장내미생물이 정신에도 작용..?

장내미생물이 정신에도 작용..?

 

Can microbes manipulate our minds?

New & Evwnts(Univ. of Oxford). 2018. 4. 26

 

영국 옥스퍼드대 연구진이 장 속에 사는 미생물이 우리의 두뇌와 행동에까지 영향을 미친다는 견해에서 그 이유를 설명하기 위한 이론적 틀로 진화론적인 틀을 제안했다. 장내미생물이 행동을 조작하는 효과가 장에서 자라고 경쟁하는 미생물에 대한 자연선택의 결과이자, 이들 미생물에 의존하는 숙주에 대한 자연선택의 결과일 가능성이 높다는 것이다.(2018.05)

 

영국 옥스퍼드대 실험심리학과 카테리나 존슨 연구원과 동물학과 케빈 포스터 교수 공동연구팀은, ‘대장의 느낌’(that gut feelling)’이 어떻게 진화해 왔는지를 밝히기 위해 장-두뇌 축에 대한 연구결과들을 평가하였다.

 

연구에 따르면 장내미생물(특히 락토바실루스균(유산균)과 비피도박테리움에 속하는 미생물종)이 사회적 행동, 불안, 스트레스 및 우울증 같은 행동에 영향을 줄 수 있다는 것이다. 카테리나연구원은 설명한다. “우리는 장과 뇌를 연결하는 주요 신경인 미주신경을 통한 신호전달, 면역계 호르몬 변화, 장내 미생물에 의한 신경활성화 화학물질 생산 등을 포함하여 가능한 메커니즘이 다양하게 있는 것으로 알려져 있다. 그런데 장내미생물이 대체 왜 행동에 영향을 미친다고 보는가” 그들은 논문에서는 ’that gut feelling’과 같은 이런 감각을 형성시켜 온 것으로 진화론적 영향을 고려한다고 제시했다.

 

탄력을 얻고 있는 한 이론은 장내세균의 구성원들이 자신들의 이익을 위해 우리의 행동을 적극적으로 조작한다고 한다. 예를 들어 장내세균은 새로운 주인(숙주)에게 이전될 가능성을 높이기 위해 우리를 더 사교적으로 만드는 방식으로 행동을 변화시킬 수 있다. 실제로, 많은 종류의 장내세균이 우리 뇌의 신경전달물질(또는 그들의 전구체)과 동일한 구조를 지닌 화학물질을 생산할 수 있다는 점은 흥미롭다. 하지만 진화론에 비추어 볼 때, 연구진은 우리의 두뇌가 미생물에 의해 조작된다는 이 시나리오는 장에 서식하고 있는 미생물 종과 계통의 엄청난 다양성을 감안할 때 매우 희박하다고 주장한다.

 

Foster교수는 이렇게 설명했다. ‘숙주 행동을 조작하기 위해 신경활성 화학물질을 생산하는 박테리아가 투자한 추가 에너지 비용은 이러한 추가 투자를 하지 않는 다른 미생물에 의해 경쟁을 이겨낼 가능성을 약화시킬 것이다. 조작을 선호하는 조건은 포유류 microbiome의 유전적으로 다양한 생태계에 의해 거의 충족되기 어려운 것 같다.’

 

Katerina는 설명한다. ‘이 미생물 친구들을 우리 행동을 조작하는 배후조종자로 보기 보다는, 그 대신 우리는 장내미생물의 행동효과가 장내에서 성장하며 살아남을 수 있는 미생물에 대한 자연적 선택의 결과, 또 그들 미생물에 의존하는 숙주 상에서의 자연적 선택의 결과일 것 같다. 장내미생물의 성장은 뇌 기능에 영향을 미치는 것으로 알려진 짧은 사슬 지방산과 같은 대사 부산물을 발생시키고, 미생물 대사 물질은 또한 우리의 면역반응과 상호작용할 수 있다”고 밝혔다.

      

“또한 우리의 생리학은 우리와 관련된 미생물을 사용하도록 적응했을지도 모른다. 미생물의 부재가 면역 체계 발달을 저해한다고 가정하는 ‘위생 가설’과 마찬가지로, 우리의 정상적인 뇌 기능을 위해 미생물에 의존하도록 진화했을 수 있다. 그래서 장내 미생물의 변화가 행동에 영향을 미칠 수 있다고 제안한다”고 덧붙였다.

 

카테리나 연구원과 포스터 교수는 장-두뇌 소통의 진화에 대한 이해가 정신 건강과 웰빙에 대한 잠재적 이익을 지닌 장내 미생물 생태계를 효율적으로 만들도록 도울 수 있다고 제시했다.

 

전체 연구결과는 ‘네이처리뷰 미생물학’(4월 24일자 온라인판 참조)