장은 수조 개의 미생물이 서식하는 복잡한 생태계인데, 이를 통칭하여 장내 미생물군이라고 합니다.

이러한 미생물은 소화, 면역 조절, 정신 건강 등 다양한 신체 기능에 중요한 역할을 합니다. 균형 잡힌 다양한 장내 미생물은 건강 전반에 필수적인 역할을 합니다.

프로바이오틱스의 장 건강 효능

"프로바이오틱스"는 다양한 건강 효능, 그중에서도 장 건강 유지 효능으로 널리 주목을 받습니다. 프로바이오틱스는 락토바실러스와 비피도박테리움 종과 같은 유산균 등 살아 있는 비병원성 미생물이며, 인간의 대장에 자연적으로 서식하는 공생균(commensal bacteria)입니다.

또한 프로바이오틱스는 발효 식품, 토양, 신선한 농산물, 승인된 보충제를 통해 섭취할 수 있는 바실러스 서브틸리스, 사카로미세스 보울라디 효모와 같은 비공생 균주로도 구성될 수 있습니다. 적절한 양을 섭취하면 다양한 건강 효능을 얻을 수 있습니다. 프로바이오틱스는 장에 유익균을 전달하여 미생물 균형 유지와 건강한 장 환경 조성에 도움을 줍니다.

단순하게 구성한 프로바이오틱스가 좋은 이유

프로바이오틱스에 대한 관심이 높아지면서 다양한 제품이 출시되고 있지만, 제품마다 가장 다양한 균주와 최고의 효과를 홍보하고 있어 소비자는 혼란스럽습니다.

많은 종류의 공생 균주를 매우 높은 용량으로 결합한 제품은 단기적인 효과에 그치거나 전혀 효과가 없습니다. 다음과 같은 중요한 세 가지 이유로 인해 그렇습니다.

  1. 시너지 효과가 저하되거나 균주 간의 경쟁으로 인해 효능이 감소합니다. 인간의 대장에는 다양한 균주가 존재하며 이론적으로 서로 시너지 효과를 발휘하지만, 장내 환경이 아닌 캡슐에서는 시너지 효과를 발휘하지 못합니다. 제조업체는 이러한 불확실성을 없애기 위해 고용량 방식을 택합니다. 이러한 방식은 일부 균주의 경우 사멸할 수도 있다는 점을 고려하여 균주의 양을 늘려 대장에 도달시키려는 의도입니다.
  2. 대장에 제대로 정착하지 못합니다. 프로바이오틱스 보충제에 함유된 균주는 산성이 높은 위와 알칼리성인 소장을 지나야 대장에 도달할 수 있습니다. 이처럼 가혹하고 일관적이지 않은 인간의 위장관 환경을 견디고 균주가 대장에 안착해 서식하는 일은 쉽지 않습니다. 프로바이오틱스로 기능하는 발효 식품은 효과적이지만, 많은 보충제의 경우 균주가 대장에 확실히 서식할 수 있다고 결론 내릴 임상 데이터가 부족합니다.
  3. 부작용으로 인한 내성이 감소합니다. 많은 프로바이오틱스 보충제는 유익균의 먹이가 되는 프리바이오틱스를 함유하고 있어 가스, 복부 팽만감, 불편한 반응을 일으킬 수 있습니다. 이러한 프리바이오틱스가 없는 제형이라도 프로바이오틱스 섭취를 지속하는 동안에만 미생물 다양성에 기여하는 단기적인 효과에 그칠 수 있으며, 섭취 중단 후 장기적인 효과는 거의 없을 수 있습니다.

프로바이오틱스의 시너지 효과는 어떤 개념인가요?

시너지란 서로 다른 요소가 함께 작용하여 개별 효과의 합보다 더 큰 결과를 만들어내는 협력 작용을 말합니다.

프로바이오틱스의 경우, 선택된 균주가 서로를 보완하여 전반적인 효과를 향상시킵니다.

프로바이오틱스의 시너지 효과를 보여주는 훌륭한 예는 엔테로코쿠스 패시움(E. faecium) T-110, 클로스트리듐 부티리쿰(C. butyricum) TO-A, 바실러스 서브틸리스(B. subtilis) TO-A의 조합입니다. 적은 종류의 균주를 엄선하고 이를 조합하여 시너지 효과를 낼 수 있습니다.

적은 종류의 균주로 시너지 효과를 내는 제품의 이점

  1. 안정성이 향상됩니다. 프로바이오틱스 제형에 함유된 균주의 종류가 적으면 제품의 안정성과 생존력이 높아질 수 있습니다. 각 균주는 생존하고 증식하기 위해 특정한 환경 조건이 필요합니다. 균주의 종류가 적을수록 이러한 조건을 충족하기가 쉬워지며, 이로써 더욱 견고하고 신뢰할 수 있는 프로바이오틱스 제품이 될 수 있습니다.
  2. 경쟁이 줄어들어 제때 기능을 할 수 있습니다. 경쟁 균주가 많은 프로바이오틱스는 일부 균주가 다른 균주를 압도하여 장내 미생물의 다양성이 떨어져 효과가 낮아질 수 있습니다. 반대로 신중하게 선택한 균주는 동일한 배지에서 함께 성장하며, 하나 이상의 특정 균주가 손상되지 않습니다. 즉, 각 균주가 조화롭게 작용하므로 캡슐 내에서 경쟁할 가능성이 낮아집니다. 이로써 장내 유해균과의 경쟁에서 우위를 점하여 균형 잡힌 다양한 장내 환경을 조성할 수 있습니다. 예를 들어, 엔테로코쿠스 패시움(E. faecium) T-110은 사람의 장에 자연적으로 서식합니다. 이 균은 젖산을 생성하여 pH를 낮추고 유해균의 성장을 저지하는 동시에 비피도박테리움 종과 시너지 효과를 발휘합니다.
  3. 표적화된 효능을 발휘합니다. 서로의 역할을 보완하는 특정 균주를 선택하면 특정 건강 문제에 좋은 효과를 낼 수 있습니다. 예를 들어, 균주에 따라 소화 개선에 효과를 발휘하거나 면역 기능을 강화할 수 있습니다. 균주 간의 시너지 효과는 장 건강에 미치는 전반적인 영향을 더욱 높여줍니다. 예를 들어, 클로스트리듐 부티리쿰(C. butyricum) TO-A는 사람의 장에 자연적으로 서식하며 섬유소를 여러 가지 유익한 영양소로 분해하는데, 그중 하나가 위장관 세포에 영양을 공급하는 부티르산입니다.
  4. 장내 정착률을 개선합니다. 프로바이오틱스 균주가 장에 정착하는 능력은 그 효과를 좌우하는 매우 중요한 기준입니다. 엄선된 균주는 인간의 위장관을 통과하는 동안 겪게 되는 가혹한 환경을 견딜 수 있어야 합니다. 내산성, 포자 형성, 비활성 균주는 대장에 먼저 도달하여 정착하고 최종적으로 대장에서 지속적으로 서식할 가능성이 더 높을 수 있습니다.
  5. 부작용을 최소화합니다. 일부 사람들은 경쟁하는 여러 균주가 함유된 프로바이오틱스를 섭취할 때 소화 불편을 겪을 수 있습니다. 이는 높은 대사 활동으로 인해 발효 부산물이 발생하고 이로 인해 대장이 자극을 받거나 대장에 가스 생성이 증가하기 때문입니다. 균주는 다른 균주의 대사 부산물을 활용하여 증식하며, 이렇게 연쇄적으로 반응하여 성장해 나갈 수 있습니다. 이러한 시너지 효과의 예는 바실러스 서브틸리스(B. subtilis) TO-A 균주에서 볼 수 있는데, 이 균주는 엔테로코쿠스 패시움(E. faecium)과 클로스트리듐 부티리쿰(C. butyricum)을 비롯해 유익한 비피도박테리움 종의 여러 균주가 성장하도록 도움을 줍니니다.

임상적 검증

앞서 언급했듯이, 많은 프로바이오틱스는 임상적 검증이 아니라 이론에 근거하여 그 조합 방식을 설명합니다. 이는 조합을 뒷받침하는 자료가 거의 없는 많은 균주를 캡슐에 담아 그 캡슐이 사람의 장에 도달하여 정착하기를 바라는 접근 방식입니다. 균주가 캡슐과 장 내에서 어떻게 상호 작용하는지에 대한 엄격한 테스트가 이루어져야 합니다. 이러한 균주로 조합된 프로바이오틱스를 복용할 때 그 효과를 확신할 수 있습니다.

참고문헌:

  1. Yoshimatsu Y, Yamada A, Furukawa R, Sono K, Osamura A, Nakamura K, Aoki H, Tsuda Y, Hosoe N, Takada N, Suzuki Y. (2015). Effectiveness of probiotic therapy for the prevention of relapse in patients with inactive ulcerative colitis. World J Gastroenterol. May 21;21(19):5985-94. doi: 10.3748/wjg.v21.i19.5985. 
  2. Chen CC, Kong MS, Lai MW, Chao HC, Chang KW, Chen SY, Huang YC, Chiu CH, Li WC, Lin PY, Chen CJ, Li TY. (2010). Probiotics have clinical, microbiologic, and immunologic efficacy in acute infectious diarrhea. Pediatr Infect Dis J.Feb;29(2):135-8. doi: 10.1097/inf.0b013e3181b530bf.
  3. Hua, M. C., Lin, T. Y., Lai, M. W., Kong, M. S., Chang, H. J., & Chen, C. C. (2010). Probiotic Bio-Three induces Th1 and anti-inflammatory effects in PBMC and dendritic cells. World journal of gastroenterology, 16(28), 3529–3540. https://doi.org/10.3748/wjg.v16.i28.3529
  4. Ariyoshi, T., Hagihara, M., Takahashi, M., & Mikamo, H. (2022). Effect of Clostridium butyricum on Gastrointestinal Infections. Biomedicines, 10(2), 483. http://dx.doi.org/10.3390/biomedicines10020483
  5. Fagnant, H.S., Isidean, S.D., Wilson, L., Bukhari, A.S., Allen, J.T., Agans, R.T., Lee, D.M., Hatch-McChesney, A., Whitney, C.C., Sullo, E., Porter, C.K., Karl, J.P.. (2023). Orally Ingested Probiotic, Prebiotic, and Synbiotic Interventions as Countermeasures for Gastrointestinal Tract Infections in Nonelderly Adults: A Systematic Review and Meta-Analysis. Advances in Nutrition. https://doi.org/10.1016/j.advnut.2023.02.002.
  6. Kanai, T., Mikami, Y. & Hayashi, A. (2015). A breakthrough in probiotics: Clostridium butyricum regulates gut homeostasis and anti-inflammatory response in inflammatory bowel disease. J Gastroenterol 50, 928–939. https://doi.org/10.1007/s00535-015-1084-x