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바이러스 감염을 막는 일차 방어선

글: 마이클 머리 박사

이 글에서 다루는 내용:


코로나19의 세계적인 팬데믹으로 인해 사회적 거리 두기를 비롯해 좋은 위생 습관과 면역 체계 강화 등 감염 위험을 줄이기 위한 예방법에 관심이 집중되고 있습니다. 하지만 코로나바이러스나 모든 세균은 신체의 면역 체계와 접촉하기 전에 감염을 막는 자연적인 방어벽을 먼저 통과해야 합니다. 코로나19 의 경우 일차 방어선은 기도 또는 호흡기의 내벽, 즉 비강, 부비동, 인후, 기관, 기관지입니다.

기도 점막의 중요성

바이러스가 인후, 부비동, 기도나 폐를 감염시키기 위해서는 점막을 통과하거나 점막을 통해 체내에 침투해야 합니다. 점막은 감염을 막는 일차 방어선이며 면역 체계는 이차 방어선입니다. 코로나19는 2가지의 경로를 통해 폐로 침투하여 심각한 손상을 입힙니다. 첫 번째 경로는 호흡기이고 두 번째 경로는 위장관입니다.

기도 내벽을 덮고 있는 점막은 코로나19를 차단하는 일차 방어선입니다. 점막은 주로 섬모 상피 세포라고 불리는 세포로 구성됩니다. 이 세포의 외부 표면은 섬모라고 하는 머리카락과 같은 구조로 덮여 있습니다. 다발을 형성하는 섬모는 브러시 같은 역할을 하여 호흡기 분비물, 미생물, 찌꺼기를 위로 이동시켜 코나 입으로 배출합니다. 섬모 상피 세포 위에는 두 개의 점막층이 있습니다. 점막은 배상 세포라고 하는 다른 유형의 상피 세포에 의해 생성됩니다. 묽은 점액이 섬모 다발과 혼합되어 있으며 그 층 위에 두꺼운 점막층이 있습니다. 점액은 당과 복합체를 형성하는 단백질인 뮤신으로 이루어집니다.

점막과 점액은 미생물이나 입자가 폐로 들어가지 못하도록 하는 특별한 보호 기능을 수행합니다. 폐 내부에는 섬모가 없는 특화된 상피 세포가 있습니다. 폐에는 배상 세포도 없습니다. 폐에는 혈액에 산소를 전달하고 산소와 이산화탄소를 교환하는 기능을 수행하도록 만들어진 매우 얇은 상피 세포, 결합 조직, 모세 혈관만 있습니다. 폐에는 방어 기능이 거의 없기 때문에 입자상 물질이나 미생물이 폐까지 침입하면 매우 심각한 상황이 됩니다. 방어선으로 기능하는 점액과 기도 내벽의 기능 불량과 관련된 상태는 더 심각한 감염의 위험 증가와 연관되어 있기 때문에 코로나19 감염 예방에 있어 점액의 건강과 기도 내벽의 중요성은 아무리 강조해도 지나치지 않습니다.

위장 감염 경로 차단

코로나19의 두 번째 침입 경로는 위장관입니다. 위장관 내에는 내막의 점액 외에도 많은 방어 인자가 있습니다. 그중 가장 보호 기능이 두드러진 물질은 위산과 소화 효소와 같은 소화 분비액입니다. 장의 면역계 구조도 큰 역할을 합니다. 코로나19가 이런 방어 인자를 피해 위장관을 감염시킬 수 있다면 혈류로 침입해 폐도 감염시킬 수 있습니다. 흥미롭게도, 장에서 폐로 이동하는 코로나 바이러스의 능력은 중동 호흡기 증후군 코로나 바이러스 (MERS-CoV)의 실험을 통해 확인되었습니다. 이 실험에서는 동물에게 이 바이러스를 경구로 감염시켜 장에서 바이러스가 증식하게 하는 동시에 양성자 펌프 억제제로 알려진 산 분비 억제제를 동물에게 투여하는 방법이 이용되었습니다. 이 실험은 "양성자 펌프 억제제를 복용하면 폐로 접근하는 두 번째 경로를 활성화하여 바이러스가 폐를 공격할 위험을 높이는가?"라는 질문에 대한 대답을 요구합니다. 대답은 "그렇다"입니다.

두 번째 경로가 활성화될 위험을 크게 높이는 또 다른 요인은  소화 효소의 결핍입니다. 췌장 효소 결핍은 모든 바이러스성 호흡기 감염의 주요 위험 요인이라는 사실은 잘 알려져 있습니다. 실제로 효소 대체 요법은 이러한 환자들의 폐 감염 위험을 낮추기 위한 주요한 의학적 접근법입니다. 단백질 분해 효소인 프로테아제는 음식의 단백질뿐만 아니라 바이러스의 세포벽에 있는 단백질도 소화할 수 있습니다. 바이러스의 세포벽에는 돌출된 단백질이 있으며 이 단백질은 감염 과정에서 중요한 역할을 수행합니다. 이 단백질이 없으면 바이러스는 인체 세포에 침투할 수 없습니다. 또한 프로테아제 보충제도 기도의 점액 방어벽을 효과적으로 지원합니다.

코로나19 감염의 심각성을 결정하는 요소는?

코로나19  감염 증상은 몇 가지 요인에 의해 사람에 따라 가볍게 나타나거나 심각하게 나타납니다. 가장 중요한 요인은 처음에 노출되는 바이러스의 양입니다. 적은 양의 코로나19에 노출되었다면 건강한 사람은 대부분 가볍거나 중간 정도의 증세를 겪을 것입니다. 상당히 많은 양의 바이러스에 노출되었다면 더욱 심각한 증세의 감염이 발생할 위험이 증가합니다. 이는 의료 종사자가 특히 취약한 상황에 있는 이유를 설명합니다. 

코로나19 증세의 심각성을 결정하는 또 다른 요소는 호흡기를 따라 이동하는 바이러스의 능력입니다. 바이러스의 호흡기 감염은 일반적으로 코에서 시작하여 기도로 내려갑니다. 더 깊이 갈수록 감염은 더 심각해지고 심해집니다. 폐 세포는 방어 기능이 거의 없다는 사실을 기억하십시오. 폐가 바이러스에 감염되어 있는 동안 폐 상피 세포는 감염 바이러스에 의해 손상될 뿐만 아니라 감염에 대한 신체의 면역 반응에 의해서도 손상을 입습니다. 면역계의 반응과 청소 작업이 신속하게 이루어진다면 며칠 내로 감염을 억제하고 치유할 수 있습니다. 하지만 면역 반응이 부족하거나 지나치게 공격적이면 심각한 손상이 발생할 수 있습니다.

일차 방어선을 지원하는 방법 

위의 논의를 통해 판단할 때 코로나19 또는 호흡기를 표적으로 하는 유기체에 대항하는 체내의 숙주 방어를 지원하기 위한 첫 번째 단계는 효과적인 점막 방어벽의 생성을 지원하는 것이어야 합니다. 이러한 목적을 달성하기 위한 중요한 전략을 소개해드립니다. 

  • 충분한 수분 공급
  • 상피 세포 기능 및 뮤신(점액 성분) 생산에 필요한 주요 영양소 공급
  • 프로테아제, 효소 포뮬러 활용
  • N-아세틸시스테인(NAC) 보충제의 복용을 고려하십시오

충분한 수분 공급이 중요합니다

물은 점막 건강에 중요한 역할을 합니다. 상피 세포가 만드는 뮤신은 건조한 상태로 생성됩니다. 그렇지 않다면 세포 내의 공간이 부족하게 될 것입니다. 뮤신은 물 속에서 자기 무게의 1000배까지 결합을 형성할 수 있습니다. 충분한 물이 없으면 뮤신은 성장할 수 없습니다. 혹시 점점 자라나는 장난감을 아십니까? 이 값싼 장난감은 물에 넣어두면 키가 자랍니다. 이런 방식으로 점액이 형성됩니다. 따라서 충분한 양의 물이 점액 기능에 중요합니다. 제습기를 사용하면 기도의 습도 유지에 도움이 될 수도 있겠지만 체내에 충분한 수분을 공급하는 것이 적절한 방어벽 기능에 가장 중요합니다. 

효과적인 점액 방어벽을 지원하는 주요 영양소

필수 비타민이나 미네랄이 결핍되면 점액 방어막 조성에 변화가 생길 수 있습니다. 상피 세포는 적절하게 증식하고 구조물 및 생산자 역할을 수행하기 위해 지속적으로 영양을 공급받아야 합니다. 상피 세포는 뮤신뿐만 아니라 바이러스와 유해한 미생물과 싸우는 데 중요한 역할을 하는 많은 보호 물질을 생산합니다.  종합 비타민과 미네랄 포뮬러를 섭취하는 것이 중요합니다. 최소한 비타민A비타민C,  비타민D비타민B 복합체아연 과 같은 핵심 영양소의 일일 권장량이 함유된 포뮬러를 복용하는 것이 좋습니다. 이 영양소들은 특히 중요하기 때문입니다. 요즘 대부분의 종합 비타민은 비타민A의 공급원으로  베타카로틴 을 사용하기 때문에 레티놀의 형태로 비타민A를 추가로 섭취하실 것을 권장합니다. 레티놀 형태의 비타민A는 더욱 직접적인 항 감염 효능을 지닙니다.

비타민A

비타민A 는 최초로 발견된 지용성 비타민입니다. 하지만 A라는 이름이 붙여진 이유는 그 때문만이 아니며 감염에 대항(Anti)하는 효능을 나타내기 위한 이유도 있습니다. 비타민A는 점막의 건강과 기능에 절대적으로 중요한 역할을 합니다. 비타민A가 부족한 사람은 일반적으로 감염성 질환에 더 취약하며, 특히 바이러스에 잘 감염됩니다. 비타민A 보충제는 바이러스 감염 시의 면역 기능 개선에 중요한 혜택을 제공하며, 특히 호흡기에 침투하는 바이러스에 효과적인 것으로 밝혀졌습니다. 

사용 목적에 따라 비타민A 복용량은 달라집니다. 감기나 독감이 유행하는 계절에 점막과 면역계의 건강을 지키기 위한 목적으로 남성은 3000mcg (1만 IU), 여성은 1500mcg (5000 IU)을 안전하게 복용할 수 있습니다. 중증의 바이러스 감염 증상에는 임신 가능성이 전혀 없을 경우에 한하여 일회성으로 하루나 이틀에 걸쳐 1만5000mcg (5만IU)를 안전하게 복용할 수 있습니다. 임신 중 고용량의 비타민A를 복용하면 선천적 결함을 유발할 수 있으므로 가임기 여성은 하루에 1500mcg (5000 IU) 이상의 비타민A를 복용하면 안 됩니다. 수유 시에도 같은 경고가 적용됩니다.

비타민D

비타민D 도 종합 비타민과 미네랄 포뮬러에 일반적으로 함유된 양보다 조금 더 섭취하는 것이 중요합니다. 비타민D 수치가 낮으면 바이러스성 호흡기 감염이 발생할 위험이 높아진다는 연구 결과가 계속 나오고 있습니다. 피부는 햇빛과의 상호작용을 통해 비타민D를 만들 수 있기 때문에 겨울에는 비타민 D가 적게 생성되는 사람이 많아지는 자연적인 경향이 있습니다. 식단에 비타민D를 추가하면 겨울철에 비타민D가 부족해지는 것을 방지할 수 있습니다. 

그 외에 비타민 D는 체내에서 바이러스가 세포를 감염시키는 것을 막는 기능도 수행하는 것으로 보입니다. 연구에 따르면 비타민D를 보충하면 성인과 어린이의 호흡기 감염이 예방되는 것으로 나타났습니다. 대부분의 비타민D 전문가들은 겨울철에 성인과 10세 이상 어린이가 하루 5000 IU를 복용할 것을 권장합니다. 일일 권장량은 1세 미만 유아의 경우 1000 IU, 2-4세의 경우 2000 IU, 4-9세의 경우 3000 IU입니다. 

프로테아제 활용

특정한 프로테아제 효소는 점액의 조성, 물리적 특성, 기능을 개선하는 혜택을 제공하는 것으로 알려져 있습니다. 프로테아제는 소화제에 주로 사용되며 식이 단백질의 분해를 돕습니다. 음식 섭취 없이 공복에 복용할 경우 프로테아제는 혈류로 흡수되어 점액 등에 대한 체계적 효과를 발휘합니다. 

가장 연구가 많이 이루어진 프로테아제는 호흡기 점액에 작용하는 효과가 입증된 특별한 곰팡이성 프로테아제인 뮤코라제입니다. 한 임상 연구에서 만성 기관지염 환자의 점액에 대한 뮤코라제의 효능을 조사했습니다. 환자는 무작위로 그룹에 배정되어 프로테아제 또는 플라세보를 10일간 투여받았습니다. 치료 기간이 끝났을 때 플라세보는 점액에 아무 효과가 없었던 반면, 뮤코라제는 점도(진함)와 탄성도(신축성)에 상당한 변화를 일으켰습니다. 실제로,점액 구조와 기능의 개선 효과는 치료 종료 후 최대 8일까지 확연히 유지되었습니다.

또 다른 이중맹검 연구에서 뮤코라제는 점액의 점탄성을 향상시킬 뿐 아니라 기도의 염증도 감소시키는 것으로 나타났습니다.  브로멜라인 과 세라티오 펩티다제와 같은 다른 펩티다제도 같은 효과를 보였습니다. 뮤코라제, 브로멜라인, 세라티오 펩티다제는 점액의 점도를 낮추는 동시에 점액 생산을 늘리고 섬모를 통한 점액 운반 활동을 크게 높입니다. 이들을 통해 미생물을 무력화하는 점액을 더욱 많이 생산하여 미생물을 체외로 배출하는 효과를 최종적으로 얻을 수 있습니다. 점액의 물리적 특성을 개선하는 효능 외에도 프로테아제는 점액 내의 방어 인자를 활성화하여 침입 미생물을 더욱 효과적으로 무력화할 수 있습니다. 점액에서 분비되는 방어 인자에는 바이러스, 산화질소, 락토페린을 차단하는 다양한 백혈구성 프로테아제 억제제와 분비성 IgA 등이 있습니다.

N-아세틸시스테인과 호흡기 건강

N-아세틸시스테인(NAC)은 호흡기를 지원하는 점액 개선제로 광범위하게 사용되고 있는 황 함유 아미노산입니다. 또한 N-아세틸시스테인은 호흡기와 폐를 통틀어 주요한 항산화제인 글루타티온체내에서 생성하는 데 사용됩니다. 흡연이나 다른 호흡기 독소에 노출되거나, 당뇨, 비만, 기타 만성 질환과 연관된 증상을 겪는 사람은 글루타티온 수치가 낮습니다. 낮은 글루타티온 수치는 코로나19에 감염될 경우 심각한 증세로 발전되는 위험 요인이 될 수 있습니다. NAC 보충제는 글루타티온 수치를 놓이고 폐와 호흡기 보호를 도울 수 있습니다.

또한 NAC는 점액 개선제이기도 합니다. NAC는 폐기종, 기관지염, 만성 천식, 낭포성 섬유증과 같은 급성 및 만성 폐 질환 환자의 비효율적이거나 진한 점액을 치료하는 데 사용되며, 병원에서 호흡기 튜브를 통한 투여 외에도 구강을 통한 투여도 성공적으로 이루어지고 있습니다. NAC는 기관지 분비물의 점도를 낮추는 데 도움을 줍니다. 또한 NAC는 호흡기에서 섬모의 점액 제거 능력을 개선하여 제거율을 35%까지 높입니다. 이러한 효능을 통해 NAC는 호흡기에 문제가 생겼을 때 기관지 및 폐 기능을 향상시키고 기침을 줄이고 혈중 산소 포화도를 개선할 수 있습니다. 폐의 감염 위험을 낮추고 글루타티온 수치를 높이기 위한 일반적인 NAC 일일 권장 복용량은 500~1000mg입니다. 점액의 점도를 낮추기 위한 용도로는 일반적으로 매일 3-4회 200mg을 복용할 것을 권장합니다.

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