분유를 섭취한 영유아의 장내미생물 균 총은 성인과 비슷하며, 모유에 포함된 올리고당과 관련될 수 있다. 모유 올리고당은 외부의 세균감염을 보호하는 반응기작을 3가지로 이야기할 수 있다. 모유 올리고당은 장내 표피세포 올리고당과 비슷한 구조로 인식하여 감염을 줄일 수 있고 외부로부터 장내로 침입하는 병원성 미생물들이 장내 표피세포의 올리고당에 의해 막힌다. 병원성 세균을 인시기하여 장내피피세포와 결합을 하는 모유 올리고당이다. 이러하듯 모유의 다량올리고당은 감염으로 생길수 있는 설사를 줄인다는 연구가 있다.
<p>일반적으로 분유를 섭취한 영유아의 장내미생물 균 총은 성인의 미생물 균 총과 비슷한뎨 이로 말미암아 분유섭취 영유아가 모유섭취 영유아보다 설사빈도가 높으며, 이러한 현상이 모유에 포함된 올리고당과 관계될 수 있을 거라는 연구가 진행되고도 있다. 현재 모유 올리고당이 영유아를 외부의 세균감염으로 보호하는 반응기작은 대체로 세가지 정도로 이야기할 수 있다. 첫째, 모유 올리고당의 구조가 영유아 장내 표피세포에 존재하는 감염세균 인식부위인 장내 표피세포 올리고당과 비슷한 구조이기 때문에 모유 올리고당이 이를 인식하여 장내 침투하는 감염세균과 장내침투 전 먼저 결합하여 감염을 줄일 수 있다는 것이다(Fig. 2). 이는 장내의 표피세포의 표면에는 올리고당이 존재하며, 이런 표피세포의 올리고당이 외부의 환경변화를 인지할 수 있는 신호물질들과 결합하여 외부환경과 소통하게 되는테, 종종 음식물 등 외부로부터 장내로 침입하는 병원성 미생물들이 이러한 표피세포에 존재하는 올리고당과 결합하여 내부로 침투하게 되면, 장의 생리학적 환경을 변화시키게 되고 설사나 질병과 같은 현상을 유발한다. 현재는 이러한 복합탄수화물 특히 올리고당이 인체 내 모유 올리고당을 만드는 같은 당 전이효소들(glycosyltransferases)에 의하여 만들어지면서 그 형태의 결합구조를 가지게 되는 것으로 알려졌다. 둘째, 모유 올리고당이 병원성 세균의 독성물질을 인식하는 장내 표피세포 결합부위와 결합한다는 것이다(Fig 3). 모유에 다량의 올리고당이 존재하는 이유가 이러한 병원성 미생물이 숙주 장내 표피세포 올리고당과 결합할 수 있는 항원결정기 인식부위 (epitope)에 미리 결합하여 E. coli toxin, Campylobacter jejuni, and Vibrio cholera 등과 같은 병원성 미생물이 장내에서 감염을 일으켜서 생기는 설사를 줄인다는 연구가 있다. 최근에는 HIV의 산모가 아이에게 수유하여도 HIV를 발생하지 않은 이유를 설명하기 위해 모유 올리고당이 바이러스 감염을 방해하는 현상을 확인한 연구보고도 있다. 세 번째 모유 올리고당의 반응기작은 'probiotic 효과'를 들 수 있다. 이는 모유 올리고당이 선택적으로 장내 유익균(Fig. 4), 즉 'probiotic'균들인 Bifido-bacteria나 Lactobacilli속 균수를 증대시켜 그 부산물인 butyric, lactic, acetic acid와 같은 짧은 탄소 수의 유기산들(short-chain fatty acids; SCFA)이나 nisin과 같은 bacter-iocin(미생물에 생산되는 항미생물 물질)들이 장내 감염미생물의 감염을 줄인다는 것이다. 이는 영유아를 포함하고 더 나아가 성인의 장내세균과 probiotic 균주나 이러한 균주의 생장촉진 요인인 prebiotic의 연구에서 많이 연구되고 있다. 최근에는 모유 올리고당을 분리하여 영유아의 장내에서 어떤 Bifidobacteria 균주를 증가시키는가에 대한 연구도 이루어지고 있다.</p> <h1>모유 올리고당 vs \(. \) prebiotic 올리고당</h1> <p>모유 올리고당의 다양하고도 복잡한 구조로 인해 현재의 기술로는 이를 대량으로 제조하거나 추출해 상업화시키는 방법이 보고된 바 없다. 그럼에도 유아 영양연구에 있어 모유 올리고당의 효능을 재현해 내는 방법을 찾아내어 이를 분유에 적용시키려는 노력이 진행되고 있다. Prebiotic 올리고당의 연구는 대체적으로 모유 올리고당의 연구와는 달리 probiotic 효과에 집중되어 면역학적 연구보다는 prebiotic 올리고당의 유아 장기의 균총 변화와 이에 따른 2차 대사산물 즉 acetic, propionic, butyric acid와 같은 짧은 탄소 수의 유기산(SCFA)들의 변화들을 모유 올리고당 첨가군들과 비교한 연구가 주를 이루고 있다. 이제까지의 연구에서 모유 올리고당과 비교하여 실험을 진행한 중요 올리고당으로는 설탕을 과당 전이효소로 처리하여 생산하거나 치커리, 양파 등과 같은 식물에 존재하는 다당으로부터 가수분해, 추출하는 프럭토 올리고당 (fructooligosaccharides; FOS)과 유당과 \( \beta \)-galactosidase를 이용하여 생산되는 갈락토 올리고당(galactooligosaccharides; GOS)이 대부분이다. 또한, 현재까지 상업적으로 생산 가능한 prebiotic 올리고당을 실험에 이용한 유아대상 임상연구는 많지 않았다. Moro 등은 유당으로부터 얻어진 중성 갈락토 올리고당(GOS)와 치커리 원료로부터 얻어진 긴 사슬 프럭토 올리고당(Long chain-FOS)의 혼합물을 이용하여 상승효과를 측정하였는데, 이 혼합물을 \( 0.4 \mathrm { ~g } / 100 \mathrm { ~mL } \) 또는 \( 0.8 \mathrm { ~g } / 100 \mathrm { ~mL } \)의 용량으로 28일간 공급하였을 때 공급량이 늘어날수록 Bifidobacteria나 Lactobacilli의 수가 늘어난다는 결과를 FISH 방법을 이용하여 보고하였다. 또한, 이러한 올리고당의 공급이 배변의 횟수와 양을 증가시켜 모유 섭취 대조군과 비슷한 결과를 보인다고 하였다. GOS \( 90 \% \)와 긴 사슬의 FOS \( 10 \% \)의 혼합물을 분유에 섞어 실험한 결과에서도 Bifidobacteria균의 증가를 확인하였으며 빈도수가 많고 부드러운 배변을 보였다고 보고하였다. 특히 소변에 칼슘과 인의 비 \( ( \mathrm { Ca } / \mathrm { P } ) \)가 모유섭취 유아와 비슷한 양상을 보여 이러한 prebiotic 올리고당이 칼슘흡수 대사에도 영향을 주는 것을 확인하였다.</p>