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의대 과정 속에서 배우는 대부분 과목들은 끊임없는 암기를 요구합니다. 명민한 암기력을 가진 어떤 사람에게는 암기란 누워서 떡먹기로 쉬운 것이었겠지만 가끔씩은 집 전화번호나 본인 주민등록번호도 잊어버리는 저같이 평균보다 한참 아래의 암기력을 가진 학생들에게 의대공부는 정말 맞지 않는 분야였어요. 그 중에 백미는 해부학과 더불어 미생물학입니다. 아~ 그 끝도 없이 이어지는 발음도 제대로 할 수 없는 균이름들.. 균이름을 적을 때 삐딱하게 적는지라 미생물학을 배우면서 가지게 이탤릭채에 대한 혐오감은 지금도 여전합니다.
최근 우리 몸에 살고 있는 온갖 미생물에 대한 연구에 또 전 세계가 천문학적인 연구비를 쏟아부으면서 연구하는 것이 붐이더군요. 예전에는 기초적인 단계에서만 하던 미생물에 대한 분석이 역시 분자생물학 분야에서 유전자단위에서 분석하고 정량하는 기술이 나날이 발달하는 덕분에 우리 몸에 있는 모든 미생물들의 유전적 실체를 까발리겠다고 수많은 연구자들이 출사표를 이미 던졌고 연구자들이 평생을 통하여 경배해마지 않는 CNS (cell, nature, science)에도 종종 연구결과들이 실리죠.
이중에서 연구자들이 특히 많은 관심을 가지고 있는 분야가 우리 소화기관내에 살고 있는 장내미생물입니다. 이 미생물들은 우리 몸의 면역체계의 기본을 구성하는데 매우 중요한 역할을 한다고 아주 잘 알려져 있죠. 제가 늘 말씀드렸다시피 우리 몸이 자체적으로 가지고 있는 면역체계라는 것은 이 세상의 그 어떤 것보다 건강에 중요합니다. 따라서 장내미생물이 우리 건강에 무지하게 중요하다는데는 두 말이 필요 없습니다.
그런데 보통 연구자들은 장내미생물을 우리 몸에 좋은 미생물과 나쁜 미생물로 딱 나눠놓고 좋은 미생물들이 우리 장내에 많이 살면 우리 면역체계도 튼튼해지고 건강해진다고 이야기 합니다. 이런 이런 놈들은 좋은 놈들, 저런 저런 놈들은 나쁜 놈들.. 인터넷검색 해보시면 아주 일목요연하게 정리해놓은 것들 많습니다. 인간 세상이든, 어느 세상이든, 좋은 놈 많이 사는 곳이 나쁜 놈 많이 사는 곳보다는 뭔가 더 나은 세상 같으니 언뜻 들어보면 아주 당연한 말 같습니다만 태생적으로 반사회적 기질이 농후한 저는 이런 말에서조차 거부감이 스물스물 기어오르더군요. 우리 몸에 살고 있는 미생물을 좋은 놈과 나쁜 놈으로 편가르자고 드는 것은 이 지구상의 모든 사람들을 줄세워 놓고 좋은 사람과 나쁜 사람의 두 편으로 가르고자 하는 것만큼이나 우스꽝스러운 짓이 아닐까 싶은.. 좋은 놈은 과연 영원한 좋은 놈이고 나쁜 놈은 과연 영원한 나쁜 놈일까 싶은.. 하루에 열두 번도 더 좋은 놈과 나쁜 놈 사이를 오고 가는 다중인격체인 저 같은 사람이 미생물의 세계라고 없을까 싶은.. 좋은 놈 말고 나쁜 놈 말고 이상한 놈은 없을까 싶은.. 아.. 진짜 저는 병이예요..병..
Anyway, 오늘도 연구자들은 열심히 편가르기를 해서 좋은 놈으로 밝혀지면 이 놈들을 집중배양해서 캡슐에 수억마리씩 넣어서 우리 몸에 집어넣을 궁리를 합니다. 프로바이오틱스라고 많이 들어보셨죠? 떠오르는 건강보조식품 시장의 총아죠. 그런데.. 글쎄요.. 단기적으로는 뭐 얼마간 효과가 있을지언정 우리 장관이라는 그 엄청난 생태계에서 외부에서 인위적으로 얼마 더 넣어준다고 해서 얼마나 생태계의 본질을 바꿀 수 있을까요?
모든 생명체 서식의 기본은 먹이의 존재에 따라서 결정됩니다. 바퀴벌레가 많은 곳에는 바퀴벌레가 좋아하는 먹이가 많기 때문이고 꿀벌이 많은 곳에는 꿀벌이 좋아하는 먹이가 많기 때문입니다. 바퀴벌레가 먹고 살 거리가 없는 곳에서는 아무리 바퀴벌레 수 억 마리 풀어나도 곧 다 사라져버릴 겁니다. 미생물도 마찬가지로 수 억마리가 아니라 수 조마리를 풀어놓아도 그 놈들이 먹고 살수 있는 먹이가 충분히 없으면 밑빠진 독에 하염없는 물붓기입니다. 장내미생물은 우리가 날이면 날마다 먹는 음식을 먹고 사는 생명체입니다. 그렇기 때문에 내가 무엇을 먹느냐가 이러한 장내미생물의 문제를 접근하는데 훨씬 더 효율적이고 근본적인 대책이 될 수 밖에 없습니다. 좋은 미생물들을 많이 살게 하기 위하여서는 좋은 미생물들을 직접 배양하여 캡슐안에 넣어 아침 저녁으로 약같이 입속으로 털어넣는 것이 답이 아니고 좋은 미생물들이 좋아하는 먹이를 지속적으로 공급하는 것이 바로 답입니다. 좋은 미생물들이 좋아하는 먹이가 바로 식물성식품안에 듬뿍 들어있는 식이섬유라고 하죠. 현미채식을 꾸준히 하시면 자연스럽게 우리 장내 미생물은 바람직한 방향으로 아주 크게 궤도수정을 하기 시작하고 그 흐름은 거스를 수가 없습니다.
육식을 하는 사람들과 채식을 하는 사람들의 장내미생물 분포는 판이하게 다른 것으로 잘 알려져 있는데요.. 일반적으로 동물성 식품안에 많이 들어 있는 성분들을 먹고 사는 종류들 중에서 나쁜 미생물들이 많다고 하죠. 그런데 최근 아주 흥미로운 연구결과들이 Nature, Nature Medicine, New Eng J Med등 에 보고되었더군요 (1-3). 붉은 고기를 많이 먹는 사람들이 심장병에 걸릴 위험이 높다는 사실은 이미 잘 알려져 있습니다. 보통은 그 안에 포함된 포화지방이나 콜레스테롤 때문이라고 생각하는데요 여기에 장내미생물이 관여한다는 겁니다. 즉, 붉은 고기 안에 많이 들어 있는 carnitine이라는 성분이 장내미생물로 인하여 trimethylamine-N-oxide (TMAO)으로 바뀌는데 이 TMAO가 동맥경화발생에 매우 중요한 역할을 한다고 합니다. 그렇기 때문에 인위적으로 장내미생물이 전혀 없는 상태를 만들어서 carnitine을 주면 아무런 문제가 없다가 장내미생물을 원래대로 복원시키면 이 carnitine을 이용하여 먹고 사는 미생물들때문에 TMAO도 덩달아 증가하고 결국은 동맥경화가 발생한다는거죠. 계란노른자에 많다는 lecithin도 역시 장내미생물에 의하여 TMAO로 바뀌면서 유사한 결과를 보였구요.
그런데 아이러니한 것은 이 carnitine물질이나 lecithin이라는 물질은 건강에 매우 좋은 성분으로 알려져 있고 현재 건강보조식품으로 만들어져 판매되고 있다는 사실입니다. carnitine이나 lecithin은 건강에 좋은데 이들을 장내미생물이 분해해서 TMAO로 바꾸면 해로워진다?? 뭔가 이상하지 않나요?? 아마 현대의 연구자들에게 이런 질문을 하면 거기에 대한 해답으로 이런 생각을 할 것 같네요. 그래~ 그럼 장내미생물 중 carnitine과 lecithin을 분해해서 TMAO를 만드는 놈들을 선택적으로 억제하는 항생제를 개발하자!! 그리고는 그 약을 carnitine과 lecithin하고 같이 먹이는거지!! .. 그럴 듯 해 보이시나요?.. 뭔가 자꾸 꼬이는 느낌이 들지는 않으시나요?? 우리가 특정 영양성분을 두고 실험을 하고 연구를 하다 보면 연구자는 이런 오류에 빠지는 일이 허다합니다.
여기서 제가 꼭 말씀드리고 싶은 것은 우리가 먹는 것만이 진실의 모두가 아니라는 사실입니다. 여태까지 제가 베지닥터에 올린 글을 다 읽어보신 분들은 채식 어쩌구 저쩌구에 나오는 POPs에 대하여 이미 너무 잘 알고 계실텐데요 2005년도 경 처음 이 POPs라는 물질의 실체를 알고 나서는 한 사람의 인간으로서 참 공포스럽더군요. 그렇게나 분해가 안 되는 독한 화학물질이 지구상의 온 먹이사슬을 다 오염시켰다니.. 정말 인류는 이제 끝이구나 싶은 절망감에 일상에서는 내 한 몸도 제대로 건사하지 못하는 주제에 인류의 미래를 걱정하느라 우울증에 빠져있었던 시절도 있었어요.
어느 날 정신을 차려서 이 문제를 어떻게 좀 해결을 할 수 있는 방법이 없을까를 두고 온갖 분야 연구결과들을 닥치는 대로 읽어 가던 중.. Bioremediation이라고 토양이 석유화학물질로 극심하게 오염이 되었을 때 미생물을 이용하여 이 오염물질을 분해하는 분야가 있다는 사실을 알게 되었죠. 이 중 Archaea라고 보통 고세균 혹은 극한 미생물이라고 일컫는 종류에 삘이 꽂혔어요. 지구상에 있는 모든 생명체는 크게 3군으로 분류됩니다. 박테리아, 진핵생물, 그리고 Archaea입니다. 진핵생물군에 우리가 아는 모든 동물, 식물, 곰팡이, 뭐 우리 눈에 보이는 생명체라고 불리우는 것들 다 들어가구요 박테리아군 그리고 Archaea입니다. 그 만큼 독특한 특성이 가진 생명체군이라는 겁니다. 이 Archaea종류들은 통상적으로 생명체가 살 수 없다고 생각하는 곳에서 주로 번식합니다. 펄펄 끓는 화산, 염도가 상상을 초월하는 짠 물, pH가 1보다 낮은 지역 등..
제가 Archaea에 삘이 꽂힌 이유는 바로 비만한 사람의 장내에 이 미생물이 많이 산다는 연구논문이 발표된 적이 있거든요 (4). 어라~ 극한미생물이라고 불리는 이런 종류들이 우리 장내에 산다?? 비만한 사람들에게서 많다구?? 분자생물학적인 기전은 이미 밝혀져 있어요. 왜 Archaea가 장내에 많이 살면 비만해지는지..
그렇지만 그보다 더 근본적인 의문이 절 사로잡았죠. 바로 존재의 이유죠. 극한환경에서 주로 산다는 Archaea가 우리 장내에 사는 이유가 뭘까??라는.. Archaea가 석유화학물질들을 분해해서 먹고 산다는 연구는 환경을 전공하는 연구자들로부터, 비만한 사람들의 장내에 Archaea가 많이 산다는 논문은 생명과학을 전공하는 연구자들로부터.. 이렇게 매우 다른 분야의 연구자들이 서로 다른 관점에서 연구한 결과들이었지만 POPs연구를 하고 있던 저한테는 결코 이 모든 것이 우연일 수가 없다는 촉이 오더군요. POPs는 대표적으로 석유에 기반한 아주 지용성이 높은 화학물질이거든요.
자연에서 청정토양과 기름에 오염된 토양을 비교해보면 거기에 서식하는 미생물들의 분포는 판이하게 다릅니다. 오염이 안 된 청정토양이 어느 날 갑자기 사고로 기름에 오염이 되어 버리면 그 지역에는 저절로 그 기름을 분해하여 먹고 사는 미생물들의 수가 폭발적으로 증가합니다. 그러면서 서서히 오염원이 분해되고 시간은 걸리겠지만 자연은 원래의 상태로 돌아가게 됩니다. 자연이 가지고 있는 놀라운 정화능력이죠. 인간인 우리가 보기에는 자연의 기적이지만 미생물의 입장에서는 아주 단순합니다. 내가 먹고 살 것이 그 곳에 많으니까 그 곳에 가서 번식을 하는 것뿐이죠.
똑 같은 일이 우리 장내에서도 발생하고 있다고 저는 생각합니다. 제가 채식 어쩌구 저쩌구 하는 글의 8편인가에서 설명했다시피 POPs라는 물질은 우리의 지방조직에 저장되어 있는 물질이지만 끊임없이 담즙을 통하여 그리고 대장의 점막을 통하여 우리의 소화관으로 쏟아져 나옵니다. 그러니까 당연히 이 POPs를 분해해서 먹고 사는 미생물종류들이 우리의 장내에 존재할 수 밖에 없습니다. 이 중 대표적인 미생물이 Archaea구요. 그러니까 장관내에 POPs물질이 많으면 이들을 먹고 사는 Archaea군이 증가하게 되는데요 Archaea의 증가는 다른 장내미생물의 분포에 연쇄적으로 영향을 미치게 되면서 전체적으로 장내미생물이라는 거대한 생태계에 영향을 주게 되고 결국은 이런 저런 기전으로 대장에서 미생물이 만들어내는 칼로리의 양이 증가하면서 비만 발생에 기여를 하게 됩니다. POPs, Archaea, 비만을 하나의 스토리라인으로 엮어서 2010년도에 논문으로 발표했었죠 (5).
그러면 과연 이 Archaea는 좋은 놈일까요? 나쁜 놈일까요? 아님 이상한 놈일까요? 우리 장내로 매일 쏟아져 나오는 POPs는 가능한 한 빨리 몸 밖으로 배출하거나 분해를 해 주어야 합니다. 그런 측면에서 볼 때는 좋은 놈일 것 같지만 그저 마냥 좋은 놈은 아닐지도 모른다는 생각이 들지는 않으시나요? 현재 이 Archaea의 존재가 궁극적으로 우리의 건강에 어떠한 영향을 미치는가에 대하여서는 nobody knows..입니다. Archaea가 어떤 놈인지 정체를 잘 모르기 때문에 Archaea한테만 POPs의 분해를 맡겨두기보다는 다른 방법이 있다면 다른 방법을 강구해보는 것이 더욱 안전하다고 저는 생각합니다. 앞서 좋은 미생물들이 좋아하는 먹이가 바로 식물성식품이라고 했습니다만 장내로 쏟아져 나온 이 POPs를 몸 밖으로 배출하는데도 식물성 식품 속에 들어있는 식이섬유만한 것이 없습니다. 지구에 존재하는 모든 먹이사슬이 온통 POPs로 오염된 암울한 21세기를 사는 우리 인간들이 매 끼니마다 식물성식품의 섭취량을 대량으로 늘려주어야 할 이유가 여기에 있습니다.
우리 몸에 우리랑 같이 살고 있는 미생물의 수가 약 100조 마리라고 합니다. 우리 몸의 세포가 10조 개이니 그보다 10배나 많은 세균, 바이러스, 곰팡이 같은 생물체들이 내 눈에는 보이지는 않으나 현재 나랑 같이 호흡을 하면서 살고 있다고 의미겠지요. 어마어마한 숫자인데요.. 이 미생물들의 유전자 분석을 모두 끝내는 그 날이 오면 정말 미생물을 인간들이 인위적으로 조절하는 뭔가를 개발해서 인간과 미생물간의 그 긴 진화와 공존의 역사 속에서가 아닌 실험실에서 새로운 역사를 쓸 수 있을까요? 저는 매우 회의적입니다. 우리가 지구상의 모든 공기를, 물을, 토양을 분자수준으로 분석하여 표로 그래프로 만든다 하더라도 우리 삶의 본질에 그리 큰 영향을 주지 못하듯이 우리와 함께 사는 모든 미생물을 유전자수준에서 깡그리 분석해본들 so what? 이라는 질문만 남지 않을까 싶습니다. 미생물을 두고 현재의 분자생물학적 연구방법에 의존해서 미시적인 접근만을 하는 것은 논문은 수없이 생산해낼지언정 또 다시 연구자들의 눈과 귀를 멀게 하는 우를 범하게 되지 않을까.. 싶은 생각이 드네요. 지금보다 훨씬 더 거시안적인 시각에서 이 미생물의 세계를 이해하고자 노력하는 연구자들이 절실히 필요한 시점이라고 생각합니다.
진실은 매우 단순한 곳에 있습니다. 좋은 미생물들과 평생토록 사이 좋게 살고자 원하신다면 이놈들이 좋아하는 음식을 끼니때마다 많이 많이 드세요.. 현미채식이 여전히 답이 될 수 밖에 없는 이유가 여기 또 있네요^^.
참고문헌
1. Koeth RA, et al. Intestinal microbiota metabolism of L-carnitine, a nutrient in red meat, promotes atherosclerosis. Nat Med. 2013 May;19(5):576-85.
2. Wang Z, et al. Gut flora metabolism of phosphatidylcholine promotes cardiovascular disease. Nature. 2011 Apr 7;472(7341):57-63.
3. Tang WH, et al. Intestinal microbial metabolism of phosphatidylcholine and cardiovascular risk. N Engl J Med. 2013 Apr 25;368(17):1575-84.
경북대학교 의학전문대학원 예방의학교실 교수 이덕희 |
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