우리 몸에는 얼마나 많은 미생물들이 살고 있고, 어떤 역할을 할까? 만약 나쁜 미생물이 우리 몸 안으로 들어와서 질병을 일으킨다면 약을 먹는 것이 최선책일까? 미생물이 병을 일으키지 않도록 만드는 방법은 없을까? 몸속 미생물과 더불어 건강하게 살아가려면 무엇을 해야 할까?
이 책은 이런 질문에 쉽고 친근한 언어로 명쾌하게 답한다. 우리 몸에 사는 미생물을 이해하고 미생물에 대한 우리의 인식을 바꿔, 건강한 생활을 하는 것이 이 책의 목적이다. “미생물 세상의 탐험가가 되어 마치 우주여행을 하는 기분”으로 책을 읽는 동안, 건강생활을 위한 지침을 얻게 될 것이다.  

미생물과 인간

과학의 발전이 우리 인식과 삶을 바꾼 예는 어렵지 않게 찾을 수 있다. 미생물과 관련해서도 마찬가지다. 17세기에 발명된 현미경은 미생물을 인간의 눈앞에 등장시켰고, 당시 사람들은 호기심의 대상을 얻었다. 19세기 과학자들은 실험과 관찰을 통해 미생물이 질병의 원인이라는 것을 밝혔고, 이후 사람들은 미생물을 없애기 위해 손을 씻고 소독하는 습관을 들였다. 항생제가 발견되고 대량 생산이 가능해진 20세기에는 미생물을 박멸함으로써 질병에서 벗어날 수 있다는 희망을 가졌다. 그 결과 우리는 집안을 병원 수술실만큼이나 깨끗하게 만들기 위해 온갖 종류의 세척제와 소독제를 사용한다. 작은 상처에도 항생제가 들어간 연고를 바르고, 바이러스가 원인인 감기에 걸려도 세균 잡는 항생제를 먹는다. 항생제가 마치 만병통치약이라도 되는 듯이 말이다. 그러나 21세기 들어 급격히 발달하고 있는 유전자 분석기법은 미생물에 대한 우리의 인식을 근본적으로 바꾸어놓고 있다.
이 책 《미생물과의 공존》은 21세기 들어 새롭게 파악되고 있는 우리 몸속 미생물에 대한 전반적인 스케치와, 그에 근거한 생명과 건강에 대한 혁명적 인식 변화, 그리고 우리 삶을 바꿀 건강생활 지침을 담고 있다.


우리 몸에 사는 미생물

우리 몸에는 체세포보다 더 많은 미생물이 살고 있다. 최근 나온 연구결과에 의하면 인간의 체세포는 대략 30조 개이고 인간 몸에 사는 미생물은 39조 개로 추정된다. 우리 몸에서 미생물이 가장 많은 곳은 대장이고, 가장 다양한 미생물이 사는 곳은 입속이다. 또 우리 몸에서 미생물이 접근하지 못하는 곳은 없다. 음식물과 공기가 수시로 드나드는 소화기와 호흡기는 물론, 임산부의 태반이나 몸의 가장 안쪽인 뇌에서도 세균의 흔적이 발견된다. 우리 몸 각 부위별로 어떤 미생물이 살고 있으며, 그것이 무엇을 의미하는지를 밝히는 것이 이 책의 첫 번째 목적이다.
미생물은 우리 몸을 아프게 하는 가장 큰 이유이다. 감기나 비염, 폐렴 같은 호흡기 질환이나, 잇몸병, 장염, 대장암 같은 소화기 질환을 일으키고, 당뇨와 심혈관 질환과 같은 여러 질병의 원인으로도 지목된다. “바이러스는 시시때때로 감기를 일으키고 피곤할 때 입술을 부르트게 하며 간염이나 자궁경부암을 가져온다. 세균은 폐렴과 설사를 일으키며 충치와 잇몸병을 만든다.” 하지만 미생물이 늘 이런 말썽을 일으키는 것은 아니다. 우리 몸의 면역력이 떨어져 있을 때, 특히 말썽꾸러기로 지목되는 세균의 수가 급격히 늘어 온순한 세균들을 꼬드길 때, 말썽이 생긴다.
미생물 중에는 특별히 말썽을 일으키는 녀석들도 있지만, 대부분은 온순하게 살아간다. 심지어 우리가 소화하지 못하는 영양분을 소화해 우리에게 선사하는 녀석들도 있다. 미생물에게 받은 물질을 우리 몸은 에너지로도 쓰고, 염증을 완화시키며 혈관을 확장하고 장의 운동과 상처를 치유하는 데 사용한다. 또 장 미생물이 만드는 신경전달 물질은 우리 뇌에 작용해 스트레스나 우울증을 만들기도 하고 우리 기분에까지 영향을 미친다. 미생물은 우리 몸과 떼려야 뗄 수 없는 우리 몸의 일부일 뿐 아니라, 우리의 건강과 생명을 함께 도모하는 동반자이다.


미생물이 살아가는 법

생명과 건강의 동반자인 미생물을 이해하는 것이 이 책의 두 번째 목적이다. 미생물 사회는 우리가 생각하는 이상으로 매우 복잡하고 정교한 시스템을 가졌다. 미생물은 우리 인간들처럼 모여 살면서 서로를 보호하고 먹을 것을 나누고, 신호를 주고받으며 집단행동을 감행한다. 대부분의 미생물이 순한 녀석들이 우세할 때는 순한 미생물이 되고 말썽꾸러기들이 우세할 때에는 말썽꾸러기가 되는 것도, 우리 인간과 비슷하다. 하지만 세균은 우리 인간에게는 없는 능력을 가졌다. 마치 먹을 것을 주고받는 것처럼 유전자를 나누는 능력이다. 이런 능력은 항생제와 같은 치명적인 환경에서도 세균 공동체가 유지되는 데 큰 역할을 한다.
경쟁도 한다. 우리 몸속에서는 먹을 것이나 정착할 곳을 두고 미생물들이 벌이는 경쟁이 끊임없이 계속된다. 미생물들은 다른 미생물을 죽이는 물질을 분비해서 상대를 제압하고 자신을 보호한다. 세균(bacteria)을 잡아먹는(phage)다고 해서 박테리오파지(Bacteriophage)라고 부르는 바이러스도 있다. 이들은 우리에게 내성 걱정 없는 천연 항생제가 된다. 또 미생물은 우리 몸 이곳저곳으로 옮겨 다니며 우리의 생존과 번식, 건강과 질병에 영향을 미친다. 그래서 미생물을 알고 이해하는 것은 질병의 원인을 아는 것이면서, 동시에 우리 몸을 제대로 이해하는 것이기도 하다.


미생물과의 공존

이 책의 궁극적인 목적은 미생물에 대한 우리의 인식을 바꾸고 생활 습관을 바꿔, 건강한 삶을 살아가는 것이다. 우리는 미생물을 피할 수 없고 미생물이 미치는 광범위한 영향권에서 벗어날 수 없다. 미생물과의 공존은 생명의 탄생과 더불어 시작되었다. 태초의 생명인 미생물은 진화와 진화를 거듭하면서 인간이라는 생명체를 탄생시켰고, 우리가 태어나 생을 이어가는 이 순간까지 함께하고 있다. 또 미생물과의 공존은 우리가 상상하는 것보다 더 깊은 곳에서도 이루어진다. “우리 몸을 이루는 근간인 우리 몸 세포, 세포에서도 가장 안쪽인 핵 안에 꽁꽁 밀봉되어 있는 유전자, DNA에까지 미생물이 들어와 있는 것이다.” 뿐만 아니라 유전자 자체를 공유하기도 한다. 인간 유전자의 8%는 바이러스에서 옮겨온 것이고, 37%는 세균에서 온 것이다.
미생물은 대체로 별 문제를 일으키지 않는다. 만약 미생물로 인해 우리 몸에 문제가 생긴다면, 그것은 “미생물과 평화로운 공존을 하지 못하는 우리 몸 혹은 우리 면역력에 문제가 생긴 까닭인 경우가 더 많다.” 결국 건강을 위해서 평소 면역력을 키우는 습관을 갖는 것이 중요하다. “질병에 대해서도 마냥 미생물 탓만 해서 약을 찾을 것이 아니라, 평소에 미생물과 공존하는 몸의 관리가 중요하다는 것이다.”

쉽지 않은 질문들에 대해 이 책은 명쾌하게 대답한다. 연구에만 몰두하는 과학자의 딱딱한 언어가 아닌, 동네치과 주치의 선생님의 친근한 언어로 편하게 다가온다. 그러면서도 전문 의학서적과 견주어도 손색이 없을 정도로 방대하고 깊이 있는 최근의 연구내용까지 담아내고 있다. 나는 책을 읽는 동안 미생물 세상의 탐험가가 되어 마치 우주여행을 하는 기분을 느꼈다. 또한 내 몸속 미생물과의 공존 연습을 꾸준히 실천하는 통생명체로 살아가야겠다는 더 큰 다짐을 하게 되었다. - <추전의 말> 중에서

미생물이 늘 문제만 일으키는 것은 아니다. 식품 오염원으로 가장 먼저 지목받는 대장균은 우리 몸에 꼭 필요한 비타민을 만들어 우리 장 세포에 선사한다. 장 세균은 우리가 어제 먹은 음식을 잘 가공해 오늘 아침 쾌변을 보게 하는 도우미들이고, 장 세포들의 면역력을 키우고 교육시키는 선생님이며, 병을 일으키는 다른 세균들이 못 살게 견제하는 지킴이들이기도 하다. - <머리말> 중에서

여기에서 탐험가는 거대한 동굴과 만난다. 입일 수도 있고 콧구멍일 수도 있는 이 동굴은 축축하지만 따뜻하다. 겁 없는 탐험가라면 별다른 장애 없이 동굴 속으로 진입할 것이다. 그렇게 입이나 코에서 시작한 긴 동굴 속을 계속 걸어 들어가 구석구석을 여행한 다음, 탐험가는 다시 동굴 밖으로 나온다. 처음 들어간 입구로 되돌아 나올 수도 있지만 다른 출구를 찾을 수도 있다. 여기에서 생각해보자. 이 탐험가가 여행한 곳은 우리 몸이라는 행성의 내부일까? 아니면 외부일까?
- <서장 _ 우리 몸속 미생물, 어떻게 파악할까> 중에서

세균은 수평적으로 유전자를 전달한다. 세포분열을 통해서 전달하는 것이 아니라, 옆에 있는 세균끼리 실시간으로 유전자를 교환하는 것이다. 우리 인간은 꿈도 꿀 수 없는 신비로운 능력이다. …… 만약 나에게도 이런 능력이 있다면, 나는 바로 엄홍길 대장의 체력과 아인슈타인의 머리와 워렌 버핏의 경제 감각, 그리고 슈바이처의 가슴을 가질 수 있을 것이다. - <2장 _ 미생물이 사는 모습> 중에서

문제는 장 미생물 사이의 평형 상태가 깨질 때이다. 평소 조용히 지내던 대장균은 전체 세균 무리의 균형이 깨지면 수가 빠르게 늘어난다. 대장균은 매 20분마다 세포분열이 가능하기 때문이다. 이와 동시에 수평적 유전자 교환으로 변이도 빠르게 일어난다. 세포분열 과정에서 돌연변이가 일어나고 이런 돌연변이 유전자가 수평적 교환 과정을 통해 빠르게 전달되면, 배탈과 설사를 일으키는 대장균 무리가 탄생한다. - <2장 _ 미생물이 사는 모습> 중에서

환경을 통제하듯, 우리 몸속 미생물 역시 일정 부분 통제할 수 있다. 어떤 미생물을 살게 할 것인가는, 우리가 어디서 살고 무엇을 먹으며 무엇을 입는지에 영향을 받는다. 또 어떻게 샤워를 하고 어떻게 칫솔질을 하느냐에도 영향을 받는다. 물론 항생제 복용은 더 큰 영향을 미친다. 당연히 몸속 미생물도 후대에 전달된다. 부모의 비만을 초래하는 미생물은 아이에게 전달되어 아이도 비만해질 가능성을 높인다. 담배를 피우거나 칫솔질을 잘하지 않는 부모의 구강 미생물도 아이에게 전달된다.
-<3장 _ 우리 몸과 미생물의 전쟁과 평화> 중에서

추천의 말 - 김병용 박사 (천랩 생물정보연구소장) …… 4
머리말 나와 내 몸 미생물 …… 6

서장. 우리 몸속 미생물, 어떻게 접근할까 ?
1. 미생물이 보는 우리 몸의 안과 밖 …… 16
2. 우리 몸속 미생물 어떻게 파악할까? …… 26
3. 21세기 미생물학의 변화와 인간 미생물 프로젝트 …… 33
■ 한눈에 보는 우리 몸속 세균
우리 몸속 미생물은 어떤 일을 할까? …… 42
우리 몸에 사는 대표적인 세균들 …… 44
크기 비교 - 진핵세포, 진균(효모), 세균, 바이러스 …… 52

1장. 우리 몸에 사는 미생물
1. 우리 몸의 가장 바깥 피부 미생물 …… 54
2. 취약한 환경, 다양한 종류 입속 미생물 …… 63
3. 가장 넓은 미생물의 공간 장 미생물 …… 76
4. 피부와 비슷한 코와 코 주위 미생물 …… 88
5. 입에서 폐로 폐 미생물 …… 96
6. 입속 미생물로 의심되는 태반 미생물 …… 105
7. 우리 몸 안과 밖의 경계 심혈관 미생물 …… 113
8. 우리 몸의 가장 안쪽 뇌 미생물 …… 124
9. 너와 나를 잇는 생물학적 끈 우리 몸속 바이러스 …… 134
10. 오래된 순환자 우리 몸속 진균 …… 143

2장. 미생물이 사는 모습
1. 공동체 이루기 바이오필름 …… 154
2. 서로 챙겨주기 수평적 유전자 교환 …… 163
3. 신호 주고받기 쿼럼센싱 …… 168
4. 멀리 이주하기 위치이동 …… 173
5. 경쟁자 죽이기 박테리오신, 마이코신, 박테리오파지 …… 179

3장. 우리 몸과 미생물의 전쟁과 평화
1. 생명나무에서 역전된 인간과 미생물의 위치 …… 186
2. 우리 몸과 미생물의 평화 통생명체 …… 195
3. 우리 몸과 미생물의 전쟁 감염과 염증 …… 207
4. 염증을 부르는 선동가 세균 진지발리스 …… 223

4장 . 미생물과의 공존을 위하여
1. 세균과의 전쟁 170년의 교훈 …… 234
2. 가능한 약은 멀리 항생제는 더 멀리 …… 245
3. 오래된 것과의 조화 잘 먹고 많이 움직이기 …… 256
4. 장 미생물 조절 쌀 것을 생각하며 먹기 …… 268
5. 구강 미생물 관리 5가지를 바꾸자 …… 277
6. 생명에 대한 기본 태도 위대한 우연에 감사 …… 288

결론을 대신하여 우리 몸 미생물, 박멸에서 공존으로 …… 295
참고문헌 …… 300