HMO 과학에 대한 새로운 인사이트 1부: HMO가 마이크로바이옴의 발달에 긍정적인 영향을 미치는 방법

초기 생활 영양은 미래 건강에 대한 함의: 전문가 무게 에서  

• 이 글은 모유 올리고당 (HMOS)이 인체 건강에 미치는 영향에 대한 3부작 시리즈 중 첫 번째 글입니다. 이 시리즈에서는 마이크로바이옴, 두뇌 발달 및 면역에 대한 HMO의 역할과 HMO가 장-뇌-면역 축에 어떤 영향을 미칠 수 있는지에 대한 진화하는 과학을 살펴볼 예정입니다.  
• HMO는 모유에서 지방과 유당 다음으로 세 번째로 많은 성분(수분 제외)으로, 이 생리 활성 성분이 유아의 발달과 전반적인 인체 건강에 중요한 역할을 할 수 있음을 시사합니다.¹ 
•   마이크로바이옴 또는 장내 미생물 군집에 미치는 영향, 뇌 발달에 대한 , 면역 체계에 대한 등 인간 건강의 다양한 요소에 대한 더 많은 지식을 얻고자 하는 열망이 있습니다.       이 글에서는 생물학 책임자 루이스 크리스틴 빅스네스와 스타인 담 젭슨( dsm-firmenich의 과학자)이 HMO가 마이크로바이옴의 발달에 미치는 영향에 대한 이해를 높이는 데 도움을 줍니다.  

 마이크로바이옴의 중요성( ) 및 HMO의 영향( )이 개발에 미치는 영향( )  

 초기 생애는 장내 미생물을 형성하고 영향을 미치는 중요한 시기이며, 장내 미생물은 위장관에 서식하는 미생물로서 우리 건강의 한 측면을 위한 무대를 마련하며, 여러 발달 영역에 영향을 미칠 수 있습니다.^{2, 3}  미생물은 숙주의 전반적인 건강뿐만 아니라 장의 성숙과 기능에 상당한 영향을 미치는 것으로 간주됩니다.^{2, 4}   

   과학은 계속해서 HMO의 건강상의 이점 에 대해 밝혀지고 있지만, 대부분 소화되지 않은 채 대장에 도달하여 유익균의 먹이가 되어 건강한 박테리아, 특히 비피더스균의 발달을 돕는다는 것이 알려져 있습니다. 5-7 면역 체계 세포의 약 70%가 장에 존재하므로, 미생물군집 의 영향은 면역 체계의 기능으로 확장될 수 있습니다. 8,9              

건강한 장내 미생물은 유아의 발달에 어떻게 도움이 되나요? 

루이스 크리스틴 비그네스, dsm-firmenich의 생물학 책임자: 유아의 장내 미생물과 그 발달은 매우 중요합니다.  새로운 증거에 따르면 위장관 발달에 영향을 미치고, 점막 완전성을 유지하며, 숙주의 영양 상태에 영향을 미치고, 바람직하지 않은 미생물로부터 방어( )를 돕는 등 여러 역할을 할 수 있습니다.¹⁰ 

    건강한 장내 미생물군 은 건강한 면역 체계를 발달시키는 데 매우 중요할 수 있으며, 전임상 및 임상 연구에 따르면 면역 체계가 어떤 미생물이 숙주에 존재해도 괜찮은지, 어떤 미생물이 존재해서는 안 되는지 판단하는 데 도움이 됩니다.^11,12 

 바람직하지 않은 미생물에 대한 보호와 관련하여 몇 가지 요소가 관련되어 있습니다.  첫째, 건강한 장내 미생물이 장내에서 우세하면 바람직하지 않은 미생물 이 서식할 수 있는 공간이 거의 없습니다. 둘째, 건강한 장내 미생물은 바람직하지 않은 박테리아가 번식하기에 좋지 않은 환경을 조성합니다.  

마이크로바이옴의 발달이 건강하거나 "일반적인" 것으로 간주되는 것에서 벗어나는 경우 어떤 의미가 있을까요? 

루이스 크리스틴 비그네스: 장내 미생물의 발달은 유아기의 중요한 시기에 이루어집니다. 장내 미생물의 교란은 "균형이 맞지 않거나" 건강에 해로운 미생물 군집으로 이어져 특정 건강에 영향을 미칠 수 있습니다.^2,10  연구에 따르면 장내 미생물, 숙주 및 면역 체계는 서로 긴밀한 동맹 관계로 작동하므로 서로 의존하며 어느 한쪽이 손상되면 최적으로 작동할 수 없다고 합니다. 따라서 장내 미생물의 균형이 깨지면 (예: 항생제 치료 후) 면역 체계가 제대로 반응하지 않을 수 있으며, 이는 연관 연구에서 밝혀진 바와 같이 자가 면역 질환 및 알레르기의 발병으로 이어질 수 있습니다.^13,14  

출산 방식, 항생제와 같은 약물에 대한 조기 노출, 모유 또는 분유 사용 여부 등 특정 요인이 장내 미생물 구성과 발달에 영향을 미칩니다. 이러한 상황 은 나중에 건강 결과에 영향을 미칠 수 있습니다.²

HMO가 위장관 내 박테리아 군집에 어떤 영향을 미치는지 그 메커니즘을 설명하세요. 

스틴 담 젭슨, 과학자 , dsm-firmenich: 초기 전임상 연구에 따르면 HMO 는 다양한 방식으로 장내 세균 군집에 영향을 미칠 수 있습니다.   첫째, 소화가 되지 않는 올리고당으로 위산과 효소 가수분해의 영향에 저항하고 위장관에서 대부분의 전신 흡수를 피하며 유익균의 성장을 선택적으로 자극할 수 있습니다.^15,16 둘째, 유익균을 자극하여 유익한 장내 미생물 총에 기여함으로써 바람직하지 않은 미생물이 서식하는 것을 방지할 수 있습니다.^17,18 또한 HMO는 장 벽 장벽에도 긍정적인 영향을 주어 건강한 장내 미생물 총에 유리한 환경을 조성할 수 있습니다. ^15,19  

마이크로바이옴의 발달에 영향을 미치는 HMO의 능력과 관련된 최신 연구에 따르면 어떤 것이 있나요?  

루이스 크리스틴 비그네스: 대규모 코호트 연구에 따르면 장내 미생물과 그 발달과 관련된 중요한 요인 중 하나는 모유의 섭취입니다.  이 연구의 저자들은 이것이 HMO를 포함한 모유에 생리 활성 성분 이 존재하기 때문이라고 주장합니다.20 이와 일치하는 이전 연구에서 모유를 먹인 영아와 HMO를 첨가하지 않은 분유 를 먹인 영아의 장내 미생물을 비교했을 때, 분유를 먹인 영아의 비피도박테리아가 적어 구성이 상당히 다르다는 것을 발견했습니다.21 비피도박테리아는 유익균이며 유아 건강에 중요한 존재입니다.^22,23 

최근 유아용 조제분유에 글리콤/dsm-피르메니히에서 생산한 HMO를 사용한 유아 연구에서 비피더스균의 증가 등 모유를 먹인 유아에 가까운 구성으로 장내 미생물 발달에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 나타났습니다.²⁴

HMO: 특정 구조 특정 기능 있음 

     모유에서 최소 200 다른 HMO가 확인되었습니다.^1,25 이러한 올리고당은 모유 특유의 매우 복잡한 구조로, 다른 포유류는 모유에 이러한 탄수화물 구조의 농도와 복잡성에 근접하지 않습니다.²⁶ HMO는 모유의 생리 활성 분자 중 하나로, 유아 발달에 장단기적으로 영향을 미치는 것으로 생각되는 화합물 그룹입니다.^3,6 HMO의 양과 구성은 여성마다 그리고 수유 기간에 따라 다릅니다.^27,28  유선에서 HMO를 생산하려면 모유 생산을 위한 모체 총 에너지 소비의 10 %가 필요하다고 추정되었습니다.²⁹ 또한 HMO 기능은 구조-특이적 입니다.  

모든 HMO가 마이크로바이옴에 같은 방식으로 영향을 미치나요?

루이스 크리스틴 비그네스: 우리는 아직 HMO의 다양한 구조가 장내 미생물과 숙주에 미치는 영향을 완전히 이해하는 초기 단계에 있습니다. 연구에 따르면 일부 구조는 장내 특정 박테리아가 다른 구조보다 더 잘 활용하며, 이는 미생물총이 활용하지 않는 다른 구조가 다른 용도로 사용된다는 것을 의미합니다. 엄마가 아기에게 중요하지 않았다면 이 모든 HMO 구조를 만들지 않았을 것입니다! 하지만 보다 완전한 이해( )를 얻기 위해서는 더 많은 연구가 필요합니다. 

 장-뇌-면역 축: HMO를 위한 역할이 있나요? 

HMO 분야의 흥미로운 연구 분야는 이러한 물질이 장-뇌-면역 축에 어떤 영향을 미칠 수 있는지에 관한 것입니다. 장-뇌-면역 축은 위장관, 뇌를 포함한 중추신경계, 면역계 사이에 존재하는 통신 시스템을 말합니다. 이러한 각 신체 시스템의 기능은 서로 메시지를 주고받는 경로와 생화학 물질을 통해 다른 시스템에 영향을 미칩니다.^9,31 전임상 및 임상 연구의 혼합 HMO가 이러한 각 시스템에 긍정적인 영향을 미칠 수 있음을 보여주었습니다.³ 

새로운 연구에 따르면 장-뇌 축이라는 용어에 면역 체계를 추가하여 장-뇌-면역 축을 만들어야 한다고 합니다( 장-뇌 축). 미생물총은 뇌와 면역 체계에 어떤 영향을 미칠까요? 

스타인 담 젭슨: 장벽, 장내 미생물, 및 면역 세포 는 서로 연결되어 있습니다.³² 이러한 구성 요소 중 하나에 약간의 장애가 발생하면 장내 미생물 이상증이나 염증과 같은 불리한 상태로 이어질 수 있습니다 . 장내 미생물은 면역 체계를 교육하고 조절하는 데 중요한 역할을 합니다. 따라서 건강하고 균형 잡힌 미생물 총은 유익한 면역 체계를 형성하고 균형을 유지하는 데 필수적입니다.³

장내 미생물 군집은 뇌에도 큰 영향을 미치며, 이는 유아기 이후에도 나타납니다. 예를 들어, 알츠하이머 및 파킨슨병과 같은 뇌 질환을 조사한 관찰 연구에 따르면 이러한 질환은 장내 미생물총의 변화와 관련이 있을 수 있습니다.33-35 메커니즘 연구에 따르면 장내 미생물총은 박테리아가 생성하는 신경 활성 분자를 통해 뇌에 신호를 보내는 등 여러 경로를 통해 뇌에 영향을 미칠 수 있습니다.^36,37 따라서 장내 미생물총은 뇌 건강과 밀접한 관련이 있습니다.^3, 38

HMO의 잠재력 - 앞을 내다보는  

HMO의 전문가로서 어떤 분야에서 건강에 가장 큰 영향을 미칠 수 있는 잠재력이 있다고 생각하시나요?

루이스 크리스틴 비그네 및 스타인 담 젭스: 우리는 HMO가 유아 건강뿐만 아니라 어린이, 성인 및 노인의 건강에도 큰 잠재력을 가지고 있다고 믿습니다.  이러한 작용 방식( )과 제안된 혜택으로 인해, 저희는 HMO가 장 이외의 여러 건강 영역(예: 전신 면역, 심지어 뇌 건강)에도 영향을 미칠 수 있다고 생각합니다.

dsm-firmenich 는 영양 지질, 비타민 및 맞춤형 영양소 프리믹스 등 고유한 포트폴리오를 갖춘 유아 영양 및 식이 보충제 업계의 선도적인 글로벌 솔루션 제공업체입니다. HMO를 포트폴리오에 통합함으로써 dsm-firmenich는 의미 있는 솔루션을 제공하는 리더십을 더욱 강화하여 영유아의 건강한 수명을 연장하는 데 도움을 주며, 이는 전 세계 인구 증가를 지원하겠다는 약속의 일환입니다. 차세대 HMO는 dsm-firmenich의 흥미로운 혁신 로드맵의 일부로, 이미 빠르게 성장하고 있는 HMO 시장을 더욱 촉진하기 위해 내년에 4개의 새로운 HMO가 출시될 예정입니다. 

최근 dsm-firmenich는 세계적으로 유명한 과학자이자 의사인 Hania Szajewska 교수와 함께 HMO가 유아 건강에 미치는 영향에 초점을 맞춘 웹 세미나를 개최했습니다. 교수 Szajewska( )는 HMO 구조가 기능에 미치는 영향과 유아 영양에 있어 HMO의 잠재적 이점과 관련된 현재 증거를 요약했습니다. 녹화 웨비나를 시청하려면 여기를 클릭하세요( ).