Gut microbiota fermentation of prebiotics increases satietogenic and incretin gut peptide production with consequences for appetite sensation and glucose response after a meal (2009)

https://doi.org/10.3945/ajcn.2009.28095

 

프리바이오틱은 장내 미생물의 발효를 통해 장 건강과 대사 조절에 긍정적인 영향을 미치는 비소화성 탄수화물이다. 최근 연구는 프리바이오틱 섭취가 식욕 억제 호르몬(GLP-1, PYY) 분비를 증가시키고, 혈당 반응을 낮추며, 결과적으로 식욕 조절과 대사 건강을 개선할 수 있음을 보여준다. 해당 논문에서는 건강한 성인을 대상으로 프리바이오틱 섭취가 장내 발효, 식욕 지표, 그리고 혈당 반응에 미치는 구체적인 영향을 관찰하였다.

 

연구 설계 및 방법

• 디자인: 무작위 이중맹검 병렬 대조군 방식으로 진행
• 참가자
  • 10명의 건강한 성인(남녀 각 5명, 평균 나이 26.3세, 평균 BMI 21.6)
  • 참가자들은 섬유질 섭취가 하루 30g을 초과하지 않도록 제한되었다.
  • 연구 시작 전, 프로바이오틱, 프리바이오틱 또는 심바이오틱을 섭취한 이력이 있는 참가자는 제외되었다.
• 섭취물
  • 실험군: 프리바이오틱(Orafti Synergy1, 16g/일), 이눌린 및 올리고프락토스 혼합물로 구성된 프리바이오틱
  • 대조군: 덱스트린 말토스(16g/일), 소화 가능하지만 발효되지 않는 탄수화물
  • 두 그룹 모두 아침과 저녁 식사에 각각 8g씩 분할하여 섭취
• 측정 항목
  • 식욕 지표(포만감 및 배고픔), 혈당 반응, 혈중 식욕 호르몬(GLP-1, PYY 등) 농도, 호기 수소 농도(발효 지표)를 2주간 관찰

 

프리바이오틱 섭취의 발효 효과

• 호기 수소 농도의 변화
  • 프리바이오틱 섭취군에서 호기 수소 농도가 3배 증가
  • 이는 프리바이오틱이 장내 미생물의 발효를 활성화시켜 장내 환경을 개선했음을 나타냄
  • 특히 식후 30분과 120분에 유의미한 발효 증가를 확인
• 장내 미생물 발효의 의의
  • 발효 과정에서 생성된 단쇄 지방산(SCFA)은 장내 환경을 개선하고 대사 건강을 지원
  • SCFA는 식욕 억제 및 혈당 조절에 관여하는 호르몬 분비를 촉진

 

식욕 억제 호르몬의 변화

• GLP-1 및 PYY의 증가
  • 프리바이오틱 섭취군은 GLP-1(글루카곤 유사 펩타이드-1)과 PYY(펩타이드 YY) 농도가 식후 10분에 유의미하게 증가
  • GLP-1: 인슐린 분비를 촉진하고 식욕을 억제하며, 혈당 조절을 지원
  • PYY: 포만감을 증가시켜 식욕을 억제
• 호르몬 변화와 식욕 지표의 연관성
  • GLP-1과 PYY 농도의 증가는 배고픔(VAS 점수)을 감소시키고, 포만감 점수를 높이는 경향을 보임

 

혈당 반응 및 대사 개선 효과

• 혈당 곡선(AUC) 감소
  • 프리바이오틱 섭취 후 혈당 상승 곡선 면적이 대조군에 비해 유의미하게 낮아짐
  • 이는 프리바이오틱이 혈당 안정화 및 대사 조절에 도움을 줄 수 있음을 보여줌
• GLP-1과 혈당의 관계
  • GLP-1 농도와 혈당 반응 사이에 부정적인 상관관계를 확인
  • 이는 프리바이오틱 발효로 인해 GLP-1 분비가 촉진되면서 혈당 조절이 개선되었음을 시사

 

 

프리바이오틱이 식욕 억제 호르몬(GLP-1, PYY 등)에 미치는 영향

1. 호르몬 종류

   • GLP-1(글루카곤 유사 펩타이드-1): 식욕 억제와 인슐린 분비를 촉진해 혈당 조절에 기여
   • PYY(펩타이드 YY): 식후 포만감을 유발하는 호르몬
   • GIP(포도당 의존성 인슐린분비 펩타이드): 인슐린 분비 조절에 관여
   • PP(췌장 폴리펩타이드): 위장관 활동 조절에 관여

2. 축

   • X축: 식사 후 시간 경과 (0, 10, 30, 60, 120분)
   • Y축: 호르몬 농도 (pg/mL 또는 baseline 대비 변화량)

3. 그룹

   • 프리바이오틱 섭취군
   • 덱스트린 말토스(대조군)

주요 결과 및 설명

1. GLP-1 농도의 변화

   • 프리바이오틱 섭취군에서 식후 10분 만에 GLP-1 농도가 유의미하게 증가
   • 이는 장내 미생물 발효가 GLP-1 분비를 촉진했음을 시사
   • GLP-1은 인슐린 분비를 도와 혈당을 안정화하고, 포만감을 느끼게 하는 데 중요한 역할을 한다

2. PYY 농도의 변화

   • 프리바이오틱 섭취군에서 PYY 농도가 대조군보다 높게 증가
   • 특히 식후 초기(10분)에서 농도 차이가 뚜렷하게 나타남
   • PYY는 식사 후 포만감을 유발하여 식욕을 억제한다

3. GIP 및 PP의 변화

   • GIP와 PP의 농도 변화는 두 그룹 간 유의미한 차이를 보이지 않음
   • 이는 프리바이오틱이 특정 호르몬(GLP-1, PYY)에 선택적으로 영향을 미쳤음을 시사

 

연구 결론

프리바이오틱은 장내 미생물의 발효를 촉진하여 장내 환경을 개선하고, 식욕 억제 호르몬(GLP-1, PYY)을 증가시킴으로써 식욕 조절 및 혈당 반응 개선에 기여한다. 이는 비만 및 대사 질환 예방과 관리에 있어 중요한 전략이 될 수 있다. 특히 단기적 섭취만으로도 혈당 안정화와 식욕 감소 효과를 보여, 건강한 대사 상태 유지에 유용한 보충제가 될 가능성이 크다.

 

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