간헐적 단식의 일종인 간헐적 에너지 제한(Intermittent energy restriction, IER)을 시행한 경우 장내 미생물에 긍정적인 영향을 미친다는 연구 결과가 나왔다.

이완기 혈압, 공복 혈당 수치, 총 콜레스테롤, 다양한 지질 및 여러 주요 간 효소의 수치의 감소에 더불어 IER을 하는 동안 장내 미생물 다양성이 증가하고 병원성 대장균의 비율은 감소했다.

중국 허난대학인민병원 징저우(Jing Zhou) 등 연구진이 진행한 체중 감소에서 뇌 기능과 장내 미생물군유전체의 동적 변화 연구 결과가 국제학술지 프론티어에 30일 게재됐다(doi.org/10.3389/fcimb.2023.1269548).

최근 간헐적 단식과 같은 에너지 제한 식이법이 다이어트 전략으로 유행하고 있지만 이런 식이법이 장내 미생물 균총을 의미하는 마이크로바이옴에 어떤 영향을 미치는지는 명확하지 않았다.

징저우 교수는 중추신경계가 양방향 뇌-장-마이크로바이옴 축을 통해 상호 작용하고 그 과정에서 인체 내의 많은 미생물들이 비만, 당뇨, 자폐 등의 질환과도 관련이 있다는 보고가 나왔다는 점에 착안, IER이 마이크로바이옴 변화에 영향을 미치는지 조사에 착수했다.

연구원들은 2018년 4월부터 11월까지 병원에서 체질량지수(BMI)가 28~45인 비만 성인을 25명을 모집했다.

1단계에서 참가자들은 4일 동안 칼로리와 음식 종류에 제한 없이 정상적인 식단을 유지했고, 이후 IER 식사 단계에선 임상 영양사가 각 참가자의 기본 에너지 섭취량을 기반으로 탄수화물 55%, 단백질 15%, 지방 30%로 구성해 제공했다.

고도로 조절된 금식 단계에는 32일동안 총 4단계에 걸쳐 각 참가자의 기본 에너지 섭취량의 2/3, 1/2, 1/3로 줄여 최종적으로 1/4만 제공했고, 마지막 단계는 30일간의 절제된 금식 기간이었다.

장내 미생물의 변화를 확인하기 위해 각 금식 단계마다 혈액 및 대변 샘플을 수집해 메타게놈 시퀀싱을 수행했고, MRI를 사용하여 특정 뇌 영역의 활성을 확인했다.

분석 결과 참가자의 체중은 평균 7.6 kg이 감소했고 IER 동안 체질량 지수, 체지방, 수축기 혈압 및 당화혈색소를 포함한 여러 지표에서 지속적이고 상당한 감소를 보였다.

이어 이완기 혈압, 공복 혈장 포도당의 혈청 수치, 총 콜레스테롤, 다양한 지질 및 여러 주요 간 효소의 수치는 IER 동안 적어도 한 시점에서 크게 감소했다.

IER을 하는 동안 비만과 관련된 뇌 영역의 활동을 감소됐고 보상 회로에서 뇌 활동에 큰 변화는 관찰되지 않았다.

한편 엄격하게 통제된 금식 단계에서 장내 미생물 다양성이 증가해 프로바이오틱 피칼리박테리움 프로스니치, 파라박테로이데스 디스타소니스, 박테로이데스 유니포르미스의 존재비가 이 단계에서 크게 증가한 반면 병원성 대장균의 존재비는 여러 시점에 걸쳐 감소했다.

징저우 교수는 "IER은 섭식 행동과 관련된 뇌 부위의 활동을 지속적으로 현저하게 감소시켰다"며 "일부 장내 세균의 존재비에 있어 중대하고 역동적인 변화를 유도했다"고 밝혔다.

이어 "장내 미생물군 변화는 IER 개입의 다양한 시점에 걸친 뇌 활동 변화와 상관관계가 있었다"며 "이러한 데이터는 뇌와 장내 미생물 사이의 역동적인 상호 작용이 체중 감소에 중요한 역할을 한다는 것을 시사한다"고 결론내렸다.