Effect of gut microbiome modulation on muscle function and cognition: the PROMOTe randomised controlled trial (2024)

https://doi.org/10.1038/s41467-024-46116-y

 

노화와 함께 나타나는 근육 기능 저하와 인지 능력 저하는 삶의 질과 독립적인 생활 유지에 중요한 영향을 미친다. 최근 장내 미생물이 노화 관련 건강 문제에 관여할 수 있다는 연구 결과가 증가하고 있다. 해당 논문은 프리바이오틱 보충제 섭취가 장내 미생물을 조절함으로써 근육 기능과 인지 능력에 미치는 영향을 평가하기 위해 진행된 이중 맹검 무작위 대조 연구이다. 12주 동안 진행된 이 연구는 장내 미생물 조절이 노화로 인한 신체적, 정신적 저하를 개선할 수 있는 가능성을 조사하였다.

 

연구 방법

1. 참가자

• 대상
  • 쌍둥이 36쌍(총 72명), 평균 연령 73세
  • 연구는 프리바이오틱 섭취군과 위약군으로 나뉘어 진행
• 조건
  • 최근 3개월 동안 항생제, 프리바이오틱, 또는 단백질 보충제를 사용하지 않은 사람
  • 단백질 섭취량이 체중 1kg당 1g 미만인 사람(유럽 영양학회 노인 권장 기준)

2. 연구 설계

• 12주간의 무작위 대조 연구
  • 쌍둥이 한 명은 프리바이오틱(이눌린 + FOS)을, 다른 한 명은 위약(말토덱스트린)을 섭취
  • 모든 참가자는 동일한 BCAA(분지사슬아미노산) 보충제와 저항 운동 권고를 받음
• 원격 진행
  • 비디오 상담, 온라인 설문지, 우편을 통한 생체 샘플 및 데이터 수집
  • 주요 평가 항목: 의자 일어나기 시간(5회 반복), 인지 기능 테스트(CANTAB)

 

연구 결과

1. 근육 기능

• 프리바이오틱 섭취는 의자 일어나기 시간 및 악력 등 주요 근육 기능 지표에서 유의미한 효과를 나타내지 않음
• 기간의 제한: 12주는 근육 리모델링(재구성) 효과를 확인하기에는 충분하지 않았을 가능성
• 제한적 환경: 연구 참가자들이 이미 건강한 상태였기 때문에, 명확한 차이를 확인하기 어려웠음

2. 인지 기능

• 인지 향상
  • 프리바이오틱 섭취군은 CANTAB 테스트에서 기억 및 학습 능력(Paired Associates Learning 테스트) 개선을 보임
  • 오류 수 감소는 알츠하이머 초기 진단 지표와 관련이 있으며, 이는 임상적으로 중요한 결과일 수 있음
• 장내 미생물과 인지의 상관관계
  • 프리바이오틱 섭취군에서 Bifidobacterium(장내 유익균)의 상대적 풍부도가 증가
  • 이는 장내 미생물이 인지 능력 개선에 긍정적 영향을 미칠 가능성을 시사

3. 장내 미생물 변화

• 프리바이오틱 섭취군에서 Bifidobacterium과 같은 특정 유익균이 증가
• 다양성 변화
  • 미생물의 풍부도는 증가했지만, 균 다양성은 오히려 감소
  • 이는 특정 균의 증가가 다른 균주의 상대적 비율을 줄였기 때문으로 해석됨

 

 

그래프 설명

1. Chair Rise Time (seconds)

   • 연구 시작(기준)과 종료 시점에서 프리바이오틱 섭취군과 위약군의 의자 일어나기 시간을 비교하였다.
   • 두 그룹 모두 시간이 단축되었으나, 프리바이오틱 섭취군과 위약군 간의 유의미한 차이는 없었다.
   • 프리바이오틱 섭취가 근력 개선에 직접적인 효과를 주지는 않았음을 시사한다.

2. Paired Associates Learning Errors

   • 기억력 및 학습 능력을 평가하는 테스트에서 두 그룹의 오류 수를 비교하였다.
   • 프리바이오틱 섭취군은 오류 수가 크게 감소한 반면, 위약군은 감소 폭이 상대적으로 적었다.
   • 프리바이오틱 섭취가 인지 능력, 특히 기억력 향상에 긍정적인 영향을 미쳤을 가능성을 보여준다.

3. Bifidobacterium Abundance

   • 장내 유익균인 Bifidobacterium의 상대적 풍부도를 연구 기간 동안 비교하였다..
   • 프리바이오틱 섭취군에서 Bifidobacterium 비율이 유의미하게 증가한 반면, 위약군에서는 큰 변화가 없었다.
   • 프리바이오틱이 장내 미생물 조성에 긍정적인 영향을 미친다는 것을 보여준다.

4. Pattern Recognition Memory (% Correct)

   • 시각적 기억 및 인지 정확도를 평가한 테스트 결과를 기준 시점과 종료 시점에서 비교하였다.
   • 프리바이오틱 섭취군은 정확도가 증가한 반면, 위약군은 소폭 증가에 그쳤다.
   • 프리바이오틱 섭취가 시각적 기억력 향상에 기여할 가능성을 보여준다.

 

연구 결론

본 연구는 프리바이오틱 섭취가 노년층의 장내 미생물을 조절하여 인지 능력을 향상시키는 가능성을 보여주었다. 비록 근육 기능 개선 효과는 입증되지 않았지만, 장내 미생물 변화가 노화 관련 건강 문제에 미치는 영향을 밝히는 데 중요한 단서를 제공하였다.

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