장내 미생물과 비만의 관계

"장내 미생물이 인슐린 매개성 비만을 억제한다"

 

장내 미생물이 체내 지방의 축적을 억제하는 메커니즘이

일본 교토대학 연구팀에 의해 영국 과학잡지 Nature Communication 최신호에 발표되었다. 

연구팀은 장내 세균이 만드는 초산 등 단쇄 지방산이체내 에너지의 균형을 유지하기 위해 작용하고 있는 것으로 확인했다.

 

장내 미생물의 기능

장내 미생물은 포유동물의 소화기관에 서식하며 비만 및 대사장애와 관련되어 있는 것으로 알려져있다.

장내 미생물의 한 가지 중요한 활동은 인체의 효소로는 완전하게 가수 분해되지 않는 식이섬유를 분해하는 것이다.

식이섬유의 주요 발효 생산물은 초산(Acetate), 프로피온산, 부티르산과 같은 단쇄 지방산(short-chain fatty acids, SCFAs)이며, SCFAs는 인체의  주요 에너지원으로 사용되는 지질 및 포도당의 생성에 이용된다.

또한 G단백질 수용체인 GPR43이 SCFAs에 의해 활성화된다는 사실이 최근에 보고되었으며,

GPR43은 비만 조직, 장, 면역 조직에서 나타난다. 

GPR43의 활성은 인슐린 매개성 지방 축적을 억제시키고, 그에 따라 신체의 에너지 밸런스를 조절한다.

 

[GPR43의 지방 축적 억제 모델]

 

GPR43 제거한 마우스에서 비만 나타나

GPR43-/- 마우스(GPR43 제거한 마우스)와 정상 마우스(WT)에

각각 정상적인 먹이(NC, Normal Chow)와 고지방식(HFD, High Fat Diet)을 준 결과

GPR43-/- 군에서 체중 및 비만이 유의하게 높게 나타났다.

[쥐 체중 증가 및 지방 크기 변화]

 

인슐린 signalling 억제 확인

Phenylacetamide(PA)는 GRP43 선택적 agonist로 잘 알려져 있는데,

초산(Acetate) 및 PA가 인슐린 유도성 Akt 인산화를 유의하게 억제한 반면,

CPC(cyclopropanecarboxylic acid)는 약하게 억제하였다.

에너지 소비도 촉진

GPR43-/- 마우스는 고지방식 먹이를 준 정상 마우스(WT)와 비교하여 에너지 소비가 감소하였다.

[GPR43 -/- 쥐 및 정상 쥐에서 에너지 소비량 비교]

장내 미생물에 의해 비만이 나타난다는 사실은 이전 연구에서도 발표되었으나

이번 연구에서는 그 작용기전이 확인되었다는 측면에서 의미가 있으며,

동물시험이라는 한계가 있지만

기전의 확인을 통해 비만 및 비만에 의한 당뇨병의 치료/예방법 개발을 기대할 수 있다.