프리바이오틱스, 비만 아동의 체중·체지방율 등 감소에 도움

[편집자 주] 본란에서는 한의약융합연구정보센터(KMCRIC)의 '근거중심한의약 데이터베이스' 논문 중 주목할 만한 임상논문을 소개한다.

◇KMCRIC 제목

비만한 어린이들이 프리바이오틱스(Prebiotics)를 복용하면 체지방과 장내 미생물에 어떤 영향이 있을까?

◇서지사항

Nicolucci AC, Hume MP, Martinez I, Mayengbam S, Walter J, Reimer RA. Prebiotics Reduce Body Fat and Alter Intestinal Microbiota in Children Who Are Overweight or With Obesity. Gastroenterology. 2017 Sep;153(3):711-22. doi: 10.1053/j.gastro.2017.05.055.

◇연구설계

randomised, double-blind, placebo-controlled

◇연구목적

비만 예방 또는 치료를 목적으로 장내 미생물총을 변화시키기 위해 프리바이오틱스를 복용하는 것이 어린이에게 어떤 영향을 미치는지 알아보기 위함이다.

◇질환 및 연구대상

체질량 지수(BMI) > 85%이면서 다른 질환이 없는 건강한 7~12세의 어린이 42명(남 24, 여 18)

◇시험군중재

올리고프룩토스가 강화된 이눌린(Oligofruc tose-enriched inulin, OI)을 하루 1회, 회당 8g씩 16주 복용

* 시험군과 대조군 공통사항: 평소 식사 패턴과 신체 활동량을 유지

◇대조군중재

시험군에 제공된 것과 동일한 열량의 말토덱스트린 분말을 하루 1회, 회당 3.3g씩 16주 복용

◇평가지표

연구 시작 시점(baseline) 대비 종료 시점(16주차)에서 어린이의 체지방율 변화

◇주요결과

1) 연구 시작 시점(baseline) 대비 종료 시점 (16주차)에서 시험군 체중(z-score)이 유의하게 감소(-3.1%, p=0.006) 

2) 대조군과 비교해 시험군의 체지방율이 유의하게 감소(p=0.005) 

3) 대조군과 비교해 시험군의 체간 지방율이 유의하게 감소(p=0.029) 

4) 대조군과 비교해 시험군의 혈청 인터루킨-6 농도가 유의하게 감소(p=0.01) 

5) 대조군과 비교해 시험군의 장내 미생물 군집에서 비피더스균(Bifidobacterium)이 유의하게 증가(p=0.049)

◇저자결론

프리바이오틱스 종류인 올리고프룩토스는 비만 또는 과체중인 어린이에게 장내 미생물을 선택적으로 변화시켜 체중(z-score), 체지방율, 체간 지방율, 혈청 인터루킨-6의 농도를 감소시킨다.

◇KMCRIC 비평

장내 미생물은 인체의 항상성을 조절하는 데 중요한 역할을 한다. 사람에게서 장내 미생물의 균형이 깨지면 비만에 취약하도록 만드는 특정 비율의 미생물 군집이 되거나 [1] 염증을 조절하는 기능이 떨어져 대사성 내독소혈증(Metabolic endotoxemia)을 촉발하고 비만과 2형 당뇨병 등 만성 질환으로 악화될 수 있다 [2]. 따라서 장내 미생물의 정상 균형을 유지하는 데 도움이 된다고 알려진 프리바이오틱스(Prebiotics)의 복용이 비만과 대사성 질환 관리에 효과적인지 연구되고 있다. 

본 연구에서는 비소화성 탄수화물로서 식이섬유의 일종인 이눌린형 프룩탄(OI, Oligofructose-enriched Inulin, 올리고프룩토스가 강화된 이눌린)을 사용했다. OI는 선행 연구에서 칼슘과 마그네슘의 흡수율을 높이고 혈중지질 농도 감소와 연관이 있다고 알려져 있다 [3]. 이 연구는 특히 만 7~12세의 어린이들에게서 RCT 연구를 통해 장내 미생물의 변화와 임상적 비만 지표 간의 연관 관계를 밝혔다는 점이 의미가 있다. 시험군의 어린이들은 대조군의 어린이들에 비해 성장기에 다른 중재가 없이 평소 식이를 유지할 경우 겪을 수 있는 체중 증가보다 적은 증가를 보였고 이에 따라 체중 z-score는 감소하면서 체중 ‘정상화’(연구자들의 표현)를 도출했다. 

이 외에 체지방량과 면역 인자 인터루킨-6의 혈중 농도에서도 유의한 결과를 보였으며 장내 비피더스균이 증가한 것을 확인했다. 장내 미생물의 동정 결과, 체중, 체지방량, BMI, 인터루킨-6는 특히 Clostridium clostridioforme과 연관이 있었고, 체간 지방율은 Bacteroides vulgatus와 연관 관계를 보였다. 몇 가지 장내 미생물을 판별하는 것은 성인에게서 비만 위험군을 가려낼 수 있는 가능성을 주는데 [4] 어린이에게서도 이러한 경향성은 동일할 것으로 예상되는 부분이다. 

단, 장내 미생물의 풍부도(Richness)가 각 개인에게서 지방 조직의 양, 인슐린 저항성과 이상 지질 혈증에 영향을 미친다는 주요한 선행 연구 [4]가 있지만 이 연구에서는 단지 군별로 중재 전후에 동일 장내 미생물의 함량 변화(Change in abundance)를 다루고 있다. 특히 이 연구는 연구 시작 시점에서 대상자에 대해 제한적으로만 알 수 있고 교란 요인(confounder)의 통제에 부족한 부분이 있다. 연구 시작 시점에서 두 집단 간에 연령, 성별, 키, 체중, 기타 신체 계측 정보만 제시했기 때문에, 탐지하지 못한 다른 요인에 의해 연구 결과가 영향을 받았을지 알 수 없는 상황이다. 7~12세 어린이의 연령 범위에서 발달 정도, 활동 정도가 매우 다양하고 열량 요구량에도 차이가 있으며 양육자의 식사 준비 여부 등도 파악해볼 필요가 있는 부분들이다. 연구에서는 이를 보완하기 위하여 Tanner 발달 단계상 3단계 이하의 대상자만을 선정했다. 그래도 이전 연구 [5]에 비하여 식이력을 확인할 수 있는 단서가 없다는 한계가 있다. 시험군과 대조군 공통적으로 OI의 독립적인 효과를 검증하기 원했기 때문에 통상의 식이를 유지하도록 했다고 한다. 이때 연구 기간 동안 대상자의 통상의 식이에 영향을 줄 수 있는 요인을 보고하거나 차단하기 위한 노력을 하는 것도 중요한데, 이에 대한 언급이 없이 식이보충제의 복용 순응도로만 보고한 부분은 교란 요인의 통제에서 추가적으로 아쉬운 부분이다. 또, 기존에 마켓에 나와 있는 식이보충제를 사용하면서 연구자의 이해관계(Conflict of Interest) 부분을 명시하지 않은 것도 지적할 수 있다. 

종합하면, 이 연구의 결과를 참고로 하여도, 비만(또는 과체중) 이외에 질환이 없는 건강한 어린이에게서 생활습관 개선에 우선하여 식이보충제를 권유할 근거는 없다고 하겠다.

◇참고문헌

[1] Kallus SJ, Brandt LJ. The intestinal microbiota and obesity. J Clin Gastroenterol. 2012 Jan;46(1):16-24.

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=22064556

[2] Cani PD, Bibiloni R, Knauf C, Waget A, Neyrinck AM, Delzenne NM, Burcelin R. Changes in gut microbiota control metabolic endotoxemia-induced inflammation in high-fat diet?induced obesity and diabetes in mice. Diabetes. 2008 Jun;57(6):1470-81. doi: 10.2337/db07-1403.

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=18305141

[3] Roberfroid MB. Introducing inulin-type fructans. Br J Nutr. 2005 Apr;93 Suppl 1:S13-25.

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=15877886

[4] Le Chatelier E, Nielsen T, Qin J, Prifti E, Hildebrand F, Falony G, Almeida M, Arumugam M, Batto JM, Kennedy S, Leonard P, Li J, Burgdorf K, Grarup N, Jørgensen T, Brandslund I, Nielsen HB, Juncker AS, Bertalan M, Levenez F, Pons N, Rasmussen S, Sunagawa S, Tap J, Tims S, Zoetendal EG, Brunak S, Clement K, Dore J, Kleerebezem M, Kristiansen K, Renault P, Sicheritz-Ponten T, de Vos WM, Zucker JD, Raes J, Hansen T; MetaHIT consortium, Bork P, Wang J, Ehrlich SD, Pedersen O. Richness of human gut microbiome correlates with metabolic markers. Nature. 2013 Aug 29;500(7464):541-6.

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=23985870

[5] Santacruz A, Marcos A, Warnberg J, Marti A, Martin-Matillas M, Campoy C, Moreno LA, Veiga O, Redondo-Figuero C, Garagorri JM, Azcona C, Delgado M, Garcia-Fuentes M, Collado MC, Sanz Y; EVASYON Study Group. Interplay between weight loss and gut microbiota composition in overweight adolescents. Obesity (Silver Spring). 2009 Oct;17(10):1906-15.

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=19390523

◇KMCRIC 링크

https://www.kmcric.com/database/ebm_result_detail? cat=ER&access=E201709019