이웃집과학자

우리 몸 속의 박테리아가 지방간을 유발할 수 있다고 합니다. <Cell Metabolism>에 게재된 논문에 따르면 이 미생물은 우리가 술을 마시지 않아도 알코올을 생성해 지방간으로 고통받게 만든다고 하는데요. 어떤 미생물일까요?

지방간은 간세포 내에 지방이 지나치게 많이 축적되는 질환을 말합니다. 정상적인 간에는 지방이 약 5% 존재하는데요. 지방을 과도하게 섭취하거나 간내 지방이 증가하고 지방 배출이 감소하면 간세포에 지방이 축적됩니다. 이럴 경우 간의 지방 함량이 5%에서 50%로 증가할 수 있습니다.

지방간은 알코올성 지방간과 비알코올성 지방간으로 나뉩니다. 알코올성 지방간은 술과 같은 알코올을 지속적으로 섭취해 발생합니다. 알코올을 마시면 간에 있는 알코올 분해 효소로 인해 간, 심장, 뇌에 손상을 주는 아세탈데하이드로 전환합니다. 이때 단백질과 지방의 분해가 순조롭게 이뤄지지 않아 간에 축적되죠. 간에 축적된 지방질은 지방간을 형성해 간 기능에 손상을 줍니다. 더 심해지면 알코올성 간염과 간경변으로 진행되죠. 후에는 간암이나 말기 간부전으로 이어져 사망 위험이 커집니다.

비알코올성 지방간은 음주와 관계 없이 간내 중성지방이 축적되는 지방간입니다. 만성 간 질환 중 가장 흔하며 제2형 당뇨병, 비만 및 대사증후군과 밀접하게 연관됐죠. 비알코올성 지방간은 '단순 지방간'과 '비알코올성 지방간염'을 포함합니다. 단순 지방간은 임상적으로 예후가 양호한 양성 질환입니다. 하지만 비알코올성 지방간염은 간경변이나 간암을 유발할 수 있는 질환입니다.

미국에서 지방간을 앓고있는 사람들 중 약 1/4이 비알코올성 지방간을 앓습니다. 또한 지역마다 다소 빈도의 차이가 있지만 전세계적으로 적게는 6.3% 많게는 33% 평균 약 20%의 지방간 환자가 비알코올성 지방간 환자라고 합니다. 

중국 과학원 우한 바이러스학연구소의 과학자 Di Liu의 연구진은 심각한 간 손상을 입은 환자가 '자가 양조 증후군(ABS)'이라는 희귀한 병을 만났을 때 장내 세균과 비알코올성 지방간 질환 사이의 연관성이 있음을 발견했습니다. ABS 환자들은 무알코올과 고설탕 음식을 먹은 후 술을 먹은 듯 취하게 됩니다. 이는 알코올 중독으로도 이어질 수 있죠. 연구진 중 한 명이자 제1저자인 Jing Yuan은 "처음에는 원인이 효모라고 추측했다. 하지만 해당 환자의 몸을 검사한 결과 효모는 오히려 음성이 나왔다"고 말했습니다.

연구진은 비알코올성 지방간의 원인을 장내 미생물과 연관해 연구를 진행했습니다. 연구진은 참가자들의 대변에 있는 박테리아를 분석했습니다. 48명은 질환이 없는 건강한 사람들이었고 43명은 비알코올성 지방간 질환을 앓았습니다. 비알코올성 지방간 환자들 중 32명은 비알코올성 지방간염이 있었죠.

분석 결과 연구진은 지방간을 가진 참가자들에게서 분리한 균주의 알코올 농도가 건강한 사람들의 균주보다 4~6배 많음을 발견했습니다. 연구진은 폐렴막대균(Klebsiella pneumoniae)이 환자들의 알코올 농도를 높인 원인임을 확인했습니다. 폐렴막대균은 장에서 흔하게 발견되는 세균인데요. 폐렴막대균은 다양한 부위에 감염을 일으켜 폐렴과 전립선염 등을 유발합니다.

연구진이 자세히 분석한 결과 참가자들 몸 속의 폐렴막대균이 내뿜는 알코올의 양이 달랐다고 합니다. 비알코올성 지방간을 앓는 참가자들 중 61%가 고농도의 알코올을 배출하는 폐렴막대균을 보유했습니다. 건강한 참가자들 중에서는 6.25%만의 알코올을 내뿜는 폐렴막대균을 가졌다는군요. 폐렴막대균은 설탕이 함유된 음식을 체내에서 알코올로 바꿔 결국 지방간을 유발한다고 합니다. 

연구진은 폐렴막대균이 지방간을 유발하는지 확인하기 위해 무균처리한 쥐에 폐렴막대균을 주사했습니다. 폐렴막대균은 ABS 환자에게서 분리했으며 고농도의 알코올을 배출했죠. 폐렴막대균을 주사한지 한 달 후 쥐들에게선 지방간이 발생하기 시작했습니다. 2달 후 쥐의 간에는 흉터가 생겼습니다. 이는 장기적인 간 손상이 발생했음을 의미했죠. 연구진은 해당 쥐들에게 폐렴막대균을 제거하는 항생제를 주사했습니다. 그 결과 쥐들의 상태는 호전됐습니다.

Yuan은 "비알코올성 지방간은 많은 원인을 갖는다. 우리의 연구는 폐렴막대균이 지방간의 원인 중 하나일 가능성이 높다. 이 박테리아는 알코올처럼 간을 손상시킬 수 있다"고 말했습니다. Liu는 "이 세균을 장내에 두면 몸이 지속적으로 알코올에 노출될 수 있다. 우리는 어떤 특정 요인이 폐렴막대균에 감염되게 하는지 알아볼 것"이라고 밝혔습니다.

##참고자료##

• Yuan, Jing, et al. "Fatty Liver Disease Caused by High-Alcohol-Producing Klebsiella pneumoniae." Cell Metabolism (2019). 
• 박건영 <영양과 질병예방> 
  
• 서종구, et al. "간농양을 동반하지 않은 폐렴막대균 다장기 감염 2 예." 감염과화학요법 40.6 (2008): 346-349. 
  
• 전재한. "비알코올성 지방간 (Non-alcoholic Fatty Lliver Disease) 의 정의, 병인, 자연경과." Journal of Korean Diabetes 15.2 (2014): 65-70. 
  
• Yoon, Seung Kew. "Diagnosis and treatment of fatty liver." The Korean Journal of Medicine 76.6 (2009): 677-679.