나가는 것을 통칭하는 말로서, 병리학적으로는 세계 보건 기구 (WHO)에서 정한 체질량 지수(BMI)가 30 이상인 경우 비만증이라고 일컫는다. 비만은 보통 그 자체로는 문제가 되지 않지만, 비만으로부터 야기될 수 있는 사회적 장애와 비만으로 인해 생기는 2차적인 합병증이 주로 문제가 된다. 이러한 문제는 개인적인 것으로 끝나지 않는데, 프랑스 파리의 OECD 본부에서 보건담당 수석 경제분석가로 일하는 프랑코 새시(Franco Sassi)는 “비만이란 질병은 국가 경제와 사회에 미치는 파장이 크기 때문에 정부가 적극 개입해 치료와 예방에 나서야 한다. 한국을 제외한 경제협력개발기구(OECD) 회원국들이 공공보험으로 비만 치료를 지원하는 이유다.”¹⁾ 라고 언급할 정도로 사회적으로도 큰 문제로 다뤄지고 있다.

 비만은 에너지 섭취, 저장, 소비의 균형이 깨진 것으로 알려져 있는데, 그 원인은 다양하여 유전적인 요소와 환경적인 요소 모두를 포함한다. 장내 미생물이 영양소를 획득하는 과정이나 에너지 조절, 그리고 지방 저장에 영향을 미친다는 연구결과들이 보고되어 비만과 장내 미생물과의 연관성이 제기되었고, 최근에도 활발히 연구를 진행하고 있다. 얼핏 생각하기로는, 장내 미생물이 많으면 미생물이 우리가 섭취한 영양분을 가로채 체중을 감량시켜 줄 것 같지만, 연구 결과들을 살펴보면 그렇게 단순하지가 않다. 본 연재에서는 장내 미생물과 비만에 관한 연구결과들을 소개하고자 한다.

 장내 미생물의 주요 기능으로 알려진 것을 4가지를 꼽아보자면, 아래와 같다.²⁾
1. 병원성 미생물의 감염에 대한 저항성 제공
2. 상피세포의 증식과 분화 촉진을 통한 장 내 점막층 유지
3. 장 유래 림프조직(gut-associated lymphoid tissue) 발달의 촉진
4. 사람이 소화할 수 없는 섬유소 분해

비만과 장내미생물의 연관 가능성은 4번째 기능으로부터 제기되었다. 사람이 소화할 수 없는 영양분을 분해하여 사람이 소화할 수 있는 형태로 바꿔주어, 에너지 수확량을 높여주는 것이다. 실제로, 미생물이 있는 환경에서 자란 쥐는 음식을 적게 섭취하고 많이 움직이는데도 불구하고 무균쥐(Germ-free mice)에 비해 체내 지방이 60%가 높은 것으로 나타났다.³⁾ 장내 미생물에 따라 에너지 수확량에 차이가 나는 것이다.

하지만 단지 미생물이 영양소를 분해하여 에너지 수확량을 높여주는 역할만 하는 것은 아니다. 미생물이 영양소를 분해하고 난 산물은 숙주의 신호전달체계를 건드리게 된다. 대표적인 예시로, SCFAs(Short chain fatty acid, 짧은사슬지방산)가 있다. 이러한 산물에 의해서도 숙주의 에너지 흡수와 소비, 저장이 조절되는 것이다. SCFA(짧은사슬지방산)는 GLP-1 (Glucagon like peptide-1)과 peptide(P) YY의 분비를 촉진하여 식욕과 에너지 흡수를 감소시킨다는 연구결과도 보고된 바 있다.⁴⁾ 물론, 모든 SCFA가 이와 같은 역할을 하는 것은 아니다. 몇몇 종류의 SCFA만 식욕을 억제한다는 연구결과 또한 보고된 바 있다. 또한, 미생물이 영양소를 분해하고 난 산물은 체내에서 염증 반응을 유발하기도 한다.

 
장내 미생물이 에너지 흡수와 소비, 저장에 영향을 미친다는 사실은 어느 정도 수긍이 될 것 이다. 그렇지만, 이러한 미생물의 영향이 비만에도 영향을 미칠 정도일까를 생각하면 여전히 고개를 갸우뚱 할 수 있을 것이다. 연구결과에 의하면, 무균 상태의 쥐에게 정상 체중인 쥐의 미생물을 이식한 결과, 정상 체중을 유지하였다고 한다.³⁾ 또한, 비만인 쥐에게서 채취한 미생물을 무균 상태의 쥐에게 이식하니, 지방 함량이 높아졌다고 보고되었다.⁵⁾ 비만인 동물에서 체중 증가를 야기하는 특정한 미생물군의 조성이 존재 가능성을 생각해 볼 수 있겠다. 물론, 우리가 섭취하는 음식의 종류와 상관없이 미생물 조성에 따라서만 영향을 받는 것은 결코 아니다. 고지방 식단을 적용시킨 쥐에서, 미생물군의 조성이 변화되었다는 연구결과 또한 존재한다.²⁾ 우리가 섭취한 음식과 미생물군이 서로 영향을 주고받는 것이다. 이러한 다양한 연구결과를 통해, 몇몇 학자들은 장내 미생물 조절을 통해 비만인 사람의 에너지 균형을 조절할 수 있다는 가능성을 언급하였고,⁶⁾ 실제로도 이를 뒷받침 하는 다양한 연구결과가 제시되었다.⁷⁾

 장내 미생물과 비만의 연관 가능성을 제기하기 시작한 초반에는, 장내 Firmicutes와 Bacteroideres의 비율로 비만 여부를 알 수 있다는 의견이 제시되었었다. 하지만 현재에는, 비만인 사람과 정상체중인 사람에서 두 미생물 종의 비율 차이가 존재하기도 하지만, 그렇지 않은 경우도 꽤나 보고되어 이에 대해서는 더욱 연구가 필요할 것으로 보인다.

 장내 미생물과 비만의 연관성을 살펴보다 보면, 주변에 많이 먹는데도 불구하고 마른 사람들을 떠올리게 된다. 그 사람들이 쥐고 있는 다양한 요소 중, 미생물의 영향도 있지 않을까. ‘체질’을 타고 난 것이라 많이 표현하지만, 문득 ‘미생물’도 타고 난 것이 아닐까 하는 생각이 든다.
 

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1) [출처: 중앙일보] 한국인 비만율 32% … 사회적 격차 부채질
2) Amanda J Cox et al. (2014) Obesity, inflammation, and the gut microbiota. Lancet Diabetes Endocrinol
3)  Backhed F et al. (2004) The gut microbiota as an environment factor that regulates fat storage. Proc Natl Acad Sci USA.
4)  Delzenne et al. (2010) Gastrointestinal targets of appetite regulation in humans. Obes. Rev.
5) PJ Turnbaugh et al. (2006) An obesity-associated gut microbiome with increased capacity for energy harvest. Nature
6)  John K.D et al. (2008) Gut microbiota and Its possible relationship with obesity. Mayo clin Proc.
7)  Jian Shen et al. (2013) The gut microbiota, obesity and insulin resistance. Molecular aspects of medicine.