낙산균이 주목 받는 이유
장내세균이 만들어내는 짧은사슬지방산(short-chain fatty acid, SCFA) 중에서도 낙산균(부티르산, butyric acid)은 최근 몇 년 사이 임상 연구에서 유독 자주 언급되는 물질이다. 낙산 자체는 새로운 발견이 아니다. 대장 점막세포가 에너지원으로 우선적으로 사용하는 물질이 낙산이라는 사실은 이미 1980년대부터 알려져 있었다(Roediger WE, 1980). 그런데도 최근 다시 주목받는 이유는, 유전자 시퀀싱 기술의 발전으로 “누가 낙산을 만드는가”를 미생물 종 단위로 구체적으로 추적할 수 있게 되었고, 이 낙산균들의 결핍이 과민성 대장 증후군(IBS), 염증성 장질환(IBD), 심지어 조혈모세포이식 후 합병증 같은 서로 다른 질환에서 반복적으로 관찰되기 시작했기 때문이다.
이 글에서는 낙산균이 정확히 무엇을 가리키는 말인지, 낙산이 장 점막에서 어떤 기전으로 작용하는지, 그리고 최근 발표된 연구들이 실제로 무엇을 보여주고 무엇을 보여주지 못했는지를 순서대로 정리한다. 특히 마지막 한계 부분은 건너뛰지 말고 읽어보길 권한다. 아래 소개하는 연구 대부분이 특정 질환을 가진 환자군, 혹은 특정 연령·인종 집단을 대상으로 했기 때문에, 건강한 일반인에게 그대로 적용할 수 있는 결론은 아니다.
낙산균이란 무엇인가
낙산균(butyrate-producing bacteria)은 분류학적으로 하나의 종이나 속을 가리키는 말이 아니다. 장내에서 소화되지 않은 탄수화물을 발효시켜 낙산을 최종 산물로 만들어내는 여러 상재균을 통칭하는 기능적 개념이다(Zhu et al., 2021). 대표적으로는 다음과 같은 균들이 있다.
- Firmicutes 문(門)에 속하는 Ruminococcus, Clostridium, Eubacterium, Coprococcus 속
- Clostridium 속 중에서는 Clostridium butyricum이 비교적 흔하게 언급되며, 그중 특정 균주인 MIYAIRI 588(CBM588)은 일본에서 오랫동안 정장제 성분으로 쓰여왔다
- Faecalibacterium prausnitzii, Butyrivibrio 등
- Eubacterium hallii, Eubacterium rectale — 사람 분변에서 가장 풍부하게 검출되는 낙산균 중 하나
이 균들은 대부분 절대혐기성균이며, 식이섬유나 저항성 전분처럼 사람이 직접 소화하지 못하는 탄수화물을 발효시켜 낙산·아세트산·프로피온산 같은 SCFA를 만든다(Zhu et al., 2021). 여기서 한 가지 짚고 넘어갈 부분이 있다. 낙산을 음식이나 보충제 형태로 그대로 섭취하면 상부 소화관에서 대부분 흡수되어 정작 필요한 대장까지 충분한 농도로 도달하기 어렵다(Zhu et al., 2021). 그래서 “낙산 자체를 먹는 것”과 “낙산을 만드는 균을 공급하는 것”은 작용 기전이 다른 접근이며, 최근 연구들은 후자, 즉 프로바이오틱스 형태의 낙산균 공급에 초점을 맞추는 경우가 많다.
낙산이 장 건강에 작용하는 기전
낙산이 주목받는 이유는 단순히 “장에 좋은 물질”이라는 막연한 설명 때문이 아니라, 비교적 구체적인 생화학적 기전이 제시되어 있기 때문이다.
대장 점막의 주 에너지원. 대장 상피세포는 혈액이 아니라 장관 내강에서 직접 에너지를 공급받는데, 이 에너지의 상당 부분이 낙산 산화를 통해 얻어진다. 장관 내 SCFA의 90% 이상이 대장 상피세포에 흡수되며, 낙산 공급이 부족해지면 점막 위축이나 만성적으로는 이른바 ‘영양결핍성 대장염’으로 이어질 수 있다는 보고가 있다(Roediger, 1990; Zhu et al., 2021 재인용). 궤양성 대장염 환자에서는 대장 상피세포가 낙산을 산화시키는 능력 자체가 저하되어 있다는 연구도 있다(Chapman et al., 1994; Zhu et al., 2021 재인용).
히스톤탈아세틸화효소(HDAC) 억제. 낙산은 강력한 HDAC 억제제로 작용해 조절 T세포(Treg)의 분화와 증식을 촉진하고, 이를 통해 면역 반응을 조절한다(Zhu et al., 2021; Tralongo et al., 2014). Furusawa 등(2013)의 마우스 연구는 대장벽의 낙산 농도가 Treg 세포 분화를 자극한다는 것을 보여주었고, 이는 낙산-면역 축을 설명하는 핵심 근거 중 하나로 자주 인용된다.
장 점막 장벽(tight junction) 강화. 낙산은 AMP-활성화 단백질 인산화효소(AMPK)를 활성화시켜 장 상피세포 간 밀착연접(tight junction) 형성을 촉진한다(Peng et al., 2009; Zhu et al., 2021 재인용). 이는 이른바 ‘장누수(leaky gut)’를 억제하는 기전으로 설명된다.
항염증 작용. 낙산은 NF-κB의 핵 내 이동을 억제해 TNF, IL-1, IL-6 같은 염증성 사이토카인의 발현을 낮추고, 반대로 항염증 사이토카인인 IL-10의 발현은 높이는 방향으로 작용한다는 보고가 있다(Segain et al., 2000; Zhu et al., 2021 재인용).
열충격단백질(Hsp) 관련 작용. 염증성 장질환의 병인 중 하나로 열충격단백질(특히 Hsp70, Hsp90 계열)의 이상 발현이 지목되는데, 낙산이 이 Hsp 발현과 국재화(localization)에 변화를 일으켜 메살라진 등 기존 약물치료의 보조제로 작용할 가능성이 제시된 바 있다(Tralongo et al., 2014). 다만 이 부분은 저자들 스스로도 “추가 임상시험을 통한 검증이 필요한 가설적 단계”라고 명시하고 있다.
관련 연구들이 실제로 보여준 것
염증성 장질환(IBD)과 낙산
Tralongo 등(2014, Euromediterranean Biomedical Journal)은 크론병과 궤양성 대장염 환자에서 낙산 생성균의 감소가 반복적으로 관찰된다는 기존 문헌을 정리하고, 낙산이 메살라진·스테로이드 같은 기존 치료제와 병행할 수 있는 보조 치료제가 될 가능성을 제시했다. 이 논문은 무작위 대조군 임상시험이 아니라 문헌 고찰(review) 형태이며, 저자들 스스로 결론에서 “현재까지의 소견은 향후 임상시험을 통해 검증되어야 한다”고 명시하고 있다. 즉 이 단계에서는 가설을 뒷받침하는 정황 증거이지, 낙산 보충이 IBD를 치료한다는 확정적 근거는 아니다.
과민성 대장 증후군(IBS)과 낙산
이 주제는 상대적으로 임상 데이터가 축적된 편이다. Borycka-Kiciak 등(2017, Gastroenterology Review)의 전문가 의견서(expert position paper)는 여러 소규모 임상연구를 정리했는데, 대표적으로 다음과 같은 결과가 있다.
- Tarnowski 등(2011)의 6주 추적 연구: IBS 환자를 낙산나트륨 300mg/일 병용군과 대조군으로 나눠 관찰한 결과, 병용군에서 증상 및 삶의 질 지표가 유의하게 개선됨
- Banasiewicz 등(2012)의 무작위 임상시험(n=66, 낙산나트륨 300mg/일): 12주 시점에서 “지난 1주간 복부 불편감이 유의하게 줄었는가”라는 질문에 “그렇다”고 답한 비율이 시험군 53%, 대조군 15.6%로 유의한 차이(p<0.01)를 보임
- Scarpellini 등(2007)의 소규모 연구: 장용코팅 낙산 1g/일 투여 시 설사형 IBS(IBS-D) 환자의 71%, 변비형 IBS(IBS-C) 환자의 16%에서 증상이 개선되거나 정상화됨(p<0.005)
여기에 더해 최근 발표된 Di Pierro 등(2025, Microorganisms)의 연구는 이 흐름에서 가장 최신이자 규모가 큰 연구다. 이탈리아 로마의 한 요양병원에서 IBS-D(설사형 과민성 대장 증후군) 환자 205명을 대상으로, Clostridium butyricum CBM588 균주가 포함된 프로바이오틱스(Butirrisan®)를 8주간 투여하며 저섬유·저잔사 식이를 병행한 단일군 개방표지 실개연구다. 8주 후 결과는 다음과 같다.
| 측정 항목 | 투여 전 → 8주 후 | 변화율 | p값 |
|---|---|---|---|
| Bristol 대변 척도 | 5.93 → 4.19 | −29.4% | <0.001 |
| 1일 배변 횟수 | 2.93 → 1.27 | −56.7% | <0.001 |
| 1일 설사 횟수 | 2.09 → 0.32 | −84.7% | <0.0001 |
| 복통 강도 | 43.37 → 17.95 | −58.6% | 0.001 |
| 팽만감 | 65.85 → 30.73 | −53.4% | <0.0001 |
| IBS 증상중증도점수(IBS-SSS) | 282.39 → 125.90 | −55.5% | <0.0001 |
| 삶의 질 점수 | 32.91 → 15.87 | −51.8% | <0.0001 |
내약성 점수는 10점 만점에 평균 8.95점, 순응도는 95% 이상이었고 중대한 이상반응은 없었다(경미한 팽만감·복명 각 3명씩). 장내 미생물 분석이 가능했던 하위 집단(n=19)에서는 알파 다양성이 118.74에서 143.37로 유의하게 증가했다(p=0.008). 다만 이 연구는 무작위 대조군이나 맹검 없이 진행된 단일군 개방표지 연구이며, 저자들 스스로 이 점을 명확한 한계로 명시하고 있다. 또한 저자 중 F.D.P.는 이 제품을 판매하는 Pharmextracta사의 과학·연구 총괄이며, 다른 세 명의 저자도 같은 회사의 자문위원으로 명시되어 있다. 이는 논문 자체에 공개된 이해상충(conflict of interest) 사항이다.
조혈모세포이식 환자와 장내 미생물 다양성
낙산균 관련 연구 중 IBS·IBD가 아닌 전혀 다른 임상 맥락에서 나온 결과도 있다. Fukushima 등(2024, Bone Marrow Transplantation)은 오사카대학병원과 도카이대학병원에서 동종조혈모세포이식(allogeneic HSCT)을 받은 환자 37명(일본인)을 대상으로, 이식 전후 CBM588(제품명 Miya-BM) 60mg/일 경구 투여 여부에 따른 장내 미생물 변화를 후향적으로 비교했다. CBM588 투여군은 11명, 비투여군은 26명이었다.
결과는 알파 다양성(Shannon 지수)에서 뚜렷한 차이를 보였다. 비투여군은 이식 전 3.64에서 이식 후 21일 시점 2.03까지 지속적으로 감소한 반면, 투여군은 같은 기간 4.82에서 4.12로 큰 변화 없이 유지되었다(Mann-Whitney U 검정 p=0.019, Welch’s t 검정 p=0.030). 또한 이식편대숙주병(GVHD)이 발생한 환자군은 이식 14일째 장내 미생물 구성이 뚜렷하게 달라졌으며(PERMANOVA p=0.015), 이 그룹은 Bacteroides·Enterococcus 속의 상대적 비율이 특징적으로 높았다. CBM588 투여군은 GVHD 발생 여부와 무관하게 이 두 속의 비율이 낮게 유지되는 경향을 보였다.
다만 저자들 스스로 밝힌 한계가 상당히 명확하다. 표본 수가 37명(그중 CBM588군은 11명)으로 작아 생존율이나 GVHD 발생률 자체의 유의한 차이는 확인하지 못했으며, 무작위 배정이 아닌 후향적 관찰 연구이고, 대상이 일본인 성인 이식 환자로 한정되어 있다. 저자 중 4명은 CBM588 제조사인 Miyarisan Pharmaceutical의 직원이며, 2명은 같은 회사로부터 연구비를 지원받았다고 명시되어 있다.
낙산 보충 용량에 관한 논의
Banasiewicz 등(2020, Gastroenterology Review)은 낙산 보충 용량 자체를 주제로 한 문헌 고찰을 발표했다. 이 논문의 핵심 주장은, 현재 시판되는 낙산 제품의 표준 용량(150~300mg/일)이 생리학적으로 추정되는 하루 필요량(1,000~10,000mg)의 1.5~30%에 불과하다는 것이다. 이 추정은 대장 내강의 SCFA 농도(1~10mmol/L)와 하루 장관 내용물 생산량(약 9L)을 근거로 역산한 값이며, 저자들은 이 계산 방식 자체에도 불확실성이 있음을 인정하고 있다.
주목할 부분은 고용량 투여의 안전성 데이터다. 경증~중등도 크론병 환자에게 하루 2,000mg의 낙산을 투여한 연구(Di Sabatino et al., 2005)에서 뚜렷한 임상적 개선이 관찰되었고, 비만 대사증후군 환자군에 4,000mg/일을 투여한 연구에서도 심각한 부작용 없이 항염증 효과가 나타났다. 저자들은 “현재까지 보고된 범위 내에서 낙산은 상당히 안전역이 넓은 물질”이라고 결론짓고 있다. 다만 이 논문에서 인용된 상당수의 근거는 동물실험(돼지, 마우스, 조류)이거나 특정 질환(궤양성 대장염, 여행자 설사) 환자를 대상으로 한 소규모 연구이며, 건강한 성인의 일상적 보충에 그대로 적용할 수 있는 데이터는 아니라는 점을 저자들도 명확히 하고 있지 않다는 점은 이 리뷰 자체의 한계로 짚어둘 필요가 있다.
실무적 시사점
지금까지의 연구를 종합하면, 낙산균 및 낙산 관련 개입은 크게 두 갈래로 임상적 관심을 받고 있다. 하나는 IBS·IBD처럼 이미 장 질환이 진단된 환자군에서 보조요법으로서의 가능성이고, 다른 하나는 조혈모세포이식처럼 장내 미생물이 급격히 교란되는 의료적 상황에서 다양성을 유지하는 보조 수단으로서의 가능성이다.
구체적인 적용 예시를 들면, Di Pierro 등(2025)의 연구처럼 저섬유·저잔사 식이와 프로바이오틱스를 병행한 설계는, 낙산균 보충이 단독으로 작용하는 것이 아니라 식이 조절과 함께 이루어질 때 임상 지표 개선폭이 크게 나타났다는 점을 시사한다. 마찬가지로 Fukushima 등(2024)의 연구에서도 CBM588은 항생제를 병용하는 상황에서 장내 미생물 붕괴를 ‘완화’하는 역할로 관찰되었을 뿐, 항생제를 대체하는 개입으로 제시된 것은 아니다. 즉 현재까지의 근거는 낙산균을 만능 보충제로 보기보다는, 특정 임상 상황에서 식이·약물 치료와 병행하는 보조적 수단으로 접근하는 것이 연구 설계의 실제 맥락에 부합한다.
건강한 일반인의 경우, 낙산균 자체를 보충제로 섭취하기보다 낙산균의 기질이 되는 식이섬유·저항성 전분 섭취를 늘리는 방향이 현재까지 발표된 기전 연구와 더 정합적이다. Banasiewicz 등(2020)이 지적하듯 서구화된 식습관에서는 식이섬유 섭취 부족이 내인성 SCFA 생산 저하의 주요 원인 중 하나로 지목되고 있기 때문이다.
한계
이 글에서 다룬 연구들을 읽을 때 반드시 함께 고려해야 할 제한점들이 있다.
첫째, 근거 수준이 균일하지 않다. Zhu(2021), Banasiewicz(2020), Tralongo(2014), Borycka-Kiciak(2017)는 모두 원저 무작위 대조군 임상시험이 아니라 문헌 고찰 또는 전문가 의견서다. 이런 형태의 논문은 여러 1차 연구를 종합해 방향성을 제시하는 데는 유용하지만, 그 자체로 새로운 임상적 인과관계를 입증하는 근거는 아니다. 반면 Di Pierro(2025)와 Fukushima(2024)는 원저 연구이지만, 각각 무작위 대조군이 없는 단일군 개방표지 연구와 소규모 후향적 관찰 연구라는 점에서 인과관계보다는 상관관계 수준의 근거로 해석해야 한다.
둘째, 대상 표본이 특정 질환·연령·인종 집단에 한정되어 있다. Di Pierro(2025)는 이탈리아 성인 IBS-D 환자, Fukushima(2024)는 일본인 성인 조혈모세포이식 환자, Zhu(2021)는 소아 질환에 초점을 맞춘 리뷰다. 이 결과들을 건강한 성인, 청소년, 혹은 다른 인종·문화권에 그대로 확장 적용할 수 있는 근거는 현재로서는 없다.
셋째, 이해상충이 명시된 연구가 포함되어 있다. Di Pierro(2025)는 저자 중 일부가 제품 제조·유통사의 임직원 또는 자문위원이며, Fukushima(2024) 역시 저자 중 일부가 CBM588 제조사 직원이거나 해당 회사로부터 연구비를 지원받았다. 이는 두 연구 모두 논문 내에 스스로 공개한 사항이며, 결과가 조작되었다는 의미는 아니지만, 결과 해석 시 참고해야 할 정보다.
넷째, 낙산 보충 용량에 관한 Banasiewicz(2020)의 계산은 여러 가정을 전제로 한 추정치이며, 동물실험 데이터를 사람에게 그대로 환산한 부분도 포함되어 있어 “현재 시판 제품의 용량이 부족하다”는 결론을 그대로 받아들이기보다는 하나의 가설적 관점으로 이해하는 것이 적절하다.
결론
낙산은 대장 점막의 에너지 대사, 면역 조절, 장벽 강화라는 세 축에서 비교적 일관된 기전적 근거를 가진 물질이며, 낙산균은 이 낙산을 체내에서 지속적으로 생산해내는 상재균을 통칭한다. IBS 영역에서는 소규모이지만 여러 임상연구가 축적되어 있고, 조혈모세포이식처럼 장내 미생물이 급격히 교란되는 상황에서도 특정 균주(CBM588)의 역할을 시사하는 연구가 나오고 있다. 다만 대부분의 근거가 특정 환자군·소규모·단일군 설계에 머물러 있고, 일부 연구는 이해상충 사항을 안고 있다는 점에서, 낙산균 관련 연구는 여전히 “가능성이 확인되고 있는 단계”로 보는 것이 정확하다.
참고문헌
- Zhu LB, Zhang YC, Huang HH, Lin J. Prospects for clinical applications of butyrate-producing bacteria. World J Clin Pediatr. 2021;10(5):84-92. DOI: 10.5409/wjcp.v10.i5.84
- Banasiewicz T, Domagalska D, Borycka-Kiciak K, Rydzewska G. Determination of butyric acid dosage based on clinical and experimental studies – a literature review. Gastroenterology Rev. 2020;15(2):119-125. DOI: 10.5114/pg.2020.95556
- Borycka-Kiciak K, Banasiewicz T, Rydzewska G. Butyric acid – a well-known molecule revisited. Gastroenterology Rev. 2017;12(2):83-89. DOI: 10.5114/pg.2017.68342
- Tralongo P, Tomasello G, Sinagra E, et al. The role of butyric acid as a protective agent against inflammatory bowel diseases. Euromediterranean Biomedical Journal. 2014;9(4):24-35. DOI: 10.3269/1970-5492.2014.9.4
- Di Pierro F, Ficuccilli F, Tessieri L, et al. Irritable Bowel Syndrome with Diarrhea (IBS-D): Effects of Clostridium butyricum CBM588 Probiotic on Gastrointestinal Symptoms, Quality of Life, and Gut Microbiota in a Prospective Real-Life Interventional Study. Microorganisms. 2025;13(5):1139. DOI: 10.3390/microorganisms13051139
- Fukushima K, Kudo H, Oka K, et al. Clostridium butyricum MIYAIRI 588 contributes to the maintenance of intestinal microbiota diversity early after haematopoietic cell transplantation. Bone Marrow Transplant. 2024;59:795-802. DOI: 10.1038/s41409-024-02250-1
자주 묻는 질문
낙산균과 유산균은 같은 건가요?
다르다. 유산균(락토바실러스, 비피더스균 등)은 주로 젖산을 생산하는 균이고, 낙산균은 낙산(부티르산)을 최종 산물로 만드는 균이다. 다만 일부 낙산균은 유산균이 만든 젖산을 다시 낙산으로 전환하는 것으로 보고되어 있어(Borycka-Kiciak et al., 2017), 두 종류가 장내에서 상호작용할 가능성은 있다.
낙산은 어떻게 만들어지나요?
사람이 직접 소화하지 못하는 식이섬유·저항성 전분을 낙산균이 대장에서 발효시키는 과정에서 생성된다(Zhu et al., 2021). 즉 낙산균을 늘리려면 이 균들의 먹이가 되는 식이섬유 섭취가 함께 뒷받침되어야 한다.
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