근육과 골격 건강은 미생물과 관련이 있다?

얼마 전 뉴스에서 '근육량이 많을수록 장내 미생물의 종류가 다양해진다, 특히 많은 근육량을 가진 남성들에게서 Haemophilus parainfluenzae균과 Roseburia faecis균이 많다'라는 기사를 본 적이 있습니다. 근육과 뼈의 건강은 건강하고 활기찬 노후를 위해 필수요소인데 어떻게 미생물이 이 요소들에 작용하는지 알아보고자 합니다. 

1. 근육 건강과 미생물

근육감소는 노쇠의 주된 원인입니다. 일반적으로 근육의 감소는 근육의 양과 강도의 감소를 의미합니다. 그렇게 되면 신체적인 장애와 낙상의 위험이 증가하고, 최종적으로는 사망의 위험도 증가하게 됩니다. 근육감소증은 보통 75세 무렵에 가속화되는데, 근육감소증의 원인으로는 근육에 연결된 신경세포의 감소, 성장호르몬 또는 테스토스테론 같은 호르몬의 변화, 그리고 단백질의 흡수와 합성의 감소 등이 알려져 있습니다. 근육량은 골량보다 늦게 30세 근처에 최대치에 도달합니다. 신체적으로 활동이 적은 경우 10년마다 3~5%의 근육량이 감소하는데 일차적인 치료는 근력과 근지구력을 강화시키는 근력 트레이닝을 하는 것입니다. 근육감소증과 미생물군집의 관련성은 이제 막 밝혀지고 있는 단계입니다. 근육감소증에 미치는 미생물군집의 영향에 대해 직접적으로 조사한 연구는 없으나 식사를 통해 이들 간의 관련성이 제시된 연구가 있습니다. 영국에서 18~79세 사이이 2,750명의 쌍둥이 여성을 대상으로 지중해식 식단으로 수행한 연구인데 이 지중해 식단에 충실할수록 근육량과 강도도 직접적으로 증가하는 상관관계를 얻었습니다. 흥미롭게도 육류의 소비와 근육의 강도는 역상관관계를 나타내어, 육류를 많이 섭취하는 그룹이 근육의 강도는 약하게 나타났습니다. 특히 근육감소증이 증가되는 50세 이상의 여성들에게 식이요법의 효과는 훨씬 두드러졌습니다. 이처럼 식물성 식품은 식이섬유의 섭취를 증가시키고, 장 미생물군집을 통해 칼슘의 흡수도 증가시킵니다. 또 운동하는 동안 미생물군집의 다양성이 증가하고 짧은 사슬 지방산을 생성하는 미생물종도 증가하는 것을 볼 수 있었습니다. 꼭 고강도 운동이 아니어도 중간 강도의 운동이 미생군집의 조성을 변화시켜 비피도박테이룸, 아커만시아, 프로스니치 같은 건강에 유익한 세균의 수를 증가 시킨다고 보고된 바 있습니다. 이 종류의 미생물들은 모두 다 짧은 사슬 지방산 생성 및 항염증 활성과 관련이 있습니다. 

2. 골격 건강과 미생물

어릴 때는 뼈가 자라지만 노인들은 뼈가 감퇴합니다. 오랜시간 노인들의 뼈를 조사해 본 맥케이박사는 살아가는 동안에 모든 것이 서로 연결되어 있다는 사실에 근거해 골격도 어떻게든 지탱하고 유지시키는 게 중요하다고 말했습니다. 특히 운동과 식사가 일생에 걸쳐 뼈의 건강에 엄청난 역할을 한다고 합니다. 우리 일생의 마지막 30년은 '인생 3막의 3번째 막'이기에 이 시기를 어떻게 계획하느냐는 중요합니다. 신체적인 활동과 움직이는 것 자체가 장수의 핵심입니다. 맥케이 박사는 신체활동이 일주일에 5회씩 60분 동안의 중간 강도 또는 고강도의 운동을 하라는 처방을 꼭 의미하지는 않는다고 강조합니다. 거동이 불편하더라도 휠체어에만 갇혀있지 말고 가벼운 움직임으로 점차 조금씩 진행하라는 것입니다. 나이가 들어 노쇠하다 보면 뼈의 손실과 근육량의 감소가 나타납니다. 이때, 피로감, 낮은 육체활동량, 쇠약, 굼뜸, 위축과 같은 다섯 가지 증상들이 함께 동반됩니다. 잘 늙는다는 것은 노쇠를 최소화하거나 예방할 수 있는 것을 의미합니다. 과일과 채소, 단백질, 건강한 지방, 통곡류, 저지방 유제품 같은 균형 잡히고 영양이 풍부한 식사를 규칙적으로 하는 것이 중요한데 지중해식 식사를 고수한 사람들은 노쇠비율이 74%나 줄어들었다고 합니다. 이 노쇠는 여러 질환과 관련되는 것 외에도 미생물군집에도 긴밀하게 관련되어 있습니다. 사춘기 무렵 2년 동안 성인 뼈 양의 약 26%가 만들어진다고 합니다. 이 양은 성인이 된 후 50년에 걸쳐 상실되는 뼈의 양과 비슷합니다. 조골세포는 뼈 형성에 필요한 세포 외 기질을 분비해 골조직을 형성하고, 반대기능의 파골세포는 뼈의 분해와 흡수기능을 가져 뼈를 파괴합니다. 뼈가 최대로 형성되는 시기는 20세에서 30대 중반으로 이 시기에 일생 중 가장 많은 뼈 질량을 갖게 됩니다. 그 후 뼈의 재구축과정이 일어나면서 지속적으로 뼈가 생성되었다가 분해되는데 매년 전체 골격의 약 10%가 교환된다고 합니다. 이 과정에서 늙으면서 새로운 뼈의 형성 속도가 느려지면서 골감소증이 일어나게 되는 것이지요. 노인들에게 특히 문제가 되는 골다공성 골절이 두 가지 종류가 있습니다. 하나는 척추의 압박골절이고 두 번째 유형은 고관절의 골절입니다. 골다공증은 여러 가지 복잡한 원인들이 있지만 미생물도 골다공증에 깊이 관여합니다. 그 징후는 첫째 염증성 대장질환 환자들이 골다공증이 훨씬 높게 발생합니다 둘째, 폐경기 여성은 에스트로겐 수치가 낮아지면서 T세포에 의해 염증유발인자인 종양괴사인자가 증가하게 되고, 이 인자는 뼈를 분해시키고 파골세포를 증가시킵니다. 셋째, 미생물이 식이요법, 영양, 운동과 관련이 있는데 이 모든 것이 골다공증에 영향을 끼칩니다. 칼슘의 흡수 또한 뼈의 밀도를 결정하는 또 다른 중요한 요인인데 여기에 미생물군집이 관여되어 있다는 보고가 있습니다.