우리 몸에 필수적인 단쇄 지방산 생성 비밀 밝혀져

장내 배출된 포도당을 장내 미생물이 단쇄 지방산으로 변환

장내 미생물은 우리 몸에 필수적이지만 스스로 생산할 수 없는 많은 물질을 생산하는데 단쇄 지방산도 그중 하나다. [사진=게티이미지뱅크]

장내 미생물이 소화되지 않은 식이 섬유를 섭취하고 발효시킨 산물로 여겨졌던 단쇄 지방산(SCFA)이 실제론 장내 배출된 당분(포도당)을 장내 미생물이 변형시킨 산물이라는 사실이 새로 밝혀졌다. 3일(현지시간) 《커뮤니케이션스 의학(Communications Medicine)》에 발표된 일본 고베대 연구진의 논문을 토대로 의학전문매체 메디컬 익스프레스가 보도한 내용이다.

장내 미생물은 우리 몸에 필수적이지만 스스로 생산할 수 없는 많은 물질을 생산하는데 단쇄 지방산도 그중 하나다. 지방산은 탄소, 수소, 산소 원자로 구성된 유기 분자로 에너지 저장, 신호 전달, 세포막 구조 등 다양한 생물학적 기능에 필수적 역할을 한다. 그중 탄소 원자가 1개~6개로 이뤄진 단쇄 지방산은 대장 세포의 주요 에너지원으로 사용될 뿐만 아니라 장내 pH를 낮춰 유해균의 성장을 억제하고, 면역 조절과 염증 억제에도 중요한 역할을 한다.

그동안 단쇄 지방산은 장내 미생물이 장 내 식이 섬유를 섭취하고 생산하는 것으로 여겨졌다. 고베대의 오가와 와타루 교수(내분비학)가 이끄는 연구진은 일반적 당뇨병 치료제인 메트포르민을 복용하는 사람들이 장내로 포도당을 배출한다는 사실을 발견한 뒤 "포도당이 실제로 장내로 배출된다면 장내 미생물군과 숙주 사이의 공생 관계에 영향을 미칠 수도 있다"고 생각하게 됐다. 그래서 새로운 영상법을 개발해 생쥐와 인간의 장에서 배출된 장내 포도당의 흐름을 추적했다.

연구진은 먼저 포도당이 소장의 일부를 구성하는 공장(空腸)에서 배출돼 대장과 직장으로 운반된다는 사실을 발견했다. 소장은 십이지장-공장-회장으로 구성되는데 공장은 십이지장에서 소화된 영양소를 흡수해 혈액을 통해 전신에 공급하는 역할을 한다. 연구진은 메트포르민을 복용하지 않는 사람도 일정 수준의 포도당을 배출시키지만 메트포르민은 당뇨병 유무에 상관없이 포도당 배출을 4배 가까이 증가시킨다는 것도 발견했다.

연구진은 이어 포도당이 이렇게 운반되는 과정에서 장내 미생물에 의해 단쇄 지방산으로 변환한다는 것을 발견했다. 오가와 교수는 "장내 배출 포도당에서 단쇄 지방산이 생성된다는 것은 엄청난 발견"이라며 "그동안 단쇄 지방산은 장내 미생물군이 식이 섬유를 발효시킨 결과라고 생각해 왔다"고 설명했다.

연구진은 현재 메트포르민 및 기타 당뇨병 약물이 포도당 배출과 장내 미생물군 및 대사산물에 어떻게 영향을 미치는지 이해하기 위해 추가 연구를 진행하고 있다. 오가와 교수는 "장내 포도당 배출은 종전에는 몰랐던 생리적 현상"이라며 "근본적인 분자 메커니즘과 약물이 이 과정을 어떻게 방해하는지 이해하면 장내 미생물군과 그 대사 산물을 조절하기 위한 새로운 치료법을 개발할 수 있을 것"이라고 말했다.

해당 논문은 다음 링크(https://www.nature.com/articles/s43856-025-00755-4)에서 확인할 수 있다.

한건필 기자 (hanguru@kormedi.com)