안철우의 불멸의 호르몬으로 밝혀진 장의 비밀! 세로토닌 95%가 장에서 만들어지는 이유와 장-뇌 연결축의 놀라운 메커니즘을 완벽 가이드로 알려드립니다.
"배가 아프면 왜 머리도 아플까?" "스트레스를 받으면 왜 소화가 안 될까?" 이런 경험, 누구나 한 번쯤 해보셨을 겁니다. 내분비내과 전문의 안철우 교수는 저서 『불멸의 호르몬』에서 이 모든 현상의 배후에 놀라운 비밀이 있다고 밝힙니다.
우리가 '제2의 뇌'라고 부르는 장에는 무려 1억 개가 넘는 신경세포가 있습니다. 이는 척수의 신경세포보다 많은 수치입니다. 더 놀라운 사실은 행복 호르몬으로 알려진 세로토닌의 90-95%가 바로 장에서 만들어진다는 것입니다.
미국 컬럼비아 대학의 신경생리학자 마이클 거숀 교수는 장을 '제2의 뇌(The Second Brain)'라고 명명하며 혁명적인 개념을 제시했습니다. 과연 장이 어떻게 우리의 감정과 생각, 심지어 행동까지 영향을 미치는 걸까요?
📋 목차
🧠 장신경계: 뇌만큼 많은 신경세포의 비밀
💊 세로토닌의 95%가 장에 있는 이유
🔗 장-뇌 연결축: 양방향 소통의 놀라운 메커니즘
🦠 장내 미생물이 뇌 건강을 좌우한다
😊 장이 행복하면 뇌도 행복해진다
🥗 제2의 뇌를 건강하게 만드는 실천법
🔬 최신 연구가 밝힌 장-뇌 축의 미래
🔚 결론
❓ 자주 묻는 질문 (FAQ)
🧠 장신경계: 뇌만큼 많은 신경세포의 비밀
장신경계(ENS)란 무엇인가?
종종 '제2의 뇌'라고 불리는 장신경계는 장 벽 내에 존재합니다. 위장관에는 약 1억 개의 신경세포가 분포하는데, 이는 척수의 신경세포보다 많은 수입니다.
장신경계는 다음과 같은 독립적 기능을 수행합니다:
- 소화 과정의 자율적 조절
- 장 운동(연동운동) 통제
- 소화액 분비 조절
- 영양소 흡수 관리
- 혈류 조절
가장 놀라운 점은 이 모든 기능이 뇌의 명령 없이도 자동으로 작동한다는 것입니다. 장신경계는 중추신경계의 도움을 받기는 하지만, 뇌에 많은 정보를 송신하며 독립적으로 기능합니다.
장신경계의 신경전달물질
장신경계는 뇌와 유사한 신경전달물질을 사용합니다:
신경전달물질 장에서의 역할 뇌에서의 역할 비고
| 세로토닌 | 장 운동 조절, 분비 촉진 | 기분, 행복감 조절 | 90-95%가 장에 존재 |
| 도파민 | 장 혈류 조절 | 보상, 동기부여 | 50%가 장에서 분비 |
| 아세틸콜린 | 평활근 수축 | 기억, 학습 | 장과 뇌 모두 중요 |
| GABA | 장 운동 억제 | 불안 완화 | 억제성 신경전달물질 |
💊 세로토닌의 95%가 장에 있는 이유
세로토닌의 분포와 역할
행복 호르몬으로 널리 알려진 세로토닌은 뇌의 시상하부 중추에 존재하며, 90-95%가량은 장 내에서 만들어집니다. 인체 기준으로 세로토닌은 위장관에 90%, 중추 신경계에 1~2%, 혈소판에 8% 정도 분포합니다.
장에서 세로토닌이 하는 일
위장관에 존재하는 세로토닌 중 장신경계에는 10%만 존재하고, 나머지 90%는 대부분 장크롬친화세포(Enterochromaffin Cell)라고 하는 특별한 형태의 장상피세포에 존재합니다.
세로토닌의 소화 과정 참여:
- 맛 인식: 음식을 먹기 시작하면 혀의 미뢰 세포가 세로토닌을 방출해 뇌에 맛 정보 전달
- 연동운동: 장은 연동운동을 통해 음식물을 입에서 항문까지 이동
- 팽창 감지: 음식물 덩어리가 장을 팽창시키면 장크롬친화성 세포가 이를 감지
- 신호 전달: 점막하층 장신경으로 세로토닌을 분비해 신호 전달
음식으로 섭취된 트립토판은 두 단계를 거쳐 세로토닌으로 합성됩니다. 첫 단계는 Tryptophan hydroxylase에 의한 산화 반응이고, 두 번째 단계에서 비타민 B6의 도움으로 세로토닌으로 전환됩니다.
장 세로토닌과 뇌 세로토닌의 차이
중요한 사실이 있습니다. 장에서 생산된 세로토닌은 뇌로 전달되지 않으며 행복감과는 관련이 없고 주로 장관 기능 유지에 필요합니다.
왜일까요? 뇌혈관 장벽(BBB)을 통과하지 못하므로 CNS의 세로토닌은 신경 세포에서 직접 합성됩니다. 하지만 장내 미생물이 생산하는 신경전달물질의 전구물질이 BBB를 통과해 신경전달물질로 변환돼 영향을 줄 수 있습니다.
🔗 장-뇌 연결축: 양방향 소통의 놀라운 메커니즘
장-뇌 축(Gut-Brain Axis)이란?
뇌장상관(腦腸相關). 뇌와 장은 서로 밀접한 관계를 갖고 있습니다. 뇌와 장은 자율신경계, 내분비계, 면역계 등 세 가지 경로를 통해 서로 영향을 미치며 정보를 전달하고 쌍방향으로 작용합니다.
장과 뇌는 약 2천 가닥의 신경섬유로 연결되어 서로에게 영향을 미칩니다. 이 복잡한 연결은 신경 경로, 호르몬 신호 및 면역 상호 작용을 포함하여 장과 뇌 사이의 지속적인 정보 교환을 가능하게 합니다.
3대 소통 경로
1. 신경계 경로:
- 미주신경을 포함한 자율신경계가 장까지 연결
- 장신경계와 신호를 주고 받음
- 뇌 → 장: 스트레스 신호 전달
- 장 → 뇌: 포만감, 영양 상태 정보 전달
2. 내분비계 경로:
- 코르티솔(스트레스 호르몬)이 장 기능에 영향
- 세로토닌이 위장 운동성과 장-뇌 통신에 영향
- 장내 호르몬이 뇌의 식욕 중추 조절
3. 면역계 경로:
- 장내세균 분비물이 뇌까지 들어가 신경전달물질과 상호작용
- 면역 세포와 분자가 혈류를 통과하여 정보 전달
- 염증 반응이 국소 장 기능과 먼 뇌 과정 모두에 영향
🦠 장내 미생물이 뇌 건강을 좌우한다
38조 개의 장내 세균
대장에는 38조개의 세균이 살면서 전신 면역에 깊이 관여하고 지휘자 역할을 합니다. 단쇄지방산 등 세균 분비물이 뇌까지 들어가 신경전달물질인 도파민, 세로토닌 등과 '뇌-장 축'을 통해 질환 증상을 느끼게 하는 기전이 작동합니다.
장내 미생물과 뇌의 직접적 연결
2004년 일본 규슈대 연구진의 획기적인 발견이 있었습니다. 인위적으로 장 내 세균을 없앤 쥐를 자극해 스트레스를 유발했는데, 그 결과 실험 쥐가 정상 쥐보다 2배나 많은 스트레스 호르몬을 분비하는 것을 확인했습니다.
2015년 미국 칼텍 연구진은 더 놀라운 사실을 밝혀냈습니다. '무균' 쥐에서는 세로토닌 생성이 뚜렷하게 감소했으나, 무균 쥐 장에 특정 미생물을 주입하자 세로토닌 분비가 다시 늘어났습니다.
장내 미생물이 뇌에 영향을 미치는 방법
1. 신경전달물질 생산:
- 장내 미생물은 세로토닌, 도파민, GABA 같은 신경전달물질의 생성과 조절에 중요한 역할
- 특정 미생물은 트립토판을 분해할 때 나오는 물질이 혈관을 통해 뇌로 전달
2. 단쇄지방산(SCFA) 생산:
- 장 점막을 보호하고 염증을 억제
- 미주신경을 통해 뇌로 신호를 전달해 감정 조절과 행동에 영향
3. 면역계 조절:
- 장내미생물총이 면역계를 자극하고 조절하는 기전을 통해 뇌기능에 영향
- 염증 반응 조절로 뇌 건강 유지
😊 장이 행복하면 뇌도 행복해진다
스트레스와 소화불량의 연결고리
"배가 아프면 머리가 아프고, 머리가 아프면 소화가 안 되는 경험"을 해본 적이 있을 것입니다. 이것이 장뇌축의 간단한 경험입니다.
스트레스를 받았을 때 소화 장애가 생기거나 체했을 때 머리가 아픈 것도 장-뇌 연결축 이론으로 설명됩니다. 뇌의 여러 신호들이 장과 소화에 영향을 미치고, 반대로 장에서 만들어낸 여러 신호와 영양물질, 염증 물질 혹은 항염증 물질이 바로 뇌로 전달돼 다시 우리의 감정과 생각, 생활 흐름을 만들어냅니다.
우울증과 장내 세균의 관계
2019년 국제학술지 '네이처 미생물학'에 발표된 벨기에 루벤가톨릭대 레가의학연구소 연구팀의 1054명 대상 임상시험 결과는 충격적이었습니다.
우울증 환자에겐 염증성 장 질환인 크론병을 일으키는 세균과 신경 활동을 억제하는 뇌 속 물질인 'GABA'를 만드는 세균이 많았습니다. 반면 염증을 치료하거나 도파민을 생산하는 두 종의 세균이 우울증 환자에게는 없었습니다.
치매와 장내 미생물
2019년 일본 국립장수의료연구센터는 장내 미생물과 치매의 연관성을 분석한 연구를 발표했습니다. 박테로이데스는 독성 물질을 분해하는 인체에 이로운 균으로, 장내 세균이 치매 예방의 도구가 될 수 있음을 시사하는 연구결과였습니다.
2017년 스위스 microengineering 연구소 연구팀은 알츠하이머병에 걸린 쥐의 장 내 세균을 주입한 쥐에서 치매의 주된 원인으로 꼽히는 베타아밀로이드가 급증한 것을 관찰했습니다.
🥗 제2의 뇌를 건강하게 만드는 실천법
장내 환경 최적화 식단
세로토닌이라는 호르몬은 우리가 섭취하는 트립토판을 통해서 만들어지는데 80~90%가 장에서 만들어집니다. 세로토닌은 수면, 기분, 집중 등 거의 모든 생활에 영향을 미칩니다.
트립토판 풍부 식품:
- 치즈, 요구르트, 달걀, 우유
- 가금류 (특히 칠면조)
- 콩, 두부
- 바나나, 견과류
장내 유익균 증식 식품:
- 김치, 된장 등 발효식품
- 섬유질이 풍부한 채소와 잡곡
- 프리바이오틱스 함유 식품
프로바이오틱스의 과학적 활용
장내 균총 변화가 인지력에 영향을 미친다는 연구결과가 있습니다. 치매(알츠하이머병)로 진단된 60~95세 노인 60명을 대상으로 유산균을 함유한 우유를 1일 200mL, 총 12주간 섭취하도록 한 결과 유산균 섭취군은 인지 기능이 27.9% 향상된 반면 섭취하지 않은 군은 5.03% 감소했습니다.
프로바이오틱스 선택 기준:
- 장내 생존율: 균 자체가 아무리 좋아도 장까지 살아서 도달하지 못하면 소용없음
- 프롤린 유산균: 콜라겐 구성 성분으로 균주 자체의 내산성·내담즙성·안정성 향상
- 균 수와 종류: 다양한 균주 조합이 효과적
생활습관 개선 전략
스트레스 관리:
- 스트레스는 장내미생물의 다양성을 감소
- 병원성 미생물의 성장을 촉진하여 장점막 손상 및 염증 반응 유발
- 명상, 요가, 깊은 호흡으로 스트레스 조절
규칙적인 운동:
- 장 운동성 개선
- 장내 미생물 다양성 증가
- 세로토닌 분비 촉진
충분한 수면:
- 장내 미생물 균형 유지
- 장 점막 재생
- 면역 기능 회복
피해야 할 것들
항생제 장기 복용:
- 유익균까지 제거하여 장내 균형 파괴
- 최소한 1주 이상 발효식품을 섭취해 장내 세균 정상화 필요
가공식품 과다 섭취:
- 첨가물이 장내 미생물 다양성 감소
- 염증 유발 물질 증가
불규칙한 식사:
- 장내 미생물의 일주기 리듬 교란
- 소화 기능 저하
🔬 최신 연구가 밝힌 장-뇌 축의 미래
정신 질환 치료의 새로운 가능성
2024년 호주 플린더스 대학 연구팀은 장의 장내분비 세포(EEC)에서 합성된 세로토닌이 뇌의 시냅스와 직접적인 통신을 한다는 사실을 발견했습니다.
이 발견은 세로토닌과 관련된 질환인 불안, 우울증, 과민성 대장 증후군(IBS) 치료에 대한 새로운 통찰력을 제공함으로써 장-뇌 축을 표적으로 하는 약물 개발에 광범위한 도움을 줄 수 있다는 것을 시사합니다.
맞춤형 장내 미생물 치료
장내 미생물총의 상태가 장에서 가장 멀리 떨어진 뇌 기능에 영향을 미칠 수 있다는 개념이 확립되면서, 개인의 장내 미생물 조성을 분석하여 맞춤형 프로바이오틱스를 제공하는 치료법이 개발되고 있습니다.
🔚 결론
안철우 교수가 『불멸의 호르몬』에서 강조했듯이, 장은 단순한 소화기관이 아니라 제2의 뇌입니다. 1억 개가 넘는 신경세포, 세로토닌의 90-95% 생산, 38조 개의 장내 미생물. 이 모든 것이 우리의 감정, 생각, 행동에 직접적인 영향을 미칩니다.
"장이 건강해야 장수한다"는 옛말이 과학적으로 입증되고 있습니다. 장과 뇌는 자율신경계, 내분비계, 면역계 등 세 가지 경로를 통해 끊임없이 소통하며, 이 소통이 원활할 때 우리는 진정한 건강을 얻을 수 있습니다.
오늘부터 실천해보세요:
- 발효식품과 식이섬유 충분히 섭취
- 프로바이오틱스로 장내 유익균 보충
- 스트레스 관리와 규칙적인 운동
- 충분한 수면과 휴식
이 작은 변화들이 모여 당신의 제2의 뇌인 장을 건강하게 만들고, 그 건강이 뇌로, 그리고 온몸으로 퍼져나가 더 행복하고 건강한 삶을 선물할 것입니다.
❓ 자주 묻는 질문 (FAQ)
Q1. 장이 제2의 뇌라는 말은 정말인가요?
A: 네, 과학적으로 입증된 사실입니다. 장에는 약 1억 개의 신경세포가 있으며, 이는 척수보다 많은 수입니다. 미국 컬럼비아 대학의 마이클 거숀 교수가 '제2의 뇌'라고 명명했으며, 장이 독립적으로 많은 기능을 수행한다는 것이 밝혀졌습니다.
Q2. 장에서 만들어진 세로토닌이 뇌로 가서 행복감을 만드나요?
A: 아니요. 장에서 생산된 세로토닌은 뇌혈관 장벽(BBB)을 통과하지 못해 뇌로 전달되지 않으며 주로 장관 기능 유지에 사용됩니다. 하지만 장내 미생물이 생산하는 전구물질이 BBB를 통과해 뇌에서 세로토닌으로 전환될 수 있습니다.
Q3. 장내 미생물이 정말 우울증에 영향을 미치나요?
A: 네, 여러 연구에서 입증되었습니다. 2019년 벨기에 연구에서 우울증 환자는 도파민을 생산하는 세균이 없고 염증을 일으키는 세균이 많다는 것이 밝혀졌습니다. 장내 미생물 조성 개선이 우울증 치료에 도움이 될 수 있습니다.
Q4. 프로바이오틱스를 먹으면 뇌 건강이 좋아지나요?
A: 가능성이 있습니다. 치매 환자를 대상으로 한 연구에서 유산균 섭취군의 인지 기능이 27.9% 향상되었습니다. 하지만 프로바이오틱스는 보조적 수단이며, 근본적으로는 식단과 생활습관 개선이 더 중요합니다.
Q5. 스트레스를 받으면 왜 배가 아픈가요?
A: 뇌와 장은 미주신경 등을 통해 직접 연결되어 있습니다. 스트레스를 받으면 뇌가 장으로 신호를 보내 장 운동성이 변화하고, 장내 미생물 균형이 깨지며, 염증 반응이 일어나 복통, 설사, 변비 등이 발생합니다.
Q6. 장 건강을 위해 가장 중요한 것은 무엇인가요?
A: 균형 잡힌 식단이 가장 중요합니다. 발효식품(김치, 된장, 요구르트)으로 유익균을 공급하고, 식이섬유(채소, 잡곡)로 유익균의 먹이를 제공하세요. 여기에 스트레스 관리, 규칙적인 운동, 충분한 수면이 더해지면 최상의 장 건강을 유지할 수 있습니다.
Q7. 항생제를 먹은 후 장 건강 회복 방법은?
A: 항생제는 유익균까지 제거하므로 복용 후 최소 1주 이상 발효식품을 집중적으로 섭취하세요. 프로바이오틱스 보충제도 도움이 되며, 섬유질이 풍부한 식단으로 장내 미생물을 정상화하는 것이 필요합니다.