매그너스가 답합니다

프로바이오틱스와 위산, 질문이 틀렸습니다

일부는 그렇습니다. 아포를 만드는 균은 구조 덕에 살아남고, 여린 균주는 대개 그러지 못하지만 코팅과 식사가 확률을 높입니다. 생존은 잘못된 결승선입니다. 사람의 장 점막을 들여다본 유일한 연구에서 삼킨 균주는 여정 뒤에도 살아 있었지만, 어떤 사람에게는 자리를 잡고 어떤 사람에게는 잡지 못했습니다. 지나가는 것은 들어와 사는 것이 아닙니다.

식사와 함께? 빈속에? — 한낮 구내식당 식탁에서 점심을 앞에 둔 남성

프로바이오틱스 속 세균이 정말 살아서 도착하는지, 아니면 가는 길에 위가 죽여 버리는지 궁금하실 겁니다. 맞는 질문이고, 그 질문은 더 중요한 두 번째 질문을 엽니다.

위산이 삼킨 세균에게 실제로 하는 일

위는 세균에게 그저 불쾌한 곳이 아닙니다. 화학 필터이고, 삼켜진 세포 대부분은 그것을 통과하지 못합니다.

제가 아는 가장 선명한 측정은 브리티시컬럼비아대학의 Woodward 연구진에게서 나왔는데, 이들은 영리한 일을 했습니다. 세균 집단에 서로 구별되는 유전자 바코드를 2 000개 넘게 붙여 생쥐에게 먹인 다음, 그 계통 가운데 몇 개가 아래쪽에서 여전히 나타나는지 셌습니다 1. 잃는 것이 없었다면 수천 개를 찾았어야 합니다. 이들이 찾은 것은 평균 12에서 43이었습니다 1. 산을 막는 약으로 위의 pH를 먼저 올리자, 상부 소장에서 창시 계통의 수가 최대 6.8배까지 늘었습니다 1.

단서는 소리 내어 말해 두겠습니다. 그것은 생쥐였고, 대상 균은 프로바이오틱스가 아니라 장 병원균이었습니다. 당신 안에서 Lactobacillus에게 무슨 일이 생기는지는 말해 주지 않습니다. 그 연구가 보여 주는 것은 — 형용사가 아니라 숫자로 — 그 장벽의 모양입니다. 산은 삼켜진 집단을 점잖게 솎아 내지 않습니다. 다양성을 목 졸라, 살아남은 한 줌이 그 뒤의 모든 것을 세우게 만듭니다.

그 연구에서 하나 더 간직할 만한 세부가 있습니다. 마케팅이 빼놓는 것이 바로 이것이기 때문입니다. 위의 pH를 올려도 아래쪽의 총 세균 수는 유의하게 달라지지 않았습니다 1. 더 많은 계통이 통과했을 뿐, 머릿수는 움직이지 않았습니다. 생존과 양은 같은 측정이 아니고, 그 어느 쪽도 이득은 아닙니다.

일러스트: 단단한 껍질의 아포를 품은 막대균 하나와 자유로운 아포 셋이 산 속에서 멀쩡한데, 주위의 여린 막대균들은 무너진다

아포는 다른 물건입니다, 세포가 아니라 씨앗

여기서는 답이 정말로 균에 따라 갈리고, 마케팅 때문이 아닙니다.

요구르트에 든 것 같은 평범한 젖산균은 위산을, 지켜야 할 막을 가진 살아서 대사하는 세포로 만납니다. 아포를 만드는 세균은 아포로 만납니다. 잠들어 있고, 물기가 빠졌고, 갑옷을 둘렀습니다. 아포는 바로 그러라고 있는 것입니다. 상표가 아니라 물리적인 물건이 다른 것입니다.

밀라노의 Duncan 연구진은 그런 균주 하나인 Heyndrickxia coagulans LMG S-24828 — 제품 표시에는 아직 옛 이름인 Bacillus coagulans로 흔히 적히는 균입니다 — 을 시험관 소화와 생체 소화로 따라가며, 사람의 장에서 튼튼한 생존과 뚜렷한 아포 발아의 근거를 보고했습니다 3. 그러니 아포 경로는 실재하고, 유리 기구 안에서만이 아니라 사람에게서 확인됐습니다.

그다음은 단서인데, 작은 단서가 아닙니다. 그것은 한 균주, 한 연구였고, 그 균주를 공급하는 회사의 직원이 공저자였습니다 3. '아포를 만드는 균은 산에서 살아남는다'는 아포에 대한 진술입니다. 그것을 바탕으로 만든 모든 제품에 대한 약속이 아닙니다.

캡슐과 코팅, 그리고 무엇과 함께 삼키는가

다른 지렛대는 포장이고, 여기에는 붙들어 둘 만한 숫자가 있습니다.

Surono 연구진은 프로바이오틱스 두 균주를 컴퓨터로 제어하는 사람 상부 소화관 동적 모형에 통과시켰습니다. 맨 세포로는 Lactobacillus plantarum IS‑10506이 약 18.5 %, Enterococcus faecium IS‑27526이 15.0 %의 생존율로 끝단에 나왔습니다 2. 미세캡슐에 넣자 L. plantarum은 84.5 %까지 올랐고, E. faecium은 거의 움직이지 않아 15.7 %에 그쳤습니다 2. 같은 코팅, 같은 모형, 반대의 결과. 캡슐화는 보편적인 해결책이 아닙니다. 감싸는 균주마다 따로 입증해야 하는 해결책입니다.

음식도 중요한데, 완충한다는 시시한 이유에서입니다. Bove 연구진은 L. plantarum WCFS1을 여러 운반체에 담아 구강-위-장 모의장치에 통과시켰고, 복잡하고 영양이 풍부한 기질에서 생존율이 더 높았습니다 9. Pitino 연구진은 L. rhamnosus 일곱 균주를 모형 치즈 안에 담아 동적 위 모형에 통과시켜 좋은 생존율을 기록했는데, 일곱 가운데 셋은 위 단계에서 기준 균주인 L. rhamnosus GG보다 오래 버텼습니다 6. 식사와 함께 삼킨 캡슐은 빈속에 삼킨 캡슐과 다른 위 속에 있습니다.

일러스트: 삼킨 세균이 위산을 지난다. 맨 막대균은 대개 무너지고 아포와 껍질에 싸인 덩어리는 온전히 통과하며, 장 점막에서 둘은 점액에 자리 잡고 나머지는 흘러 지나간다

생존 연구가 실제로 재는 것

위의 숫자는 거의 전부 사람이 아니라 기계에서 나옵니다. 이런 모의장치는 표준화돼 있고 반복 가능하며 쓸모가 있습니다. 그리고 당신은 아닙니다.

재는 것도 좁습니다. 끝단에서 집락형성단위를 몇 개나 회수할 수 있는가. 도착한 세포가 무언가를 했는지는 재지 않습니다. Ghelardi 연구진은 세계 여러 곳에서 팔리는 프로바이오틱스 제형 21종을 시험해, 모의 위액과 장액에서의 생존성이 제품마다 크게 달랐고 그중 네 제품의 미생물이 산성 단계와 알칼리 단계를 모두 견뎠다고 보고했습니다 5. 그 연구는 표시가 대체로 정직했고 이따금 그렇지 않았다는 것도 찾아냈습니다. 한 제품은 표시보다 살아 있는 미생물이 적었고, 한 제품에는 표시되지 않은 두 종이 들어 있었으며, 한 제품에는 표시된 균주가 빠져 있었습니다 5. 이 연구의 여덟 저자 가운데 둘이 프로바이오틱스를 파는 회사에서 일한다는 것을 알고 읽으시기 바랍니다 5. Kesavelu 연구진은 인도에서 의약품으로 팔리는 제품 20종을 시험해, 표시된 내용과 측정된 내용이 잘 맞지 않는다고 보고했습니다 8. 어떤 균주가 당신의 위를 견디는지 묻기 전에, 그 균주가 병 안에 있기는 했는지 묻는 것이 공평합니다.

살아남는 것은 자리 잡는 것이 아닙니다

이제 당신의 질문을 다시 짜는 대목입니다.

바이츠만연구소의 Zmora 연구진은 건강한 자원자에게 열한 균주 프로바이오틱스를 주고, 거의 아무도 하지 않는 일을 했습니다. 대변을 읽는 대신 내시경을 넣어 장 점막을 직접 채취한 것입니다 4. 균주들은 위장관을 지난 뒤에도 살아 있었습니다. 살아남았습니다 4. 그러나 그것들이 점막에 자리를 잡았는지는 사람마다, 부위마다, 균주마다 달랐고, 그 사람 자신의 기준 숙주 특성과 미생물 특성이 미리 그려 놓았으며 — 그리고 기억해야 할 문장은 이것인데 — 대변에 나타나는지로는 전혀 알 수 없었습니다 4.

그러니 어떤 제품은 모든 생존 시험을 통과하고 당신의 대변에 나타나고도 어디에도 자리 잡지 않았을 수 있습니다. 지나가는 것은 들어와 사는 것이 아닙니다.

같은 연구진의 동반 논문은 불편한 것을 하나 더합니다. 항생제 뒤에는 프로바이오틱스가 사람의 점막에 더 쉽게 자리 잡았고, 그와 함께 그 사람 자신의 미생물이 저절로 회복되는 경우에 견주어 뚜렷이 늦고 오래도록 불완전한 귀환이 따라왔습니다 7. 더 많이 자리 잡는 것이 저절로 더 좋은 일은 아니었습니다.

정직한 결론

그렇습니다. 일부 프로바이오틱스는 위산을 견딥니다. 아포를 만드는 균은 구조 덕분에 견디고 3, 여린 균주는 수십 퍼센트의 낮은 쪽에서 견디는데, 그 균주에 대해 시험된 코팅 안에 있으면 더 낫고, 음식과 함께라면 더 낫습니다 29.

다만 미생물학자에게서 한 가지만 가져가신다면 이것입니다. 생존은 입장권이지 공연이 아닙니다. 그 균은 일할 수 있는 곳에 닿아야 하고, 거기서 측정할 수 있는 무언가를 해야 하며, 당신이 계속 먹는 동안 그것을 계속해야 합니다. 그러니 제조사에는 당신이 정말로 신경 쓰는 결과를 측정한 시험을 요구하세요. 반대쪽 끝에서 세포가 몇 개 나왔는지 센 시험이 아니라.

핵심 사실

  • 장 병원균에 바코드를 붙인 생쥐 실험에서, 서로 구별되는 계통을 2,000개 넘게 지녔던 집단이 조사한 장 부위마다 평균 12~43개의 창시 계통으로 줄었습니다.1
  • 산을 막는 약으로 위의 pH를 올리자 상부 소장의 창시 계통이 최대 6.8배로 늘었지만, 총 세균 수는 유의하게 달라지지 않았습니다.1
  • Lactobacillus plantarum IS‑10506의 맨 세포는 상부 소화관 동적 모형에서 18.5 %가 살아남았고, 미세캡슐에 넣자 같은 균주가 84.5 %에 이르렀습니다. 반면 Enterococcus faecium IS‑27526은 15.0 %에서 15.7 %로 움직였을 뿐입니다.2
  • 아포를 만드는 균주 Heyndrickxia coagulans LMG S-24828은 사람의 장에서 튼튼한 생존과 뚜렷한 아포 발아의 근거를 보였습니다. 한 균주, 업계가 공저한 한 연구입니다.3
  • 건강한 자원자에게 준 열한 균주 프로바이오틱스에서 균주들은 장을 지난 뒤에도 살아 있었지만, 점막에 자리 잡았는지는 사람마다, 부위마다, 균주마다 달랐고 대변으로는 짐작할 수 없었습니다.4
  • 세계 여러 곳에서 팔리는 프로바이오틱스 제형 21종에서 모의 위액과 장액에 대한 생존성은 편차가 매우 컸고, 그중 네 제품의 미생물이 산성 단계와 알칼리 단계를 모두 견뎠습니다.5

자주 묻는 질문

프로바이오틱스는 식사와 함께 먹어야 하나요, 빈속에 먹어야 하나요?

발표된 역학은 식사 쪽을 가리키는데, 이유는 시시합니다. 식사가 위를 완충하기 때문입니다. Bove 연구진은 구강-위-장 모의장치에서 Lactobacillus plantarum WCFS1이 복잡하고 영양이 풍부한 운반체에서 더 잘 살아남는 것을 보았고, Pitino 연구진은 모형 치즈에 담은 Lactobacillus rhamnosus 일곱 균주에서 좋은 생존율을 기록했습니다. 둘 다 사람이 아니라 실험실 모형이었고, 어느 쪽도 실제 제품을 식사와 함께 준 경우와 그러지 않은 경우를 건강 결과로 견주지 않았습니다. 지시가 아니라 그럴듯한 역학으로 받아들이세요.

캡슐과 코팅이 정말 도움이 되나요?

때로는, 그리고 균주마다 다릅니다. 같은 상부 소화관 동적 모형에서 미세캡슐화는 한 균주를 네 배 넘게 끌어올려 18.5 %에서 84.5 %로 만들었고, 다른 균주는 15.0 %에서 15.7 %로 사실상 제자리에 두었습니다. 정직한 모양이 그렇습니다. 코팅은 기술의 성질이 아니라 짝의 성질이고, 감싸는 균에 대해 따로 입증해야 합니다.

아포 기반 프로바이오틱스가 Lactobacillus 제품보다 나은가요?

산을 통과하는 그 한 가지 일에서는 낫습니다. 아포는 지켜야 할 막을 가진 살아 있는 세포가 아니라 잠들어 있고 물기가 빠진 갑옷 같은 물건이기 때문입니다. 살아남는 데 낫다는 것은 돕는 데 낫다는 것과 같지 않습니다. 아포가 발아한 뒤에 무엇을 하는지는 별개의 질문이고 별개의 근거를 요구하며, 속이 아니라 언제나 균주 단위로 답합니다.

제 대변에서 그 균주가 나오면 효과가 있었던 건가요?

아닙니다. 그리고 이것이 이 분야를 다시 짠 발견입니다. Zmora 연구진이 내시경으로 사람의 장 점막을 직접 채취했을 때, 균주가 점막에 자리 잡았는지는 그것이 대변에 나타나는지로 알 수 없었습니다. 대변은 무언가가 지나갔다고 알려 줍니다. 무언가가 자리 잡았다고는 알려 주지 않습니다.

위산을 억제하는 약을 먹고 있습니다. 달라지나요?

문제가 되는 장벽이 바로 산이니 얼마나 통과하는지는 그럴듯하게 달라집니다. 다만 그것을 측정한 사람 대상 프로바이오틱스 시험을 저는 가지고 있지 않고, 없는 답을 지어내지는 않겠습니다. 위산 억제제를 드시면서 살아 있는 균 보충제를 생각하고 계시다면, 그것은 제품 표시가 아니라 그 약을 처방한 의사에게 물을 질문입니다.

출처

  1. Woodward S.E., Vogt S.L., Peña-Díaz J. et al., The ISME Journal, 2022 — gastric acid as a bottleneck to host colonisation — doi:10.1038/s41396-022-01321-9
  2. Surono I., Verhoeven J., Verbruggen S., Venema K., Journal of Applied Microbiology, 2018 — microencapsulation and survival in the TIM-1 model of the upper gut — doi:10.1111/jam.13740
  3. Duncan R., Mantegazza G., Gargari G., Pierallini E., Russo R., Guglielmetti S., Probiotics and Antimicrobial Proteins, 2024 — Heyndrickxia coagulans LMG S-24828 germination in the human gut — doi:10.1007/s12602-024-10383-4
  4. Zmora N., Zilberman-Schapira G., Suez J. et al., Cell, 2018 — personalised gut mucosal colonisation resistance to empiric probiotics — doi:10.1016/j.cell.2018.08.041
  5. Ghelardi E., Mazzantini D., Celandroni F. et al., Frontiers in Microbiology, 2023 — microbial content of probiotic products sold worldwide and survivability in simulated gut conditions — doi:10.3389/fmicb.2023.1127321
  6. Pitino I., Randazzo C.L., Cross K.L. et al., Food Microbiology, 2012 — Lactobacillus rhamnosus in a cheese matrix through a dynamic gastric model — doi:10.1016/j.fm.2012.02.013
  7. Suez J., Zmora N., Zilberman-Schapira G. et al., Cell, 2018 — post-antibiotic gut mucosal microbiome reconstitution impaired by probiotics — doi:10.1016/j.cell.2018.08.047
  8. Kesavelu D., Rohit A., Karunasagar I., Karunasagar I., Cureus, 2020 — composition and laboratory correlation of commercial probiotics in India — doi:10.7759/cureus.11334
  9. Bove P., Russo P., Capozzi V., Gallone A., Spano G., Fiocco D., Microbiological Research, 2013 — Lactobacillus plantarum through an oro-gastro-intestinal simulator, carrier matrix effect — doi:10.1016/j.micres.2013.01.004

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