정상세균총
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1. 개요
Normal bacterial flora,Microbiome
특별한 질병이 아니라도 건강한 사람의 몸의 장기,조직 등에서 인간과 공생 혹은 편리공생을 하는 세균 무리를 이른다.
이 문서는 정상'''세균'''총만 서술하지만 사람의 몸에는 세균 뿐 아니라 효모를 비롯한 진균, 고균, 바이러스 등 다른 미생물들도 서식하고 있다.
2. 상세
우리 몸의 대부분[1]에는 정상적으로 세균이 서식하고 있다.
태아 상태의 인간은 무균 상태이나,출산할 때부터 세균 등 미생물의 접촉을 받게 된다.[2]. 즉 태어날 때 부터 인간은 정상세균총을 보유하고 있는 것이다.
상술했듯 대부분의 장기,예컨대 각지의 피부, (대장과 소장을 포함한) 소화기, 눈, 기도 등의 호흡기, 여성기 등 다양한 곳에 세균들이 정상세균총으로써 서식하고 있다.
3. 무엇을 하는가?
3.1. 소화 기능
이 정상세균총 중 창자에 서식하는 세균들은 니트 마냥 눌러앉아 영양소를 분해하며 사는데, 식이섬유 마냥, 내가 분해하지 못하는 영양소를 분해하며 이것을 인간이 소화할 수 있는 것으로 분해한다.
상당히 희한한 것을 먹는 균도 있는데 옥살산을 먹어서 분해하는 옥살로박터(Oxalobacter)가 대표적이다.
3.2. 보호 기능
정상세균총이 가득 뭉쳐있는 곳에 병균 등 유해한 미생물이 들어가면, 정상세균총은 침입자를 쫓아낸다. 침입자는 적절한 영양소를 얻어 분해하지 못해 도태된다.[3]
물론 수적으로 몰아내기도 하지만 상당히 체계적인 무기를 사용하는 세균도 많다. 대표적인 것이 유당 같은 걸 분해해서 젖산을 합성해 산(酸) 공격을 하는 유산균[4] 그 외에도 Type VI screction system, 줄여서 '''T6SS'''라는 무기로 적균을 죽인다거나(Bacteroides 등) 아예 다른 박테리오파지 마냥 다른 세균을 잡아먹는다거나(Bdellovibrio 등) 항생물질를 뿜어 다른 세균을 처리한다거나(유산균 일부 등)...한다.
하지만 병균들도 이런 토착민들에게 대처를 하기도 하고[5] 애초에 정상세균들이 백혈구 마냥 침입자들을 쏙쏙죽이지도 않으니... 정상세균들이 질환을 일으키는 경우도 있으니 얘들에게 면역세포급의 활약은 기대하지 않는 게 좋다.
3.3. 면역계와의 상호작용
면역반응이 과해서 온갖 면역계가 날뛰면 당연히 정상세균총도 무사하질 못하다. 그래서 박테로이데스 프라길리스(Bacteroides flagilis)등의 세균들은 T세포, 그 중에서도 면역반응을 억제하는 '''제어성 T세포'''를 자극하는 물질을 만든다. 물질에 자극된 제어성 T세포는 과격하게 움직이는 면역계를 제압한다.[6] 이런 특성 때문에 정상세균총과 1형 당뇨병, 류마티스 관절염[7] 등 각종 자가면역질환이 엮인다.
또한 락토바실러스 카제이(Lactobacilus casei) 등의 세균은 염증반응을 억제하며 자가면역 항체의 생산을 방해한다고.
반대로 락토바실러스는 피루빈산이라는 물질을 제작하는데,이것으로 대식세포가 활성화하기도 한다.또한 몇몇 세균은 항체의 생산을 돕고, 다당체를 생성해 수지상 세포의 정상적인 항원 제시를 돕는다.
3.4. 비타민의 합성
세균 하면 생각나는 대장균이나 유산균은 비타민 B나 비타민 K를 합성하는데 인간은 이런 몇몇 비타민들을 합성하지 못하므로 중요한 공급원들이다.
4. 질병과의 연계성
면역계와 정상세균총은 돕기도 하지만 정상세균총 중 일부는 질병을 일으키기도 한다. 그다지 심각하다고는 할 수 없는 여드름부터 대장암까지 정상세균총이 일으킬 수 있는 질병은 다양하지만 면역력이 정상적인 일반인들의 경우 정상세균으로 인한 피해는 그다지 크지 않은 편이다[8]
5. 장유형(Enterotype)?
인간의 장을 서식하는 세균에 따라 3가지로(혹은 2가지로) 나눌수 있다는 의견이 있는데 아직까지는 깊이 신뢰할 수 있는 의견으로 받아지지는 않는 듯 하다.
- 박테로이데스(Bacteroides) 유형
- 프리보텔라(Prevotella) 유형
- 루미노코쿠스(Ruminococcus) 유형
하지만 장에 이 3종류의 유형만 사는 것도 아니고 식이섬유를 분해하는 박테로이데스[9]도 있고,반대로 고단백을 분해하는 프리보텔라도 있으니...심지어 박테로이데스와 프리보텔라는 나름 촌수가 가까워서 박테로이데스속(屬)이였던 균이 프리보텔라속으로 옮겨지기도 하니...믿고 안 믿고는 여러분의 몫.
6. 정상세균총의 목록
일반적으로 피부나 호흡기 등 산소가 잘 통하는 곳에는 산소가 물질대사에 필요한 호기성(好氣性) 세균이,창자 등에는 산소가 불필요하거나 산소가 있으면 죽는 혐기성(嫌氣性) 세균이 산다.
- 대장균(Escherichia coli)[10]
- 유산균
- 녹농균(Psuedomonas aeruginosa)
- 포도상구균
- 황색포도상구균(Staphylococcus aureus)
- 표피포도상구균
- 박테로이데스(Bacteroides)
- 프리보텔라(Prevotella)
- 루미노코쿠스(Ruminococcus)
- 연쇄상구균
- 폐렴구균(Streptococcus pnumone)
- 화농연쇄구균(Streptococcus pyogenes)
- 뮤탄스 연쇄구균(Streptococcus mutans)
- 유산연쇄구균(Streptococcus thermophilus)
- 쿠티박테륨 아크네스(Cutibacterium acnes)
- 간균속(Bacilus)
- 클로스트리듐(Clostridium)
- 디피실리균(Clostridium difficile) [11]
- 가스괴저균(Clostridium perfrigens)
- 파상풍균(Clostridium tetani)[12]
- 가스괴저균(Clostridium perfrigens)
- 헬리코박테르 퓔로리(Helicobacter pylori)
[1] 일부 배설계, 예를 들어 신장 등 제외.[2] 흥미로운 연구 결과가 있는데, 자연 분만으로 낳은 아이의 대장에는 어머니의 질에 서식하던 세균이 많고,제왕절개로 낳은 아이는 어머니의 피부에 서식하던 세균이 많다고 한다.[3] 예를 들자면 식당에 사람이 너무 많아서, 나중에 오는 사람들은 쫓겨나는(...) 것과 마찬가지.[4] 질 내부는 산성인데, 이것이 질내 세균의 반을 차지하는 유산균 덕분이다.[5] 다른 병균들도 무기를 가지고 있기도 하므로,정상세균을 처치해 충분한 공간을 창출하기도 한다.[6] 이렇게 간단한 과정은 아니며, 요약한 것.[7] 장에서 락토바실러스(Lactobacilus)가 사라지면 류마티스성 관절염 발병 확률이 줄어든다는 연구 결과가 있다.[8] 즉 면역력이 약해지면 정상세균들이 피해를 입히는데,이런 세균들을 '''기회감염균'''이라고 한다.[9] 일본 사람들의 장에서 해조류 식이섬유를 분해한다는 Bacteroides plebeus 등[10] 의외로 대장 안에서 대장균의 수는 0.8% 뿐이라고 한다.[11] 다른 세균들이 건재한 상태에서는 문제를 일으키지 않지만, 항생제 사용으로 다른 세균들이 전멸할 경우 이 세균은 항생제 내성이 대단히 강해서 마구 증식해서 거짓막 대장염(pseudomembranous colitis)을 일으켜서 설사를 하게 만든다. [12] 진짜로 장내에 사는 세균의 일부다.