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우리들에게 흔히 유산균 또는 유익균으로 알려진 물질들의 총칭, 프로바이오틱스(Probiotics)는 살아있는 균(생균)을 말한다. 라틴어로 '평생'을 뜻하는 프로바이오틱스는 활생균으로 알려지기 오래 전부터 맥주, 빵, 와인, 등과 같은 발효 식품에 널리 사용되어져 왔다. 

최근에는 요거트, 유산균 우유, 버터밀크, 사워크림, 치즈(코티지 치즈, 고다, 스위스 치즈 등) 등이 인기를 끌면서 우리 식생활의 주된 역할을 하던 된장, 청국장, 낫또 등 콩 발효 식품과 김치 등의 가치가 재조명되기도 했으며, 캐피어, 사우어크라프트, 템페, 크므스 등 잘 알려지지 않은 외국의 발효 식품들도 전세계적으로 소개되기도 하였다.

전례에 따르면 유산균을 제공하는 것으로 알려진 대표적인 식품인 요거트는 습도가 낮은 고온지역(중앙아시아, 중동)에서 우유를 가죽 가방에 넣어서 이동시킬 때 발효 작용이 일어나서 만들어진 것이다. 인체에 주요 유익균인 젖산균, 유산균으로 불리는 Lactobacillus(락토바실러스속)은 유당을 젖산으로 전환시키는데, 이런 작용은 유당불내증이 있는 사람들이 우유로 만든 요거트를 먹을 수 있게 해주는 작용이다. 

프로바이오틱스의 역사는 인류의 역사와 거의 동등하게 다가오는데 최근들어 이들의 역할이 알려지면서 그 소비량이 눈에 띄게 늘어나 전세계적으로 약 15조원에 해당하는 시장을 형성하고 있는 상황이다. 하지만 이런 인기와는 다르게 프로바이오틱스를 연구하는 관계자들은 프로바이오틱스의 인기가 안정성에 대한 자료가 확보되지 않은채 증가되고 있다는 우려를 표현하고 있다. 특히 우리에게 잘 알려진 균종이 아닌 새롭게 합성된 균종의 무분별한(?) 적용은 더욱 재검토해봐야 할 사항이라고 목소리를 모으고 있다. 몬스터짐 스포츠사이언스팀에서는 소비자들을 오도하지 않기 위해 프로바이오틱스란 무엇이며, 그 효능과 안전성, 섭취의 적용에 관련된 부분을 다뤄보겠다. 

세계보건기구(WHO)는 유산균은 살아있는 생물체로서 적절한 양을 섭취할 경우 숙주(host)에게 건강적 이점을 제공한다고 정의하고 있다. 프로바이오틱스는 박테리아(세균), 바이러스, 효모 등을 포함하며 우리에게 주로 섭취되는 대부분의 프로바이오틱스는 특정 형태의 박테리아를 말하며 유산균이 그 대표적인 균주라고 할 수 있다. 과학자들은 약 500 종의 박테리아가 인체에 살고 있으며 일반적으로 인체의 장내에는 약 100만조의 미생물이 살고 있는데 이들은 모두 500개의 다른 박테리아 종에 속해있는 것으로 추정하고 있다. 

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식품의약품안전처(MFDS)에서는 19개의 프로바이오틱스 균 주를 인정하고 있고, 여기에는 락토바실러스(Lactobacillus) 11종, 락토코커스(Lactococcus) 1종, 엔테로코커스(Enterococcus) 2종, 스트렙토코커스(Streptococcus) 1종, 비피도박테리움(Bifidobacterium) 4종이 속해있다. 간혹 프리바이오틱스(Prebiotics)와 프로바이오틱스를 혼동하는 사람들이 있는데, 프리바이오틱스는 올리고당처럼 프로바이오틱스의 활성을 증가시켜주는 기능을 하는 물질들을 말한다. 즉, 몸 속에 들어가서 프로바이오틱스가 되거나 프로바이오틱스의 작용을 증가시키거나 조절하는 물질들을 프리바이오틱스라고 한다. 
 
위에서 언급한데로 프로바이오틱스는 백년이란 시간을 넘어 식품 및 유제품을 통해 안전하게 섭취되어져 왔다. 특히 발효식품의 형태로 많이 섭취되어지고 있는데 발효식품들의 건강 유익성이 밝혀지면서, 최근 프로바이오틱스를 특정 질환의 예방, 완화 및 치료를 위해 사용하는데 그 관심이 집중되고 있다. 연구진들은 다양한 임상 실험을 통해 영유아의 괴사성 대장염부터 성인의 고혈압까지 프로바이오틱스의 적용에 대한 범위를 넓혀가고 있다. 특히 최근에는 당뇨병에 대한 프로바이오틱스의 적용이 밝혀져 그 가능성과 효능에 대한 연구가 가속화되고 있다.

프로바이오틱스가 인체에 주는 주요 혜택을 보면,
  1. 유산 발효에 의한 식품 보존성 증가

  2. 혈중 콜레스테롤 농도 저하

  3. 면역 증진

  4. 비타민 합성을 통한 생리 활성화

  5. 유해효소의 합성 억제

  6. 유당불내증 개선

  7. 장내 유해균 증식 개선

  8. 설사 치유 및 정장 작용

  9. 장내 정상적 균총 조성을 위한 노화방지

  10. 피부미용 

  11. 그 밖의 많은 증상


프로바이오틱스 균주들의 역할은 기본적으로 장점막에 있다가 병원균 등과 같은 균이 장점막을 통해서 들어오는 것을 방지하는 것이다. 병원균 등이 장점막에 부착되는 장소에 대신 부착되는 길항제(antagonist) 역할뿐만 아니라 대상자의 면역 시스템 작용도 조절해 주는 역할까지 포함된다. 이런 작용들은 병원균에 의해서 발생되는 증상들의 발생 억제 및 개선 효과로 나타나며 장기적인 면역력 보존에 도움을 줄 수 있다는 것으로 정리되고 있다.

그럼에도 불구하고 프로바이오틱스의 효과에 대해서 계속적으로 언급되는 섭취량(Dosage), 기간(Duration), 안전성(Safety) 등은 소비자들과는 다르게 전문가들을 긴장하게 만들고 있다. 이에 따라 FAO&WHO에서는 프로바이오틱스의 효과에 대해서 확실하게 언급하려면 필요한 부분에 대해서 정의를 내렸다. 

1) 프로바이오틱스는 세계적으로 인정된 미생물배양균주수집 내에 분류되고 그 보증이 되어야 한다. 
2) 프로바이오틱스는 배양, 처리 후와 섭취 전 저장 상태에서 생육은 물론 안정적이어야 한다.
3) 프로바이오틱스는 위산, 담즙 및 췌장의 소화과정 중에 생존해야 한다.
4) 프로바이오틱스는 소화관 상피세포에 부착되거나 다른 메커니즘을 통해 섭취되기만해도 대상자의 반응을 유발해야 한다.
5) 프로바이오틱스는 섭취되었을 때 대상자에게 기능적이고 임상적인 혜택을 주어야 한다.
6) 프로바이오틱스는 부작용뿐만 아니라 항생물질에 대한 내성 패턴에 관련해서도 안전해야 한다.

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FAO&WHO가 규정한 이런 일반적인 규칙은 분명히 의미있지만, 이 분야의 가이드라인으로 충분한 것은 아니다. FDA는 식품에 첨가하였을 때, 특정 프로바이오틱스들을 GRAS(Generally Recommended as Safe : 안전한 물질)로서 인정하고 있음에도 학계는 여전히 그 안전성에 대한 의구심을 제시하고 있기 때문이다. 

2011년 미 국립보건원과 FDA에 연구비를 지원받아 수행된 의료관리품질조사국(AHRQ)의 보고서에는 프로바이오틱스의 안정성에 대한 622개의 연구(Lactobacillus, Bifidobacterium, Saccharomyces, Streptococcus, Enterococcus, Bacillus)에 대한 리뷰가 담겨있다. 이 보고서에서는 현존하는 프로바이오틱스의 임상 실험 결과가 프로바이오틱스 섭취에 따른 건강 위험 증가에 대한 근거가 없음에도 불구하고, 현재의 참고문헌들은 프로바이오틱스의 안전성에 대한 질문에 대한 대답을 할 수 없다는 결론을 내렸다. 

이들은 현존하는 연구들의 대부분은 안전성에 대하여 적절한 과정을 통하여 평가되지 않았다라고 언급하였고, 프로바이오틱스의 안전성에 대한 평가 지표로 가장 적절한 방법은 적어도 건강한 인구집단에서 '결과의 일관성'에 근거를 두어야 한다고 제안하였다. 이 근거는 장기적인 안전성 뿐만 아니라 in vivo, 동물 및 임상 실험에서 자료를 모두 함유해야 한다. 

일부 상업적 연관성이 있는 사람들은 '사과'와 비교하는 비양심적인 자료를 만들어 AHRQ의 보고서의 결과가 프로바이오틱스의 안전성에 대한 의구심을 증가시키기 보다 프로바이오틱스 섭취를 지지해야 한다는 방향성을 만들었다. 그들은 사과에 대한 연구와 비교하여 '사과는 안전한가?'란 질문에 대한 답변은 결국 프로바이오틱스랑 같은 결론이 날 것이고 현재의 문헌이 사과의 안전성에 대한 확신을 주지 못함에도 사람들은 사과를 가장 잘 먹는 과일로 익숙하게 받아들이고 있다고 언급했다.

결국 아직까지 '프로바이오틱스가 안전하냐?'라는 질문에 대한 대답은 확답을 내릴 수 없다. 그동안 오랫동안 식품을 통해서 알게모르게 섭취되어왔다는 것이 가장 큰 'Safety'의 근거가 되지만, 언급되는 효능과 다르게 발견되는 부작용 등을 비롯한 위협은 지울 수 없는 요인이다. 

더욱이 식품 안전에 대해서 가장 민감한 유럽에서도 프로바이오틱스에 대한 기준이 각각 달라서 이 부분에 대한 불분명성이 나타난다. 이탈리아와 헝가리에서는 프로바이오틱스는 식이 보충제로서 인정되는 반면, 독일에서는 프로바이오틱스는 식이 보충제로서도 인정되며 농도에 따라 약품으로서도 분류된다. 스페인에서는 이에 대한 기준 자체가 없어 약제를 평가하듯이 안전성과 관련된 중요한 요소에 대한 평가 기준 자체가 모호한 편이다(유럽 국가들은 유산균 등 프로바이오틱스를 상당히 즐기는 편에 속한다).

결국 프로바이오틱스, 그것이 식품이던 의약품이던 상업적으로 이용가능한 프로바이오틱스 제품들의 안전성은 프로바이오틱스 미생물뿐만 아니라 상품의 다른 성분들과의 조합에도 전반적으로 적용되어야 한다. 안전성이 확보되지 않은 식품은 더욱 까다로운 조건을 만들어서 약제로 취급하더라도 엄격한 기준 하에 취급되어야 할 것이다. 

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WHO-FAO CODEX 기구의 2002년 보고서에 따르면 프로바이오틱스는 이론적으로 4가지 부작용에 대한 대상으로 언급되고 있다.
1. 전신 감염
2. 해로운 대사적 작용
3. 취약 인구에서 과도한 면역 촉진
4. 유전자 전환

전신 감염의 경우, 많은 환자 보고서들에서 증상 시작 전에 프로바이오틱스를 섭취한 환자들이 프로바이오틱스 균주와 일치하는 미생물에 의한 감염이 발견되었다. 가장 자주 보고되는 경우는 진균혈증(곰팡이혈증)인데, Saccharomyces cerevisiae(맥주효모균) 또는 Saccharomyces boulardii(과일효모균)가 프로바이오틱스 제품인 S. boulardii를 섭취한 사람의 혈액배양샘플에서 드물게 발견된다. 우리가 자주 섭취하는 Lactobacilli와 관련된 진균혈증도 8번 정도 보고된 바 있다.

그 외에도 S. boulardii, L GG, Bacillus subtilis, Bifidobacterium breve 각각 또는 이들이 혼합된 프로바이오틱스 제품의 섭취가 폐혈증과 관련되어 있다는 보고서가 9건이 있다. Lactobacillus와 Streptococcus 프로바이오틱스때문에 심내막염이 발생되었음이 보고된 적도 있다. 

종합적으로 프로바이오틱스를 섭취하는 사람은 매우 많고 이 시장은 현재 상당히 큰 시장(식품, 식이보충제, 의약품)으로 성장하고 있다. 많은 사람들이 이 제품을 먹는 부분에 비해 이와 관련된 질환(진균혈증 등)의 보고서는 극히 드문 수준이지만, 관련된 질환 발생의 연관성을 완전히 무시할 수 없기 때문에 특정 질환 치료와 프로바이오틱스 사용의 연관성에 대한 언급은 섯부른 판단이 아닐까 한다. 

물론 치즈, 요거트를 비롯한 유제품, 김치, 된장 등을 비롯한 발효식품 등 식품으로서의 프로바이오틱스 섭취는 그 목적을 건강 전반에 관련된 증진 차원으로 본다면 적극 권장할 만하다. 그런 식품들로 자주 주기적으로 섭취하지 못하거나 아예 섭취하지 못한다면 기능성 식품 등을 이용해 보는 것도 나쁘지 않다.

프로바이오틱스 제품을 고른다면 제품들의 안정된 균주를 통해서 장내까지 도달하는지까지 살펴야 한다. 또한, 식품 섭취 등에 따라 장내 세균총이 상이해지기 때문에 이에 따라 대상자의 식품 섭취 패턴 등에 따른 특징이 잘 고려되었는가를 따져야 한다. 즉,

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① 한국인의 식생활 패턴을 고려한 프로바이오틱스인가?
② 좋은 균주가 다양하게 포함된 제품인가?
③ 좋은 균주를 충분하게 함유하였는가?
④ 섭취 시 활성을 유지할 수 있는가?
⑤ 음용 형태는 어떠한가?

한국인의 식생활 패턴을 고려한 프로바이오틱스인가? 라는 질문에 대하여 고려해야 하는 이유는 인체의 장내에 가장 많이 존재하는 균주인 락토바실러스 균주가 서양인과 동양인 사이에 다르기 때문이다. 쌀이 주식인 한국인과 밀가루가 주식인 서양인, 육류의 섭취 패턴과 양도 다른 양 인종 사이에 장내 균주의 조성은 10% 이상 상이하기 때문에 분명히 한국인의 식생활을 고려한 프로바이오틱스인가는 충분히 고려되어야 한다.

대부분 잘 알려진 균주에서 새로운 균주를 개발해내기 때문에, 새롭게 개발된 균주의 안전성, 안정성에 대한 부분은 자료가 부족하다고 볼 수 있다. 그렇기에 '인체에 좋은 균주이냐?' '좋은 균주를 충분하게 함유하였는가?'는 위에 언급된 부분을 충분히 고려하여야 한다. 여기에는 '섭취 시 활성을 유지할 수 있는가(생존능력)?'도 필수 고려사항이 된다. 

대중들에게 가장 잘 알려진 이슈는 많은 유산균 음료 제품 광고에서 볼 수 있듯이, '장까지 살아서 들어갈 수 있느냐?'와 '장에 프로바이오틱스균이 잘 안착될 수 있느냐?'이다. 실제로 많은 연구들에서 시중에 판매되는 프로바이오틱스 균주들이 대부분 위에서 살아남지 못함을 밝힌 바 있다. 그래서 프로바이오틱스 제조사들은 겹겹이 코팅하여 이들 유익균을 보호하려고 갖은 애를 다 쓰고 있다. 이들이 주장하는 것은 바로 장용성 캡슐로 프로바이오틱스를 둘러싼 캡슐이 위산에 견뎌서 장에 가서 녹고 안착된다는 캡슐 보호 프로그램을 말한다. 

다른 하나는 프로바이오틱스를 무용지물로 만들어 버리는 위산과 담즙산에 강한 균종을 섭취하는 방법이다. 상대적으로 최근에는 장용성 캡슐보다는 내성균주를 가장 최적의 타이밍에 섭취하는 것을 추천하고 있다. 그 이유는 프로바이오틱스가 장에만 서식하는 것이 아니라 구강(유산간균 등)부터 소장 하부(비피더스균 등)까지 생존 및 활동하기 때문이다. 그래서 실온생존력이 높은 Lactobacillus acidophilus DDS-1, LA-5이 가장 각광받는 균주로 식사 후에 혹은 찬 음식과 함께 섭취하는 것을 추천한다.

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실제로 프로바이오틱스의 섭취 타이밍과 관련하여 식전 VS 식후에 따른 논쟁이 있는데, 과거에는 기상 직후 공복에 음식물을 통해 위산, 담즙 분비가 되지 않은 상황에서 찬물을 300~500ml 마셔 위산을 희석시킨 후 섭취하는 것이 위산이나 담즙으로 부터 프로바이오틱스를 보호하는 가장 좋은 방법이라는 것이 알려졌고 대부분 그렇게 유산균을 섭취하였다.

하지만 현재는 공복 상태의 위내 산도보다 식사를 통해 음식물이 위에 있을 때 위내 산도가 더 낮다는 것이 알려졌고 이로 인해 음식물과 함께 섭취하는 것이 오히려 프로바이오틱스의 섭취를 돕고 일부 균종의 경우 음식물이 소화될 때 오히려 그 활력이 좋았으며 프로바이오틱스의 생존과 번식을 돕는 프리바이오틱스 식품들과 섭취는 더욱 도움이 되는 섭취법이기 때문이다.

가장 많은 연구결과를 가진 균주는 LGG로 불리는 Lactobacillus Rhamnosus GG가 대표적이다. 이 균주는 전세계적으로 1000건이 넘는 연구 결과를 보유하면서 190여 건의 인체적용 시험을 통해 효과 및 안전성이 인정된 균주이다. 이 균주는 단백질 분해효소를 많이 분비하며 선천적이거나 후천적인 면역 작용 모두를 증가시키는 작용을 한다. 또한, 장 상피세포에 부착하는 능력이 가장 뛰어나 클로스트리디움 디피실 감염에 의한 장염 발생을 억제하는 역할이 뛰어나다. 

결국 장기적으로 프로바이오틱스 섭취로 효과를 보려면 특정 분야의 치료 개선보다는 전체적인 건강 증진에 초점을 두어야 하며, 위에 언급한 사항들을 참고하여 발효 식품의 섭취와 함께 충분히 효과적인 균주를 충분하게 섭취해야 한다. 

스포츠영양사 우수 이호욱