지난 2012년 개봉되어 공전의 히트를 기록한 영화 ‘연가시’를 보면 기생충이 사람의 몸속으로 들어가 정신을 조종하는 장면이 나온다. 숙주인 사람의 뇌를 지배하다가 결국에는 물에 빠져 숨지게 만든다는 내용으로 영화를 본 관객들에게 커다란 충격을 주었다.

당시에는 공상과학 영화에서나 등장할 것만 같은 황당한 내용이라고 치부했지만, 최근 들어 밝혀지고 있는 연구결과들을 살펴보면 일정 부분 가능성이 있는 것으로 드러나고 있다. 차이가 있다면 기생충이 아니라 장내 미생물이 조종자라는 점이다.

장내 미생물 구성에 따라 우울증의 정도도 변화

‘장내 미생물’과 ‘사람의 정신 건강’ 사이에는 어떤 연관이 있을까. 표면적으로만 보면 전혀 상관이 없을 것처럼 보이지만, 최근의 연구결과들은 두 존재가 의외로 밀접한 관계라는 사실을 알려주고 있다.

장내 미생물과 정신 건강 간의 상관관계를 밝혀낸 최근 사례로는 프랑스국립과학연구원(CNRS) 소속 연구진이 발표한 연구결과를 꼽을 수 있다. 이들 연구진은 장내 미생물의 변화가 동물의 우울증에 영향을 줄 수 있다는 사실을 동물실험을 통해 파악했다.

연구진은 장내 미생물의 변화가 어떻게 우울증에 영향을 미치는지를 규명하기 위해 실험쥐를 이용한 실험에 착수했다. 그 결과 미생물의 일부가 쥐의 체내에서 엔도칸나비노이드(endocannabinoids)라는 물질을 분비한다는 점을 발견했다.

엔도칸나비노이드는 사람을 포함한 모든 포유류의 몸에서 자연적으로 발생하는 신경전달 물질이다. 신경계와 면역계, 그리고 내분비계 등을 항상 일정한 상태로 유지해 주는 효능을 갖고 있다.

엔도칸나비노이드는 칸나비노이드(cannabinoids)라는 물질의 하나인데, 칸나비노이는 생성 방법에 따라 3종류로 구분된다. 사람의 몸에서 스스로 생성되는 엔도칸나비노이드와 식물에서 생성되는 파이토칸나비노이드(phytocannabinoids), 그리고 인공적으로 개발된 합성칸나비노이드(Syntheticcannabinoids)가 그것이다.

문제는 칸나비노이드라는 물질이 마리화나(marihuana)의 주성분이라는 점이다. 마리화나는 대마의 잎과 꽃에서 얻어지는 마약류 물질이다. 연구진은 실험을 통해 장내 미생물이 마약 성분 중 하나를 분비한다는 점을 발견했다.

비록 엔도칸나비노이드가 마약 성분의 하나이기는 하지만 의료용 대마처럼 부정적인 면보다 긍정적인 면이 더 많은 물질이다. 칸나비노이드와 화학적 구조와 기능이 동일하기 때문에 신체를 항상 최적의 상태로 만들어 항상성(homeostasis)을 유지할 수 있게 해준다.

항상성이란 다양한 외부의 자극에 반응하여 세포 상태를 일정하게 유지하려는 성질을 의미한다. 주변 환경에 의해 깨진 평형 상태를 원래대로 복구하여 최적화된 상태로 만들려고 하는 것을 ‘항상성 유지’라고 한다.

따라서 사람의 몸이 엔도칸나비노이드를 충분히 분비하지 못하면, 세포가 손상되어 각종 질병에 쉽게 노출될 수 있다. 대마 성분을 의료용으로 활용하고 있는 이유는 바로 이런 점 때문이다. 대마 속에 함유되어 있는 칸나비노이드가 엔도칸나비노이드 부족으로 인해 낮아진 항상성을 복원시켜 각종 질병을 치료하도록 돕는 것이다.

이 같은 현상은 장내 미생물이 엔도칸나비노이드 분비에 적합하게 조성되었을 때에 해당된다. 반대로 장내 미생물의 구성이 엔도칸나비노이드가 제대로 분비되지 못하도록 조성되면 우울증 증상이 유발될 수도 있는 것이다.

실제로 연구진은 우울증 증상을 보이는 실험쥐의 장내 미생물을 건강한 생쥐에 이식하자 건강했던 생쥐도 급격하게 우울증 증세를 보인다는 사실을 확인했다.

연구진은 반대의 실험도 진행했다. 우울증 증상을 보이는 실험쥐의 장내 미생물과 건강한 실험쥐의 장내 미생물을 비교하여 부족한 미생물종을 파악한 후, 이를 보충해 주자 우울증 증상이 개선되는 과정도 지켜봤다.

물론 사람에서도 같은 일이 일어난다는 보장은 없지만, 앞으로 우울증 발생 메커니즘과 치료 및 예방 방법 연구에 도움이 될 것으로 기대된다.

스트레스 영향은 장내 미생물의 생육 상태에 따라 변화

장내 미생물이 사람의 정신 건강에 영향을 미친다는 사실을 연구한 기관은 프랑스국립과학연구원이 처음은 아니다. 아일랜드의 코르크대(Cork University) 소속 연구진도 장내 미생물이 사람의 정신 건강, 좀 더 구체적으로 말한다면 스트레스를 조절할 수 있다는 사실을 발견했다.

코르크대 부설 유전체연구소에서 장내 미생물을 연구하고 있는 존 크리안(John Cryan) 박사와 연구진은 실험쥐들이 스트레스를 받았을 때 체내 장기들이 어떻게 변화하는지를 관찰하기 위해 실험을 진행했다.

연구진은 실험쥐들을 A그룹과 B그룹으로 나눴다. A그룹에는 장내 미생물이 자라기 힘든 섬유질이 부족한 가공식품 위주로 먹이를 제공했다. 반면에 B그룹에는 장내 미생물이 서식하기 좋은 섬유질이 풍부한 곡물과 채소 위주로 먹이를 제공했다. 이어서 두 그룹의 쥐들에게 반복적이면서 지속적인 스트레스를 주었다.

그 결과 A그룹의 쥐들은 장내 미생물의 생육이 약해서 유해균들의 침투를 쉽게 허락했다. 하지만 B그룹에 속한 쥐들의 장내 미생물은 활성화되어 유해 세균들의 침투를 허락하지 않는 것으로 나타났다.

장내 미생물의 생육 정도는 곧바로 실험쥐들의 스트레스 저항성에까지 영향을 미쳤다. A그룹 쥐들은 외부에서 제공되는 스트레스로 말미암아 불안해하거나 우울해하는 증상을 보인 반면에 B그룹 쥐들은 정신적으로 별다른 문제가 나타나지 않은 것으로 파악됐다.