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장 건강은 우리의 전반적인 건강에서 중요한 역할을 한다. 의학의 아버지라 불리는 히포크라테스가 ‘모든 질병은 장에서 비롯된다’라는 관점을 강조하기도 했을 정도다. 최근 발표된 한 연구에 따르면, 섬유질이 장내 유해균의 과도한 증식으로부터 장을 보호하는 역할도 하는 것으로 알려졌다. 장내 유익균 증식에 도움을 준다고 알려진 기존의 효능을 더욱 강화해주는 내용이라 할 수 있다.

기존에 알려진 섬유질의 효능

섬유질은 크게 수용성 섬유질과 불용성 섬유질로 나뉜다. 수용성 섬유질은 섭취 후 물에 녹아 점성이 있는 액체처럼 변한다. 이는 소화 속도를 조절하며 섭취한 음식물의 영양소를 효율적으로 흡수할 수 있도록 돕는다. 불용성 섬유질은 장으로 내려간 다음, 주위의 수분을 빨아들여 부피를 키운다. 이를 통해 노폐물 배출을 위한 장 운동을 촉진하는 역할을 한다.

소화를 돕는 수용성 섬유질은 장에 도착했을 때 장내 유익균에 의해 소화되며 발효 과정을 거친다. 이 과정에서 생성된 ‘단쇄 지방산(Short-Chain Fatty Acids, SCFAs)’은 장 상피세포의 주요 에너지원으로 쓰이며 장벽을 강화하는 역할을 한다. 한편 SCFAs는 염증 반응을 억제하고 장 환경을 건강하게 유지하는 데도 도움을 준다.

섬유질을 먹이로 삼은 유익균들은 보다 활발하게 증식하고 성장하게 되며, 장내 환경에서 우세를 차지하게 된다. 이로써 장내 미생물군이 유익한 쪽으로 유지되며, 섬유질이 들어왔을 때 더 효과적으로 발효시키며 SCFAs를 활발하게 만들어 장의 건강한 상태를 유지하게 된다.

섬유질의 효능, 추가로 알려진 것

「네이처 미생물학(Nature Microbiology)」에 지난 10일 발표된 새로운 연구에 따르면, 섬유질은 그 자체로 장내 유해균의 과다 증식을 막는 역할도 하는 것으로 알려졌다. 기존 ‘유익균 증식 촉진’이라는 섬유질의 효능을 더욱 강화해주는 연구 결과다. 

미묘한 차이처럼 느껴질 수 있지만 이는 분명 유의미한 성과다. 기존의 연구대로라면, 장내 유익균 세력을 계속 강화함으로써 유해균보다 우세해질 수 있도록 돕는 것이 섬유질의 효능이었다. 그러나 이번에 발표된 연구 결과에 따르면, 유익균 세력을 강화함과 동시에 유해균 세력을 억제하는 이중 효과를 한다는 의미가 된다. 기존의 연구 결과와 같은 맥락이면서, 관점을 확장하는 결과다.

이 연구를 수행한 영국 케임브리지 대학 연구팀은 45개국 약 12,000명으로부터 대변 샘플을 확보하여 DNA 분석을 진행했다. 샘플로부터 추출된 미생물을 종류별로 식별하고 정량화한 결과, 연구팀은 ‘엔테로박테리아(Enterobacteriaceae)’라는 장내 유해균 그룹의 존재 유무에 초점을 맞췄다.

섬유질 섭취가 부족한 그룹은 이 유해균이 존재했으며, 섬유질이 풍부한 식단을 섭취한 그룹은 이 유해균이 억제돼 소량되는 경향을 보였다. 이들은 유해균이긴 하지만 소량만 존재할 경우 별다른 해를 끼치지 않는다. 즉, 섬유질이 풍부한 식단을 섭취하는 그룹은 전반적으로 더 나은 장 건강 상태를 갖고 있다는 의미다.

항생제 없이 장 질환 치료 가능할 것

이 연구 결과는 또 하나의 의의를 보여준다. 바로 유해균이 원인이 돼 발생한 장 질환을 치료할 수 있는 ‘보다 건강한 대안’이다. 기존에는 유해균이 과도한 환경일 때, 해로운 박테리아를 죽이기 위해 항생제가 사용되는 것이 당연하게 여겨졌다. 하지만 이는 유익균까지 함께 죽일 수 있는 방법이기 때문에 최선의 치료법이라고 할 수는 없었다.

이번에 발표된 연구 결과에 따르면, 섬유질이 강조된 식단을 적극적으로 활용해 유익균을 늘리면서 동시에 유해균을 억제하는 방법을 시도할 수 있다는 의미가 된다. 이것이 가능하다면 항생제 사용에 앞서 시도해볼 수 있는 대안이 될 것이다.

연구팀에 따르면 이는 프로바이오틱스를 직접 복용하는 것보다 더 효과적일 수 있다. 프로바이오틱스를 복용해 얻게 되는 새로운 유익균은 장에서 제한된 기간 동안만 살아남는 경향이 있다. 하지만 섬유질을 섭취해 자체적으로 성장하고 증식한 유익균은 보다 오랫동안 생존하며 이로운 영향을 끼칠 수 있다는 설명이다.

다만, 연구팀은 이번 연구 결과에서 남아메리카와 아프리카의 국가들이 충분히 포함되지 않았다고 이야기했다. 연구팀은 이번에 얻은 결과가 충분히 고무적이고 유의미하지만, 더욱 보편적인 성과임을 증명하기 위해서는 해당 지역의 인구 집단에 대해서도 연구가 필요하다는 입장을 밝혔다.

높은 강도의 운동을 하는 사람들에게 ‘젖산(lactate)’은 익숙한 개념이다. 보통은 근육에 쌓이는 ‘피로물질’로만 알고 있는 경우가 많다. 하지만 실제로 젖산은 포도당을 대사하는 과정에서 생성되는 부산물이다. 

우리 몸은 기본적으로 포도당을 주된 에너지원으로 사용한다. 즉, 근육뿐만 아니라 몸 어디서든 젖산이 생성될 수 있다는 이야기다. 젖산은 근육 피로물질이라는 이미지로 보아 마냥 해로울 것 같은 느낌이다. 하지만 적당한 선까지는 필요한 작용을 하게 되며, 과도할 경우에 문제가 된다. 젖산이 몸 어느 곳에서 어떤 역할을 하는지, 어떤 문제를 일으킬 수 있는지를 알아본다.

젖산은 어떻게 생성되는가?

일반적으로 알고 있는 젖산은 강도 높은 운동을 할 때 생성된다. 근력 강화를 위해 고중량을 들어올리거나, 하나의 동작을 한계치까지 반복할 때를 생각해보자. 근육 세포는 급격하게 많은 에너지를 필요로 하게 되고, 이를 공급하기 위해 ‘혐기성 대사(anaerobic metabolism)’, 즉 무산소 호흡을 하게 된다. 

무산소 호흡이 이루어지는 상태에서는 이때 근육 내 글리코겐을 분해해 포도당을 만든 다음 에너지원으로 쓰게 되는데, 산소가 부족한 상태에서 에너지 대사가 이루어지며 부산물로 젖산이 생성되는 것이다.

이 때문에 젖산은 ‘근육 피로물질’로 그리 좋지 않은 인식을 받게 된다. 하지만 실제로 젖산은 신경세포(뉴런)의 에너지원으로 사용될 수 있고, 에너지 대사 과정을 조절하는 기능도 한다. 특히 에너지원이 될 수 있는 성분을 일부 갖고 있기 때문에, 운동 후 회복 과정에 필요한 에너지를 공급하는 역할을 하기도 한다.

근육에서만 만들어지지 않는다

또한, 젖산은 근육에서만 만들어지는 것이 아니다. 포도당이 산소 부족 상태에서 대사될 때 생겨나는 것이므로, 이론적으로는 체내 어디서든 생겨날 수 있다. 그 중에서 특히 중요한 역할을 하는 곳을 꼽자면, 뇌 그리고 장이다. 뇌는 포도당을 주원료로 사용하며, 장은 음식물의 소화·흡수부터 최종 처리까지 하는 곳이기 때문에 젖산이 활발하게 만들어진다.

뇌에서는 일반적으로 젖산이 생기지 않지만, 산소가 부족할 때는 만들어질 수 있다. 산소 공급 자체가 부족한 경우, 혹은 신체 다른 곳에서 급격히 많은 산소를 필요로 할 경우 등이다. 이때 생겨난 젖산은 재차 에너지원으로 사용되기도 하고, 간으로 이동해 다시 포도당으로 전환될 수도 있다.

건강한 장을 유지하는 역할

한편, 장에서의 젖산은 주로 장내 미생물에 의한 발효 과정에서 만들어진다. 장내 미생물은 보통 섬유질을 먹이로 삼는다. 섬유질도 큰 카테고리로 보면 탄수화물의 일종이기에, 이들을 섭취하고 발효시키는 과정에서 젖산을 생성할 수 있다.

젖산은 장에서 중요한 역할을 맡는다. 이름에서부터 알 수 있듯, 젖산은 기본적으로 ‘산성’을 띤다. 장내 환경은 약산성으로 유지될 경우, 해로운 박테리아가 성장하기 어려운 환경이 돼 가장 최적화된 상태라 할 수 있다. 대표적인 유익균으로 꼽히는 ‘비피도 박테리아’, 즉 비피더스균은 젖산을 생성하는 주요 경로다. 비피더스균을 섭취하는 것이 장 건강에 기여한다고 말하는 이유다.

과도한 산성화는 주의해야

다만, 이는 어디까지나 장 환경이 ‘약한 산성’일 때의 이야기다. 대사 이상이나 산소 부족으로 인해 젖산의 생성이 계속 늘어나면 장내 환경이 산성에 가깝게 변하면서 ‘젖산산증(lactic acidosis)’을 초래할 수 있다. 장이 산성화 되면 유익균이 살 수 없는 환경이 되며, 그로 인해 유해균이 증가하게 된다. 유해균 중 일부가 젖산을 만들어내면 장내 산성도가 더 높아지며 악순환 궤도에 오른다. 

본래 젖산산증은 소, 양, 염소, 말 등 동물에게서 주로 나타나며 인간에게서는 드문 현상이다. 하지만 ‘짧은 장 증후군’을 가진 환자일 경우 주의가 필요하다. 

수술 등으로 인해 소장이나 대장 일부가 절제된 경우, 정상보다 장 길이가 짧아지게 된다. 이 때문에 영양소 흡수에 장애가 생기고, 미생물 균형이 변하며 젖산 생성이 늘어날 수 있다. 짧은 장 증후군 상태일 때는 소화 과정에서 혈류가 부족해질 수 있고, 장내 저산소 상태가 발생하며 젖산 생성이 증가할 수 있다.

젖산 생성, 적절히 하기 위해서는

보통 고강도 운동은 매일 하지 말고 충분한 휴식을 둘 것을 권장한다. 이는 근육에 쌓인 젖산이 자연스러운 대사 과정을 통해 정리될 시간을 주는 것과 같다. 만약 젖산이 생성되는 강도 높은 운동을 계속하게 된다면, 젖산 생성이 과도해지면서 몸 곳곳에 젖산으로 인한 부작용이 발생할 우려가 생긴다. 근육 통증, 피로감, 운동능력 저하 등이 대표적인 초기 부작용이다.

한편, 과도한 젖산 생성으로 인해 장 건강이 악화되면 몸 곳곳에 염증을 초래하는 원인이 된다. 체내 환경의 산성도가 높아지면 세포 및 조직에 스트레스를 주게 되고, 이로 인해 면역 세포로 하여금 염증 물질을 내보내도록 하기 때문이다.

이러한 문제들을 예방하기 위해, 몇 가지 되돌아봐야 할 습관들이 있다. 첫째, 운동은 ‘적당히’ 해야 한다. 너무 강도 높은 운동을 쉬지 않고 반복할 경우, 젖산이 계속 축적돼 몸을 산성화시킬 수 있다. ‘운동은 적당할 때 운동이지, 과도하면 노동이다’라는 말을 기억하기 바란다. 고강도 운동을 마친 뒤에는 탄수화물과 단백질을 섭취해 회복을 촉진하는 것도 필요하다.

스트레칭의 중요성을 간과하는 경우도 많다. 특히 운동 후의 스트레칭은 근육의 긴장을 풀고 젖산 축적을 줄이는 기능을 한다. 보통 운동 전 스트레칭은 챙기면서 운동 후 스트레칭은 소홀히 하는 경우가 많다. 회복을 촉진하기 위해서라도, 운동 후에는 스트레칭을 잊지 않도록 해야 한다.

이밖에 체내 수분이 충분할 경우 젖산을 비롯해 기타 부산물을 원활하게 배출할 수 있도록 돕는다. 평상시에도, 운동을 할 때도 수분 섭취를 게을리 하지 않도록 해야 한다.

피부는 인체에서 가장 큰 ‘기관’이다. 기본적으로는 주위 환경에 떠다니는 독소나 오염물질, 각종 병원체 등 외부 스트레스에 대응하는 1차 방어선 역할을 하는 기관이지만, 한편으로는 내부 건강을 반영하는 거울의 역할을 하기도 한다.

연구에 따르면 장과 피부는 긴밀하게 연관이 돼 있다. 장내 환경이 좋지 않을 경우, 그 결과가 피부로 나타날 수 있다는 뜻이다. 장내 미생물군의 변화가 피부에 어떤 영향을 미치는지 알아보도록 한다.

미생물 불균형과 피부 질환의 관계

글로벌 미디어 ‘더 컨버세이션’에 게재된 캐나다 워털루 대학 연구팀의 글에 따르면, 장내 미생물군이 어떻게 구성돼 있느냐에 따라 피부 질환이 발생할 수 있다는 임상 연구결과가 증가하고 있다. 장내 미생물군은 감염을 일으킬 수 있는 균으로부터 몸을 보호하고, 면역 체계를 훈련시키는 역할을 한다. 또한, 비타민을 합성하고 각종 영양소를 소화시키는 등 여러 기능을 담당한다.

장에는 유익균과 유해균이 있고, 중립 성향을 띠는 균들도 있다. 보통 이상적인 상태는 유익균이 우세한 상황을 가리키지만, 어떤 음식을 먹고 어떤 습관을 유지하느냐에 따라 이들의 균형이 깨지거나 역전될 수도 있다. 이를 ‘미생물 불균형(dysbiosis)’이라 한다.

장내 미생물 불균형 상태가 되면 장내 점막의 ‘투과성’이 높아진다. 독소나 해로운 균이 침투할 수 있는 가능성이 높아지는 것이다. 이런 변화는 면역 체계에 영향을 미쳐, 여드름부터 건선, 아토피 피부염 등 염증성 피부 질환의 원인이 되기도 한다.

아토피 피부염, 장내 미생물과 연관 있어

아토피 피부염은 만성 염증성 질환의 일종이다. 통계적으로는 5세 이하 어린이에게서 가장 자주 발생하지만, 이후로도 완치되지 않고 계속 영향을 미치는 경우도 많다. 상대적으로 사례가 적긴 하지만, 청소년기 혹은 성인이 된 이후에도 발생할 수 있다.

연구에 따르면 장내 미생물 중 ‘박테로이데테스(Bacteroidetes)’와 ‘비피더스균(Bifidobacteria)’의 수가 부족할 경우, 장을 보호하는 역량이 부족해진다. 이로 인해 아토피 피부염과 같은 만성 피부질환이 발생한다.

또한, 습진을 앓는 어린이의 장에는 ‘부티르산(Butyrate)’을 생성하는 균의 수가 부족하다는 것도 밝혀졌다. 부티르산은 장의 내부 장벽이 튼튼하게 유지되도록 돕는 ‘단쇄 지방산’의 일종이다. 항염증 효과와 면역 반응을 조절하는 역할을 하기 때문에, 이 물질이 부족해지면 면역 이상으로 염증성 질환을 앓게 될 수 있다.

장내 미생물군 형성, 태어나면서부터 시작돼

워털루 대학 연구팀은 최근 연구들의 결과를 종합해, 장내 미생물 균형에 영향을 줄 수 있는 요인을 조사했다. 먼저 ‘어린 시절에 장내 미생물 군집이 제대로 형성되도록’ 하는 것이 중요하다. 인간 면역 세포의 약 80%가 위와 장 주위의 림프 조직에 분포해 있다. 따라서 장은 면역 시스템에 있어 매우 중요한 포인트라 할 수 있다.

장내 미생물군은 태어난 순간부터 형성되기 시작한다. 분만 과정에서 아기는 대장균, 비피더스균, 박테로이데테스 등 엄마가 보유하고 있는 미생물군에 노출된다. 이후 모유를 먹으면서 연쇄구균, 유산균 등 또다른 종류의 미생물을 얻게 된다. 물론, 요즘은 충분한 연구가 이루어졌기 때문에 자연분만이나 모유 수유가 아니더라도 필요한 미생물군을 형성하는 것이 가능하다.

항생제 사용은 유의해야

우리나라의 경우 의사 처방 없이 항생제를 임의로 구할 수 없다. 하지만 병원 치료 등의 과정에서 항생제 사용이 필요한 경우는 분명 생긴다. 항생제를 사용하는 것이 어떤 문제를 일으킬 수 있는지에 대해 알아두는 것이 도움이 될 것이다.

항생제는 몸에 감염이 발생했을 때 이에 대응하는 역할을 한다. 세균을 죽이거나 성장을 억제하는 방식으로 작용하기 때문에, 면역력이 약해져 있는 상태에서는 생명을 구하는 역할을 할 수도 있다. 

하지만 문제는 항생제가 ‘병원균’만을 골라서 죽이지는 않는다는 것이다. 장내 미생물 역시 분류로 따지면 ‘균’에 해당하기 때문에, 항생제의 공격 대상이 된다.

항생제에 노출된 미생물군이 기존의 상태로 회복되기까지는 최대 2년까지 소요될 수도 있다. 이 또한 여러 변수가 있어서, 최악의 경우에는 기존 상태로 돌아오지 못할 가능성도 배제할 수 없다. 이 때문에 의료 전문가들도 항생제는 반드시 필요한 경우에만 사용하려는 경향이 있다.

프로바이오틱스와 프리바이오틱스

이 두 가지는 이름이 참 헷갈리지만 명확히 구분해둘 필요가 있다. 그나마 다행인 건, 둘 모두 우리에게 유익한 개념이라는 것이다. 프로바이오틱스는 장내 유익균의 한 종류다. 장의 점막에 결합해 병원균의 침입을 막는 역할을 한다.

프리바이오틱스는 이 유익균들이 가장 좋아하는 ‘먹이’다. 섬유질의 일종으로, 단쇄 지방산을 생산해 면역 반응을 개선하고 장 점막을 강화하는 역할을 담당한다. 음식을 통해 이 둘을 충분히 섭취하도록 하면, 습진과 같은 피부 질환을 이겨내는 데 도움이 된다.