일본 100세 노인 그룹은 겉보기에 마법과 같은 건강 능력을 가지고 있었다. 물론 평균 연령이 107세인 그들은 지구에서 가장 오래 사는 인간 중 하나이다. 그러나 그들은 또한 우리가 나이가 들어 감에 따라 필연적으로 우리를 괴롭히는 만성 질병인 비만, 당뇨병, 고혈압 및 암으로부터 보호되어 충격적으로 건강했다.

이번 달, 일본 연구에서 그들의 비밀 중 하나가 밝혀졌다. 그들의 건강한 장수의 열쇠는 그들의 내장, 더 구체적으로 말하면 숙주가 우아하게 나이를 먹으면서 상승적으로 번성하는 수조 개의 미생물에 있다.

눈에 띄는 것은 장내 세균의 양이 아니었다. 오히려 그들의 구성이었다. 장내 미생물군 유전체는 눈부신 수의 미생물 "종"으로 구성된 전체 생태계이며, 각각은 음식을 소화하고 생체 분자를 펌핑한다. 160세 이상 노인의 장내 미생물군집을 노인 및 청년군과 비교한 결과, 연구팀은 100세 이상 노인들이 자신의 미생물군집에 있는 박테리아 균주에 특정한 특징을 가지고 있음을 발견했다.

특히 한 가지 변종이 눈에 띄었다. 기본적으로 살아있는 항생제 공장인 장내 세균은 실험실에서 테스트했을 때 심각한 설사와 심지어 사망을 유발하는 가장 강력한 감염 중 하나를 녹일 수 있는 화학 물질을 쉽게 합성했다. 초강력 화학 물질의 특성은 눈썹을 치켜 올렸다. 담즙산의 일종으로, 일반적으로 지방을 소화하는 것으로 알려진 매력이 없고 다소 지루한 체액이다.

연구에 참여하지 않은 UC 샌디에이고의 킴 배렛(Kim Barrett) 박사는 “담즙산은 지방 소화 및 흡수에 대한 고전적인 역할을 넘어 새로운 종류의 '장호르몬'으로 부상하고 있다.”고 말했다.

장내 미생물군집의 이러한 변화는 "노화의 단순한 결과"가 아니라 잠재적으로 감염 및 기타 환경적 스트레스 요인으로부터 100세 노인을 보호하여 나이가 들어도 건강을 유지하는 데 도움이 될 수 있다고 저자들은 말했다. 그리고 담즙산이 핵심이라면 감염과의 싸움과 수명 모두에 대해 이러한 화학 물질을 테스트할 수 있을 것이다.

“이 작업은 시기 적절하고 흥미롭고 중요하며 신중하게 수행된 것 같다. 특정 담즙산의 농도를 미생물학적으로 또는 직접적으로 제공함으로써 조절하는 것이 건강상의 이점을 발휘할 수 있다는 것은 확실히 생각할 수 있다.”라고 Barrett이 말했다.

장과 장수

위장관(GI)의 미생물이 장수에 기여할 수 있다고 생각하는 것은 이상하다. 그러나 우리의 웰빙에 미치는 영향은 지난 10년간 가장 놀라운 건강 발견 중 하나이다.

내장은 기본적으로 박테리아, 곰팡이 및 바이러스와 같은 모든 종류의 미생물이 밀집한 아마존 숲이다. 건강한 인간의 경우, 이들은 단지 양성이 아니며 타고 다닐 수 있다. 그들은 조화롭게 우리와 함께 살고 있다. 장내 벌레는 음식이 소화관을 통과할 때 음식을 포획하여 영양분을 섭취하고 자신의 대사 산물(기본적으로 미생물 똥)을 분비한다.

동물 종과 마찬가지로 미생물의 각 균주에는 고유한 특성이 있다. 일부 균주는 스테이크 잔해를 씹고 심장 질환과 같은 염증 상태와 관련된 화학 물질을 투여한다. 다른 사람들은 비만을 유발하거나 제2형 당뇨병에 기여할 수 있다. 또 다른 사람들은 불안, 기분, 심지어 뇌 발달까지 변화시키는 정교한 신경망을 활용하여 뇌와 직접 연결되어 있다.

장내 미생물군의 힘은 구성에 있다. 생태계는 유동적이고 끊임없이 변화하는 짐승이다. 식단은 하나의 방아쇠이다. 생쥐의 경우 식사를 식물성 채식에서 치즈버거와 초콜릿으로 바꾸면 하루 만에 미생물군집 구조가 바뀌었다. 노화는 또 다른 문제이다. 나이가 들어 감에 따라 미생물군집의 구성이 건강하거나 건강에 해로운 궤적과 상관관계를 갖도록 이동할 수 있다.

예를 들어 이탈리아와 중국에서 100세 이상 노인을 대상으로 한 이전 연구에 따르면 100세 이상 노인은 두 가지 변종을 풍부하게 보유하고 있으며, 이는 성공적으로 노화된 사람들도 유연하게 변화하고 적응하는 미생물군을 가지고 있음을 시사한다.

질문: 왜?

거대 연구

새로운 연구는 100세 이상 장수인 160명이라는 엄청난 숫자로 인해 눈에 띈다. 이는 장내 세균과 건강한 장수 사이의 연관성을 밝히기 위한 이전의 노력보다 10배 더 많은 수치이다.

저자들은 장내 세균의 운반체인 이 장수 인간의 대변 샘플을 다른 두 그룹과 비교했다. 한 명은 80세 전후의 노인 112명이었다. 다른 하나는 50대 중반 이하의 사람들이 47명이었다. 그런 다음 그들은 샘플 그룹에서 DNA를 감지하는 매우 멋진 DNA 시퀀싱 방법인 메타게놈 시퀀싱(metagenomic sequencing)이라는 도구를 사용하여 미생물군과 그 풍부함을 밝혀냈다.

동시에 팀은 참가자의 대변에 있는 대사 산물도 관찰했다. 놀랍게도 담즙산 유전자는 100년 만에 급증했다. 그러나 일반적으로 지방을 소화하는 평범한 담즙산과 비교할 때, 이 담즙산은 간보다는 박테리아에서 나온다. 산성비와 유사하게, 그들은 장의 내부 pH를 변경하여 일부 미생물 균주가 우선적으로 생존할 수 있음을 시사한다.

더 깊이 파고들면서 팀은 특히 흥미로운 미생물군집 프로파일을 보여준 110세 노인을 추적했다. 그들은 이소알로-리토콜산(isoalloLCA)이라고 불리는 이상한 담즙산을 만들어내는 오도리박테리아세(Odoribacteraceae) 계통의 한 그룹에 집중했다.

그 생합성 경로는 노인과 젊은 사람들이 갖지 못한 "독특한 프로필"이라고 저자들은 말했다. 저자가 100세 노인의 식단을 통제하지 않았음에도 불구하고 1~2년에 걸쳐 수집된 샘플에서도 안정적이어서 버그가 있는 흡충이 아님을 시사한다.

강력한 동맹

이차 담즙산은 강력한 존재이다. 예를 들어, 생쥐에 대한 이전 연구에서는 면역 세포를 조절하고 위험한 미생물이 장을 장악하는 것을 방지할 수 있음을 발견했다.

100주년을 맞이한 이소알로-리토콜산(isoalloLCA)의 증가에 흥미를 느낀 팀은 다음으로 그것이 무엇을 하는지 알아보려고 했다. 한 페트리 접시 연구에서 그들은 항생제 치료를 받는 사람들에게 심한 설사를 일으키는 박테리아인 Clostridium difficile에 isoalloLCA를 투여했다. 연구팀은 "놀랍게도 isoalloLCA는 이전에 테스트한 어떤 담즙산보다 훨씬 낮은 용량으로 질병을 유발하는 벌레의 성장을 강력하게 억제했다"고 말했다. 현미경 아래에서 isoalloLCA 처리된 박테리아는 부풀어 오르고 더미로 무너졌다.

"우리가 아는 한 isoalloLCA는 다제내성 병원체를 포함한 그람 양성 미생물에 대해 선택적인 가장 강력한 항균제 중 하나이다."라고 그들은 적었다.

추가 연구에 따르면 isoalloLCA는 접시와 신체 내에서 다른 병원체도 도살할 수 있다. 클로스트리디움 디피실리에 감염된 쥐에게 담즙산이 함유된 사료를 먹였을 때, 그들의 몸은 부작용 없이 쉽게 벌레를 제거했다.

저자들은 Odoribacteraceae와 isoalloLCA가 외부 침입자로부터 장을 보호하고 사람들이 나이가 들어도 건강을 유지할 수 있다고 말했다.

"장내 미생물군집은 노화 과정의 핵심 요소로 부상하고 있다. 그러나 장내 미생물군집의 비정상적인 변화는 노화 관련 만성 질환의 발병기전과 관련이 있다."라고 박사들은 말했다. 서던캘리포니아대학교의 김민후와 베레니스 베나윤은 이전 기사에서(이 연구에 참여하지 않았다).

결과가 장수 프로바이오틱스가 가까운 매장에 곧 출시된다는 것을 의미하지는 않는다. 팀은 추가 참가자와 동물 연구를 통해 isoalloLCA 및 기타 고유한 100세 담즙산이 건강한 수명을 연장할 수 있는지 여부를 여전히 테스트해야 한다.

Barrett은 "인간의 특정 조건과 특정 미생물군유전체 신호를 연관시키려는 많은 연구와 마찬가지로 아직 작업은 대부분 인과 관계보다는 상관 관계를 보여준다."고 말했다.

그러나 이 연구는 장내 세균성 담즙산을 건강 비약의 잠재적인 공급원으로 강조한다. "확인된 박테리아 균주의 담즙산 대사 능력을 활용하여 건강상의 이점을 위해 풀을 합리적으로 조작하는 것이 가능할 수 있다."고 저자는 말했다.

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