운동이 비만인의 장내 미생물군을 변화시키는 방식: 체계적 고찰에서 밝힌 내용

칠레대학교의 하비에르 칸시노-라미레스 박사가 이끄는 연구팀은 과체중 및 비만 성인의 장내 미생물총에 대한 운동의 영향에 대한 최초의 체계적 문헌고찰을 수행했습니다. Applied Physiology, Nutrition and Metabolism 에 게재된 이 연구는 총 476명의 비만 참가자와 382명의 건강한 지원자를 대상으로 한 11건의 임상 연구 데이터를 통합했습니다.

필수 조건

비만은 장내 미생물총의 교란과 관련이 있으며, 단쇄지방산(SCFA)을 생성하는 유익균의 감소와 염증 및 대사 불균형을 촉진하는 세균의 우세 현상이 나타납니다. 운동이 미생물총을 조절할 수 있다는 증거가 일부 제시되었지만, 그 효과는 제한적이고 복합적인 방식으로 나타났습니다.

연구 방법 및 선택

• 문헌 검색: MEDLINE, EMBASE, EBSCO, Scopus(2024년 말 기준)에서 PRISMA 프로토콜에 따라 검색합니다.
• 포함 기준: BMI가 ≥25 kg/m²인 성인(18세 이상), 신체 활동 수준 또는 운동 프로그램과 미생물군 구성(16S rRNA 시퀀싱)의 연관성을 평가하는 개입(대조 및 비대조) 연구 및 단면 연구.
• 편향 위험 평가: RCT의 경우 RoB 2, 통제되지 않은 개입의 경우 ROBINS-I, 단면 연구의 경우 JBI.

총 7개의 개입 연구(HIIT, 유산소 운동, 근력 운동, 4~16주)와 4개의 횡단면 연구가 검토에 포함되었습니다.

주요 결과

1. 알파 다양성(샘플 내)

   • 개입은 운동 후 종 수나 다양성 지수의 명확한 증가를 보여주지 못했습니다(섀넌, 심슨).

   • 단면 연구에 따르면, 참여 활동이 활발한 사람들은 점수가 약간 더 높은 경우가 많았지만, 결과는 일관되지 않았습니다.

2. 베타 다양성(표본 간)

   • 모든 개입 프로토콜은 대조군이나 기준선과 비교했을 때 훈련 후 미생물 군집 구성에 상당한 변화가 있음을 보여주었습니다(PERMANOVA 분석, p<0.05). 이는 활동적인 개인에게 뚜렷한 "미생물 군집"이 형성되었음을 나타냅니다.

3. SCFA 생산자

   • 다양한 유형의 운동을 하면 부티르산과 프로피오네이트를 주로 생산하는 Faecalibacterium, Roseburia, Bifidobacterium 속의 상대적 비율이 증가하는 것으로 나타났으며, 이는 장벽 기능을 향상시키고 전신 염증을 감소시킵니다.

4. 기능적 예측

   • 연구진은 PICRUSt를 사용하여 중강도 및 고강도 운동 프로그램 후에 부티르산 대사 유전자가 증가하고 리포다당류(LPS) 합성 유전자가 감소하는 것을 보여주었습니다.

한계와 격차

• 프로토콜의 이질성: 4주 HIIT부터 16주 혼합 프로그램까지, 운동 빈도와 기간이 다양함.
• 소규모 코호트: 대부분의 개입에는 20~30명의 참여자가 포함되어 통계적 검정력이 감소합니다.
• 식단 표준화 부족: 식단을 통제한 연구는 3건뿐이었고, 나머지는 관찰 데이터였습니다.
• 저항 훈련에 대한 RCT가 부족하고 미생물군 변화에 따른 기능적 결과에 대한 신경학적 분석이 부족합니다.

실제적 결론

• 개인 맞춤형 접근 방식: 체중 감량을 위한 운동 프로그램을 개발할 때 환자의 미생물군을 변화시킬 수 있는 능력을 고려하는 것이 중요합니다.
• 운동 최적화: 일주일에 3~5시간 동안 적당한 유산소 운동과 HIIT 운동을 한 결과, SCFA를 생성하는 박테리아에 유리한 변화가 가장 크게 나타났습니다.
• 영양과의 조합: 프리바이오틱스가 풍부한 식단( Faecalibacterium 과 Bifidobacterium 증가 )을 조절하면 신체 활동의 효과가 향상됩니다.

향후 연구를 위한 권장 사항

1. 표준화된 프로토콜과 의무적인 영양 고려를 포함한 대규모 다기관 RCT.
2. 대사 및 임상 결과(인슐린 민감도, 염증 표지자)에 대한 장기 모니터링.
3. 메타게놈학과 대사체학을 통합하여 미생물 군집의 기능적 변화를 정확하게 이해합니다.

이 연구는 신체 활동이 근육과 심장을 자극할 뿐만 아니라, 장내 세균총을 조절하여 대사와 면역 건강을 개선할 수 있는 강력한 내생물학적 도구라는 점을 강조합니다.