장내 박테리아가 폭식과 체중 증가를 유발하는 법

📝한눈에 보는 정보

• 장내 박테리아는 폭식과 체중 증가를 유발할 수 있다. 연구에 따르면, 강박적 섭식 행동을 보이는 인간과 쥐 모두에서 프로테오박테리아가 증가하고, 액티노박테리아와 블라우티아가 감소하는 등 유사한 장내 미생물 패턴이 관찰되었다
• 장-뇌 축은 음식 중독과 폭식 장애에서 중요한 역할을 한다. 장내 미생물은 식욕과 기분에 영향을 미치는 물질을 생성할 수 있으며, 미주신경을 통해 잠재적으로 식습관에 영향을 미칠 수 있다
• 연구에 따르면, 지방과 설탕에 대한 갈망이 장에서 시작되는 뚜렷한 신경 경로가 확인되었다. 이러한 경로가 동시에 활성화되면 도파민 분비가 증가하여 과식으로 이어질 수 있다
• 장내 박테리아인 아커만시아 뮤시니필라는 대사 건강과 체중 관리를 돕는 유익한 미생물로 알려져 있다. 이 균은 장벽 기능을 강화하고 염증을 감소시키며 GLP-1 약물과 유사한 효과를 통해 식욕 조절에 도움이 될 수 있다.
• 장내 미생물군 개선은 음식 중독 극복에 도움이 될 수 있다. 유익한 산소 불내성 박테리아를 증식시키면 장내 방어력이 강화되지만, 불균형이 발생하면 장 누수 증후군으로 이어져 폭식 행동에 영향을 미칠 수 있다

🩺 Dr. Mercola

특정 음식(주로 건강에 해로운 것들)에 대한 강한 갈망이나 속이 아플 정도로 먹는 등의 음식 중독 증상을 경험한 적이 있다면, 장내 박테리아가 원인일 수 있다. 강박적 섭식 행동을 보이는 인간과 쥐 모두에서 프로테오박테리아(Proteobacteria)가 증가하고, 액티노박테리아(Actinobacteria)와 블라우티아(Blautia)가 감소하는 등 유사한 장내 미생물 패턴이 관찰되었다.

'장(Gut) 저널'에 발표된 연구 결과에 따르면, 장 건강 관리가 폭식과 이로 인한 체중 증가를 억제하는 데 도움이 될 수 있는 것으로 나타났다.

"장이 뇌와 대화한다고 추측한다"고 스페인 바르셀로나 폼페우 파브라 대학교(Universitat Pompeu Fabra)의 엘레나 마틴-가르시아(Elena Martin-Garcia) 부교수 겸 연구 저자가 NBC 뉴스와의 인터뷰에서 밝혔다. 이어서 "이는 자기 통제와 관련된 전전두피질 같은 일부 뇌 영역의 기능을 변화시킬 수 있다"고 덧붙였다.

장내 미생물이 음식 중독을 유발할 수 있다

이 연구는 음식 섭취에 대한 통제력 상실을 특징으로 하는 질환인 음식 중독과 장내 미생물군 사이의 잠재적인 연관성을 밝혀냈다. 성인의 최대 20%가 음식 중독으로 어려움을 겪는 것으로 추정되며, 이는 약물 중독과 유사한 강박적인 식습관으로 이어질 수 있다.

연구진은 예일 음식 중독 척도 2.0(Yale Food Addiction Scale 2.0)을 사용하여 음식 중독을 식별했다. 인간 참가자들은 35개의 질문에 답변했으며, 쥐들은 지속적인 음식 탐색, 강박적 행동, 그리고 음식에 대한 높은 동기 부여 등 음식 중독의 징후를 관찰하는 방식으로 연구가 진행되었다.

이후 음식 중독이 있는 인간과 쥐, 그리고 중독이 없는 집단 간의 장내 박테리아를 비교했다. 연구 결과, 음식 중독과 관련된 장내 미생물군 특징이 쥐와 인간 집단 모두에서 놀랍도록 유사하다는 사실이 밝혀졌다. 프로테오박테리아 문에 속하는 박테리아는 잠재적으로 유해한 영향과 연관된 반면, 액티노박테리아는 음식 중독 발병을 예방하는 보호 효과를 보였다.

특히, 음식 중독이 있는 인간과 쥐에서 블라우티아 속 박테리아의 감소가 관찰되었다. 연구진은 락툴로오스(lactulose)와 람노오스(rhamnose)와 같은 블라우티아 성장을 촉진하는 것으로 알려진 프리바이오틱스 성분의 소화 불가성 탄수화물을 섭취했을 때, 쥐의 배설물에서 블라우티아의 개체 수가 증가한 것을 확인했다. 더욱이 이러한 변화는 음식 중독 증상의 현저한 개선과 함께 나타났다. 쥐에게 블라우티아 웩슬러에(Blautia wexlerae)를 프로바이오틱스로 경구 투여한 후에도 비슷한 긍정적인 결과가 나타났다.

이 연구는 특정 장내 미생물 군집이 음식 중독 취약성의 바이오마커로 활용될 수 있음을 시사해 진단과 치료를 위한 새로운 가능성을 열었다. 또한, 유익한 미생물과 식이 보충제를 활용한 혁신적인 치료법 개발의 길도 열었다. 이러한 새로운 이해는 음식 중독 관리 방식에 혁신을 가져올 수 있으며, 체중 증가와 비만이라는 더 큰 문제 해결에도 힘을 보탤 수 있다. 마틴-가르시아 박사에 따르면,

"우리는 장내 구성과 뇌 유전자 발현 간의 직접적인 상호작용을 처음으로 입증했으며, 비만과 관련된 이 중요한 행동 장애가 복잡하고 다각적인 원인을 가지고 있음을 밝혀냈다. 행동 변화와 장내 박테리아 간의 상호작용을 이해하는 것은 음식 중독과 관련된 섭식 장애의 미래 치료법을 발전시키는 중요한 진전으로 평가된다."

붕괴된 장내 미생물군과 폭식 장애의 연관성

폭식 장애(Binge Eating Disorder)는 짧은 시간 동안 대량의 음식을 반복적으로 섭취하는 것으로 정의되는 질환으로, 장내 미생물군과의 연관성을 포함해 음식 중독과 많은 유사점을 공유한다.

장내 미생물군이 미생물군-장-뇌 축을 통해 식습관에 영향을 미치고 있을 가능성이 높다. 이는 장과 뇌 사이의 복잡한 의사소통 시스템이다. 장내 미생물군은 단쇄 지방산과 신경전달물질 같은 다양한 물질을 생성하며, 이는 식욕과 기분에 영향을 미친다. 예를 들어, 일부 장내 박테리아는 신체의 식욕 조절 호르몬을 모방하는 분자를 생성한다.

장과 뇌를 연결하는 미주신경 또한 이러한 의사소통에서 중요한 역할을 한다. 최근 연구에 따르면, 장내 박테리아가 생성하는 특정 대사산물이 미주신경의 수용체와 상호작용하여 식습관에 영향을 미칠 수 있는 것으로 나타났다.

그러한 대사산물 중 하나인 키누레닌산(kynurenic acid, 이하 KYNA)은 폭식 행동을 포함한 신경성 폭식증(bulimia nervosa) 환자에서 낮은 수준으로 관찰되었다. 연구진이 폭식 성향을 가진 쥐에게 KYNA를 투여했을 때, 맛있는 음식에 대한 선호도와 전체 칼로리 섭취량이 감소하는 결과를 확인했다.

뇌 영상 연구에 따르면, 폭식 장애를 가진 사람들은 특히 보상 처리, 동기 부여, 의사 결정과 관련된 뇌 활동에서 차이를 보였다. 이러한 차이점은 폭식 장애 환자들이 더 강한 음식 갈망을 느끼고, 음식과 관련된 위험한 결정을 내리며, 식사 조절에 어려움을 겪는 이유를 설명할 수 있다.

'장내 미생물(Gut Microbes)'에 발표된 연구에서 연구진은 "새로운 증거는 장내 미생물군 불균형과 그 대사산물, 장-뇌 축의 변화, 그리고 동기, 실행, 보상을 조절하는 중추 회로의 기능 장애가 모두 폭식 행동의 병리학적 기전에 기여한다는 개념을 뒷받침한다"고 설명했다.

장-뇌 회로가 과식을 제어할 수도 있다

다른 연구는 장, 뇌, 그리고 음식에 대한 욕구(혹은 과식) 사이의 복잡한 상호작용을 강조했다. 필라델피아의 모넬 화학 감각 센터(Monell Chemical Senses Center)의 과학자들은 지방과 당분에 대한 갈망은 장에서 나오는 서로 다른 신경 경로를 통해 발생하는 것을 밝혀냈다.

이 신경 경로가 동시에 활성화되면 도파민 분비가 상당히 증가하며, 이는 갈망을 유발하고 잠재적으로 과식을 초래할 가능성이 있다. 연구 저자인 기욤 드 라르티그(Guillaume de Lartigue) 박사는 보도자료에서 다음과 같이 설명했다.

"음식은 자연이 제공하는 궁극적인 강화제다. 그러나 왜 지방과 설탕이 특히 매력적으로 느껴지는지는 여전히 수수께끼였다. 우리는 입의 미각 세포가 아니라 장의 신경 세포가 주요 원동력이라는 사실을 밝혀냈다. 지방과 설탕이 각각 독특한 장-뇌 경로를 자극한다는 것을 확인했으며, 이는 도넛 같은 음식을 거부하기가 왜 어려운지를 잘 설명한다.

... 이는 뇌의 보상 체계를 강타하는 이중 펀치와 같다. 설탕과 지방에서 섭취하는 총칼로리가 동일하더라도, 지방과 설탕을 결합하면 도파민 분비가 훨씬 더 증가하여 쥐에게 궁극적으로 과식을 초래했다. 우리의 장과 뇌 간 소통은 의식 수준 아래에서 이루어지며, 우리는 이런 종류의 음식을 갈망하고 있다는 사실조차 인식하지 못할 수 있다."

또 다른 예로, 비만은 장내 미생물군을 변화시키며, 이는 숙주의 신진대사, 특히 식욕에 영향을 미친다. '마이크로바이옴(Microbiome)' 저널에 발표된 한 연구에서는 마른 쥐와 비만 쥐의 대변을 수여자 쥐에게 이식했다. 이를 통해 장내 미생물이 음식 보상 메커니즘에 영향을 미친다는 사실이 밝혀졌는데, 이는 즐거움을 동반하는 음식 섭취에 대한 욕구와 학습을 포함한다.

이러한 미생물은 설탕 알갱이를 얻으려는 과도한 욕구와 보상과 관련된 뇌 영역에서 도파민 및 오피오이드(opioid) 지표의 변화를 초래할 수 있다. 연구진은 특정 장내 미생물이 식이 화합물을 분해하며 생성하는 대사산물인 3-(3'-하이드록시페닐)프로판산(33HPP)이 이러한 높은 동기와 밀접하게 연관되어 있음을 확인했다. 연구진이 쥐에게 이 화합물을 투여했을 때 식욕에 영향을 미쳤다.

연구진은 "우리의 데이터는 장내 미생물군과 그 대사산물을 표적으로 삼는 것이 부적절한 쾌락적 음식 섭취를 예방하여 강박적 과식을 완화하는 흥미로운 치료 전략이 될 수 있음을 시사한다"고 설명했다. 장내 미생물이 식습관에 어떤 영향을 미치는지 더 잘 이해하게 되면, 미생물을 표적으로 하는 치료법이 향후 폭식 장애 관리에 도움이 될 수 있다. 하지만 손상된 장 건강은 지금부터라도 개선할 수 있다.

장내 미생물 아커만시아의 대사 건강 및 체중 관리 효과

아커만시아 뮤시니필라(Akkermansia muciniphila)는 인간 장내에 자연적으로 존재하는 유익한 박테리아 종이다. 이상적으로, 아커만시아는 건강한 장내 미생물군의 약 3%~5%를 차지해야 한다. 그러나 유전자 분석에 따르면, 약 3분의 1의 사람들이 아커만시아 수치가 낮거나 검출되지 않는 것으로 나타났고, 이는 미토콘드리아 기능 저하로 인해 장 환경에서 산소 농도가 증가했기 때문일 가능성이 있다.

아커만시아는 과체중 및 비만 환자를 대상으로 한 초기 연구에서 고무적인 결과를 보였다. 아커만시아는 다음과 같은 여러 긍정적인 건강 효과와 관련이 있다.

• 장벽 기능 개선
• 염증 감소
• 대사 건강 개선
• 체중 감량 효과

흥미롭게도, 아커만시아가 글루카곤 유사 펩타이드-1(이하 GLP-1)에 미치는 효과는 오젬픽(Ozempic)과 같은 약물의 효과와 유사한 것으로 나타났다. GLP-1은 인슐린 조절에 중요한 역할을 하며, 신경계에도 영향을 미쳐 잠재적으로 식욕을 감소시킬 수 있다. 아커만시아는 이러한 중요한 건강상의 영향을 고려할 때, 앞으로 몇 년간 과학 연구에서 중요한 주제로 남을 것으로 예상된다.

아커만시아는 그람 음성 혐기성 박테리아로, 산소가 없는 환경에서 성장하며 생애 초기에 모유를 통해 인간 장내에 정착한다. 아커만시아의 주요 이점은 장 점액의 핵심 성분인 뮤신을 분해하는 능력에서 비롯된다. 이 과정은 뮤신 생성을 증가시켜 장벽의 완전성을 강화한다.

또한, 아커만시아는 밀착연결 단백질의 발현을 촉진하고, 장내 지질다당류(LPS) 생성을 감소시켜 항염증 효과를 유도한다. 설치류를 대상으로 한 연구에서는 아커만시아를 투여했을 때 체중 증가 감소, 포도당 내성 개선, 식이로 인한 내독소혈증 감소와 같은 긍정적인 효과가 관찰되었다. 한편, 인간 대상 연구에서는 아커만시아가 인슐린 감수성과 간 기능 지표를 개선하고, 체중과 지방량을 감소시키는 효과를 보였다.

그러나 많은 제조업체가 박테리아의 수치를 측정할 때 전통적인 CFU(Colony-Forming Units, 집락형성단위) 대신 AFU(Active Fluorescent Units, 활성형 형광단위)를 사용하고 있기 때문에 아커만시아 관련 일부 품질 문제가 제기되고 있다. CFU는 업계에서 표준으로 간주되며, 소화 시스템 내에서 성장하고, 증식하며, 집락을 형성할 수 있는 생존 가능한 박테리아만을 계산한다.

반면, AFU를 사용하는 경우, 단순히 살아 있는 박테리아뿐 아니라 잠재적으로 생존 가능하거나 이미 죽은 세포까지 포함하기 때문에 수치가 과장될 수 있는데, 이는 프로바이오틱스의 실제 효능을 정확히 반영하지 못할 가능성이 있다.

장을 치유하면 음식 중독을 극복할 수 있다

장내 미생물군이 폭식에 미치는 영향은 장내 박테리아 간의 정교한 균형을 통해 이해할 수 있다. 건강한 장은 다양한 미생물군이 조화를 이루며 전반적인 건강을 보호하는 환경을 제공한다. 아커만시아와 같은 유익한 산소 불내성 박테리아를 키우면 장내 방어력을 강화하고, 전반적인 웰빙을 지원하는 환경을 조성하는 데 도움이 된다.

이 유익한 박테리아는 식이 섬유를 분해하여 단쇄 지방산, 특히 부티르산을 생성한다. 부티르산은 대장 상피 세포에 에너지를 공급하며, 장벽을 강화하는 역할을 한다. 단쇄 지방산은 또한 뮤신 생성을 자극하여 유해한 박테리아로부터 보호하는 방어층을 형성한다.

산소 불내성 박테리아가 감소하면 장 누수 증후군이 발생할 수 있다. 이 상태에서는 독소, 소화되지 않은 음식, 유해한 미생물이 혈류로 유입되어 전신 염증과 만성 질환을 유발할 가능성이 있다.

산소 불내성 박테리아는 소화되지 않는 식물 섬유를 유익한 지방으로 전환하는 데 필수적이다. 이 박테리아는 산소가 없는 환경에서 번성하며, 이러한 환경을 유지하려면 충분한 세포 에너지가 필요하다. 그러나 현대적인 요소, 예를 들어 종자유 소비와 플라스틱에 포함된 내분비계 교란 화학물질과 같은 독소에 대한 노출은 에너지 생산을 저해할 수 있다.

이로 인해 산소 불내성 균에서 산소 내성 균으로의 전환이 일어날 수 있다. 중요한 점은 산소 내성 박테리아가 더 강력한 내독소를 생성한다는 것이다. 그 결과, 산소 내성이 더 강한 장내 세균을 가진 사람들은 내독소 노출 증가로 인해 식물성 탄수화물에 대해 더 강한 부정적 반응을 보일 수 있다. 폭식증의 맥락에서, 이러한 세균의 불균형은 다음과 같은 여러 방식으로 이 장애에 영향을 미칠 수 있다.

• 기분과 행동 — 내독소로 인한 염증 증가는 뇌 기능에 영향을 미쳐 기분과 식습관을 변화시킬 수 있다.
• 장-뇌 축 장애 — 손상된 장벽은 장-뇌 간의 의사소통을 변화시켜, 식욕 조절과 음식에 대한 감정적 반응에 영향을 미칠 수 있다.
• 스트레스 반응 — 손상된 장에서 발생하는 만성 저등급 염증은 스트레스 반응을 증폭시킬 수 있으며, 이는 스트레스로 인한 폭식으로 이어질 가능성이 있다.

세포 에너지 생산, 장내 산소 수준, 미생물 다양성 간의 관계를 이해하는 것은 균형 잡힌 식습관을 포함한 전반적인 건강 유지에 필수적이다. 미토콘드리아 기능과 건강한 장 생태계를 유지하면 유익한 박테리아의 성장을 촉진하고, 유해한 내독소의 영향을 줄일 수 있어, 폭식을 부추기는 요인을 완화하는 데 도움이 될 수 있다.