“우리도 식이섬유가 필요해” 기생충도 식이섬유 좋아한다? [핵잼 사이언스]

최근 과학자들은 인간의 장 속에 살아가는 수많은 장내 미생물에 주목하고 있다. 이들은 인간이 소화하지 못하는 식이섬유를 분해해 에너지를 얻고 숙주에게도 영양분의 일부를 제공한다. 나아가 나쁜 세균과 바이러스의 증식을 막고 공동 운명체인 숙주의 건강을 지키는 역할도 한다. 식이섬유가 건강에 좋은 이유 중 하나는 이처럼 장내 미생물과 연관이 있기 때문이다.

그런데 과학자들은 식이섬유가 장내 미생물뿐 아니라 ‘기생충’에게도 필요하다는 사실을 발견했다. 30일 학계에 따르면 최근 체코과학원 생물학센터 기생충학 연구소의 카테리나 지르쿠와 동료들은 장내 기생충 역시 식이섬유에 상당히 의존할 수 있다는 연구 결과를 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’에 발표했다.


기생충은 숙주의 영양분을 가로채고 각종 질병을 유발하는 유해 생물로 여겨졌다. 위생 환경 개선과 의학 발전을 통해 기생충을 박멸하는 데 많은 노력을 기울인 결과 선진국에서는 기생충이 거의 사라졌지만, 모든 질병이 해결된 것은 아니었다. 기생충 감염률이 떨어진 선진국에서는 오히려 자가면역 질환과 염증성 장 질환이 증가했다.

이후 과학자들은 이 현상이 우연이 아니라는 사실을 발견하고 ‘위생 가설’을 제시했다. 기생충이 면역 반응을 억제하는 역할을 했고 인체는 이를 감안해 강력한 면역 반응을 유지했는데, 기생충이 사라지자 면역 반응이 과도하게 나타났다는 분석이다.

과학자들은 이를 바탕으로 병원성이 낮은 기생충을 이용한 치료법도 시도했지만 효과는 일관되지 않았다. 기생충이 과도한 면역 반응을 억제하는 경우도 있었지만 별다른 효과가 없는 사례도 확인됐다.



연구팀은 그 이유가 식이섬유와 이를 분해하는 미생물과 연관이 있을 가능성에 주목했다. 연구팀은 실험동물로 흔히 사용되는 쥐에 감염되는 기생충인 ‘쥐촌충’(Hymenolepis diminuta)을 이용해 이 가설을 검증했다.

연구 결과 예상대로 식이섬유가 풍부한 식단을 먹은 쥐의 장내에서는 기생충이 정상적으로 성장하고 번식해 숙주의 강한 면역을 억제했다. 반면 식이섬유가 부족한 서구식 식단을 섭취한 쥐의 기생충은 에너지를 절약하는 휴면 상태에 들어갔고 면역 억제 효과도 사라졌다. 실제로 저섬유 식단을 섭취한 쥐에서는 기생충의 크기와 성숙도, 번식 능력이 모두 크게 떨어졌고 관련 유전자 발현 역시 전반적으로 억제됐다.

이 차이는 장내 미생물 변화와 맞물려 있었다. 식이섬유가 충분하면 미생물 다양성이 증가하고 이들이 섬유질을 분해해 생성하는 짧은 사슬 지방산 같은 대사산물이 늘어난다. 이러한 물질은 숙주의 면역을 조절하는 동시에 기생충의 에너지원으로도 활용된다. 결국 식이섬유가 장내 미생물을 거쳐 기생충, 그리고 면역 반응까지 이어지는 하나의 연결고리를 형성하는 셈이다.

이번 연구는 기생충 치료의 효과가 일정하지 않았던 이유를 설명해 준다. 치료 목적으로 단순히 기생충을 투여하는 것만으로는 충분하지 않으며 장내 미생물 환경, 특히 식이섬유 섭취가 함께 고려돼야 할 가능성을 시사한다. 장내 생태계를 하나의 시스템으로 바라봐야 한다는 점에서 이번 연구는 앞으로 기생충을 이용한 치료는 물론 장내 면역 환경 치료의 새로운 패러다임을 제시하고 있다.

고든 정 과학 칼럼니스트 jjy0501@naver.com