장 건강에 좋은 클로스트리디움 부티리쿰

클로스트리디움 부티리쿰이란?

클로스트리디움 부티리쿰 은 중요한 장내 박테리아입니다. 이 박테리아는 토양에 존재하며 배양 유제품, 채소에도 들어 있습니다. 프로바이오틱스 & 건강 보조 식품으로도 제공됩니다. 클로스트리디움 부티리쿰의 중요한 역할로는 프리바이오틱스인 섬유소를 먹어 단쇄 지방산인 부티레이트(Butyrate, 부티르산)와 아세트산(아세트산염)으로 분해하는 것을 들 수 있습니다.¹ 

부티레이트의 효능

부티레이트의 주요 기능 중 하나는 장 내벽을 덮는 세포의 주요한 연료가 되는 것입니다. 소장과 대장의 내벽을 형성하는 세포는 부티레이트를 에너지원으로 활용하여 모든 측면의 고유 기능을 수행합니다. 부티레이트는 장벽을 보호 및 강화하며 섭취한 음식이 장을 통과하도록 돕는 규칙적인 장 수축 운동을 조절하는 에너지원으로 사용됩니다. 또한 부티레이트는 장에서 흡수된 후에 추가적인 기능을 수행합니다. 부티레이트는 혈당, 콜레스테롤, 지방 대사를 적정 수준으로 유지하는 데도 도움이 됩니다. 연구에 따르면 장내에 부티레이트가 존재하고 부티레이트를 생성하는 박테리아가 증가하면 소화 장애와 뇌 건강을 개선하는 데 도움이 되는 것으로 나타났습니다.^2,3 

클로스트리디움 부티리쿰의 효능

장내 미생물 생태계 개선

인간의 장내에서 부티르산을 생성하는 박테리아인 클로스트리디움 부티리쿰은 '장의 파수꾼'으로 불립니다.⁴ 파수꾼은 경계하여 지키는 군인이나 경비원 같은 사람을 말합니다. 

클로스트리디움 부티리쿰은 부티르산을 생성하고 다양한 항균 물질을 분비하여 장내 미생물 생태계를 조성합니다. 이러한 항균 물질은 장내에 유해한 박테리아와 기타 미생물이 살기 어려운 환경을 만듭니다. 그리고 이와 동시에 도움이 되는 유익한 박테리아에게 유리한 환경을 형성합니다. 

장내 미생물 불균형 개선

장내 미생물군 구성을 개선하는 이러한 효능 덕택에 클로스트리디움 부티리쿰은 장내 세균 불균형을 해소하는 데 도움이 되는 유망한 미생물로 생각됩니다. 장내 미생물 불균형은 소화액 부족, 식단, 항생제 사용, 유전적 요인 등으로 인해 발생할 수 있습니다. 장내 미생물 불균형은 소화 기능 변화(가스 참, 팽만감, 소화불량 등), 장 누출 증후군, 브레인 포그, 대사 장애, 기타 질환과 관련이 있습니다. 클로스트리디움 부티리쿰은 장내 미생물 불균형을 해소하는 데 사용할 수 있는 유망한 박테리아로 간주되고 있습니다.¹

장 누수 감소

부티르산을 생성하고 장내 미생물군 구성을 개선하는 것 외에도 클로스트리디움 부티리쿰은 장벽과 면역세포에도 긍정적인 영향을 미칩니다.¹ 따라서 장 누수 증후군에 큰 도움이 될 수 있습니다.

장벽은 유해물질과 미생물을 막아내며 흡수성이 높은 조직입니다. 장벽은 점액, 항체, 항균 단백질로 구성된 바깥층, 밀착연접 단백질로 연결된 장 세포로 구성된 중간층, 면역 세포가 풍부하고 다양한 기능을 수행하는 결합조직층인 안쪽 고유판과 같은 3개의 층으로 구성됩니다.

실험모델 연구에 따르면 클로스트리디움 부티리쿰은 부티르산 생성을 증가시키고 밀착연접 단백질 생성을 촉진하여 장 투과성이 감소하도록 도움으로써 장벽을 구성하는 3개 층 모두의 기능을 높일 수 있습니다.

면역력 증진

클로스트리디움 부티리쿰은 면역 세포에 영향을 미쳐 염증을 줄이고 장벽 건강을 증진하는 분해 촉진 매개체를 방출합니다.

연구에 따르면 클로스트리디움 부티리쿰은 장벽 손상을 방지하고 장벽의 무결성을 증진하며 손상된 경우 치유하는 데 도움이 될 수 있습니다.¹

클로스트리디움 부티리쿰을 사용한 실험동물 모델 연구

클로스트리디움 부티리쿰의 잠재력과 이에 대한 많은 기대는 동물 모델 연구에서 얻은 결과에 기인합니다. 동물 모델을 대상으로 한 연구에서 클로스트리디움 부티리쿰은 수많은 효능이 있고 임상적으로 활용될 가능성이 있는 것으로 밝혀졌습니다. 이러한 효능의 예로는 소화계 건강 및 장벽 기능 증진을 들 수 있습니다, 이처럼 확실하게 활용할 수 있는 효능 이외에 다른 이점에 대한 연구도 매우 활발하게 이루어지고 있습니다. 

연구에 따르면 클로스트리디움 부티리쿰은 췌장, 지방 조직, 간의 인슐린 작용과 에너지 생산을 개선하는 매우 복잡한 일련의 작용을 통해 대사 장애 동물 모델의 혈당 조절 및 에너지 대사 장애를 개선하는 것으로 나타났습니다. 이러한 연구 결과는 클로스트리디움 부티리쿰을 체중 관리 프로그램의 일부로 사용하면 혈당 수치를 유지하는 데 도움이 될 수 있음을 시사합니다.¹

클로스트리디움 부티리쿰을 사용한 임상시험

지금까지 28건의 임상시험에서 클로스트리디움 부티리쿰의 안전성과 효능을 뒷받침하는 연구 결과가 나온 바 있습니다. 대부분의 연구에서는 클로스트리디움 부티리쿰과 다른 프로바이오틱스 균주를 병용했고 7건의 연구에서는 클로스트리디움 부티리쿰을 단독으로 사용했습니다.

클로스트리디움 부티리쿰만을 사용한 이러한 임상 연구에서는 항생제 사용으로 인한 설사 및 소화 불량을 예방하고 대장의 장벽 기능, 장내 미생물군 구성, 소화 증상, 배변 빈도 및 질, 기분, 간 및 면역 기능을 개선하는 효능이 확인되었습니다.^1,5-12 

지금까지 완료된 임상시험의 결과는 동물 모델로부터 얻은 방대한 데이터와 일치하지만, 특정 클로스트리디움 부티리쿰 균주의 건강 개선 정도, 적절한 섭취량을 확인하기 위해서는 추가적인 임상 연구가 필요합니다. 

참고문헌:

1. Stoeva MK, Garcia-So J, et al. Butyrate-producing human gut symbiont, Clostridium butyricum, and its role in health and disease. Gut Microbes. 2021 Jan-Dec;13(1):1-28.
2. Zhu LB, Zhang YC, Huang HH, Lin J. Prospects for clinical applications of butyrate-producing bacteria. World J Clin Pediatr. 2021 Sep 9;10(5):84-92.
3. Facchin S, Bertin L, Bonazzi E, et al. Short-Chain Fatty Acids and Human Health: From Metabolic Pathways to Current Therapeutic Implications. Life (Basel). 2024 Apr 26;14(5):559.
4. Singh V, Lee G, Son H, et al. Butyrate producers, "The Sentinel of Gut": Their intestinal significance with and beyond butyrate, and prospective use as microbial therapeutics. Front Microbiol. 2023 Jan 12;13:1103836.
5. Seki H, Shiohara M, Matsumura T, Miyagawa N, Tanaka M, Komiyama A, Kurata S. Prevention of antibiotic-associated diarrhea in children by Clostridium butyricum MIYAIRI. Pediatr Int. 2003;45:86–90. 
6. Tomita Y, Ikeda T, Sakata S, et al. Association of Probiotic Clostridium butyricum Therapy with Survival and Response to Immune Checkpoint Blockade in Patients with Lung Cancer. Cancer Immunol Res. 2020;8:1236–1242. 
7. Imase K, Takahashi M, Tanaka A, et al. Efficacy of Clostridium butyricum preparation concomitantly with Helicobacter pylori eradication therapy in relation to changes in the intestinal microbiota. Microbiol Immunol. 2008;52:156–161. 
8. Sun YY, Li M, Li YY, et al. The effect of Clostridium butyricum on symptoms and fecal microbiota in diarrhea-dominant irritable bowel syndrome: a randomized, double-blind, placebo-controlled trial. Sci Rep. 2018;8:2964. 
9. Yasueda A, Mizushima T, Nezu R, et al. The effect of Clostridium butyricum MIYAIRI on the prevention of pouchitis and alteration of the microbiota profile in patients with ulcerative colitis. Surg Today. 2016;46:939–949.
10. Miyaoka T, Kanayama M, Wake R, et al. Clostridium butyricum MIYAIRI 588 as Adjunctive Therapy for Treatment-Resistant Major Depressive Disorder: a Prospective Open-Label Trial. Clin Neuropharmacol. 2018;41:151–155.
11. Liu L, Chen X, Liu L, Qin H. Clostridium butyricum Potentially Improves Immunity and Nutrition through Alteration of the Microbiota and Metabolism of Elderly People with Malnutrition in Long-Term Care. Nutrients. 2022 Aug 28;14(17):3546.
12. Zhu W, Yan M, Cao H, et al. Effects of Clostridium butyricum Capsules Combined with Rosuvastatin on Intestinal Flora, Lipid Metabolism, Liver Function and Inflammation in NAFLD Patients. Cell Mol Biol (Noisy-le-grand). 2022 Feb 28;68(2):64-69.