내 마음과 통한다…장내 미생물의 신비한 세계

최한경 대구경북과학기술원 뇌과학전공 교수

마음이 편하면 몸도 편하고, 마음이 아프면 몸도 아프게 마련이다. 특히 만성적 스트레스를 받으면 면역이 약화되고 감염성 질환에 취약해진다.

스트레스 호르몬은 면역계를 억제하는 기능이 있다. 하지만 최근의 연구는 호르몬에 의한 효과가 전부가 아니라는 결론을 제시한다. 특히 면역계에 중요한 영향을 주는 ‘장내 미생물’이 만성적 스트레스 때문에 변화한다는 분석 결과가 쌓이고 있다. 반대로 마음을 편히 가지게 되면 장내 미생물 중 유산균 같은 유익균이 많아지면서 건강이 좋아진다는 보고도 있다.

하지만 스트레스를 받거나 반대로 스트레스를 받지 않는 것이 어떻게 장내 미생물에게 영향을 줄 수 있는지는 의문으로 남아있었다. 우리 마음이 미생물의 마음과 통하는 것도 아닐 텐데 말이다. 이와 관련해 독일 튀빙겐 막스플랑크연구소의 이반 아라우요 교수를 중심으로 한 연구진은 뇌와 장기, 그리고 미생물과 면역계를 포함하는 폭넓은 연구를 통해 이 질문에 접근했다.

연구진은 먼저 장에서 신경 연결이 가장 많은 구역을 탐색했다. 십이지장 시작 지점 근처에 존재하는 브루너샘(Brunner’s gland)에 주목한 것이다. 브루너샘은 장의 점액을 만드는 역할을 한다. 신경이 브루너샘을 자극할 때만 점액을 분비하는 것으로 알려져 있다.

신경계에서는 몸속 여러 장기와 연결되는 ‘미주신경’이 브루너샘과 강한 연결 관계를 가지고 있기 때문에 연구진은 실험 동물을 대상으로 먼저 미주신경을 절단했을 때 생기는 변화를 연구했다.

관찰 결과 대장의 림프계가 많이 부었고, 장내 미생물 중에도 유익균은 줄어들고 포도상구균이나 대장균과 같이 위해를 끼칠 수 있는 균이 늘어나 있었다. 이 동물들을 장기간 관찰했더니, 브루너샘이 적절한 신경자극을 받지 못하는 경우 수명이 상당히 감소하는 놀라운 결과를 얻었다.

이제 브루너샘이 신경계와 장내 미생물, 그리고 건강을 이어줄 수 있다는 증거를 얻은 연구진은 브루너샘과 마음의 연결 고리를 찾고자 했다. 앞서 미주신경이 브루너샘과 연결된다고 했는데, 미주신경은 뇌의 여러 구역과 다양한 내장기관을 연결하는 꼬인 실타래 같은 구조를 가진다.

연구진은 브루너샘에 주로 연결되는 뇌 구역을 찾기 위해 실타래 같은 미주신경을 세세히 추적했다. 그 결과 감정 조절에 중요한 편도체, 그중에서도 중심부 편도체가 몇 단계의 시냅스를 거쳐 브루너샘에 연결돼 있다는 점이 규명됐다.

연구진에 따르면 실험 동물에게 만성적인 스트레스를 줬더니 중심부 편도체의 활성이 약해졌으며, 장 내 미생물 조성은 유익균이 줄고 위해균이 늘어나는 변화를 보였다.

연구진은 만성적인 스트레스를 받는 동물의 중심부 편도체를 인위적으로 활성화해보았다. 그 결과 스트레스에 의한 장내 미생물의 변화를 막을 수 있었다. 이뿐만 아니라 장내 미생물의 악화에서 관찰됐던 면역계 문제나 장의 염증 등도 막을 수 있다는 결과를 얻었다.

중심부 편도체에서 시작해 미주신경을 타고 브루너샘으로 연결되는 몸속 구조를 파악해 장의 점액을 충분히 분비시키는 방법으로 건강한 장내 미생물을 만들 수 있게 한 것이다.

이번 연구는 만성적인 스트레스를 부득이하게 받는 사람들의 건강을 지키기 위한 새로운 기법들을 생각해 보게 한다. 점액 생성을 위한 보충제나 편도체 전기 자극, 장내 미생물 이식 같은 방안을 고려해 볼 수 있을 것이다. 이런 기법들이 미래에 개발될 때까지는 장내 미생물을 생각해서라도 마음을 편히 먹는 연습을 해야 하겠다.

최한경 대구경북과학기술원 뇌과학전공 교수