서론
지난 수십 년 동안 라틴 아메리카와 전 세계에서 건강과 질병의 패턴에 변화가 관찰되었으며, 만성 비전염성 질병(chronic non-communicable diseases)의 사례가 증가하고 있습니다.
장내 미생물군(intestinal microbiota)의 구성 변화는 이러한 질병의 발병에 기여할 수 있으며, 질병 관리에 유용할 수 있습니다.
이러한 맥락에서
케피어(kefir)와 같은 프로바이오틱(probiotic) 특성을 가진 발효 식품(fermented foods)의 소비가 장내 미생물군 조절 능력 덕분에 주목받고 있습니다.
케피어는 건강을 증진시키는 박테리아를 함유한 천연 음료로 상업적으로 활용될 가능성이 높아지고 있으며, 라틴 아메리카에서 국제적인 인기를 얻고 있습니다.
또한, 이 지역의 사회경제적 상황(socioeconomic situation)을 고려할 때 이러한 음료의 소비는 더욱 중요해 보이며, 이는 치료보다는 질병 예방의 필요성을 강조합니다.
이 서술적 리뷰에서
우리는 케피어가
비만(obesity),
당뇨병(diabetes mellitus),
간 질환(liver disease),
심혈관 질환(cardiovascular disorders),
면역력(immunity),
그리고 신경계 질환(neurological disorders)에 어떻게 작용할 수 있는지 논의합니다.
케피어에 존재하는 펩타이드(peptides), 생리활성 화합물(bioactive compounds), 그리고 특정 균주(strains)는 장내 미생물군 조성, 저등급 염증(low-grade inflammation), 그리고 장 투과성(intestinal permeability)을 조절할 수 있으며, 그 결과로 건강상의 이점을 가져올 수 있습니다.
또한 케피어는 장-뇌 축(gut-brain axis)에 직접적인 영향을 미쳐 신체의 항상성(homeostasis) 조절에 영향을 미칠 수 있으며, 대사 질환(metabolic diseases)의 예방을 위한 가능한 전략이 될 수 있습니다.
이러한 생리활성 화합물을 표준화하고, 케피어와 장내 미생물군 조절 간의 메커니즘을 더 잘 설명하기 위해 추가 연구가 필요합니다.
그러나 보고된 이점, 저비용, 그리고 간편한 준비 과정을 고려할 때, 케피어는 라틴 아메리카와 전 세계에서 미생물군 관련 질병을 예방하고 관리하기 위한 유망한 접근법으로 보입니다.
소개
지난 수십 년 동안 전 세계적으로 건강에 큰 변화가 관찰되었으며, 장내 미생물군(intestinal microbiota)의 변화도 포함됩니다.
어린 시절 장내 미생물군의 형성은 알레르기, 신경계 질환(neurological disorders), 비만(obesity)과 같은 인간 질병의 발달에 중요한 요소로 여겨지며, 이는 장내 미생물군이 건강을 유지하기 위한 새로운 전략의 발전에 중요한 역할을 한다는 것을 나타냅니다.
장내 미생물군은
인간의 장내에 서식하는 미생물들의 집합체로, 고세균(archaea), 박테리아(bacteria), 진균(fungi), 선충(helminths) 등을 포함합니다.
건강한 성인 개체의 장내 미생물군은 10^14(10의14승)개 이상의 미생물로 구성되어 있다고 여겨집니다.
세계소화기학회(World Gastroenterology Organization)에 따르면, 위(stomach)와 십이지장(duodenum)에는 주로 유산균(lactobacilli)과 연쇄상구균(streptococci) 같은 소수의 미생물만 존재합니다.
공장(jejunum)과 회장(ileum)에는 중간 정도의 미생물이 존재하며(10^4–10^7세포/그램), 대장(large intestine)에는 특히 혐기성 미생물(anaerobic microorganisms)이 많아 10^12세포/그램 이상의 미생물이 존재합니다.
이러한 미생물 다양성은 장내 미생물군이 인간 건강에 중요한 역할을 한다는 것을 시사하며, 과거에 생각했던 것과는 달리 미생물이 반드시 부정적이거나 질병의 원인이 아니며, 오히려 인간 숙주와 공진화하여 건강 유지에 중요한 역할을 할 수 있음을 보여줍니다.
인간 건강에 있어 박테리아의 중요성에 대한 지식은 150년 전으로 거슬러 올라가며, 발효 식품(fermented foods)이 이 맥락에서 중요한 역할을 합니다.
발효 과정을 통해
음식은 보존성 증가, 풍미 발달, 그리고 건강상의 이점으로 인해 인류의 진화에 기여했습니다.
소화 시스템을 견딜 수 있는 발효 식품에 존재하는 유익한 미생물들은 장에서 활동할 수 있습니다.
발효 식품은 장내 미생물군의 구성을 변화시키고, 장 투과성(intestinal permeability)을 개선하며, 장의 장벽 기능을 향상시킵니다.
또한, 발효 식품은 소화 효소(digestive enzymes)를 활성화하고, 단쇄 지방산(short-chain fatty acids) 및 비타민(vitamins) 생산을 도울 수 있습니다. 더불어 발효 식품은 프리바이오틱(prebiotic), 항균(antimicrobial), 항염증(anti-inflammatory), 항산화(anti-oxidant) 활동을 가진 생리활성 화합물(bioactive compounds)과 펩타이드(peptides)를 함유하고 있습니다.
따라서 발효 식품의 섭취는
- 대사 증후군(metabolic syndrome),
- 심혈관 질환(cardiovascular diseases),
- 당뇨병(diabetes),
- 암(cancer) 등의 특정 질병 발생 위험을 줄이고,
- 유당 불내증(lactose intolerance) 증상을 완화하며,
- 전반적인 면역력(immunity)과 건강을 증진시킬 수 있다고 보고되었습니다.
발효 식품 중에서도 프로바이오틱스(probiotics)가 두드러집니다.
정의에 따르면,
프로바이오틱스는 이를 섭취하는 사람에게 건강상의 이점을 제공하는 살아있는 미생물입니다.
Elie Metchnikoff의 연구(1907)부터 현재까지 Lactobacillus와 Bifidobacteria는 인간 건강에 중요한 역할을 하는 것으로 입증된 젖산균(lactic acid bacteria)의 중요한 종입니다.
또한, 장내 미생물군 변화에 의해 발생하는 질병의 시나리오에서 프로바이오틱스의 사용은 두드러지는데, 이는 프로바이오틱스가 점액(mucin) 생성, 병원체 부착 경쟁, 염증 조절, pH 변화, 사이토카인(cytokine) 생성뿐만 아니라 면역조절(immunomodulatory) 및 항염증(anti-inflammatory) 특성을 통해 장내 미생물군의 항상성(homeostasis)을 촉진하여 더 나은 건강 상태를 유지할 수 있기 때문입니다.
케피어(kefir)는 젖산균과 아세트산균, 효모(yeast)로 구성된 단일 배양물에 의해 형성되는 발효 제품입니다.
케피어는 저비용의 음식으로,
- 일반 대중이 접근할 수 있으며,
- 취급이 용이하고,
- 생리활성 화합물(bioactive compounds)로 인해 큰 기능적 잠재력을 가지고 있습니다.
케피어 섭취는 성인이나 동물에게 부정적인 영향을 미치지 않는 것으로 보입니다.
전유로 만든 케피어에는 높은 콜레스테롤 함량이 관찰될 수 있으며, 젖단백질(lacteal proteins)에 대한 불내증이 있는 사람들에게는 알레르기 반응이 나타날 수 있습니다.
이를 피하기 위해 우유를 물과 설탕으로 대체하면 케피어의 부작용이 없음을 강조할 수 있습니다.
케피어 펩타이드는 식이로 인한 비만을 가진 Sprague Dawley 쥐에서 비만과 관련된 지표를 개선할 수 있습니다.
이들은 지방산 합성 효소(fatty acid synthase, FAS) 효소를 하향 조절하고, 인산화 아세틸 CoA 카복실레이스(phosphorylated acetyl coenzyme A carboxylase, p-ACC) 단백질을 증가시켜 지방 합성을 억제하며, 지질 산화(lipid oxidation)와 AMP 활성화 단백질 키네이스(AMP-activated protein kinase, p-AMPK), 퍼옥시좀 증식 활성화 수용체 알파(peroxisome proliferator-activated receptor alpha, PPAR-α), 그리고 카르니틴 팔미토일트랜스퍼라제 1(carnitine palmitoyltransferase 1, CPT1)의 발현을 증가시키며; 염증 반응(inflammatory response)과 산화 조절(oxidative modulation)을 감소시킵니다—종양 괴사 인자 알파(tumor necrosis factor alpha, TNF-α), 인터류킨-1 베타(interleukin-1 beta, IL-1β), 그리고 형질전환 성장인자 베타(transforming growth factor beta, TGF-β) 사이토카인의 감소와 같은 효과를 나타냅니다(표 1).
또한, 케피어에서 발견되는 균주인 Lactobacillus harbinensis, Lactobacillus paracasei, 그리고 Lactobacillus plantarum은 담즙산과 염에 대한 내성, 장 점막에 대한 부착력, 그리고 항균 내성에 중요한 역할을 하며, 이는 케피어에 존재하는 박테리아가 위장관을 견디고 프로바이오틱 및 항산화 활동을 가질 수 있음을 나타냅니다.
표 1. 케피어 개입 연구의 주요 결과.
본문
- 라틴 아메리카의 케피어
비전염성 질환은 유전적, 심리적, 환경적, 행동적 요인을 포함한 장기간 지속되고 다인자적 원인을 갖는 질환입니다.
만성 질환이라고도 하며, 몇 가지 예로는 심혈관 질환, 암, 당뇨병이 있습니다.
우유 기반 발효 음료의 소비는 만성 비전염성 질환의 예방과 관련이 있으며, 요거트 소비와 체중 증가 감소, 비만 및 심혈관 질환 위험 감소 사이에 연관성이 있습니다.
발효유는 또한 락토스 소화를 돕고 칼슘과 단백질의 공급원이므로 흥미로운 영양가를 제공합니다.
요구르트와 발효 음료의 소비량은 국가마다 크게 다릅니다.
브라질의 소비량은 미국과 비슷하며, 아르헨티나와 칠레는 라틴 아메리카에서 소비량이 가장 높은 국가입니다.
만성 비전염성 질환의 발생과 직접적으로 관련된 음식 소비를 파악하는 것을 목표로 하는 미국 영양 및 건강 연구(ELANS)의 데이터에 따르면, 라틴 아메리카 인구의 <3.5%가 요거트를 많이 섭취합니다. 이 소비는 낮은 것으로 간주되며, 발효 음료가 이를 섭취하는 사람들의 건강을 개선하는 데 기여할 수 있고, 만성 비전염성 질환의 예방 및 치료에 기여하기 때문에 채워야 할 소비 격차가 있음을 나타냅니다.
브라질에서는 소득이 높은 계층에서 요거트 소비가 증가하고 있으며, 일반적으로 집 밖에서 소비하고 있습니다.
라틴 아메리카에서도 유사한 추세가 관찰되고 있으며, 주로 가장 젊고 사회경제적 수준이 높은 계층에서 소비합니다.
따라서 요거트 소비의 대안으로, 발효 제품인 밀크 케피어를 사용하는 것을 강조합니다.
밀크 케피어는 프로바이오틱스 함량과 생리활성 화합물의 존재로 인해 건강상의 이점이 있습니다.
만성 비전염성 질환을 치료하기 위한 의약품 및 보충제(예: 프로바이오틱스)는 라틴 아메리카 인구에게 상당한 비용이 들 수 있으며, 이로 인해 소비가 불가능해질 수 있습니다.
반면 케피어는 기부로 획득한 미끼를 사용하여 소비자가 직접 생산할 수 있어 생산 및 소비 비용이 크게 절감됩니다.
이를 통해 라틴 아메리카 인구의 더 많은 부분이 케피어를 사용할 수 있습니다.
또한 고소득 인구 사이에서도 케피어 소비가 두드러지는데, 이 계층에서는 케피어와 같은 더 건강하고 영양가 있는 음식을 찾는 경향이 있기 때문입니다.
케피어의 이점은 아직 라틴 아메리카 인구 사이에서 널리 알려지지 않았습니다.
그러나 이 발효 제품에 대한 과학적 관심은 라틴 아메리카의 더 많은 연구자들을 얻고 있습니다.
예를 들어, 케피어의 항진균 특성은 곡물 생산과 식품 보존 모두에서 연구되었습니다.
Gamba et al.의 연구에 따르면
케피어로 조리한 아레파(베네수엘라, 콜롬비아, 볼리비아, 파나마의 전형적인 요리)에서 자연 및 인공 진균 오염에 대한 상당한 저항성이 나타났습니다.
또한, 아레파는 케피어를 첨가한 후에도 기존 제품의 관능적 특성을 유지했으며 제품의 유효 수명이 향상되었습니다.
케피어를 사용하여 질병을 치료하는 것은 라틴 아메리카 연구자들에 의해 연구되었으며, 동물 모델에서 이 발효 음료를 섭취한 후 장내 결장의 전암성 병변이 감소하고 비만과 관련된 매개변수가 개선되는 것을 관찰했습니다. 락토오스 불내증과 골다공증이 있는 개인의 삶의 질이 더 좋아지는 것도 관찰되었습니다.
케피어가 장내 미생물군과 면역 체계의 조절에 미치는 영향을 분석하는 연구도 수행되었습니다.
또한, 포스트바이오틱스(식이 성분의 발효 과정에서 생성되는 대사산물과 인체 건강에 영향을 미치는 박테리아-숙주 상호작용에 의해 생성되는 내인성 성분)로 알려진 미생물 비케피어 분획은 대장균 , 살모넬라 균 및 바실러스 세레우스와 같은 병원성 박테리아에 대한 길항 작용으로 인해 널리 연구되었습니다.
이는 라틴 아메리카에서 생산되는 케피어가 실제로 건강에 잠재력이 있는 식품이며 라틴 아메리카 인구의 사용에 관심이 있음을 나타냅니다.
- 케피어(Kefir)와 장내 미생물군 조절 그리고 건강
장내 미생물군(intestinal microbiota)은 아케아, 진균, 기생충, 세균 등 다양한 미생물로 구성되어 있으며, 이들 미생물은 유바이오시스(eubiosis)와 디스바이오시스(dysbiosis)라는 두 가지 상태로 존재할 수 있습니다.
유바이오시스는 장내 미생물군이 환경, 식단, 물 섭취 등의 외부 요인에 적응하면서 균형을 유지하는 상태를 의미합니다.
반면, 특정 세균군의 과도한 성장, 병원성 세균의 과도한 증식, 항생제 사용, 생활 습관 변화 등은 장내 미생물군의 불균형인 디스바이오시스를 초래할 수 있습니다.
이 불균형 상태는 장과 연관된 여러 장기의 기능과 건강에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다.
장내 미생물군은 뇌, 간, 췌장, 심장 등 여러 장기의 기능에 영향을 미치며, 이들 장기의 발달과 성숙에도 중요한 역할을 합니다. 이러한 이유로, 장내 미생물군의 조절은 질병 예방 및 건강 유지에 있어 중요한 전략이 될 수 있습니다.
최근의 연구들은 비만 수술(bariatric surgery)과 분변 미생물 이식(fecal microbiota transplantation, FMT)과 같은 개입이 장내 미생물군의 조성을 변화시켜 대사 건강을 개선하는 데 효과적임을 보여줍니다.
예를 들어,
비만 환자를 대상으로 한 연구에서 비만 수술 후 장내 미생물군의 조성이 변화하면서 체중 감소와 대사 개선이 나타났습니다.
이 연구에서는 Firmicutes, Fusobacteria, Verrucomicrobia와 같은 세균 문(phyla)에서 변화가 관찰되었고, 특히 Akkermansia muciniphila라는 종이 증가했습니다.
이 종은 지질 대사와 관련이 있으며, 염증성 반응을 감소시키고 혈당, 인슐린, 렙틴, 중성지방 수치를 개선하는 데 도움을 주는 것으로 알려져 있습니다.
또한, FMT는 장내 미생물군을 효과적으로 조절하는 방법으로 떠오르고 있습니다.
한 연구에서 비만 환자에게 건강한 기증자의 분변 미생물을 캡슐 형태로 이식한 결과, 이들의 장내 미생물군 조성이 기증자의 미생물군과 유사해지는 변화가 관찰되었습니다.
이 과정에서 쓸개즙 산(taurocholic acid)의 감소가 확인되었으며, 이는 장내 미생물군의 변화와 밀접한 관련이 있습니다.
쓸개즙 산은 장내 미생물군에 의해 생성되며, 그 조성은 건강 상태나 질병 상태에 영향을 줄 수 있습니다.
이 연구는 FMT가 장내 미생물군 조절을 통해 비만 및 기타 대사 질환을 개선하는 데 도움이 될 수 있음을 시사합니다.
케피어(kefir)는 발효유의 일종으로, 장내 미생물군 조절에 효과적인 것으로 알려져 있습니다.
쥐를 대상으로 한 연구에서는
케피어 섭취가 장내 미생물군의 병원성 세균인 장내세균과(Enterobacteriaceae)의 감소와 유산균(Lactobacillus), 유산구균(Lactococcus)의 증가를 유도하는 것으로 나타났습니다.
또한, Firmicutes와 Proteobacteria의 감소 및 Bacteroidetes의 증가가 관찰되었습니다.
이러한 변화는 장내 미생물군의 건강한 조성을 유지하는 데 중요한 역할을 합니다.
비슷한 연구에서 개를 대상으로 한 실험에서도
케피어가 장내 미생물군을 긍정적으로 조절하는 효과가 확인되었습니다.
이 연구에서는 Firmicutes:Bacteroidetes 비율이 감소하고, 유산균:장내세균과 비율이 증가하여 동물의 건강이 개선된 것으로 나타났습니다.
이는 케피어가 장내 미생물군의 구성과 기능을 조절하여 전반적인 건강에 긍정적인 영향을 미칠 수 있음을 시사합니다.
인간을 대상으로 한 연구에서도
케피어 섭취 후 장내 미생물군의 변화가 확인되었습니다.
메타볼릭 증후군(metabolic syndrome) 환자에게 12주간 케피어를 보충한 연구에서는 Actinobacteria의 증가와 Bacteroidetes, Firmicutes의 변화를 포함한 장내 미생물군의 조절이 관찰되었습니다.
이러한 조절은 단식 인슐린 수치, 인슐린 저항성 지수(HOMA-IR), 염증성 사이토카인인 TNF-α와 인터페론 감마(IFN-γ) 수치 감소, 수축기 및 이완기 혈압 감소와 관련이 있었습니다.
또한, 체중 증가와 BMI는 Firmicutes와 Proteobacteria의 상대적 풍부도와 양의 상관관계를 보였으며, Clostridia의 상대적 풍부도와는 음의 상관관계를 나타냈습니다.
이 외에도 장내 미생물군의 조성과 체지방량, 허리둘레, LDL 콜레스테롤, 호모시스테인, 인슐린, 혈압 사이에 유의미한 상관관계가 있었습니다.
장내 미생물군의 조성은 나이, 성별, 초기 장내 미생물군 형성, 식이 섭취(특히 섬유질 섭취), 생활 습관, 약물 사용(특히 항생제) 등 다양한 요인에 의해 영향을 받을 수 있습니다.
따라서 케피어 섭취가 장내 미생물군의 변화를 통해 메타볼릭 증후군 환자의 대사 건강을 개선할 수 있다는 연구 결과는 매우 중요하며, 추가 연구의 필요성을 제기합니다.
- 케피어의 건강상 효능과 효과
1.1 비만과 케피어
제왕절개나 분유 수유와 같은 소아기의 장내 미생물 군집 형성의 불균형 및 기타 결정 요인은 소아와 성인 모두에서 비만이 발생할 위험이 더 높은 것과 관련이 있습니다.
항생제, 특히 마크로라이드, 아목시실린, 세프디니르, 반코마이신, 테트라사이클린으로 치료받은 어린이는 비만 발생률이 더 높았습니다.
항생제는 장내 미생물 군집의 구성을 변경하여 불균형 상태로 이어질 수 있기 때문입니다.
또한 장내 미생물 군집은 비만 및 부영양화 상태에서 입증 가능하게 다르며, 이는 장내 미생물 군집과 비만 간의 관계를 강화합니다.
따라서 체지방이 과도하거나 축적되어 건강 위험이 증가하는 비만 및 과체중도 장내 미생물 군집의 영향을 받을 수 있습니다.
케피어는
탄수화물과 지질의 소화와 관련된 효소를 억제하여
비만에 효과가 있을 수 있으며,
이로 인해 에너지 방출이 감소합니다.
예를 들어,
Tiss et al.은 두유에서 생산된 케피어를 첨가한 발효 음료를 사용하여 고칼로리 식단으로 유발된 비만인 쥐의 시험관 내 및 장, 췌장에서 리파아제와 α-아밀라아제의 활성을 평가했습니다 ( 표 1 ).
시험관 내 분석 에서 이 연구는 케피어가 α-아밀라아제와 췌장 리파아제를 억제하는 능력을 보여주었습니다. 저자들은 이 능력이 발효 과정 후 음료에 존재하는 제니스타인, 다이드제인, 글리시테인과 같은 이소플라본 아글리콘의 존재와 관련이 있다고 추정했습니다.
생체 내 섹션에서 발효 음료를 섭취한 비만 동물은 신체 활동을 수행하도록 더 많은 자극을 받았습니다. 케피어를 섭취한 그룹에서 장 및 췌장 리파아제 활동이 감소하여 총 콜레스테롤과 LDL 콜레스테롤이 감소하고 HDL 콜레스테롤 비율이 증가하고 체중이 감소했습니다.
장 및 췌장 α-아밀라아제 활동의 억제와 그에 따른 혈당 감소, 간 및 신장 조직을 독성으로부터 보호하는 것도 케피어 섭취 후에 관찰되었습니다. 즉, 이 발효 음료는 비만과 관련된 매개변수를 역전시킬 수 있었습니다.
Bourrie et al.은 또한 지방에서 40% 칼로리, 콜레스테롤 1.25%의 식단으로 유도된 비만이 있는 C57BL/6 암컷 마우스에서 체중 증가와 혈장 콜레스테롤 감소와 관련하여 케피어를 평가했습니다. 동물들은 12주 동안 100 μL의 케피어 또는 우유를 섭취했고, 전통적인 케피어 4가지 음료와 상업용 케피어 1가지 음료를 섭취했습니다( 표 1 ).
전통적인 케피어 중 두 유형은 체중 증가와 혈장 콜레스테롤을 감소시켰고 한 유형은 간 중성지방 축적을 감소시켰는데, 이는 대사 기능을 개선하여 비만을 조절하는 잠재력을 나타냅니다. 결과의 차이는 발효 음료의 미생물 구성, 점도 및 pH가 다르기 때문입니다.
Kim et al.은 고지방 식이로 유발된 비만과 비알코올성 지방간 질환이 있는 C57BL/6 마우스에서 케피어의 항비만 효과를 평가했습니다 ( 표 1 ).
Lactobacillus kefiri DH5 균주는 장 내강의 콜레스테롤을 감소시키고 지방 조직의 PPARα를 상향 조절하여 체중, 지방 조직 및 혈장 지질 매개변수를 감소시킬 수 있었습니다.
PPARα는 지질 산화 과정과 그에 따른 탄수화물 및 지질 대사에 관여하는 전사 인자로, 이의 활성화가 간 지방변성 및 염증의 증가와 관련이 있다고 지적합니다.
또한 이 균주를 섭취한 동물은 장내 미생물군 구성에 차이가 있었으며, 보충되지 않은 동물에 비해 Proteobacteria와 Enterobacteriaceae의 수가 적었습니다.
이러한 결과는 Lactobacillus kefiri DH5가 비만 치료를 위한 잠재적인 프로바이오틱스 균주임을 시사합니다.
Lim et al.은 케피어 알갱이에서 추출한 엑소폴리사카라이드의 효과를 평가하여 발견된 유익한 효과가 케피어에 존재하는 박테리아가 생성하는 엑소폴리사카라이드의 점도와 관련이 있을 수 있음을 보여주었습니다( 표 1 ).
저자들은 엑소폴리사카라이드가 지방 생성을 공급하여 시험관 내에서 비만을 억제할 수 있다는 것을 관찰했습니다 . 또한, 체중 증가, 지방 조직 무게 및 혈장 매우 저밀도 지단백 콜레스테롤 농도(VLDL)가 생체 내에서 감소했습니다.
이러한 생체 내 결과는 박테리아 대사 산물의 존재와 식욕을 억제하고 에너지 소비와 포도당 및 지질 흡수를 감소시키는 제품의 점도에 의해 설명됩니다.
또한 케피어 엑소폴리사카라이드의 공급은 Akkermansia 의 풍부함을 증가시킬 수 있었습니다.
* Akkermansia muciniphila 는 인간 대변에서 분리된 인간 장내 공생균입니다.
*아케르만시아 무시니필라(Akkermansia muciniphila)는
- 섭취하는 식단에 따라 변화를 겪고,
- 장내 미생물군을 조절하고,
- 지방 조직의 염증 상태를 변화시키고,
- 체중, 비만, 염증 마커 및 생화학적 매개변수와 같은 대사 매개변수를 개선하여
비만 치료에 큰 잠재력을 시사합니다.
1.2 당뇨병과 케피어
당뇨병(diabetes mellitus)의 발병은 만성 저등급 염증(low-grade chronic inflammation)과 관련이 있습니다.
장내 미생물군 불균형으로 인해 장내 투과성이 변화하고, 이는 염증을 촉진하여 전신적인 인슐린 저항성을 유발하고, 결국 당뇨병으로 이어집니다.
또한 임신 중 모체의 건강 상태, 제왕절개 출산, 어린 시절 항생제 사용, 그리고 아동기 장내 미생물군의 불균형과 같은 요인들도 당뇨병 발병과 관련이 있습니다.
한 연구에서 Wistar 쥐에게 모노소듐 글루타메이트(Monosodium glutamate)로 대사 증후군을 유도한 후, 전유(whole milk) 케피어를 10주간 경구 투여했을 때, 인슐린 저항성이 감소하는 효과가 관찰되었습니다.
이러한 결과는 쥐들이 섭취한 칼슘 함량과 케피어 발효 중 생성된 생리활성 물질들 덕분으로 설명되며, 케피어가 근육 세포의 포도당 흡수를 촉진하여 인슐린 저항성을 감소시켰음을 보여줍니다.
또한, 케피어에서 분리된 Lactobacillus mali APS1 균주는 당뇨병 치료에 유용할 수 있습니다. 고지방 식이를 한 쥐를 대상으로 한 연구에서 이 균주를 투여한 결과, 혈당 수치와 HOMA 지수가 감소했으며, 글루카곤 유사 펩타이드(GLP-1)와 부티레이트(butyrate) 수치가 증가했습니다.
HOMA 지수의 감소는 당 조절을 의미하고, GLP-1의 증가는 식욕 조절과 췌장의 베타 세포 보호, 즉 당 대사(homeostasis)를 유지하는 데 필수적인 인슐린 생산 세포의 보호를 시사합니다.
또한, 최근의 리뷰에서는 당뇨병에서 장내 미생물군 불균형의 특징으로 부티레이트 수치가 감소하는 것을 논의하고 있으며, 이러한 연구 결과는 긍정적인 결과를 보여줍니다.
사람을 대상으로 한 연구에서도 케피어가 당뇨병 치료에 유익한 역할을 한다는 것이 관찰되었습니다.
35세에서 65세 사이의 60명의 당뇨병 환자를 대상으로 한 연구에서, 환자들은 케피어 프로바이오틱 그룹과 일반 발효유 그룹으로 나뉘어 각각 600mL/일의 음료를 8주간 섭취했습니다.
연구 결과,
케피어를 섭취한 그룹은 공복 혈당과 당화혈색소 수치가 감소하여 다른 발효 음료를 섭취한 그룹보다 더 나은 혈당 조절 효과를 보였습니다.
케피어의 이러한 건강상 이점은 주로 락토바실러스와 비피도박테리움과 같은 프로바이오틱스 성분 덕분으로 설명됩니다.
이들 박테리아는 인슐린 촉진 펩타이드와 글루카곤 유사 펩타이드의 생성을 자극하여
- 근육 세포의 포도당 흡수를 증가시키고,
- 간 글리코겐 생산을 촉진하여 혈류 내의 포도당을 효과적으로 이용하게 만듭니다.
이러한 메커니즘을 통해 케피어는 당뇨병 관리에 기여할 수 있습니다.
1.3 간 질환과 케피어
간 질환(Liver Diseases)은 장내 미생물군의 변화와 밀접한 연관이 있으며, 특히 비알코올성 지방간 질환(NAFLD)의 경우 장내 미생물군의 디스바이오시스가 주요 원인으로 작용할 수 있습니다.
NAFLD는 간에 과도한 지방이 축적되어 염증과 섬유화로 이어지는 질환으로, 이는 결국 간경변이나 간암으로 발전할 수 있습니다.
케피어는 이러한 간 질환의 예방 및 치료에 유익한 영향을 미칠 수 있습니다.
- 장내 미생물군의 균형을 조절하여 염증 반응을 억제하고,
- 간 세포 내 지질 축적을 감소시키는 효과가 있습니다.
특히 Lactobacillus plantarum과 같은 케피어 내 유익균은
- 간 보호 작용을 나타내며, 간 기능을 개선하는 데 도움을 줄 수 있습니다.
- 또한, 산화 스트레스를 줄이고,
- 간 세포의 재생을 촉진하여 간 질환의 진행을 억제하는 데 기여합니다.
1.4 심혈관 질환과 케피어
심혈관 질환(Cardiovascular Diseases)은 전 세계적으로 주요 사망 원인 중 하나이며, 이는 염증, 지질 이상증, 고혈압과 같은 다양한 위험 요인과 관련이 있습니다.
장내 미생물군의 변화는 심혈관 질환의 발병에 중요한 역할을 합니다.
특히, 장내 미생물군이 생성하는 트리메틸아민 N-옥사이드(TMAO)는 동맥경화와 같은 심혈관 질환의 위험을 높이는 것으로 알려져 있습니다.
케피어는 이러한 심혈관 질환의 예방 및 관리에 효과적일 수 있습니다.
- 혈압을 조절하고,
- 혈관 염증을 감소시키며,
- 지질 프로필을 개선하여 심혈관 질환의 위험을 줄입니다.
케피어에 포함된 펩타이드(Peptides)와 생리활성 화합물은
- 혈중 콜레스테롤 수치를 낮추고,
- 동맥경화성 플라크의 형성을 억제하여 심혈관 건강을 증진시킵니다.
- 또한, 케피어는 혈관 내피 기능을 개선하여 심혈관 질환의 예방에 기여합니다.
1.5 면역 조절과 케피어
케피어는 면역 체계의 조절에 중요한 역할을 합니다.
장내 미생물군은 면역 체계의 발달과 기능에 밀접하게 연관되어 있으며, 케피어는 장내 미생물군의 균형을 유지하여 건강한 면역 반응을 촉진할 수 있습니다.
연구에 따르면,
- 케피어는 장내 면역글로불린 A(IgA) 생성을 촉진하여 장벽 기능을 강화하고,
- 병원성 미생물의 침입을 방지하는 데 도움을 줍니다.
- 또한, 케피어는 Lactobacillus rhamnosus와 같은 프로바이오틱스 균주를 통해 염증성 사이토카인의 생성을 억제하고,
- 항염증성 사이토카인의 분비를 촉진하여 면역 조절을 도와줍니다.
이러한 기능은 자가면역 질환이나 알레르기와 같은 면역 관련 질환의 예방에도 긍정적인 영향을 미칠 수 있습니다.
1.6 신경계 질환과 케피어
장-뇌 축(Gut-Brain Axis)은 장내 미생물군과 신경계 간의 상호작용을 설명하는 개념으로, 최근 많은 관심을 받고 있습니다.
장내 미생물군은 신경전달물질의 생성과 신경 염증에 영향을 미치며, 이는 불안, 우울증, 인지 기능과 같은 신경계 건강에 직간접적인 영향을 미칩니다.
케피어는 이러한 장-뇌 축을 조절하여 신경계 건강을 개선하는 데 기여할 수 있습니다.
특히, 케피어는
- 장내 세로토닌(Serotonin) 대사를 조절하여 기분을 안정시키고,
- 불안과 우울증을 완화하는 효과가 있습니다.
- 또한, 케피어의 항염증 능력은 신경 염증을 억제하여 뇌의 기능을 보호하고,
- 인지 기능을 향상시키는 데 도움을 줍니다.
이는 케피어 섭취가 신경계 질환 예방과 치료에 중요한 역할을 할 수 있음을 시사합니다.
이와 같이 케피어는 다양한 만성 질환의 예방과 치료에 있어 중요한 역할을 할 수 있는 발효 식품으로, 장내 미생물군의 조절을 통해 체계적인 건강 증진을 도모합니다.
이러한 케피어의 건강상 이점은 향후 더욱 폭넓은 연구와 상업화를 통해 지속적으로 확장될 것으로 기대됩니다.
- 라틴 아메리카에서의 케피어 상업화와 전망
라틴 아메리카에서 케피어는 비전염성 질환의 예방 및 치료를 위한 대안으로 주목받고 있습니다.
케피어는 저렴한 비용과 손쉬운 제조 과정으로 인해 다양한 사회경제적 계층에서 접근할 수 있는 식품입니다.
특히, 라틴 아메리카에서 케피어의 상업적 가능성은 매우 크며, 국제적인 인기를 얻고 있습니다.
2016년 라틴 아메리카 케피어 시장 규모는 1억 5,080만 달러에 달했으며, 2021년까지 2억 470만 달러로 성장할 것으로 예상됩니다.
<그림 1> 장내 미생물 군집의 변화 역학은 dysbiosis와 같은 바람직하지 않은 변형으로 이어질 수 있으며, 저급 염증 관련 만성 질환을 유발할 수 있습니다.
반면, 케피어와 같은 프로바이오틱스와 발효 음료의 사용은 유기체 항상성 조절에 영향을 미쳐 장-뇌 축에 직접적인 영향을 미쳐 대사 질환을 예방할 수 있는 가능한 전략이 될 수 있습니다.
결론
케피어는 장내 미생물군을 조절하여 비만, 당뇨병, 간 질환, 심혈관 질환, 면역 및 신경계 질환 등 다양한 만성 비전염성 질환의 예방과 치료에 기여할 수 있는 잠재적인 발효 식품입니다.
케피어의 프로바이오틱스 활성이 장내 미생물군의 균형을 회복시켜 건강을 증진시키는 효과를 나타냅니다.
라틴 아메리카에서 케피어의 상업적 잠재력은 매우 크며, 향후 케피어의 생산 및 소비가 더욱 확산될 것으로 기대됩니다.
그러나 케피어의 효과를 최적화하기 위한 추가 연구가 필요하며, 표준화된 생산 프로토콜의 개발도 중요한 과제가 될 것입니다.
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