건강하시네요…노란 소변의 비밀 120년 만에 풀렸다

빌리루빈, 건강한 성인에겐 흔하고
염증성 장질환자와 신생아에겐 없어

과학자들이 노란색 소변을 만드는 장내 미생물 효소를 발견했다. 공개 도메인

소변은 우리 몸 안에서 이뤄지는 대사과정의 마지막 단계다. 신장을 거치면서 걸러진 혈액 속의 과도한 수분과 노폐물로 이뤄져 있다. 노폐물 중 일부는 산소를 전달하는 적혈구를 포함해 세포의 수명이 다할 때 생성된다.

소변이 노란색을 띠는 것은 우로빌린이라는 노란색 색소 때문이다. 이 색소의 기원은 적혈구가 6개월의 수명을 다한 뒤 분해될 때 부산물로 생성되는 빌리루빈 색소로 알려져 있다. 그러나 일상적인 생리현상임에도 불구하고 어떻게 해서 빌리루빈이 노란색 소변을 만드는지는 그동안 정확히 규명되지 못했다.

미국 메릴랜드대와 국립보건원(NIH) 연구진이 125년 전 우로빌린 발견 이후 오랜 세월 베일에 싸여 있던 그 수수께끼를 풀었다. 연구진은 노란색 비밀의 주인공은 장내 미생물이 만드는 ‘빌리루빈 환원효소’라는 단백질임을 확인했다고 국제학술지 ‘네이처 미생물학’에 발표했다.

연구진에 따르면 빌리루빈은 일반적으로 장을 거쳐 몸밖으로 배출되지만 일부는 재흡수된다. 배출이 제대로 되지 않고 재흡수되는 양이 많아지면 혈액에 축적돼 피부와 눈이 노랗게 변하는 황달을 유발할 수 있다. 반면 장으로 간 빌리루빈은 장내 미생물에 의해 다른 분자, 즉 노란색을 띠는 우로빌린으로 바뀐다.

연구를 이끈 메릴랜드대 브랜틀리 홀 교수(세포생물학 및 분자유전학)는 “장내 미생물이 생산하는 효소가 주황색 색소인 빌리루빈을 무색 부산물인 우로빌리노겐으로 바꾸고, 그런 다음 우로빌리노겐이 산소와 반응해 노란색의 우로빌린 분자로 자연분해되는 것을 확인했다”고 말했다.

신생아와 염증성 장 질환자에겐 없어

연구진은 이번에 발견한 효소에 ‘빌리루빈 환원효소’(BilR)라는 이름을 붙였다. 연구진은 주로 대장에 있는 피르미테쿠테스라는 이름의 장내 미생물군이 이 효소를 생성하는 사실도 확인했다.

연구진은 이번 발견은 오랜 과학적 의문을 푼 것 말고도 황달 및 염증성 장 질환 연구에도 도움을 줄 수 있을 것으로 기대했다.

연구진은 또 빌리루빈 환원효소가 건강한 성인의 대장에는 흔하지만 신생아와 염증성 장 질환 환자에게서는 잘 발견되지 않는다는 사실도 알아냈다. 연구진은 이를 근거로 빌리루빈 환원효소를 생산하는 장내 미생물의 유무가 유아 황달과 색소성 담석에 영향을 미치는 것으로 추정했다.

국립보건원의 장 샤오팡 연구원은 “이제 이 효소의 존재를 확인했으므로 장내 박테리아가 빌리루빈 수치와 황달 같은 현상에 어떤 영향을 미치는지 살펴볼 수 있게 됐다”고 말했다.

*논문 정보
https://doi.org/10.1038/s41564-023-01549-x

BilR is a gut microbial enzyme that reduces bilirubin to urobilinogen. Nat Microbiol (2024).

곽노필 선임기자 nopil@hani.co.kr