장기간 밀전분을 과다섭취할 경우 장내미생물의 불균형을 야기함으로써 대사성질환을 유발할 수 있다는 사실이 밝혀졌습니다. 한국식품연구원 식품기능연구본부 기능성소재연구단 박호영 박사 연구팀은 장기간 밀전분 과다섭취가 비알코올성 지방간 및 장누수증후군을 초래하고, 이는 장내미생물의 불균형으로 초래된 장 투과도 증가와 지방대사 관련 단백질 발현의 변화 때문이라는 사실을 동물실험을 통해 구명했습니다. 이번 연구는 <Nutrients>에 게재됐습니다.
밀 과다 섭취, 장 환경 바꾸나
한국인 성인의 대사증후군 환자는 지난 20년간 지속적으로 증가해 왔으며 1인당 밀 소비량 역시 매해 증가하는 추세입니다. 국민건강영양조사(2000년~2018년) 자료에 따르면 한국인 성인의 대사증후군 유병률은 지속적으로 증가하고 있으며, 2018년에는 성인 5명 중 1명이 대사성증후군을 앓고 있는 것으로 확인됐습니다.
'OECD-FAO Agricultural Outlook 2019-2028'에 따르면 2017년 한국인의 1인당 밀 소비량은 47.86kg으로 매해 감소되고 있는 쌀소비량과는 다르게 증가세가 유지되고 있습니다. 다양한 생활 습관 중 식이는 비만에 큰 영향을 미친다고 알려져 있으며 그 중 도정된 곡류의 섭취비율이 높을 경우 비만과 매우 밀접한 관계가 있다고 알려져 있습니다. 특히, 면 및 빵류의 다빈도 섭취와 비만 유발률 사이에 상관성이 높은 것으로 알려져 있는데, 이는 면류 및 빵류의 주재료인 밀가루의 과도한 섭취가 마른 비만을 초래하는 주요한 요인으로 작용할 수 있음을 시사합니다.
지속적인 밀전분 과다섭취는 장내미생물 불균형을 초래하고 염증이나 투과도 등과 같은 장 환경 지표를 악화시켜 대사성질환을 유발합니다. 연구팀에 따르면 8주간 밀전분 함량이 높은 사료를 실험용 쥐에 섭취시켰을 때 일반식이 섭취군에 비해 체중이 증가하지는 않았지만, 장내미생물의 다양성을 감소시키고 장내미생물 균총이 변화했으며 체내 지방대사의 변화로 지방간이 진행된다고 발표했습니다.
특히 고밀전분 식이 실험쥐의 장에서 비만 환자의 장에서 흔히 발견되는 피르미쿠테스/박테로이데테스 비율이 증가하는 것으로 확인됐으며 대사질환과 밀접한 관련이 있는 장내미생물인 프로테오박테리아가 6배 증가된 것을 확인했습니다.
또한, 고밀전분 섭취 실험쥐에게서는 장내미생물 불균형과 유해균의 과다 증식으로 야기되는 장누수증후군 현상이 확인됐습니다. 과도하게 증가한 장내 유해균에서 생성된 내독소(endotoxin)에 의해 장 점막 세포가 손상되고 이로 인해 세포간 치밀결합(tight junction)간격이 느슨해져 장 기능이 저하되면 장내의 여러 불순물(음식 소화물, 균사체 등)이 직접 체내로 유입됩니다. 이 중 면역작용을 통해 제거되지 않은 일부에 의해 체내 염증반응이 증가하고 다양한 대사성 질환을 초래한다고 알려져 있습니다.
작용기전을 분석한 결과, 장기간 고밀전분 섭취에 의해 초래되는 장내미생물 불균형으로 인해 장누수증후군이 유발되고 체내에 누적되는 내독소 및 염증성 물질에 의해 지방대사와 관련 있는 지방산 합성효소, 아세틸-CoA 카복실화효소, 스테롤 조절요소 결합단백질 등의 단백질 발현이 증가돼 신체 내 지방축적을 유발하기 때문임을 확인했습니다.
장내미생물과 장 환경에 미치는 영향
연구진은 향후 식품 성분을 확대하여 장내미생물과 장 환경에 미치는 영향을 지속적으로 연구할 계획임을 밝혔습니다. 박호영 박사 연구팀은 밀전분과 같은 고탄수화물 및 고염 식단으로 초래할 수 있는 한국인의 대사질환과 관련 있는 장내미생물을 탐색하고 있으며, 이들 장내미생물을 조절해 대사성질환을 예방 할 수 있는 기능성식품소재 연구를 지속 수행하고 있습니다.
이밖에도 무균쥐(Germ-free mouse)를 이용하여 마른비만을 초래하는 장내미생물이 생체에 미치는 영향에 대해 연구하고 있으며, 밀가루 편식이 유발하는 한국인의 마른비만 발생과 관련한 바이오마커를 탐색하고 향후 임상연구로 확대할 계획이라고 밝혔습니다.
황진택 식품기능연구본부장은 "특정 식단이 장내미생물을 매개하여 대사성질환을 유발할 수 있다는 것을 밝혀낸 연구 성과라는데 그 의의가 있다"며 "식품 성분이 장내미생물과 장환경에 미치는 연구 결과를 축적해 다양한 장 건강 식품소재를 개발할 수 있을 것으로 기대한다"고 밝혔습니다.
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