식습관과 장내 미생물이 뇌 건강에 미치는 영향

인간 몸 안에는 수조 개의 미생물이 살고 있는데, 이들은 대부분이 장에 살고 있습니다. 최근 몇십 년간 장 내 미생물이 인간 건강에 미치는 영향을 알게 되었는데, 특히 뇌 건강에도 중요한 역할을 한다는 것이 밝혀졌습니다. 식사는 장 내 미생물을 형성하는 주요 요소 중 하나로, 특정 미생물의 다양성과 대사 능력에 큰 영향을 미칩니다. 특히, 서구식 다이어트에서는 과정식, 튀긴 음식, 설탕이 풍부한 음식을 많이 먹는 것이 장 내 미생물 다양성을 감소시키고 유익한 미생물을 줄이며 병원성 미생물을 증가시킬 수 있다는 것이 알려져 있습니다. 요즘 '심리 바이오틱스'라는 개념이 등장하여, 프로바이오틱스, 프리바이오틱스, 식이를 통해 미생물을 긍정적으로 영향을 주는 외적 요인들이 정신 건강에 미치는 긍정적인 효과를 설명하고 있습니다. 건강한 식사가 장-뇌 통신을 어떻게 지원하는지에 대한 연구가 늘어나고 있으며, 특정 식품의 섭취가 인간 미생물과 건강에 미치는 영향을 연구하는 중요성도 부각되고 있습니다. 그러나 식사를 전체적으로 접근하는 것이 새로운 식이요법 개발과 국가 건강 식사 지침을 제정하는 데 더 현실적인 방법일 수 있습니다.

 

오늘 살펴볼 논문에서는 식이, 미생물, 호스트 행동/뇌 과정의 현재 연구 상태를 요약하고, 이들 간 상호작용의 잠재적 기작에 대해 논의합니다. 또한, 개인의 미생물 프로필이 식이 개입에 대한 반응의 중요한 결정 요인임을 강조한 최근 연구들을 검토합니다. 이 지식이 더 발전됨에 따라, 미생물을 타겟으로 한 영양 요법이 정신 건강에 도움을 줄 수 있는 방법을 개발할 수 있을 것으로 기대됩니다.

 

장내 미생물이 뇌와 행동방식에 미치는 영향

장내 미생물 군집은 최근 몇 십 년간 뇌 기능과 행동을 조절하는 중요한 요소로 인식되며, 미생물-장-뇌 축을 통한 양방향 통신이 이루어집니다. 무균동물 실험을 통해 미생물이 없는 동물은 비정상적인 행동과 신경화학적 변화를 보이며, 이는 미생물과 뇌 발달 및 기능 간의 연결을 입증하는 데 중요한 역할을 합니다. 인간 연구에서는 기억 장애 환자의 장 미생물 조성과 뇌 활동 패턴 사이의 상관 관계를 발견했으며, 특정 세균 군의 풍부성과 자폐 스펙트럼 장애 증상과의 연관성도 확인되었습니다. 프로바이오틱스의 투여는 동물 실험에서 불안 및 우울증 완화 효과를 나타내며, 최근 인간 연구에서도 유사한 효과가 보고되었습니다.

 

생애주기에 따른 장내미생물-뇌 연관성

장 내 미생물의 정착은 인생의 과정을 따라 연속적으로 진행되는 과정입니다. 특히 초기 수년간의 미생물 커뮤니티는 동적이며, 성인 미생물군의 일부가 생후 몇 달 만에 장에 정착하는 것으로 알려져 있습니다. 청소년기에도 미생물군의 지속적인 발달이 일부 연구에서 지적되었지만, 성인기에는 상대적으로 안정적이고 저항력이 있는 개인별 미생물 프로필이 형성됩니다. 그러나 극심한 외부 스트레스 요인(예: 식이 변화 또는 항생제 치료)가 없는 한 이 프로필은 상대적으로 안정합니다. 나이가 들면서 미생물군은 다시 유동적이 되며, 이는 취약성과 가속화된 노화와 관련이 있습니다. 생애 주기의 다른 단계에서 미생물 구성에 영향을 미치는 여러 요인이 알려져 있습니다. 이에는 유전적 요인, 출생 방식(질출생 또는 제왕절개), 임신 기간, 운동, 약물 사용, 생활 환경 및 식이가 포함됩니다. 특히 생애 주기의 다양한 단계에서 식이 조작이 미생물-장-뇌 축에 미치는 영향을 연구하는 관심이 증가하고 있습니다.

 

적절한 영양섭취와 정신건강 사이의 관계

최근 10년간의 연구는 적절한 영양 섭취가 정신 건강에 중요함을 밝혀냈습니다. 여러 나라와 문화에서 수행된 관찰 데이터는 건강한 식이 양식이 주로 우울증 같은 일반적인 정신 질환 발병 위험을 줄일 수 있다는 연결을 보여주고 있습니다. 특히 지중해 식이가 건강 결과와 정신 건강 면에서 가장 많이 연구된 식이 양식입니다. 노르웨이와 일본의 전통적인 식이 양식도 우울증 또는 알츠하이머병 발병 위험 감소와 인지 기능 저하 감소와 관련이 있는 것으로 보입니다. 반면 서구식 식습관이나 저품질, 가공 식품 섭취, 고지방/고당류 음식, 영양실조는 정신 건강이나 인지 기능 저하, 불안증, 우울증 발병 위험 증가와 관련이 있습니다. 이런 연관은 청소년 초기와 같은 여러 연령대에서 관찰됩니다. 이 식이-뇌 연결의 메커니즘은 점점 더 밝혀지고 있습니다. 프로바이오틱스와 프리바이오틱스의 미생물과 기분 또는 인지에 미치는 영향은 잘 연구되어 왔지만, 식이 전체와 식사 접근법의 연구는 부족합니다. 최근 리뷰에서는 식이섬유와 폴리페놀의 높은 함량으로 인해 과일과 채소가 미생물과 관련 질병 (예: 비만 및 대장 염증)에 긍정적인 영향을 미친다고 하였습니다. 임상 연구에서는 식이가 미생물 구성 변화와 정신 질환에 미치는 영향을 적절히 탐구하지 않았다는 한계가 있습니다.

 

결론

요약하면, 식이가 미생물에 미치는 영향과 미생물이 뇌 기능과 행동에 중요한 역할을 하는 증거들이 점점 더 많아지고 있습니다. 그러나 현재까지 이 복잡한 관계를 체계적으로 연구한 인간 연구는 많지 않습니다. 대부분의 연구는 동물 모델을 사용하여 고지방, 고당류 또는 고열량 식이가 미생물과 뇌 인터페이스에 미치는 해로운 영향을 중심으로 하고 있으며, 식이-미생물-장-뇌 축의 잠재적 메커니즘을 이해하기 시작했습니다. 여러 다양한 식이 양식이 정신 건강을 개선하는 데 연결되었음을 강조하며, 개별 식품 성분보다는 전체적으로 식물성 식품을 많이 섭취하고 고가공 식품을 줄이는 식이 패턴이 중요함을 보여줍니다. 그러나 개인의 미생물 다양성에 따라 식품의 특정 성분이 어떻게 미생물을 조절하고 건강 결과, 특히 정신 건강에 영향을 미치는지를 이해하는 것이 계속된 필요성이 있습니다. 미생물을 통한 개인화된 영양 접근법의 가능성을 이해하고, 특정 개입이 개인의 반응을 예측하는 결정 요인을 더욱 잘 이해하는 것도 중요합니다. 향후 연구에서는 또한 "건강한 미생물"의 정의를 명확히 하고, 개인 맞춤형 영양 접근법의 잠재적인 한계와 가능성을 이해하는 데 중점을 둘 것입니다. 또한, 미생물 군집의 전체적인 기능을 이해하기 위해 멀티오믹스 접근법을 통합하는 것도 중요할 것입니다. 미생물을 통한 인간 개입의 발전을 촉진하기 위해 이러한 연구는 필수적이며, 신체적 건강 뿐만 아니라 정신 건강에도 긍정적인 영향을 미칠 가능성이 큽니다.

 

참고문헌

Berding K, Vlckova K, Marx W, Schellekens H, Stanton C, Clarke G, Jacka F, Dinan TG, Cryan JF. Diet and the Microbiota-Gut-Brain Axis: Sowing the Seeds of Good Mental Health. Adv Nutr. 2021 Jul 30;12(4):1239-1285. doi: 10.1093/advances/nmaa181. PMID: 33693453; PMCID: PMC8321864.