Insight into the prebiotic concept: lessons from an exploratory, double blind intervention study with inulin-type fructans in obese women (2013)

https://doi.org/10.1136/gutjnl-2012-303304

 

해당 논문은 ITF 프리바이오틱스가 비만 여성의 장내 미생물 조성과 대사 지표에 미치는 영향을 탐구하기 위해 수행된 연구이다. 비만은 대사 장애, 제2형 당뇨병, 지방간 질환, 심혈관 질환 등의 주요 위험 요인으로, 전 세계적으로 중요한 공중 보건 문제로 대두되고 있다. 최근 연구들은 장내 미생물이 비만의 발생과 진행에 중요한 역할을 한다는 점을 제시하며, 이를 조절하는 프리바이오틱스의 가능성에 주목하고 있다. 특히 이눌린-타입 프럭탄(ITF)은 장내 미생물 조성을 변화시켜 체중 관리 및 대사 개선에 긍정적인 영향을 미칠 수 있는 것으로 알려져 있다.

 

연구 방법

1. 연구 대상자

• 모집 대상: 18~65세 비만 여성(BMI > 30) 44명
• 분석 대상: 최종적으로 30명(ITF 그룹 15명, 위약 그룹 15명)
• 제외 기준: 위장관 질환, 항생제 복용, 프로바이오틱스 섭취, 과도한 음주, 채식주의자 등

2. 연구 설계

• 이중 맹검, 위약 대조, 3개월 간 진행된 중재 연구
• ITF 그룹: 하루 16g(8g씩 2회) ITF 프리바이오틱스 섭취
• 위약 그룹: 하루 16g 말토덱스트린 섭취
• 연구 시작과 종료 시 혈액, 소변, 대변 샘플 채취 및 다양한 생리적 지표 측정

3. 측정 항목

• 장내 미생물 조성: qPCR 및 HITChip(16S rRNA 기반) 분석
• 대사 지표: 체중, 체지방, 허리-엉덩이 비율, 혈당, 인슐린 민감도, 염증 지표(CRP, LPS)
• 대사체 분석: 혈장 및 소변 내 대사체(NMR 스펙트럼)

 

연구 결과

1. ITF가 장내 미생물 조성에 미친 영향

• 비피도박테리아(Bifidobacterium)와 Faecalibacterium prausnitzii의 현저한 증가
  • LPS(리포폴리사카라이드) 수치와 음의 상관관계
  • 염증 억제와 관련된 긍정적인 역할을 할 가능성
• Bacteroides intestinalis, Bacteroides vulgatus 감소
  • 이들 미생물은 높은 체지방과 혈당 조절 장애와 양의 상관관계를 보임

2. 대사 지표 변화

• 체중 및 BMI: 유의미한 변화 없음
• 체지방 감소: ITF 그룹에서 감소 경향 확인
• 혈당 조절: ITF 그룹에서 경미한 개선 효과 관찰(OGTT 결과)
• 염증 지표: LPS 수치가 감소했으나, 통계적으로 유의미하지는 않았음

3. 대사체 분석 결과

• 젖산 및 포스파티딜콜린(PC) 감소
  • 낮은 젖산 수치는 지방 축적 감소와 관련
  • PC 수치 감소는 건강한 지방 대사와 연관
• 히푸르산(hippurate) 증가
  • 히푸르산은 건강한 대사 상태를 나타내는 지표로, ITF 그룹에서 증가

 

 

ITF 프리바이오틱스가 장내 미생물에 미친 영향

1. 주요 결과

• (A): ITF 프리바이오틱스 섭취 그룹에서 주요 장내 미생물군(phyla)의 비율 변화

  • Firmicutes와 Actinobacteria의 비율이 유의하게 증가
  • 반대로 Bacteroidetes 비율은 감소

• (B): 세부 미생물(genus 수준)의 변화

  • Bifidobacterium과 Faecalibacterium prausnitzii의 현저한 증가
  • Bacteroides intestinalis와 Bacteroides vulgatus의 감소

2. 해석

• 비피도박테리아(Bifidobacterium)와 Faecalibacterium prausnitzii

  • 이들은 염증 억제와 장 건강 유지에 중요한 역할을 하는 유익한 미생물
  • ITF 프리바이오틱스 섭취 후 이들의 증가가 관찰됨
  • 특히 Faecalibacterium prausnitzii는 항염증 효과를 가지며, 대사 건강과 연관 있음

• Bacteroides 속 미생물의 감소

  • 일부 Bacteroides 종은 대사 장애(예: 인슐린 저항성) 및 염증과 연관됨
  • ITF 프리바이오틱스가 이 미생물의 비율을 감소시킨 것은 긍정적인 효과로 볼 수 있음

 

 

장내 미생물 변화와 대사/생리 지표 간의 상관관계

1. 주요 내용

• 히트맵(Heat Map):

  • 프리바이오틱스 섭취로 변화한 주요 미생물군과 다양한 대사/생리 지표(예: 체지방, 혈당, 염증 지표 등) 간의 상관관계를 나타냄
  • 색상으로 상관관계의 방향과 강도를 표현
    • 파란색: 음의 상관관계(감소)
    • 빨간색: 양의 상관관계(증가)

• 특정 미생물과 지표의 상관관계

  • 비피도박테리아(Bifidobacterium), Faecalibacterium prausnitzii
    • LPS(리포폴리사카라이드)와 음의 상관관계: 염증 감소에 기여할 가능성
    • 체지방(fat mass) 및 **혈당(fasting glycaemia)**와도 음의 상관관계: 대사 개선 효과를 시사
  • Bacteroides vulgatus와 Propionibacterium
    • 체지방 및 혈당과 양의 상관관계: 이들 미생물의 감소가 대사 건강 개선과 연관될 가능성

2. 해석 및 의의

• 염증 감소 효과

  • ITF 프리바이오틱스는 비피도박테리아와 Faecalibacterium prausnitzii를 증가시켜 염증 유발 물질인 LPS 수치를 낮추는 데 기여
  • 이는 저등급 염증(low-grade inflammation)을 감소시킬 가능성을 시사

• 대사 개선 가능성

  • 체지방 및 혈당과 음의 상관관계를 보이는 미생물군의 증가는 비만과 관련된 대사 장애를 완화할 수 있음을 시사
  • 특히 Faecalibacterium prausnitzii는 항염증 및 대사 개선에 중요한 역할을 하는 것으로 알려짐

• 유해 미생물의 감소 효과

  • Bacteroides vulgatus와 같은 일부 미생물은 높은 체지방과 대사 장애와 연관
  • ITF 섭취로 이러한 미생물이 감소한 것은 긍정적인 신호로 해석 가능

 

연구 결론

ITF 프리바이오틱스는 장내 미생물 조성을 긍정적으로 변화시키며, 특히 유익균 증가와 염증 유발 물질(LPS) 감소에 기여했다. 이러한 변화는 체지방 감소와 혈당 조절 개선 경향을 보였으며, 대사 건강과 연관된 지표를 향상시킬 가능성을 제시했다. 비만 및 대사 장애 관리에서 ITF의 활용 가능성을 뒷받침하는 결과로, 향후 더 큰 규모의 연구를 통해 구체적인 임상적 효과를 확인할 필요가 있다.

 

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