스트레스와 장-뇌 축: 미생물군에 의한 조절 (2017)

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Stress & the gut-brain axis: Regulation by the microbiome

저자 : Jane A Foster, Linda Rinaman, John F Cryan

스트레스 반응을 조절하는 데 있어 장-뇌 축(gut-brain axis)의 중요성은 오랫동안 인식되어 왔다. 최근 들어 장내 미생물군(microbiota)이 이 축을 조절하는 핵심 요소로 떠오르고 있으며, 특히 실제 혹은 인식된 항상성(homeostasis)의 위협으로 인해 유발된 스트레스 상황에서 중요한 역할을 하는 것으로 보고되고 있다.

장-뇌 축과 미생물군의 상호작용

장내 미생물군과 뇌 사이의 소통 경로는 점차 밝혀지고 있으며, 주요 경로로는 다음과 같은 기전이 포함된다. 특히 식단(diet)은 미생물군-장-뇌 축을 조절하는 가장 중요한 요인 중 하나로 여겨지고 있다.

• 미주신경(vagus nerve)
• 장 호르몬 신호 전달(gut hormone signaling)
• 면역계(immune system)
• 트립토판(tryptophan) 대사
• 단쇄 지방산(short-chain fatty acids, SCFAs)과 같은 미생물 대사 산물

초기 생애 장내 미생물군과 건강 영향

최근 연구들은 초기 생애(early life)의 장내 미생물군이 향후 건강 상태를 결정하는 데 중요한 역할을 한다는 점을 시사하고 있다. 전임상 연구에 따르면, 초기 미생물 구성의 변화(예: 항생제 노출, 모유 수유 부족, 제왕절개 출산(Caesarean section), 감염, 스트레스 노출, 기타 환경적 요인 및 유전적 요인) 요소들이 스트레스 관련 생리 및 행동을 장기적으로 조절할 수 있음이 밝혀졌다.

장내 미생물군과 스트레스 관련 질환

장내 미생물군은 불안(anxiety), 우울(depression), 과민성 대장증후군(irritable bowel syndrome, IBS) 등 다양한 스트레스 관련 질환과 연관이 있는 것으로 보고되었다. 다만, 이러한 연구의 상당수가 동물 실험 또는 환자군을 대상으로 한 상관분석(correlative analysis)에 기반하고 있어, 인간을 대상으로 한 추가 연구가 절실히 필요하다.

미생물군을 활용한 정신 건강 개선: 사이코바이오틱스(Psychobiotics)

이러한 맥락에서, 정신 건강 개선을 위해 장내 미생물군을 조절하는 방법인 "사이코바이오틱스(psychobiotics)" 개념이 발전하고 있으며, 이를 통해 스트레스 관련 질환을 효과적으로 조절하는 전략이 마련될 가능성이 제시되고 있다.