대한소화기학회지 2001;37:82-89
서 론
3)1908년 Elie Metchnikoff가 대장 내 유해한 발효가 노화 를 촉진하며 수명을 단축시킬 수 있다고1 주장한 이래 인간 의 장관 내에서의 유산균의 다양한 건강 효과(probiotic
접수: 2000년 11월 19일, 승인: 2001년 1월 18일 연락처: 송인성, 110-744, 서울 종로구 연건동 28번지
서울대학교 의과대학 내과학교실, 간연구소 Tel: (02) 2260-2256, Fax: (02) 743-670 1 E-mail: song @medicine.snu.ac.kr
effect)에 대한 연구가 있어 왔다. 유산균은 소장과 대장에 서 유해 미생물의 성장을 억제하여 설사를 일으키는 질환 을 예방 또는 치료하며2 유산균의 성장으로 대장 내 pH 저 하와 장운동을 증가시켜 변비를 개선하고,3 또한 대장암의 발암기전에 기여할 것으로 생각되는 여러 가지 효소, 기질 의 생성을 억제하여 항발암 효과를 가질 것으로 예상되어 왔다.4 ,5 이외에도 비타민의 생산, 담즙산의 대사, 소화되지 않은 탄수화물의 재활용(energy salvage) 등의 여러 가지 효 과가 있어6 유산균 발효유의 섭취가 권장되어 왔다. 그러나 경구 섭취한 유산균이 사람의 소장이나 대장에서 안정화되
발효유를 섭취한 사람의 위 내용물에서 시간에 따른 유산균 수의 변화와 생존 유산균의 위 통과량 측정
서울대학교 의과대학 내과학교실, 간연구소, (주)한국 야쿠르트*
박민정・고병성・김주성・정현채・송인성・이정희*・백영진*
T h e L a c t i c A c i d B a c t e r i a f r o m F e r m e n t e d M i lk : S u r v i v a l d u r i n g G a s t r i c T ra n s i t a n d D u o d e n a l D e l i v e r y R a t e
M i n J u n g P a r k , M .D ., B y u n g S u n g K o , M .D ., J o o S u n g K i m , M .D ., H y u n C h a e J u n g , M .D ., I n S u n g S o n g M .D ., J u n g H e e L e e * a n d Y o u n g J i n B a e k P h .D .*
Dep artment of Internal M edicine, Liver Research Institute, Seoul National Univers ity Colleg e of Medicine, Seoul;
Korea Yakult Co., Ltd., * Seoul, Korea
Background/Aim s: The gastric acidity has been known as a powerful inhibitor of ingested lactic acid bacteria (LAB), but the evidences are largely based on in vitro studies. We intended to evaluate the LABs ' survival during gastric transit and their duodenal delivery rate in human . M ethods: Twenty-eight volunteers (age range, 24-3 1 years; M :F=14 :14) were enrolled and allocated into two groups. One group ingested fermented milk only (without-meal group) and the other group consumed fermented milk with a test meal (with-meal group) via nasogastric tube. The pH and concentration of LAB in gastric aspirates of the two groups were measured every 30 min for 3 hr after ingestion. Additionally, gastric emptying time of fermented milk was determined and it was used to calculate the duodenal delivery rate of LAB. Results: The basal and post-ingestion pH profiles showed no significant difference. The two groups didn ' t show any significant difference in their LAB concentrations. The mean duodenal delivery rates of B. longum, L. acidop hilus, S. thermop hilus were 39 %, 59 %, 48% in the without-meal group and 47 %, 59 %, 49 % in the with-meal group, respectively. Conclusions : Although the concentrations of LAB in the human stomach decreases with exposure time, a considerable amount of LAB can be delivered to duodenum . Moreover, the doudenal delivery rates of LAB are not related with the ingestion of meal. (K orean J Gastroenterol 200 1;37 :82-89)
K ey W ords: Lactic acid bacteria, Survival, Stomach, Gastric transit
발효유를 섭취한 사람의 위 내용물에서 시간에 따른 유산균 수의 변화와 생존 유산균의 위 통과량 측정 8 3
기에는 다른 종류의 외인성 세균이 장관에 균락을 형성할 때와 마찬가지로 산성 위액, 장운동, 대장 세균총의 보호작 용 등의 난관을 넘어야 하며,7 ,8 특히 위액의 낮은 pH로 인 해 대부분의 유산균이 위 내에서 사멸될 것이라는 in vitro 또는 in vivo 연구의 결과가 다수 보고됨으로 인해서 경구 투여 유산균의 생존율을 향상시키기 위해서는 음식과 함께 유산균을 섭취하여야 한다든지 캡슐 등으로 내산성을 강화 하여야만 되는 것으로 인식되어 왔다. 그러나 박 등9은 동 결건조시킨 유산균을 분말 형태로 섭취시켜 유산균이 대장 에 이를 수 있음을 보고하였고, 비피더스균을 섭취시켰을 때 대변 내의 비피더스균이 의미 있게 증가하는데, 이 때 내산성을 강화시킨 캡슐형이나 그렇지 않은 비캡슐형에서 차이를 보이지 않았으며,10 내산성을 강화하지 않은 유산균 이 회장 말단부까지 도달하는 것을 증명한 보고 등은,1 1 생 체 내에서는 유산균의 생존율이 위액의 pH에 의해서만 결 정되지 않는다는 것을 보여준다. 그래서 본 연구자들은 경 구 투여된 유산균이 얼마나 위를 살아서 통과하는지 알아 보고자 하였다. 발효유에 포함된 유산균 수와 섭취한 후 위 내에서의 유산균 수를 시간별로 측정하고 이와 함께 발효 유의 위 배출량을 측정하여 유산균의 위 배출량 즉, 십이지 장 도달량을 계산해 보고자 하였다. 이러한 유산균의 십이 지장 도달량이 공복시에 섭취하거나 식사와 함께 섭취할 때 차이를 보이는지도 알아보고자 하였다.
대상 및 방법
1. 대 상서울대학교 의과대학에 재학 중인 학생을 대상으로 하여 건강한 자원자를 모집하였고, 시험 참가에 앞서 시험의 목 적, 내용, 방법 등에 대해 충분한 설명을 듣고 서면 동의한 사람을 피험자로 선정하였다. 피험자의 규모는 정규근사를 적용할 수 있는 25명 이상을 목표로 하였고 성별에 따라 나 눈 후 식사시 발효유 섭취군과 발효유 단독 섭취군에 난수 표를 이용한 block randomization을 시행하였다. 피험자로 선정된 자원자는 28명이었고, 연령 범위는 24-3 1세, 남자가 14명, 여자가 14명이었다. 피험자를 14명씩(남:여=7:7) 무작 위 배정한 후 한 군은 8시간 이상 공복을 유지한 뒤 발효유 만을 섭취시켰고(발효유 단독 섭취군), 다른 한 군은 역시 8 시간 이상 금식한 후에 표준 식사와 함께 발효유를 섭취하 게 하였다(식사시 발효유 섭취군). 본 연구의 protocol은 서 울대학교병원 임상의학연구소의 임상시험 승인을 받아 시 행되었다.
2 . 방 법 1) 재료
실험에 사용된 발효유는 현재 시판 중인 (주) 한국야쿠 르트의 메치니코프 300 mL (150 mL 2병)이었고 제조된 지 3일 이내의 제품을 이용하였다. 발효유 중에는 Bif ido- bacterium longum HY800 1, Lactobacillus acidop hilus SNUL0 1, Strep tococcus thermop hilus STs의 균주가 포함되 어 있었고, 대체로 각 균당 1× 109/m L의 농도로 제조되었 으나 투여되는 정확한 생균수를 알기 위해 투여 직전의 발 효유에서 생균 수를 측정하였다. 위 내용물로부터 유산균 을 분리하는 배지로는 BL-OG , MRS, M 17을 이용하였다.
발효유와 같이 섭취하는 표준 식사는 빵 48 g, 베이컨 22.5 g, 달걀 62.5 g 등을 포함한 샌드위치를 사용하였다.
2) 발효유 섭취 전후 위 내용물의 pH 변화와 위내 유산균 농도 변화
실험 전날 저녁식사 후 금식하여 8시간 이상 금식하도록 한 후 비위관을 삽입하였다. 비위관을 삽입한 후 발효유 단 독 섭취군은 발효유만을, 식사시 발효유 섭취군은 표준 식 사와 함께 발효유를 섭취시킨 후 비위관을 통하여 발효유 섭취 30분 전, 섭취 후 0분, 30분, 60분, 90분, 120분, 180분 에 위 내용물을 약 5 mL씩 흡입하였다.
흡입되자마자 pH를 측정하였고, 각 시간당 유산균의 농 도(생균 수/mL)를 측정하였다.
3) 경구 섭취한 발효유의 시간에 따른 위 통과량 측정 시간에 따른 발효유의 위 통과량을 측정하기 위해 300 m L의 발효유에 50μCi technetium을 섞어 시행하였다. 실 험 전날 저녁식사 후 금식하여 8시간 이상 공복을 유지한 후 발효유 단독 섭취군의 경우 technetium이 섞인 발효유만 을, 식사시 발효유 섭취군의 경우 표준 식사와 함께 technetium 이 섞인 발효유를 섭취하여 0, 5, 10, 15, 30, 45, 60, 75, 90, 120분에 gamma camera로 상부위장관에서 ROI (region of interest)의 3차원 영상을 획득하여 시간에 따른 발효유의 위 통과량 곡선을 구하였다.
4) 생존 유산균의 위 통과량 (십이지장으로 넘어가는 생존 유산균량 )
시간에 따라 위에서의 radioactivity가 감소함으로써 측정 되는 발효유의 위 통과량 곡선은 백분율(%)로 표시되어 나 타내므로 이를 발효유의 양(mL)으로 환산한 후, 전체 발효 유의 양(300 mL)에서 빼는 간단한 산술 과정을 통해 십이 지장 이후 부위로 넘어가는 십이지장 도달곡선으로 전환할 수 있다(Fig. 1). 이 발효유의 십이지장 도달량 곡선을 시간
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에 대해 미분하면 순간적으로 도달하는 발효유의 양을 나 타내는 식을 구할 수 있다.
한편, 위 내용물에서의 유산균 수의 변화, 즉 유산균 농 도의 변화는 logarithmic scale이 아닌 real scale로 나타내 어 exponential decay 곡선으로 회귀분석을 시도하였고(Fig.
2), 상기한 순간적으로 십이지장에 도달하는 발효유의 양 을 나타내는 식과 곱하여 이를 0분에서 120분까지 적분하 면 십이지장 이후 부위로 넘어가는 생존 유산균량을 구할 수 있다.
위장에서 십이지장으로 넘어가는 발효유의 유산균 농도 가 변하지 않는다는 가정하에 유산균의 이상적인 위 통과량 (ideal amount)을 도출하여 실제 측정된 유산균의 위 통과량
(real amount)을 나누어 투여한 유산균의 몇 % (real amount/ideal am ount)가 생존하여 위를 통과하는지 나타내 었다.
5) 실험에 사용된 유산균의 in vitro s urviva l rate
본 연구에서 얻어진 pH값 중 90분에 얻어진 pH 2.9의 조건에서 실험에 사용된 유산균의 시간에 따른 생존율을 실험실에서 측정하여 보았다.
3 . 통 계
시간에 따른 발효유의 위통과량에 대해서는 정규분포를 하므로 t-test를 시행하였고, 생존 유산균의 위 통과량은 비 모수 검정인 Wlicoxon 's rank sum test를 시행하여 발효유 단독 섭취군과 식사시 발효유 섭취군에서 차이가 있는지 보았고, 위 내용물의 위내 pH값 및 각 유산균의 농도에 대 해서는 repeated measure ANOVA 분석을 시행하였으며 각 통계값에서 유의수준은 p<0.05로 삼았다.
결 과
1. 발 효 유 섭 취 전 후 위 내 용 물 의 p H 변 화
공복시, 발효유 섭취 1시간 후, 2시간 후, 3시간 후의 pH 는 발효유 단독 섭취군에서 각각 4.0 1±2.32, 3.37± 1.47, 2 .44± 1.86, 2 .30± 1.48이었고, 식사시 발효유 섭취군에서는 4 .02±2 .15, 3.30±0.73, 2.85± 1.70, 2 .17± 1.07이었으며, 발 효유 섭취 후 2시간이 지나면 위액의 평균 pH는 3.0 이하 로 감소함을 보여주었으나 개인간 변이(interindividual Fig. 2. The concentration of Bif idobacterium longum of case No.
7 in real scale (without-meal group). The real concentrations were expressed as broken lines, and the regressed line by exponential decay was expressed as a solid line.
Fig. 1. The conversion of gastric emptying curve into duodenal delivery curve. (A) The gastric emptying curve of ingested fermented milk of case No. 7. (B) The duodenal delivery curve converted from A. A: y=1-( 1-exp- k t)b. B: y=300
×(1-exp- k t)b.
Park, et al. The Lactic Acid Bacteria from Fermented Milk: Survival during Gastric Transit and Duodenal Delivery Rate 8 5
variation)가 매우 심하여 그 범위가 넓었으며, 두 군 간에 유의한 차이를 보이지 않았다(Fig. 3).
2 . 발 효 유 섭 취 전 후 위 내 유 산 균 농 도 변 화 위 내용물의 유산균 수의 변화는 측정된 생균 농도에 대 해 logarithmic scale로 분석을 시행하였고, 3가지 균주에서 두 군간에 유의한 차이를 보이지 않았다(Fig. 4A-C).
3 . 경 구 섭 취 한 발 효 유 의 시 간 에 따 른 위 통 과 량 측 정
발효유 단독 섭취군과 식사시 섭취군에서 시간에 따른 위 통과량을 측정한 결과, 발효유 섭취 후 30분에는 약 73%, 90분에는 약 24 %의 발효유가 남아 있었고, 시간에 따 른 발효유의 위내 잔류 비율, 즉 발효유의 위 통과시간은 두 군 간에 유의한 차이를 보이지 않았다(Table 1).
4 . 생 존 유 산 균 의 위 통 과 량
(십 이 지 장 으 로 넘 어 가 는 생 존 유 산 균 량 )
유산균 농도의 곡선과 위 통과시간 및 십이지장 도달 곡 선으로부터 도출한 생존 유산균의 위 통과량을 보면, B.
Fig. 3. Gastric pH changes after fermented milk ingestion. The open circle (○) show the gastric pH changes of whom ingested fermented milk without meal, and the closed circle (●) show those of whom ingested fermented milk with meal. They had wide ranges and didn 't show any differences between the two groups.
Table 1. The Gastric Residual Volume after Ingestion of Fermented Milk according to Transit Time
Table
Residual volume without meal mean % (95 % CI)
Residual volume with m eal mean % (95 % CI)
p-value 30
60 90
72 .48 (63.86-8 1.10) 46.83 (36.69-56.96) 23.6 1 ( 15.69-3 1.53)
73.03 (70.39-75 .68) 44.8 1 (36. 15-53.48) 32.87 (27.76-37 .98)
NS NS NS CI, confidence interval; NS, not significant.
Fig. 4. The concentration of lactic acid bacteria included in the fermented milk (expressed as logarithmic scale). The open circles (○) represent the rates of them who ingested fermented milk without meal, and the closed circles (●) represent those of them who ingested fermented milk with meal. The linear regressions were performed for comparison between the two groups, and there were not any significant differences in the survival rates between the two groups. A, Bif idobacterium longum; B, Lactobacillus acidop hilus; C, Strep tococcus thermop hilus.
A)
B)
C ) T ime (m in)
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longum의 경우, 발효유 단독 섭취군에서는 투여한 유산균 의 39 %(±35%), 식사시 발효유 섭취군에서는 47%(±33%) 가 생존하여 위를 통과하였고, L. acidop hilus의 경우 단독 섭취군에서 59 %(±40 %), 식사시 섭취군에서 59%(±26%), S. thermop hilus의 경우 단독 섭취군에서 48 %(±36 %), 식사 시 섭취군에서 49 %(±32 %)가 생존하여 위를 통과하였다.
생존 유산균의 위 통과량은 두 군 간에 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않았다(Fig. 5).
5 . 실 험 에 사 용 된 유 산 균 의 in v it ro s u r v iv al r at e 발효유 섭취 후 90분에 측정된 위내 평균 pH는 2.9였고, 이 산도에서 유산균의 시험관 내 생존율을 측정하였다. 유 산균의 생존율 실험의 결과로, B. longum의 생존율이 가장 급격히 감소하여 30분 경과시 1%정도가 되었으며, 이후 시 간에 따라 생존율이 계속적으로 감소하였다. S. thermo- p hilus와 L. acidop hilus의 경우 B. longum에 비해 생존율의
감소가 둔화되어 있었으며 90분 이후에는 현저한 감소는 더 이상 관찰되지 않았다(Fig. 6).
고 찰
경구 섭취한 유산균의 건강 효과가 나타나기 위해서는 산성이 강한 위를 통과하여 소장 및 대장에 이를 수 있어야 한다. 일반적으로 경구로 침입하는 세균은 산성이 강한 위 액에 의해 사멸되는 것으로 알려져 왔으며,12 이는 유산균 에 대해서도 마찬가지로 생각되어13 섭취되는 유산균의 내 산성을 강화하기 위한 in vitro 및 in vivo 연구가 있어왔
다.14 - 16 본 연구에서는 이제까지 알려진 이런 사실들이 인체
내에서도 그대로 적용되는지 실험하고자 하였다. 내산성을 강화하지 않은 유산균이 포함된 발효유를 섭취시키면서 발 효유의 양과 유산균 수를 측정함으로써 실제로 위를 통과 하는 유산균 수를 계산해 보았고 그 결과, 섭취한 유산균의 상당량이 위를 살아서 통과한다는 성적을 얻을 수 있었다.
먼저, 유산균 생존율에 큰 영향을 미치는 것으로 알려진 위액의 pH 변화를 살펴보면, 공복시에는 개인간 변이가 매 우 심하고 음식을 섭취하면 서서히 pH가 감소하여 2시간이 지나면 3.0 이하로 감소하게 되고 발효유 및 식사 섭취 후 에는 개인간 변이의 폭이 좁아짐을 보였으나 통계적으로 유의하진 않았다. 발효유 섭취에 따른 pH의 변화는 이제까 지 알려진 정설과는 다른 결과를 보였다. 일반적인 의견은 공복시에 발효유를 섭취하는 것은 위액의 pH가 낮으므로 유산균의 효과가 떨어질 것이라는 것이었는데, 본 연구의 결과는 공복시 pH가 개인간 변이가 심하지만 평균 4.0 정 도로 유지됨을 보였고, 게다가 식사와 함께 섭취하거나 단 독으로 섭취함에 따른 pH의 차이가 유의하지 않았다. 본 연구에서 두 군간에 pH 변화가 뚜렷하지 않았던 것은 발효 유의 완충효과가 큰 역할을 했을 것으로 생각되며17 발효유 의 섭취에 있어서는 식사 동반 여부가 유산균의 생존율에 영향을 미치는 중요한 변수로는 볼 수 없다고 생각한다.
둘째, 시간에 따른 발효유의 위 배출량도 식사 동반 여부 에 의한 차이를 보이지 않았다. 섭취한 음식의 위배출은 고 형식 배출형(solid food emptying)과 유동식 배출형(fluid emptying)으로 나타나는데, 본 연구에서의 발효유(발효유 단독 섭취군)는 유동식 배출형을 따랐고 이에 근거하여 배 출량을 계산할 수 있었다. 또한 고형식과 함께 섭취한 발효 유(식사시 발효유 섭취군)도 유동식배출형으로 나타나 두 군 간에 차이가 없었다. 섭취 후 90분에는 식사시 발효유 섭취군에서 발효유의 배출이 약간 지연되었으나 이는 통계 적으로 유의하지 않았다. 결국 발효유의 섭취는 고형식과 함께 섭취하였을 때도 유동식 배출형을 따르며, 식사의 동 반 여부가 발효유의 위배출에는 유의한 영향을 미치지 않 Fig. 6. The survival rates of lactic acid bacteria in vitro conditions
(logarithmic scale). The curves of Bif idobacterium longum shows steeper decrease than those of Lactobacillus acidop hilus or Strep tococcus thermop hilus .
Fig. 5. The percentage of viable cell delivered to the duodenum during 2 hours from the ingested fermented milk. The columns express the mean values with their standard errors of each group, the open columns ( ) for the groups without meal and the closed columns (■) for the groups with meal. The mean values didn 't show significant differences between two groups.
발효유를 섭취한 사람의 위 내용물에서 시간에 따른 유산균 수의 변화와 생존 유산균의 위 통과량 측정 8 7
았다고 생각한다.
셋째, 위 내에서의 유산균 농도는 90분의 pH와 동일한 조건에서 실험한 in vitro 생존곡선과 유사하였고 역시 식사 여부에 따른 차이를 보이지 않았다. 경구 섭취한 유산균의 위내 농도만을 고려한다면 30분마다 대수적으로(logari- thmic scale) 감소하므로 섭취 후 90분에는 약 0 .1%의 유산 균만이 남는다는 결과가 나온다. 그러나 본 연구는 실험기 기 내가 아닌 활발한 배출 능력을 가지고 있는 위 내에서의 유산균의 생존 양상은 완전히 다를 수 있음을 보여주었다.
발효유는 유동식 배출형을 따르기 때문에-섭취 후 60분에 이미 반 이상의 발효유가 십이지장으로 배출되기 때문에- 산성인 위액에 의해 사멸되기 전에 이미 유산균은 십이지 장에 도달하므로 상당량의 유산균이 십이지장으로 배출됨 을 계산할 수 있었다. 결국 사람의 위는 정체된 주머니가 아니므로 유산균의 생존율은 gastric emptying mechanism을 반영하여야 하며 이를 고려하면 실제로 pH의 영향, 식사 여부 등은 발효유 내의 유산균 생존효과에 큰 영향을 미치 지 않는다는 결론을 얻을 수 있다. 본 연구의 생존 유산균 배출량이 큰 변이폭을 가지며 정규분포로 검정할 수 없었 던 문제점이 있으므로 대상 수를 대규모로 늘려서 다음 연 구를 진행해야 할 것으로 생각된다.
본 연구에서 경구 섭취한 유산균의 평균 50% 이상이 살아서 십이지장 부위로 넘어갈 것으로 생각되고 있다. 섭 취한 유산균은 주로 대장 세균총에 영향을 미쳐 그 효과를 나타낸다고 생각되어 왔는데, 소화되지 않은 탄수화물의 소화를 완수하거나, C. diff icile 장염, 여행자 설사병 (traveller ' s diarrhea) 등에도 일부에서는 효과를 보였으며, 대장 세균총의 대사작용에 영향을 미쳐 발암작용과 면역기 능에도 영향을 미치는 것으로 알려져 왔다.1 8 그런데, 이러 한 효과들에 대해 정량적인 접근을 시도한 연구는 부족하 여 얼마나 많은 양의 유산균이 대장에 도달해야 하는지에 대해서는 논란의 여지가 많다. 더 많은 양의 유산균이 대장 에 도달하도록 유산균에 캡슐을 씌워 복용시켜 보았으나 분변에서 얻은 여러 화학물질의 성상이 자연 상태의 유산 균을 섭취시킨 경우와 유의한 차이를 보이지 않았으며,10 발암 과정의 연구에서도 유산균이 살아있든지 죽었든지 간 에 대장 내 발암물질의 흡착이 가능한 것이 밝혀진 바 있으 며,19 장내의 유산균이 인체의 면역기능 조절에 관여하는 기전으로 장상피세포와의 상호작용이 중요하며 주로 소장 상피세포가 작용 부위가 된다는 사실이 알려져 있다.2 0 ,2 1 즉, 캡슐 등의 방법을 통해 유산균의 통과량을 늘려 대장 내 유산균 수는 증가할지 모르나 이제까지 연구되어 온 유 산균의 각종 효과가 나타나기 위해서는 부족할 수 있다. 또 몇 개의 in vitro 연구를 보면 면역기전에 작용하는 cytokine 의 생성이 유산균의 양과 비례하는 것이 아니고 적당량의
유산균 수(optimal dose)에서 가장 잘 나타난다는 보고를 하 고 있어,2 2 ,2 3 더 많은 유산균이 대장에만 도달하면 된다는 다다익선의 통념은 부적절한 것으로 생각된다. 본 연구에 서 사용된 유산균의 수는 각각 1× 109/mL이므로 상용량 1 병( 150 mL)내에는 상당히 많은 양의 유산균이 함유되어 있 고, 유산균을 캡슐화 등으로 내산성을 강화시키지 않고 공 복시에 섭취시켜도 50 % 정도는 살아서 소장으로 내려가므 로 유산균이 인체 내에서 건강 효과를 나타내기에는 부족 하지 않다고 생각된다.
결론적으로 발효유 섭취에 따른 위 내용물의 pH 변화 는 발효유 단독으로 투여하였거나 식사와 같이 발효유를 투여하였을 때 개인간의 변이가 매우 심하였고, 투여된 발 효유 내 유산균의 시간에 따른 위내 유산균의 변화는 대수 적으로 감소하였으나 위 통과시간을 고려하여 분석한 결과, 경구 섭취한 유산균의 상당량이 십이지장으로 배출되었음 을 알 수 있었으며 이러한 생존 유산균의 위 통과량은 식사 여부에 따른 차이를 보이지 않았다.
요 약
목 적 : 경구 섭취한 유산균의 효과가 안정화하는 데 가장 큰 장애는 산성이 강한 위액을 통과하는 것으로 알려져 있 으나 대부분 실험실 성적을 근거로 하고 있다. 본 저자들은 발효유를 섭취한 성인에서 위 내용물을 채취하여 pH 변화 와 시간에 따른 유산균의 생존율을 구하고자 하였고, 발효 유의 위 통과시간을 측정하여 생존 유산균의 위 통과량을 구하고자 하였다. 대 상 및 방 법 : 28명(남:여=14:14, 연령 범 위 24-3 1세)의 자원자를 대상으로 시행하였다. 8시간 이상 금식 후 두 군으로 나누어 한 군(발효유 단독 섭취군)은 발 효유만을 마시게 하였고 다른 군(식사시 발효유 섭취군)은 표준 식사와 함께 발효유를 섭취하게 하였다. 1차 방문에는 비위관을 삽입하여 위 내용물에서 유산균의 생존율과 pH 를 측정하였다. 2차 방문에는 위 통과시간을 측정하여 이를 십이지장도달 곡선으로 변환하였다. 생존 유산균의 위 통 과량은 십이지장 도달곡선을 미분한 식과 유산균의 생존율 곡선을 곱한 식으로부터 계산하였다. 생존 유산균의 위 통 과량은 유산균의 농도가 초기값으로 유지된다는 가정하에 도출된 이상적인 양을 분모로 하여 실제 계산된 양을 백분 율로 나타내었다. 결 과 : 공복시와 발효유 섭취 3시간 후의 위 내용물의 pH는 두 군 간에 유의한 차이를 보이지 않았 다. 위 내용물의 유산균 생존율은 생균 수에 대해 logarithmic scale로 비교한 결과, 3가지 균주에서 두 군 간 에 유의한 차이를 보이지 않았다. Bif idobacterium longum, Lactobacillus acidop hilus, Strep tococcus thermop hilus의 평 균 위 통과량은 발효유 단독 섭취군에서 각각 39 %, 59 %,
8 8 The Korean Journal of Gastroenterology: Vol. 37, No. 2, 2001
48%이었고, 식사시 섭취군에서는 47 %, 59 %, 49 %이었다.
생존 유산균의 위 통과량은 두 군 간에 유의한 차이를 보이 지 않았다. 결 론 : 발효유 섭취에 따른 위 내용물의 pH 변화 는 개인간의 변이가 매우 심하였고 시간에 따른 위내 유산 균 생존율 곡선은 exponential scale로 감소하였다. 그러나 위 통과시간을 고려하여 분석한 결과 경구 섭취한 유산균 의 상당량이 십이지장 이후 부위로 넘어감을 알 수 있었으 며, 이러한 생존 유산균의 위 통과량은 식사 여부에 따른 차이를 보이지 않았다.
색 인 단 어 : 유산균, 생존율, 위, Gastric transit
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