장벽 틈새 메우는 생태계의 건축가, ‘아커만시아’의 호흡기 방어 기전[전문가칼럼]

지난 칼럼에서는 장과 폐가 면역계를 통해 긴밀하게 연결돼 다양한 신호를 주고받는 ‘장-폐 축’(Gut-Lung Axis)에 대해 살펴봤다. 장 점막이 약해져 ‘장 누수’가 생기면 일부 장내 세균의 세포벽에서 떨어져 나온 독소와 염증 신호가 혈류로 유입된다. 이들이 면역계라는 고속도로를 따라 폐와 호흡기로 전달되면서 만성 기침과 비염 같은 호흡기 질환을 유발하는 중요한 원인으로 작용할 수 있다.

그렇다면 느슨해진 장벽을 다시 튼튼하게 회복하려면 어떻게 해야 할까. 최근 학계는 장 점막에 정착해 살아가며 장 장벽을 유지하고 면역 균형을 조절하는 데 핵심 역할을 하는 장내 미생물, ‘아커만시아 뮤시니필라’(Akkermansia muciniphila)에 주목하고 있다. 이 세균은 무너진 장벽을 다시 튼튼하게 세우는 ‘장 점막의 수호자’라 불릴 만큼 큰 관심을 받고 있다.

많은 프로바이오틱스가 장이라는 거대한 터널을 잠시 지나가는 ‘여행자’라면, 아커만시아는 장 상피세포를 덮고 있는 점막층에 자리를 잡고 살아가는 ‘거주자’(점막 상주 균종)다. 이들은 장벽과 가장 맞닿은 곳에서 세포와 끊임없이 소통하며, 점막층을 건강하게 유지하고 장벽 기능을 강화하는 데 중요한 역할을 한다. 이러한 독보적인 특징 덕분에 아커만시아는 ‘차세대 프로바이오틱스’(NGP)의 선두주자로 꼽힌다.

종명인 ‘뮤시니필라’(muciniphila)는 점액 물질인 ‘뮤신’(mucin)을 ‘좋아하는 자’(phila)라는 의미를 담고 있다. 뮤신은 장과 호흡기 점막을 촉촉하게 덮어 병원체와 유해 물질의 침입을 막아주는 1차 방어막이다. 이름 그대로 아커만시아 뮤시니필라는 이 뮤신을 먹이로 삼아 살아간다.

얼핏 보면 방어막을 허무는 것처럼 보이지만, 실제 생태계의 작동 원리는 반대다. 오래된 뮤신을 분해하는 과정은 장 점막을 자극해 새로운 뮤신 생성과 점액층 유지를 유도한다. 마치 정원사가 시든 가지를 쳐내야 더 싱싱한 새순이 돋아나듯, 아커만시아 뮤시니필라는 점막층의 ‘선순환적 재생’을 이끌어 늘 조밀하고 튼튼한 두께를 유지하도록 돕는다.

장벽은 수많은 상피세포가 벽돌처럼 촘촘히 쌓여 이뤄진 거대한 성벽과 같다. 이 벽돌 사이사이를 단단하게 연결하는 열쇠가 바로 ‘치밀결합’이다. 치밀결합이 약해지면 벽돌 사이에 틈이 생기듯 장벽의 방어력이 급격히 떨어진다.

아커만시아는 이 치밀결합을 유지하고 강화하는 데에도 탁월한 역량을 발휘한다. 아커만시아가 지닌 특수한 외막 단백질(Amuc_1100)이 장 세포 표면의 면역 수용체(TLR2)와 상호작용하여 장벽 기능을 유지하는 다양한 신호를 활성화한다. 이를 통해 장벽을 지탱하는 핵심 단백질(ZO-1)의 발현이 유도되며, 결과적으로 장벽의 밀착성이 향상된다는 것이 여러 연구를 통해 입증됐다. 실제 동물실험에서도 아커만시아 섭취 후 장내 염증이 줄어들고 결합 단백질(ZO-1)이 유의미하게 증가함이 확인됐다.

장벽이 튼튼해지면 유해 세균 유래 독소와 염증 신호가 혈류로 새어 나가는 현상이 근본적으로 줄어든다. 이는 장에서 시작된 염증 자극이 전신으로 퍼지는 것을 막고, 장-폐 축의 과도한 면역 반응을 가라앉히는 결과로 이어진다. 장내 미생물 생태계가 건강을 되찾고 장 장벽 기능이 회복되면, 자연스럽게 호흡기 면역계 역시 안정된 균형을 유지할 수 있게 되는 것이다.

산소에 노출되기만 해도 사멸해 버리는 까다로운 성질의 아커만시아를 어떻게 상용 제품으로 담아낼 수 있을까. 핵심 해법은 살아 있는 상태를 고집하지 않는 데 있다. 아커만시아를 배양한 뒤 생명력은 없애되, 건강에 이로운 세포 구조와 유효 성분은 최대한 보존하는 방식이다.

과거 학계와 산업계에서는 이처럼 비활성화된 균주를 두고 ‘사균체’나 ‘파라프로바이오틱스’ 등 명칭을 혼용해 통용해 왔다. 그러나 용어의 불명확성으로 인한 혼선을 막기 위해 2021년 국제프로바이오틱스·프리바이오틱스 협회(ISAPP)는 전문가 패널 논의를 거쳐 용어와 개념을 ‘포스트바이오틱스’(Postbiotics) 등으로 명확히 정의하는 합의문을 발표했다.

결국 핵심은 미생물의 생사 여부가 아니라, 인체에 전달하는 실질적인 ‘건강 이점’에 있다. 차세대 바이오 소재로서 아커만시아가 보여줄 장 장벽 복구와 호흡기 면역 조절의 가능성에 지속적인 관심이 모이는 이유다.