장내 미생물과 제2형 당뇨병

장내 미생물군은 인체에서 가장 큰 미생물 생태계입니다. 관련 연구에 따르면 장내 미생물은 제2형 당뇨병의 발생, 발달 및 예후와 일정한 상관관계가 있는 것으로 나타났습니다.

장내 미생물군은 인체에서 가장 큰 미생물 생태계입니다. 관련 연구에 따르면 장내 미생물은 제2형 당뇨병의 발생, 발달 및 예후와 일정한 상관관계가 있는 것으로 나타났습니다.

거대한 장내 미생물 생태계

장은 체내의 가장 큰 면역기관이자 다원화된 미생물 생태계입니다. 인체에는 10~100만억의 미생물군이 있는데, 그 수가 인체 세포의 10배 이상입니다. 인체가 10%의 세포와 90%의 미생물로 이루어진 셈이라고 볼 수 있습니다.

장내 세균군은 다음 3가지 생물층을 포함합니다. 심층에는 유익균에 속하느 막균, 중층에는 대장균, 그람양성균 등의 혐기성균, 표층에는 소방자낭균류로 구성됩니다[1]. 장내 세균군은 주로 후벽균, 의간균류, 방선균, 푸소박테리아, 프로테오박테리아, 우미균류, 남세균, 스피로헤타 그리고 Vadin BE97의 9가지 균류로 정리됩니다.

2 당뇨병과 위험성

당뇨병은 심혈관 질환, 종양에 이어 세번째로 건강에 치명적인 질병입니다. 전세계적으로 현재 약 4억명 이상의 당뇨병 환자가 있으며, 제2형 당뇨병은 중국에서 약 90% 이상을 차지합니다. 당뇨병으로 인한 심혈관질환, 신부전 등의 합병증은 우리의 생명 건강과 삶의 질을 심각하게 위협합니다. 현재 당뇨병에 대한 원인 및 발병 메커니즘에 대해서는 확실하지 않으며, 유전, 환경, 식생활과 관련이 있다고 여기고 있습니다. 이외에 여러 연구 결과에서는 장내 세균 종류, 존재도 및 그 대사산물과 면역 조절이 제2형 당뇨병과 일정한 상관관계를 가짐을 밝혔습니다.

2형 당뇨병 환자와 장내 세균총은 정상인과 달라

당뇨병 환자와 건강한 사람의 분변 구성을 분석한 연구 검사 결과, 2형 당뇨병 환자의 분변 장내 세균군에서 후벽균의 수는 현저하게 감소한 것에 반해, 그람음성균군의 수는 늘어난 것을 확인할 수 있었습니다[2]. 최근 중국인의 장내 세균군에 관한 연구에 따르면 제2형 당뇨병 환자가 정상인에 비해 장내에서 변형균, 그람양성구균의 수가 증가하고, 프레보텔라와 메가모나스의 수준이 정상인에 비해 높다는 것을 볼 수 있습니다. 비피도박테리움, 박테로이드의 수는 감소하고, 연쇄상구균주가 더 뚜렷하게 줄어든 것을 볼 수 있습니다.

또한 당뇨병을 앓고 있을 시, 장내에 뷰티르산균이 감소하고, 기회감염균이 증가합니다.

장내 세균군, 2형 당뇨병 발병 메커니즘에 관여

장내 세균군과 제2형 당뇨병 발병 사이의 메커니즘 중 주목해야 할 것은 바로 장내 미생물이 단쇄지방산을 통해 포도당과 에너지 대사에 영향을 미치는 포도당과 에너지 대사에 영향을 미치는 조절 메커니즘입니다.

음식에는 인체에서 소화 분해할 수 없는 탄수화물이 있는데, 장내 세균군 중 특히 박테로이드, 비피도박테리움, 낙산균, 락토바실러스는 글리코사이드 가수분해효소와 폴리사카라이드 리아제를 풍부히 생산하며, 이러한 탄수화물을 대사 종산물인 단쇄지방산으로 분해할 수 있습니다. 이러한 단쇄지방산은 장내 장벽의 보호 작용을 강화시켜 장의 상피세포의 투과성과 상부 소화관 운동에 영향을 주며, 포만감을 높입니다[5].

프로바이오틱스에 의한 제2형 당뇨병 환자의 장내 세균군 조절

연구 결과, 비피도박테리움 롱검, 비피도박테리움 아돌레센티스, 락토바실러스 램노서스 등과 같은 단일 프로바이오틱스가 대사 개선 작용이 있는 것으로 나타났습니다. 락토바실러스 아시도필루스, 락토바실러스 카세이와 같은 여러 프로바이오틱스가 포함된 음식을 실험쥐에게 먹였더니, 고과당 섭취로 인한 제2형 당뇨병을 앓고 있는 실험쥐의 고혈압, 고인슐린혈증, 지질 이상, 산화 스트레스 반응을 현저하게 개선시켜 당뇨병과 그 합병증의 위험을 줄일 수 있는 것을 확인했습니다.

프로바이오틱스의 균주인 엔테로코커스 페슘 EP1의 섭취가 낙산염의 세균 (Faecalibacterium prausnitzii)의 수를 증가시켜 점막의 면역글로불린 SIgA의 생성과 염증 유발인자의 발현을 감소시키는 항염 작용이 있다는 것 또한 발견했습니다.

이러한 연구 결과들은 장내 균을 조절하면 인슐린 저항성을 개선하고, 인슐린 민감성을 높여 혈당을 조절할 수 있다는 것을 보여줍니다[6].

결국, 당뇨병의 발병 메커니즘은 여러 미지수가 있지만, 2형 당뇨병 환자는 장내 세균 불균형을 겪고 있다는 것을 여러 가지 실험 데이터를 통해 알 수 있었습니다.

식생활 개선과 마이크로바이옴 제제를 통해 장내 균을 보충함으로써 당뇨병을 예방할 수 있습니다.

Source:

[1] Li Xiaoping, Wang Qiaomin, Chu Yuan, et al. Analysis of intestinal target flora in patients with diarrhea type irritable bowel syndrome [J]. Journal of Anhui Medical University, 2014, 49 (5): 655-657

[2]Larsen N, Vogensen FK, Van Den Berg F, et al. Gut Microbiota in Human Adults with Type 2 Diabetes Differs from Non-Diabetic Adults. PLoS One, 2010, 5(2): e9085

[3]Karlsson FH, Tremaroli V, Nookaew, et al. Gut metagenome in European women with normal, impaired and diabetic glucose control [J]. Nature, 2013, 498 (7452): 99-103

[4 ] Qin J, Li Y, Cai Z, et al. A metagenome-wide association study of gut microbiota in type 2 diabetes [J]. Nature. 2012, 490(7418): 55-60

[5] Tian Jiaxing, Li Min, Tong Xiaolin. Research progress on the relationship between intestinal microecology and type II diabetes [J]. Chinese Journal of diabetes, 2018, 26 (08): 688-691

[6] Li Xuelin, Gu Yanyun, Zhang Yifei. Mechanism of probiotics improving type II diabetes [J]. Journal of Shanghai Jiaotong University (Medical Edition), 2017, 37 (09): 1309-1314+1308