최근 발표된 미국 일리노이드 대학 제프리 우드 교수팀의 연구에 따르면, 운동이 장내 세균의 다양성을 변화시킬 수 있다고 한다. 우드 교수 연구팀은, 운동이 건강에 유익한 짧은 사슬 지방산의 생산을 증가시키는 방향으로 장내 세균의 조성을 변화시킨다는 것을 실험용 쥐와 사람을 대상으로 한 연구에서 밝혀냈다.

이들은 첫 번째 연구에서 몸을 많이 움직이지 않는 그룹, 바퀴달리기 운동을 하는 운동 그룹, 몸을 많이 움직이지 않으며 장내세균이 없는 그룹, 이렇게 세 개의 실험용 쥐 그룹을 비교하였다. 연구자들은 이 그룹 실험용 쥐의 배설물로부터 박테리아를 추출하여 장내 세균이 없는 무균실험쥐의 장에 이식하였다.

운동 통해 염증 줄이고 장 건강을 증진시키는 장내 유익균 레벨 높일 수 있다

이식의 결과, 무균실험쥐는 장내 세균을 가지게 되었고, 재미있게도 운동그룹의 장내세균을 이식받은 쥐들은, 염증을 줄이고 장 건강을 증진시키는 것으로 알려진 ‘낙산염’이라 불리는 짧은 사슬 지방산을 생산하는 장내 세균의 레벨을 높게 갖게 되었다. 또한, 이들 쥐에게 대장염 또는 장 염증을 일으키도록 유도했을 때, 염증의 감소와 빠른 회복 증진이 관찰되었다. 이에 연구자들은, 운동이 장내세균 조성에 유익한 변화를 유도한다고 결론 내렸다.

연구자들은 그렇다면 인간의 경우 어떠한지 두 번째 연구를 하였다. 이 연구는 의학저널 <Medicine & Science in Sports & Exercise>에 실린 연구로, 32명의 몸을 많이 움직이지 않는 성인을 포함하였다. 이들은 30~60분의 운동을 한주에 3일, 총 6주간 지속하였다. 6주 운동 프로그램 종료 후, 피험자들은 6주간 몸을 많이 움직이지 않는 행동으로 돌아가도록 요청받았다. 배설물 샘플이 운동프로그램 전후로 각각의 참가자로부터 회수되었고, 몸을 많이 움직이지 않는 6주 전후로 회수되어졌다. 운동기간 중 참가자들은 일상적인 식습관을 지속하였다.

연구자들은 모든 참가자들이 6주 운동프로그램 후, 짧은 사슬 지방산 레벨(특히 낙산염)이 증가함을 발견하였다. 그리고 몸을 많이 움직이지 않는 행동으로 돌아간 피험자 군에서는 이 레벨이 다시 줄어든다는 것을 발견하였다. 연구자들은 짧은 사슬 지방산의 증가가 낙산염을 포함한 짧은 사슬 지방산을 생산하는 장내 세균 레벨의 변화와 연관 있다는 것을 밝혔다. 

건강한 장내 세균을 유지하는 것은 환자들이 암을 이겨내는 데에도 도움

두 개의 연구의 요점은 운동이 식사와 독립적으로, 장내세균의 조성을 바꿀 수 있다는 확실한 증거를 제시한다. 운동에 의한 장내세균 조성의 변화가 우리 몸에 어떠한 영향을 미칠까? 정서, 면역력, 인지 등 많은 부분에 영향을 미친다는 것이 알려져 왔다.

또한 <사이언스>지 최신호에 따르면, 장내 세균이 암 면역요법에 대한 환자의 반응에 영향을 줄 수 있다고 한다. 이 연구에서, 연구자들은 폐와 신장암을 앓고 있는 환자들 중, 면역요법에 반응하지 않는 환자들은 염증이나 비만에 뛰어난 효과가 있다고 알려진 아커만시아 뮤시니필라(Akkermansia muciniphila)라는 특정 세균을 적게 가지고 있음을 발견했다. 이 세균을 실험용 쥐에게 경구 투여한 결과, 면역요법에 대한 반응을 회복시킬 수 있었다. 또한 피부암의 하나인 흑색종을 앓고 있는 환자들 역시, 면역요법에 반응하는 환자들과 반응하지 않는 환자들 사이에 장내 세균 조성이 달랐고, 반응하지 않는 환자들은 면역 세포 활성에 문제가 있었다. 따라서 건강한 장내 세균을 유지하는 것은 환자들이 암을 이겨내는 데에 도움을 줄 수 있음을 시사한다.

뇌교육의 5단계 중 첫 번째 단계인 ‘뇌감각 깨우기’와 두 번째 단계인 ‘뇌 유연화하기’는 특히, 뇌와 신체의 연결과 관련이 있다. 특히, 이 과정에서 장과 관련된 운동을 많이 한다. 장운동, 단전치기, 배꼽힐링, 뇌파진동 등 여러 가지 방법이 개발되어 있다. 과학이 밝혀내고 있는 장내 환경이 우리의 정서, 면역, 인지 등에 미치는 광범위한 영향을 고려할 때, 장 환경을 개선하는 이러한 운동법이 뇌를 건강하게 하는 과학적인 방법임에 고개를 다시 한번 끄덕이게 된다. 좋은 운동 습관으로 우리 몸의 주인, 우리 뇌의 주인이 되자.

[참조]

Allen Jacob M et al., (2017) Exercise training-induced modification of the gut microbiota persists after microbiota colonization and attenuates the response to chemically-induced colitis in gnotobiotic mice. Gut Microbes. 10.1080. 1-16.

Allen Jacob M et al., (2017) Exercise Alters Gut Microbiota Composition and Function in Lean and Obese Humans. Medicine & Science in Sports & Exercise 10.1249

Routy et al., (2018) Gut microbiome influences efficacy of PD-1-based immunotherapy against epithelial tumors. Science, 359, 6371: 91-97.

글. 국제뇌교육종합대학원대학교 뇌교육학과 양현정 교수.