아커만시아 뮤시니필라에 관한 모든 것

의학계에 혁명적인 변화를 불러일으킬 수 있는 새로운 종의 프로바이오틱스가 장내 미생물 생태계에 대한 연구를 통해 발견되고 있습니다. 장내 미생물 생태계는 수조 개에 달하는 미생물(마이크로바이오타)의 유전 물질로 구성된 복잡하고 다양한 체계입니다. 두말할 필요 없이 장내 미생물 생태계는 건강과 웰빙에 아주 중요합니다. 

연구에 따르면 장내 미생물 생태계는 다양한 신체 체계에 중요한 영향을 미치고 소화기, 면역계, 정신 건강에 결정적인 역할을 합니다. 장내 미생물 생태계의 균형이 깨지면 가스 참, 복부 팽만감 같은 간헐적인 소화 장애 증상에서 비만, 당뇨병, 알츠하이머병, 염증 같은 광범위한 전신 증상에 이르기까지 다양한 문제가 발생할 수 있습니다.

아커만시아 뮤시니필라(Akkermansia muciniphila)라는 박테리아는 장 내벽을 건강하게 유지하는 데 중요한 역할을 할 뿐 아니라 인슐린(Insulin) 작용을 개선하고 촉진하여 비만을 억제하고 혈당을 조절하는 데 도움이 된다는 점에서 특히 흥미롭습니다. 아커만시아 뮤시니필라는 살아 있는 프로바이오틱스로서도 기능을 하지만, 이 박테리아가 생성하는 물질은 더욱 중요한 효능을 나타냅니다. 

아커만시아 뮤시니필라는 살아 있을 때보다 죽은 상태에서 더 효과적인 것으로 밝혀졌습니다. 이 박테리아만 그런 것이 아닙니다. 젖산을 생성하는 락토바실러스(Lactobacillus), 비피도박터(Bifidobacter) 같은 프로바이오틱스도 열로 죽인 상태에서 효능을 보였습니다. 이처럼 죽은 미생물이 효과를 발휘한다는 사실은 살아 있는 프로바이오틱스만이 효과적이라는 업계 주장에 정면으로 배치되는 것입니다. 이러한 업계의 견해는 집락형성단위(CFU, Colony-forming unit)라는 용어에서 잘 드러납니다. 아커만시아 뮤시니필라는 업계의 주장이 틀렸음을 잘 보여주는 예입니다.

아커만시아 뮤시니필라가 중요한 이유

아커만시아 뮤시니필라는 점액층을 건강하게 유지하는 데 중요한 역할을 하며 장 내벽의 상피세포를 보호합니다. 이러한 기능은 이 박테리아가 뮤시니필라(Muciniphila)로 명명된 이유이기도 합니다. 라틴어의 접미사인 '필라(Phila)'는 사랑을 의미합니다. 따라서 뮤시니필라는 '뮤신(Mucin)을 사랑한다'는 뜻으로 해석할 수 있습니다.

아커만시아 뮤시니필라는 장 내벽을 구성하는 상피세포와 헙력하여 뮤신을 생성합니다. 이를 통해 장 내벽이 손상되지 않도록 효과적으로 보호합니다. 당연한 일이지만, 아커만시아 뮤시니필라가 증가하면 장 장벽 기능이 개선되고 장 투과성이 감소하여 장 누수 현상이 완화되고 전반적인 소화 및 흡수 기능이 향상될 수 있습니다. 아커만시아 뮤시니필라가 충분하지 않으면 장 장벽이 손상되어 장 유래 독소가 체내로 흡수됩니다. 흡수된 독소는 면역계를 과도하게 자극하고 염증을 증가시킬 수 있습니다. 또한 장에서 유래한 독소는 비알코올성 지방간을 유발할 수 있으며 관절염, 피부 장애, 심혈관 질환, 뇌 기능 장애의 원인이 되는 전신 염증을 일으킬 수 있습니다.^1-6

아커만시아 뮤시니필라와 당뇨병

점액층에 대한 아커만시아 뮤시니필라의 다양한 효과도 흥미롭지만 과학자들이 특히 주목하는 부분은 이 박테리아가 당뇨병과 비만을 개선할 수 있다는 사실입니다.

인간 장내에 사는 미생물 중 아커만시아 뮤시니필라가 감소하면 비만, 당뇨병, 염증, 대사 장애가 생길 가능성이 증가합니다. 반대로 장내 미생물 중 아커만시아 뮤시니필라가 증가하면 비만, 당뇨병, 염증, 대사 장애 발병률은 감소합니다. 비만, 당뇨병, 염증, 대사 장애 같은 건강 문제는 점액의 보호 능력 저하에 따른 장 장벽 기능의 변화와 관련이 있는 것으로 추정됩니다. 장 장벽 기능에 변화가 생기면 많은 장 유래 독소가 체내로 흡수되어 일련의 기제를 촉발함으로써 만성 염증 및 인슐린 저항성을 유발할 수 있습니다.^1-7

연구에서 아커만시아 뮤시니필라에 대해 밝혀진 사실

아커만시아 뮤시니필라를 사용한 최초의 임상시험은 2019년 7월 1일 네이처메디신(Nature Medicine) 온라인판에 발표되었습니다. 이 연구에서는 대사 증후군의 위험인자(복부비만, 혈중 지질 증가, 고혈압 등)가 있는 당뇨병 전단계 환자 32명에게 살아 있거나 저온 살균법을 사용해 열로 죽인 아커만시아 뮤시니필라 또는 위약을 무작위로 투여했습니다. 그중 아커만시아 뮤시니필라로 치료를 받은 실험군은 3개월 동안 매일 약 100억 개의 박테리아를 섭취했습니다.

이 연구의 주요 목적은 안전성을 평가하기 위한 것이었습니다. 그 결과 아커만시아 뮤시니필라는 안전한 것으로 밝혀졌습니다. 또한 이 박테리아는 신진대사 및 전반적인 건강과 관련된 여러 지표를 개선하는 효과를 나타냈습니다. 아커만시아 뮤시니필라는 위약과 비교하여 총 콜레스테롤과 일부 염증 지표를 개선하고 간 기능을 증진했으며 인슐린 감수성을 증가시켰습니다. 또한 아커만시아 뮤시니필라를 섭취한 사람들의 백혈구 수는 현저히 감소했습니다. 장 장벽 기능을 강화하면 백혈구를 증가시키는 장 유래 독소의 흡수가 감소하기 때문에 이러한 결과가 나온 것으로 추정됩니다. 체내로 흡수되는 장 유래 독소는 간 기능 장애를 일으키는 주요 요인이 될 수도 있습니다.

이 연구에서 가장 흥미로운 부분은 죽은 박테리아가 살아 있는 박테리아보다 더 효과적이었다는 사실입니다. 저는 오래전부터 특정 프로바이오틱스에 이러한 특성이 있음을 역설해 왔지만 대부분의 경우 이러한 주장은 무시되었습니다. 프로바이오틱스 업계는 임상시험 결과보다 집락형성단위를 중요시합니다. 그것은 실수입니다. 임상시험을 통해 검증된 형태와 용량에 초점을 맞춰야 합니다.

생존 불가능한 죽은 프로바이오틱스와 그 효과에 대한 연구가 점점 증가하고 있습니다. 연구 대상이 되고 있는 효능에는 설사 및 소화기 감염 완화, 면역 기능 강화 및 제어, 장내 미생물 조절, 손상된 장 회복 등이 있습니다. 

이러한 죽은 프로바이오틱스 제품은 고스트 프로바이오틱스, 포스트바이오틱스(Postbiotics), 비활성 프로바이오틱스와 같은 이름으로 알려져 있으며 최근에는 파라 프로바이오틱스(Para probiotics)로도 불리고 있습니다. 일부 제품의 효능은 미생물의 생존 여부와 상관 없이 박테리아의 고유한 세포 구성 요소 덕택에 나타납니다.⁸ 아커만시아 뮤시니필라가 바로 이러한 경우에 해당합니다.

아커만시아 뮤시니필라의 중요한 특징 중 하나는 표면이 엑소폴리사카라이드(Exopolysaccharide)라는 물질로 덮여 있어 매우 끈적거린다는 점입니다. 이 끈적거리는 화합물은 아커만시아 뮤시니필라를 둘러싸는 세포막에 분포하는 Amuc_1100이라는 유익한 단백질을 백혈구가 분해하지 못하도록 보호합니다. 아커만시아 뮤시니필라가 나타내는 효능의 비밀은 바로 이 단백질에 있습니다.

정제된 Amuc_1100을 쥐에게 투여한 경우 살아 있거나 열로 죽인 박테리아와 동일한 효과가 나타났습니다. 열로 죽인 아커만시아 뮤시니필라는 살아 있는 형태보다 효과가 더 우수합니다. 엑소폴리사카라이드 층은 제거되지만 Amuc_1100은 손상되지 않기 때문입니다. Amuc_1100은 장 내벽을 구성하는 세포에 작용하여 세포 사이의 공간을 좁히고 염증을 줄이며 인슐린 저항성, 비알코올성 지방간, 비만, 제2형 당뇨병을 유발할 수 있는 장 유래 독소가 흡수되지 않도록 막습니다.^1-6

아커만시아 뮤시니필라와 혈당 조절

살아 있는 아커만시아 뮤시니필라는 프로바이오틱스로서 장내 미생물군의 아커만시아 뮤시니필라 수치를 높이는 데 도움이 될 수 있습니다. 아커만시아 뮤시니필라가 증가하면 임상적 효과가 나타날 수 있습니다. 제2형 당뇨병 환자 76명이 참여한 이중맹검 연구에서는 살아 있는 아커만시아 뮤시니필라와 더불어 클로스트리디움 베이제린키(Clostridium beijerinckii), 클로스트리디움 부티리쿰(Clostridium butyricum), 비피도박테리움 인판티스(Bifidobacterium infantis), 아나에로부티리쿰 할리(Anaerobutyricum hallii)와 같은 4가지 박테리아를 사용했습니다.⁹ 메트포르민(Metformin) 약물을 복용하면서 12주 동안 매일 2회 3캡슐씩 프로바이오틱스를 섭취한 그룹은 위약 그룹에 비해 혈당 조절 능력이 개선되었습니다. 

구체적으로 12주 동안 프로바이오틱스를 보충했을 때 A1C 수치와 표준 3시간 식사 내성 검사의 혈당 측정치는 기본 측정치와 비교하여 약간 개선된 것으로 밝혀졌습니다. A1C 수치를 측정하면 3개월에 걸친 혈당 조절 기능의 변화를 알 수 있습니다. 프로바이오틱스를 12주 동안 투여한 후 측정했을 때 A1C 수치는 0.6% 하락했습니다. 하지만 아커만시아 뮤시니필라가 이러한 개선 효과에 얼마나 기여했는지 알려면 추가 연구가 필요합니다. 연구에 사용된 다른 박테리아도 혈당 조절 기능을 개선하는 데 일부 도움이 되었기 때문입니다.

장내 미생물군의 일부인 아커만시아 뮤시니필라의 성장을 촉진하는 방법

아커만시아 뮤시니필라는 프로바이오틱스 보충제로 출시되고 있습니다. 이 박테리아의 성장을 돕는 식이 요소를 섭취하는 것도 중요합니다. 장내 미생물 생태계에 적합한 미생물은 이미 장내에 살고 있는 경우가 많습니다. 잔디밭을 가꾸려면 적절한 토양과 비료가 필요한 것과 마찬가지로 장내 미생물은 영양소가 있어야 합니다. 

장내 미생물 생태계를 최적의 상태로 유지하려면 아커만시아 뮤시니필라를 비롯한 다양한 프로바이오틱스의 성장을 돕는 적절한 '토양'과 '비료'를 공급하는 것이 중요합니다. 연구에 따르면 아커만시아 뮤시니필라의 성장에 도움이 되는 것은 여러 가지가 있는데, 그중에서도 포드맵 식단, 플라보노이드(Flavonoid), 피쉬 오일, 베르베린(Berberine)이 특히 효과적입니다.

포드맵 식단이란?

포드맵(FODMAP)은 다음의 약자입니다.

• 발효당(Fermentable): 장내 박테리아에 의해 빠르게 분해(발효)되는 식품을 말합니다.
• 올리고당(Oligosaccharides): '올리고(Oligo)'는 '수가 적다'라는 뜻이며 '사카라이드(Saccharide)'는 당을 의미합니다. 올리고당 분자는 여러 단당류가 사슬을 형성하여 결합된 형태입니다. 콩은 올리고당의 일반적인 공급원입니다.
• 이당류(Disaccharides, 디사카라이드): '디(Di)'는 2개를 의미하며 이당류는 2개의 단당류가 결합된 형태입니다. 자당(Sucrose)은 이당류입니다.
• 단당류(Monosaccharides, 모노사카라이드): '모노(Mono)'는 1개를 의미하며 단당류는 가장 간단한 형태의 당으로 단순당으로도 불립니다. 과당(Fructose)은 단당류입니다.
• 그리고(And) 
• 폴리올(Polyol): 감미료로 많이 사용하는 당알코올입니다. 자일리톨(Xylitol), 말티톨(Maltitol), 에리스리톨(Erythritol)을 예로 들 수 있습니다.

모든 포드맵 식품이 건강에 좋은 것은 아닙니다. 아커만시아 뮤시니필라의 성장을 촉진하며 건강에 좋은 포드맵이 풍부한 식품 및 성분은 다음과 같습니다.¹⁰

• 채소: 아티초크, 아스파라거스, 브로콜리, 비트루트, 브뤼셀 콩나물, 양배추, 콜리플라워, 마늘, 회향, 리크(Leek), 버섯, 오크라(Okra), 양파, 완두콩, 샬롯
• 과일: 사과, 살구, 블랙베리, 보이젠베리, 체리, 대추야자, 무화과, 배, 복숭아, 수박
• 콩류: 콩, 병아리콩, 렌틸콩, 붉은 강낭콩, 구운 콩, 대두
• 글루텐이 없는 곡물: 귀리, 아마란스(Amaranth), 메밀, 쌀(현미, 백미, 야생쌀), 기장, 퀴노아, 수수

아커만시아 뮤시니필라의 성장을 촉진하는 플라보노이드

식물 색소인 플라보노이드(Flavonoid)는 베리류를 비롯한 다양한 과일, 녹차, 다크 초콜릿, 푸른 잎 채소, 콩류에 들어 있는 건강에 좋은 물질입니다. 플라보노이드는 장내 미생물 생태계를 건강하게 유지하는 데 중요합니다. 연구에 따르면 플라보노이드는 아커만시아 뮤시니필라의 성장을 현저히 촉진합니다.^10,11 또한 플라보노이드가 함유된 식품은 장내 미생물군 건강에 좋은 기타 성분(예: 프리바이오틱스인 섬유소)도 공급합니다. 플라보노이드의 일종인 퀘르세틴(Quercetin)과 더불어 석류, 포도씨, 소나무 껍질, 녹차, 블루베리 추출물도 아커만시아 뮤시니필라 성장에 추가적인 도움이 될 수 있습니다. 

아커만시아 뮤시니필라의 성장을 촉진하는 피쉬 오일

피쉬 오일에 함유된 EPA와 DHA 등 오메가3는 아커만시아 뮤시니필라를 증가시키는 등 장내 미생물 생태계에 유익한 효과를 발휘할 수 있습니다.¹³

아커만시아 뮤시니필라의 성장을 촉진하는 베르베린

베르베린(Berberine)은 골든실(Hydrastis canadensis), 매자나무(Berberis vulgaris)를 비롯한 다양한 식물에 함유된 알칼로이드(Alkaloid)입니다. 베르베린은 아커만시아 뮤시니필라 수치를 증가시키는 등 소화기 건강과 장내 미생물군에 아주 유익한 효능을 나타냅니다. 이러한 효능 덕택에 임상시험에서 베르베린 보충제가 혈당 개선, 체중 관리, 혈중 지질 수치 정상화, 간 기능 향상과 같은 효과를 나타낸 것으로 보입니다.¹⁴

결론

지중해식 식단 같은 건강 식단 대부분의 유익한 특징 중 하나는 아커만시아 뮤시니필라 성장을 촉진하는 영양소가 풍부하다는 점입니다.

키토식, 팔레오 식단 같은 대중적인 식단은 이 중요한 미생물을 지원하는 성분이 부족한 경우가 많습니다. 그러므로 이러한 식단을 따르는 이들은 프리바이오틱스, 플라보노이드가 풍부한 추출물, 피쉬 오일과 더불어 농축된 형태의 스피룰리나, 보리싹 주스, 기타 야채 제품을 추가로 섭취하는 것이 좋습니다.

참고문헌:

1. Pellegrino A, Coppola G, Santopaolo F, et al. Role of Akkermansia in Human Diseases: From Causation to Therapeutic Properties. Nutrients. 2023 Apr 8;15(8):1815. 
2. Jian H, Liu Y, Wang X, et al. Akkermansia muciniphila as a Next-Generation Probiotic in Modulating Human Metabolic Homeostasis and Disease Progression: A Role Mediated by Gut-Liver-Brain Axes? Int J Mol Sci. 2023 Feb 15;24(4):3900.
3. Cani PD, Depommier C, Derrien M, et al. Akkermansia muciniphila: a paradigm for next-generation beneficial microorganisms. Nat Rev Gastroenterol Hepatol. 2022 Oct;19(10):625-637. doi: 10.1038/s41575-022-00631-9. Epub 2022 May 31. Erratum in: Nat Rev Gastroenterol Hepatol. 2022 Jun 23;: PMID: 35641786.
4. Zhang T, Li Q, Cheng L, Buch H, Zhang F. Akkermansia muciniphila is a promising probiotic. Microb Biotechnol. 2019 Nov;12(6):1109-1125.
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6. Sanjiwani MID, Aryadi IPH, Semadi IMS. Review of Literature on Akkermansia muciniphila and its Possible Role in the Etiopathogenesis and Therapy of Type 2 Diabetes Mellitus. J ASEAN Fed Endocr Soc. 2022;37(1):69-74.
7. Depommier C, Everard A, Druart C, et al. Supplementation with Akkermansia muciniphila in overweight and obese human volunteers: a proof-of-concept exploratory study. Nat Med. 2019 Jul;25(7):1096-1103.
8. Monteiro SS, Schnorr CE, Pasquali MAB. Paraprobiotics and Postbiotics-Current State of Scientific Research and Future Trends toward the Development of Functional Foods. Foods. 2023 Jun 16;12(12):2394.  
9. Perraudeau F, McMurdie P, Bullard J, et al. Improvements to postprandial glucose control in subjects with type 2 diabetes: a multicenter, double-blind, randomized placebo-controlled trial of a novel probiotic formulation. BMJ Open Diabetes Res Care. 2020 Jul;8(1):e001319.
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11. Xu B, Qin W, Xu Y, et al. Dietary Quercetin Supplementation Attenuates Diarrhea and Intestinal Damage by Regulating Gut Microbiota in Weanling Piglets. Oxid Med Cell Longev. 2021 Dec 13;2021:6221012. doi: 10.1155/2021/6221012. PMID: 34950418; PMCID: PMC8689231.
12. Rodríguez-Daza MC, de Vos WM. Polyphenols as Drivers of a Homeostatic Gut Microecology and Immuno-Metabolic Traits of Akkermansia muciniphila: From Mouse to Man. Int J Mol Sci. 2022 Dec 20;24(1):45.
13. Roussel C, Anunciação Braga Guebara S, et al. Short-term supplementation with ω-3 polyunsaturated fatty acids modulates primarily mucolytic species from the gut luminal mucin niche in a human fermentation system. Gut Microbes. 2022 Jan-Dec;14(1):2120344.
14. Dong C, Yu J, Yang Y, Zhang F, Su W, Fan Q, Wu C, Wu S. Berberine, a potential prebiotic to indirectly promote Akkermansia growth through stimulating gut mucin secretion. Biomed Pharmacother. 2021 Jul;139:111595.