분만방식, 모유 수유등과 장내 미생물
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분만방식에 따라 아기의 장내 미생물의 구성이 달라지고 질병 발생에도 영향을 준다.
아기는 태아로 있을 당시에는 무균상태이나, 출산직후 엄마와 주변환경으로부터 세균에 감염된다. 따라서 출생 후 1일 째부터 신생아의 변에서는 대장균, 유산 간균, 장구균, 클로스트리디움균, 포도상구균 등이 출현하여 혼잡한 균이 장에 정착하게 된다. 유산균의 하나인 비피더스균은 생후 2일 정도 지나서 정착하게 되며, 생후 4-5일 째에서는 비피더스균이 신생아의 장내에 상존하는 균에서 가장 많은 수를 차지하게 되며 이에 따라 다른 세균군은 감소하게 된다(1). 자연분만인 경우 엄마의 질과 장내 미생물이 신생아의 중요한 장내 미생물 소스가 되나 제왕절개의 경우에는 신생아의 입으로 직접 접촉하는 질과 장내 미생물이 없기 때문에 모체 이외의 환경에서 유입된 미생물이 태아의 장에 정착하게 된다. 이렇게 유입된 미생물은 커뮤니티는 다양성이 떨어지며 스테필로코커스가 우점종인 피부에 주로 존재하는 미생물 균총과 비슷하게 되고 락토바실러스나 비피도박테리아는 늦게 장에 정착하게 된다. 제왕절개로 인해 달라진 미생물 균총은 생후 6개월에서 심지어는 7년까지 차이를 보인다고 한다. 장내 균총이 아기의 면역발달에 중요한 역할을 하기 때문에, 결국 분만방식의 차이가 신생아의 면역시스템 발달에 차이를 준다고 볼 수 있다. 그래서 자연분만보다 제왕절개 분만에서 아토피, 천식, 제1형 당뇨, 알러지 증상이 훨씬 더 많이 나타나고 있다(2-6).
자연 분만을 하더라도 엄마가 비만이거나 당뇨인 경우 엄마의 장내 미생물이 아기에게 이전되면서 아기가 성장하면서 비만이 되거나 천식, 알러지, 제 1형 당뇨 등 자가 면역질환이 발생하는 것과 관련이 있다고 한다(7).
모유에는 장내 유익균만이 이용할 수 있는 다양한 올리고당이 있고 아기가 성장함에 따라 그 구성도 바뀐다.
모유를 먹는 아기는 우유를 먹는 아기에 비하여 설사나 감염질환에 잘 걸리지 않으며, 걸렸다 하여도 사망률이 낮다는 보고가 있다. 그 원인이 무엇인지는 확실히 밝혀지지 않았지만 모유에 함유되어 있는 면역글로불린, 라이소자임, 락토페린 등의 면역을 강화시키는 물질의 역할과 모유를 먹는 아기와 우유를 먹는 아기의 장에 상존하는 균의 차이로 인해 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 아기의 변을 검사하여 보면 모유를 먹는 아기의 장내에 살고 있는 세균의 90% 이상이 비피더스균으로 점유되어 있는데 반하여, 분유를 먹는 아기에서는 20% 이하로, 분유를 먹는 아기의 장에 상존하는 세균은 어른과 유사한 양상을 보여준다(8-10). 그 이유를 추적해 보면 다음과 같다. 모유에는 130여종의 다양한 올리고당이 들어 있는데 인체에는 이를 분해할 수 있는 효소가 없다. 이 올리고당들은 막 정착하기 시작한 아기의 장내 미생물총중 유익균을 키우는데 결정적인 역할을 한다. 모유를 수유하는 아기들의 장내 미생물에는 락토바실러스와 비피도 박테리아가 우점하는데 이들 미생물은 모유의 올리고당을 에너지원으로 사용한다. 유산균은 장관 내에서 유산 및 초산을 생성하여 장내 산도를 높여, 장내 병원성 미생물과 부패 미생물 등의 증식을 억제한다. 일반적으로 장내세균은 단백질, 아미노산 및 요소 등으로부터 인체에 해로운 암모니아, 아민류, 페놀류, 인돌유화수소 등의 부패산물을 생성하게 되는데, 유산균은 이와 같은 부패산물의 생성을 억제하는 것으로 알려졌다. 유산균에 의하여 생성되는 유산은 소장에서 장의 연동운동을 완만하게 하여 소화흡수를 촉진하며 대장에서는 장의 운동을 조절하여 변비나 설사를 줄여주는 것으로 알려져 있다. 비피더스균은 타아민, 리보플라빈, 비타민 B1, B2, B6, B12와 비타민 K 등을 합성한다(11).
모유의 올리고당(human milk oligosaccharide)은 유익균의 에너지원뿐만 아니라 병원균 억제 역할도 하는 것으로 밝혀지고 있다. 즉, 병원균이 아기 몸에서 증식하려면 일단 장 상피세포에 달라 붙어야 하는데 병원균은 표면에 특이한 부착점이 있어 장 상피세포에 붙게 된다. 그런데 모유의 올리고당은 병원균의 부착점과 유사하게 생겨 올리고당이 병원균의 부착점에 달라붙어 장 상피 세포에 부착하지 못하도록 하는 것이다(12). 재미있는 사실은 아기가 성장하면서 모유의 올리고당 함유량이 변한다는 것이다. 즉, 시간이 지나면서 아기의 장내 미생물 균총이 안정화 되면 모유 속의 올리고당이 줄어든다. 또한 엄마의 모유와 모유를 공여하는 유모의 것과 올리고당의 구성이 크게 다르다. 미국 산요세, 캘리포니아의 모유 은행에 기탁된 모유와 실제 아이를 키우는 엄마의 모유의 올리고당 조성을 비교한 결과 모유 은행에 기탁된 모유에서 훨씬 낮은 올리고당이 검출 된바 있다(13).
분만방식에 따라 모유에 존재하는 미생물 종류가 다르다.
분만방식에 따라 모유에 존재하는 미생물의 종류가 달라지는데 자연분만과 제왕절개 분만 여성의 모유의 미생물 차이는 적어도 6개월 이상 지속되는 것으로 나타났다. 이는 진통 중에 분비되는 강력한 호르몬이 장에서 유방으로 이송되는 미생물의 종류를 변화시켜서 나타나는 결과이다(14). 결국 분만방식에 아기가 엄마의 몸에서 나올 때 입을 통해 장에 정착되는 미생물이 다르고 모유를 통해 장으로 전달 되는 미생물에도 차이도 난다는 얘기다. 또한 모유의 올리고당과 미생물 종류가 아기의 건강에 결정적인 작용을 하므로 당연히 분유로 키워지는 아이는 질병에 걸릴 확률이 높아질 수 밖에 없다. 분유를 먹은 아기들의 장내 미생물의 다양성이 크게 다른데 50% 이상의 더 많은 종의 미생물들이 발견된다고 한다. 특히 치명적인 독성 단백질을 내는 클로스트리듐 디피실균이 모유 보다 분유를 먹은 아기의 장에서 훨씬 많이 존재한다. 분유를 먹이는 아이들은 아토피나 천식에 걸릴 확률이 모유의 경우보다 거의 두 배 가까이 되며 소아 백혈병이나 제1형 당뇨병에 걸릴 확률도 높은 것으로 보고 되고 있다.
참고문헌
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3. R. Romero, S. J. Korzeniewski, Are infants born by elective cesarean delivery without labor at risk for developing immune disorders later in life? American journal of obstetrics and gynecology 208, 243-246 (2013).
4. M. B. Azad et al., Gut microbiota of healthy Canadian infants: profiles by mode of delivery and infant diet at 4 months. CMAJ : Canadian Medical Association journal = journal de l'Association medicale canadienne 185, 385-394 (2013).
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6. D. E. Brumbaugh et al., Mode of Delivery Determines Neonatal Pharyngeal Bacterial Composition and Early Intestinal Colonization. Journal of pediatric gastroenterology and nutrition, (2016).
7 T. K. Soderborg, S. J. Borengasser, L. A. Barbour, J. E. Friedman, Microbial transmission from mothers with obesity or diabetes to infants: an innovative opportunity to interrupt a vicious cycle. Diabetologia 59, 895-906 (2016).
8. R. Albesharat, M. A. Ehrmann, M. Korakli, S. Yazaji, R. F. Vogel, Phenotypic and genotypic analyses of lactic acid bacteria in local fermented food, breast milk and faeces of mothers and their babies. Systematic and applied microbiology 34, 148-155 (2011).
9. J. B. German, S. L. Freeman, C. B. Lebrilla, D. A. Mills, Human milk oligosaccharides: evolution, structures and bioselectivity as substrates for intestinal bacteria. Nestle Nutrition workshop series. Paediatric programme 62, 205-218; discussion 218-222 (2008).
10. J. B. German, S. L. Freeman, C. B. Lebrilla, D. A. Mills, Human milk oligosaccharides: evolution, structures and bioselectivity as substrates for intestinal bacteria. Nestle Nutrition workshop series. Paediatric programme 62, 205-218; discussion 218-222 (2008).
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13. C. Marx et al., Human milk oligosaccharide composition differs between donor milk and mother's own milk in the NICU. J Hum Lact 30, 54-61 (2014).
14. H. Bergmann, J. M. Rodriguez, S. Salminen, H. Szajewska, Probiotics in human milk and probiotic supplementation in infant nutrition: a workshop report. The British journal of nutrition 112, 1119-1128 (2014).