21세기 가장 주목받는 뷰티 & 헬스 트렌드, 마이크로바이옴. 그 첫번째 시간은 피부 기능과 축을 이루는 장내 미생물의 역할과 이를 위한 이너뷰티에 대해 살펴본다.
#21세기 가장 주목받는 뷰티 & 헬스 트렌드: 마이크로바이옴
2018년 1월 8일 미국 샌프란시스코에서 열린 제36회 JP모건 컨퍼런스에서 기조연설자로 빌게이츠가 나와 인류 미래와 질병에 관하여 아주 의미 있는 연설을 하였다. 이는 앞으로의 세계보건의 방향과 기업의 바이오헬스케어의 큰 이정표로 인식되는데, 여기서 그는 3가지 큰 흐름을 이야기한다. 첫번째가 면역항암제, 둘째가 알츠하이머 치료제, 마지막으로 이번 칼럼에서 소개할 마이크로바이옴을 이용한 치료이다.1
과학기술이 발전하면서 무병장수에 대한 기대감이 그 어느때보다 주목을 받던 90년대, 유전자(DNA)와 관련된 많은 발견과 기술들이 대중의 관심을 받고 있을 시기에 큰 기대와 함께 대규모 프로젝트가 시작된다. 대부분 한 번쯤 들어봤을 만한 ‘휴먼 게놈 프로젝트’가 바로 그것.
지금 기억으로 인간의 유전자 지도를 얻게 되면 모든 질병의 원인과 치료 방법을 알 수 있고 이를 이용한 다양한 예방 및 치료기술이 나와 인간을 무병장수의 세계로 안내할 것만 같은 기대감을 불러 일으키는 큰 프로젝트였다. 그
러나 2000년대 초반 프로젝트가 완성되었지만 그 결과는 대중과 과학계의 기대에 미치지 못하였다. 이 프로젝트에서 기대했던 무병장수의 비밀을 풀 만한 단서가 발견되지 않았기 때문이다. 하지만 이 프로젝트를 통해서 예상하지 못했던 새로운 발견을 하게 된다. 그것이 바로 빌게이츠가 언급한 인체 내부와 외부에 존재하는 무수히 많은 미생물이 존재한다는 것이다.
물론 그 당시에도 우리 몸에는 미생물이 존재한다는 것을 알고 있었다. 하지만 그 수가 많아도 너무 많은 즉, 우리의 상상을 초월하는 숫자가 확인되면서 새로운 국면을 맞이하게 된 것이다. 당시 예로 든 숫자를 보면 70kg의 성인을 기준으로 우리 몸을 구성하는 세포의 수는 약 30조 개로 알려져 있다.
그런데 미생물의 숫자는 평균적으로 약 38조 개에 달하는 것으로 나온 것이다. 우리 몸의 세포보다 우리 몸 내외부의 미생물의 숫자가 더 많다는 것이다. 미생물은 그 자체로 생명체로 인식되고 있다. 미생물이라는 사전적 의미가 육안으로는 관찰할 수 없는 아주 작은 생물을 일컫는 표현으로, 일반적으로 세균(박테리아)로 알려져 있는데 그 자체로 증식이 가능한 생명체로 볼 수 있기 때문에 이렇게 많은 생명체가 내 몸 안에 있다는 것이 아주 큰 충격으로 다가온 것이다.
이러한 외부 생명체가 우리 몸과 함께 살아가고 있기 때문에 인간 자체의 유전정보는 2만 개 정도인데 반해 장내세균의 유전정보를 모으면 대략 330만 개로 100배 이상의 유전 물질을 항상 몸 안에 지니고 있다는 의미가 된다. 이러한 이유로 어떤 학자들은 우리 인류를 독립적인 생명체로 보지 않고 미생물과 이미 결합한 새로운 형태의 인류 ‘Supra-organism’으로 규정하기도 한다.2
결론적으로는, 언제 우리 인간의 몸에 들어와서 함께 하게 되었는지는 정확히 알 수 없지만 게놈 프로젝트를 통해서 2000년대 초반에 비로소 우리 몸속의 미생물에 대한 새로운 시각을 얻게 되고, 이는 건강하게 삶을 영위하고자 하는 인류에게 새로운 시각과 대안을 제시하게 되었다고 볼 수 있다.
이번 칼럼은 마이크로바이옴에 대해서 피부를 관리하는 입장에서 꼭 알아야 되는 내용을 두 파트로 나누어서 구성하고자 한다. 이번 호에서는 이너뷰티 측면에서 마이크로바이옴과 피부에 대해 다루고, 다음 칼럼에서는 직접적으로 피부에 존재하는 마이크로바이옴과 더 나아가 화장품으로 적용하여 피부를 관리하는 뷰티 트렌드를 다루고자 한다.
#마이크 로바이옴이란
마이크로바이옴과 관련된 용어는 너무나 많은 자료가 존재하기 때문에 본 칼럼에서는 아주 간단하게만 짚고 넘어가고자 한다. 이 용어는 미생물(Microbe)와 생태계(Biome)의 합성어로 우리 몸속에서 함께 살아가는 다양한 미생물들과 그들의 유전자를 포함하는 생태계를 아우르는 아주 큰 범주의 용어이다.
즉 생태계이기 때문에 우리 몸에 건강한 미생물 뿐만 아니라 건강에 해를 끼치는 미생물까지도 포함하는 용어로, 흔히들 알고 있는 유산균 같은 경우는 마이크로바이옴 중에서도 산성의 환경을 좋아하는 균주이면서 우리 몸에 이로운 역할을 하는 균이라고 할 수 있다.
또 많이 들어봤을 법한 균 중에 헬리코박터균(학명: Helicobacter pylori), 포도상구균(학명: Staphylococcus) 또한 마이크로바이옴 안의 우리 몸에 해롭게 작용하는 균들이다. 마이크로바이옴의 종류는 그 수를 헤아리기 어려울 정도이고, 아직도 우리가 인지하지 못하는 다양한 종류의 마이크로바이옴이 있을 것으로 추축하고 있고, 이들이 우리 인간(호스트)의 건강과 성장에 결정적인 역할을 하는 것으로 점차 밝혀지면서 ‘제2의 게놈’ 또는 ‘제2의 뇌’로 불리우며 많은 관심을 받고 있다.
현재 과학계와 관련 학계는 인류는 지구상에 존재하는 다양한 미생물들과 함께 진화했고 이 지구환경에 적응하며 서로 유기적인 관계를 유지하는 것으로 생각하고 있다. 그리고 위의 서론에서 언급한 대로 2000년대 미생물에서 DNA를 시퀀싱하는 법이 개발되면서 본격적으로 연구가 시작된 분야이기도 하다.
여기서 가장 중요한 부분을 인지할 수 있는데, 과학적으로 마이크로바이옴에 대한 연구가 시작된 것이 불과 20여년 밖에 안되었다는 점이다. 아직도 많은 부분을 모르고 있고 수년 전의 지식이 불과 몇 년 사이에 뒤바뀌는 상황도 생기기 때문에 이러한 부분을 잘 알고 있어야 하겠다.
현재까지 알려진 착한 장내 미생물 역할을 살펴보면 아래와 같다.
1. 다양한 질병에 맞서 싸울 수 있도록 면역력을 발달
2. 병원균이 침투할 수 없게 막아주는 방어군(보호막)
3. 짧은 사슬 지방산 합성을 도와 에너지 대사의 중요한 역할 담당
4. 비타민 합성 등의 역할
#피부와 무슨 관련 이 있는가?
마이크로바이옴과 관련하여 매년 새로운 내용들이 쏟아져 나오고 있다. 그 중에서 피부를 하는 우리가 가장 흥미를 가지는 부분은 바로 마이크로바이옴, 한글로 좀 더 쉽게 표현하면 장내세균과 그들이 이루는 생태계가 우리 피부에는 어떤 영향을 미치는가 일 것이다.
혹시 ‘장내-피부 축(Gut-Skin Axis)’라는 용어를 들어본 적이 있는가? 불과 수 년 전부터 우리 피부의 상태와 피부관련 다양한 질환들이 장내세균과 높은 관련이 있다는 것이 밝혀지면서 장과 피부를 연결하는 축이 있다는 의미의 단어이다.
2021년 Microgranims 저널에 최근 관련 연구 345개의 연구를 정리하여 ‘망가진 장내세균과 피부간의 상관 관계에 대한 최근 지식, Gut-Skin Axis: Current Knowledge of the Interrelationship between Microbial Dysbiosis and Skin Conditions’이라는 제목으로 리뷰 논문이 발표되었다.3 여기 내용을 간략히 소개하면 우리 피부의 미생물들이 어떠한 질환에 의해서 바뀌게 되면 동시에 장내 미생물들의 변화를 함께 동반한다는 것이다. 뿐만 아니라 아토피 피부염, 건선, 여드름, 비듬, 심지어 피부암은 피부와 장내 세균의 문제가 중요한 요소로 작용한다는 것을 밝히고 있다.
굳이 이러한 사실은 최근의 과학적 지식이 알려지기 전에도 우리는 어렴풋이 느끼고 있었던 부분이었고, 특히 피부를 관리하는 분들은 스스로의 몸에 대한 예민함이 비교적 높은 집단이기 때문에 이러한 사실을 더욱 몸으로 느끼고 있었을 것이다. 최근 과학계의 결과들이 이러한 심증을 확증으로 만들어 주고 있는 상황이기에, 피부를 더욱 깊이 이해하기 위해서는 꼭 장내세균과의 관련성을 깊이 인지하고 있어야 할 것이다.4,5
#프로바이오틱스? 프리 바이오틱스?
마이크로바이옴이 학계와 산업계에서 엄청난 주목을 받으면서 다양한 업체들이 발빠르게 먼저 출시한 제품이 바로 프로바이오틱스 관련 제품들이었다. 아마도 이 칼럼을 읽는 에스테틱 종사자들은 모두 들어봤고 심지어 관련 제품을 먹어본 적도 있을 것이다.
프로바이오틱스는 마이크로바이옴 중에서 우리 몸에 이로운 균들을 따로 모아 제품으로 만든 것인데, 수년 동안 아주 많은 사랑을 받은 제품군이다. 하지만 앞서 이야기한 대로 마이크로바이옴이 과학적으로 연구된 지는 불과 20여년 밖에 되지 않았다는 것을 우리는 이제 알고 있다.
2018년 모두를 충격에 빠뜨린 연구 결과가 발표되는데, 다름아닌 세계 최고 수준의 생물학 학술저널인 ‘더 셀(The Cell)’이어서 더욱 주목을 받은 일이 있었다.6 이스라엘의 바이츠만 연구소(Weizmann Institute of Science)에서 연구를 진행하였는데, 프로바이오틱스를 먹는 것은 장내의 건강한 마이크로바이옴 형성에 아무런 도움이 되지 않을 뿐더러 오히려 오남용 시에는 심각한 부작용까지 초래할 수 있다는 내용이었다.
2년 뒤에 또 다른 과학 저널인 더 사이언티스트(The Scientist)에서는 프로바이오틱스가 성인의 마이크로바이옴의 변화에는 크게 영향을 미치지 못하는 것은 기존과 동일하지만, 영유아의 장내 마이크로바이옴 형성에 크게 도움을 줄 수 있다는 결과를 발표하기도 했다. 더 나아가, 현재는 장내세균들의 대사산물이 가장 큰 영향을 미친다고 해서 포스트바이오틱스(Postbiotics)라는 용어가 만들어지고 시장에 제품들이 하나씩 출시되고 있는 중이다.
하지만 이 또한 언제 수정될지 모르는 내용이기 때문에, 이를 받아들이는 입장에서 단어에 현혹되어 무작정 배제하기보다 우리 몸 곳곳에 있는, 특히 장내와 피부에 존재하는 다양한 균들을 이루는 생태계에서 우리에게 이로운 개체가 많아지도록 노력하는 것이 더욱 바람직해 보인다.
#이너뷰티의 핵심은 ? 피부에 문제가 생겼는데 왜 장을 치료해야 할까?
자 그러면 우리 장내, 특히 대장에 아주 많은 미생물이 서식하고 있고, 이를 위해서는 흔히들 말하는 건강하고 좋은 음식을 먹으면 된다는 것은 알겠는데, 우리는 아름다움을 추구하는 전문가 집단이 아닌가. 즉 이너뷰티를 위해 우리 몸속으로 들어오는 음식의 대사과정을 마이크로바이옴 관점에서 이해할 필요가 있다.
우리 몸의 근육과 세포를 움직이는 에너지원에서 탄수화물이 얼마나 중요한지 알 것이다. 음식을 구성하고 있는 탄수화물이 우리 입을 통해서 몸속에 들어오게 되면, 당연히 소화 분해 과정을 거친다. 그리고 우리는 좋은 탄수화물과 나쁜 탄수화물이 있다는 것을 알고 있다. 이 탄수화물의 소화 과정을 마이크로바이옴 관점에서 살펴보면 장내세균이 우리의 건강과 얼마나 밀접한 관련이 있는지를 알 수 있다.
우선 흔히들 이야기하는 나쁜 탄수화물을 예로 들어보자. 좀 더 전문적인 용어로는 짧은 분자 길이를 가지고 있는 탄수화물로, 단당류라고도 하고 정제 탄수화물이라고도 불린다.
이러한 분자 구조가 짧은 탄수화물은 우리 몸속에서 아주 빠르게 분해 후 소화가 되기 때문에 몸속의 혈당을 아주 빠르게 올려 나쁜 탄수화물로 알려져 있는데, 마이크로바이옴 관점에서 더욱 문제가 되는 것을 과학자들이 발견하였다. 그것은 바로 대장에 주로 서식하는 미생물들까지 탄수화물이 전달되지 않는다는 것이다.
즉, 다시 말해서 우리 신체는 에너지원을 위장과 소장을 거치면서 흡수했는데, 너무 빨리 흡수되면서 대장까지 탄수화물이 가지 못하는 상황이 발생한 것이다. 그럼 엄청난 개체수를 지니고 있는 장내세균은 무엇을 먹고 힘을 낼 것인가? 최초에는 이러한 경우 장내세균이 약해지거나 개체수가 줄어들 것으로 생각했다. 하지만 그 예상은 보기 좋게 빗나간다.
먹을 것이 없어진 장내세균은 우리 대장 표면에 있는 점막(뮤신)을 갉아먹는 것이 아닌가. 이러한 상황이 지속된 사람의 대장은 점막의 대부분이 장내세균에 의해 먹혀 없어지고 보호막이 없어진 대장의 표면이 갈라지고 염증이 발생하는 것을 확인할 수 있었다. 우리가 흔히 말하는 나쁜 탄수화물, 즉 정제된 탄수화물의 여파가 이렇게 클지는 몰랐던 것이다.
그럼, 대장에 굶주리고 있는 이 무시무시한 미생물들에게 먹이 즉 에너지원을 전달하려면 어떻게 해야 할까? 바로 인간의 위와 소장에서 잘 소화하지 못하는 탄수화물을 섭취하는 것이다. 얼핏 생각하면 인간이 소화하기 어려운 탄수화물을 먹는다는 게 이상할 수 있으나 마이크로바이옴이 연구되면서 경험적으로 알던 좋은 탄수화물의 역할이 규명이 된 것이다.
이야기는 이렇다. 소위 말하는 좋은 탄수화물은 다당류로 비정제 탄수화물로 불린다. 분자구조가 아주 길어서 우리 스스로는 소화 분해가 어려운 특징을 가지고 있다. 그렇기 때문에 분해가 되지 않은 상태로 소장을 거처 대장까지 갈 수 있는 것이다. 그럼 이렇게 소화되지 못한 채로 대장까지 도달한 비정제 탄수화물은 어떻게 되는 걸까? 바로 장내 미생물의 먹이로 제공된다.
우리 몸속의 또다른 생명체인 장내세균의 전용 먹이인 셈이다. 장내세균이 소화 및 흡수할 수 있는 비정제 탄수화물은 장내세균의 에너지원으로 활용되면서 일부는 우리가 흡수해서 에너지원으로 사용하고 더불어 스스로 증식하는 데 에너지를 사용하여 좋은 장내세균의 개체수를 늘리거나 다양성을 확보하는 등의 역할을 수행하여, 이상적인 마이크로바이옴을 형성하게 된다.7,8
굳이 여기서 좋은 탄수화물, 즉 대장까지 잘 전달될 수 있는 탄수화물이 들어가 있는 음식들을 나열할 필요는 없을 것 같다. 많은 자료가 인터넷이 나와있기 때문이다. 단, 음식 그 중에서도 중요한 에너지원인 탄수화물과 마이크로바이옴의 관계를 반드시 이해하는 것이 이너뷰티까지 책임져야 하는 에스테티션으로서 중요한 부분임을 기억하자.
다시 한 번 정리하면, 대장에 아주 많은 수의, 그리고 다양한 종류의 장내세균이 서식하고 있는데, 이들이 먹이가 부족해지면 우리 대장의 점막을 점차 먹어 치우게 되고, 이로 인하여 생긴 염증 및 유해 가스들이 아토피를 포함한 다양한 질환의 원인이라는 것이 점차 규명되고 있다.
그럼 이 장내세균에게 적절한 먹을거리를 주기 위해서는 우리 스스로는 분해를 잘 못하는 다당류, 비정제된 좋은 탄수화물을 먹어야 되고, 이는 소화가 되지 않은 상태로 대장까지 전달이 된다. 이렇게 전달된 탄수화물은 장내세균의 좋은 먹이로 활용되고 대장내에서 이상적인 마이크로바이옴, 즉 미생물의 생태계를 형성하면서 우리 몸에 좋은 작용을 하게 된다는 것이다. 지금 이 마지막 단락이 가장 핵심인 내용으로 반드시 이해하고, 고객의 이너뷰티를 위해서 활용해 보자.
#결론은
피부를 관리하는 입장에서 장내세균의 문제가 얼마나 중요하고 관련이 있는지를 이번 칼럼을 통해서 알 수 있었을 것이다. 그렇다고 만성적인 피부 문제를 안고 있는 고객의 장내세균을 우리가 직접적으로 치료하거나 개선하기는 어려운 것이 현실이다. 하지만 수십년에 걸쳐 형성되고 적립된 에스테틱 프로그램으로 피부를 관리함과 동시에, 고객에게 지속적으로 이너뷰티에 관련된 가이드도 함께 전달할 수 있어야 할 것이다.
요즘 사회적으로 유행하는 직업군 중에 하나인 헬스 트레이너만 보더라도, 단순히 육체적인 운동만 시키는 것이 아니라 꾸준한 식단관리와 수면 관리와 같은 삶의 전반적인 부분을 함께 코칭하지 않는가.
우리 에스테티션도 단발성 피부관리가 아니라 정확하고 올바른 지식을 지속적으로 고객에게 제공하고 교육함으로써 장기적으로 결국에는 건강한 피부, 더 나아가서는 이너뷰티까지 개선하여 한 사람의 삶을 드라마틱하게 변화시킬 수 있어야 한다고 생각한다.
다음 칼럼에서는, 우리 피부 겉에 머물며 인간과 함께 살아가는 마이크로바이옴과 이들의 기능을 활용하여 피부를 개선시키는 마이크로바이옴 코스메틱 또는 프로바이오틱스 화장품에 대한 이야기를 해보고자 한다.
References 1. https://www.gatesfoundation.org/ideas/speeches/2018/01/jp-morgan-healthcare-conference 2. https://www.nature.com/articles/nature06244 3. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7916842/ 4. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6048199 5. https://www.amazon.com/Total-Gut-Balance-Mycobiome-Digestive/dp/1682683680 6. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30193113/ 7. https://medium.com/the-isthmus/the-power-of-the-gut-outside-of-the-gut-92e071e308f3 8. https://www.nature.com/articles/nrgastro.2017.29
