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사람은 이 세상에서 살아감과 동시에 다양한 '균'이 장腸내에서 살아가면서 공생관계를 맺습니다. '균'은 지구 창세기부터 존재해 오고 있는 원초의 생명. 뒤이어 진화한 동물이 이 세계를 살아가기 위해서는 '균'과 잘 관계를 맺지 않을 수 없습니다. 이번 포스트에서는 발효식품의 건강효과 등의 논문을 다수 발표하고 있는 세균학 전문가 · 후지사와 토모히코 선생님에게 자신의 연구에 대해 장내세균 연구의 최첨단에 대해 들어보고자 합니다.  

 

소장에서 공생하는 불가사의한 세균 세그먼트 세균 

후지사와 선생님은 미츠오카 토모타리 선생님의 문하생으로, 이화학연구소에 처음 왔을 때는 1982년. 아직 대학원생으로  석사과정 무렵이었습니다. 미츠오카 선생님은 장내환경이 개선되면 설사나 변비 개선을 시작으로, 발암물질의 생산을 억제해서 암이 되기 어려워지며, 소화관에 침투한 병원 미생물의 증식을 억제한다든지, 면역력을 높여주는 등 건강에 좋은 작용을 미친다고 제창하신, 세균학의 권위자입니다. 그의 문하생으로 연구에 매진했던 후지사와 선생님은 장내 세균 연구에서 최근 화제가 되고 있는 "세그멘트 세균'에 대해서 논문을 발표 하였습니다. 

'세그멘트 세균'이라는 것은 작은 분절(세그멘트)로 나뉘어진 섬유상의 얇고 긴 세균으로 랫이나 마우스 등의 포유동물의 소장 상피세포에서 자라고 있는 것처럼 보입니다. 마치 다시마 같은 느낌이죠. 사람의 장에도 있다는 연구자도 있습니다만, 아직 명확해지진 않았습니다. 이 세그멘트 세균이 숙주의 면역기능에 강한 영향을 미치고 있지 않을까라고 일컬어 지고 있습니다(그림1참조). 

세그멘트 세균은 장관에 접해 있는 부분의 세그멘트가 소장 상피세포의 안으로 잡입해 있습니다. 마우스 실험에서는 세그멘트 세포가 면역기능에 중요한 역할을 하는 'Th17'이라고 하는 세포를 증가시킨다든지, 병원체나 바이러스를 공격하는 'IgA 항체'의 분비를 촉진한다는 것이 밝혀졌습니다. 여기에 감염증 예방 역할을 하는 것이 아닐까하는 연구가 진행되고 있습니다만, 세그멘트 세균은 시험관 내에서는 배양할 수 없답니다. 왜냐하면 숙주에 크게 의존하고 있기 때문에 생체내에서 밖에 살아갈 수 없기 때문입니다. 이 때문에 아직까지도 수수께끼가 많이 남아 있습니다.  

이는, 숙주로부터 영양을 취하는 대신, 면역력이라는 말하자면 '보답'을 하고 있다고 할 수 있습니다.  균이라고 하는 것은 포유동물이 생겨나기 훨씬 이전부터 존재하고 있으니 생각해보면 동물 쪽이 원래 균으로 가득찬 환경에 적응하고자 순화되었다고 할수 있습니다. 최근에 와서 연구 그룹이 세그멘트 세균의 전 게놈(유전자 배열)의 해독에 성공했습니다. 조만간 좀더 명확해질거라고 생각합니다. 

 

 세그멘트 세균의 모습과 면역 활성화 


두유에서 발효한 유산균 연구 

최근에는 특정 식품을 계속 먹은 결과, 장내환경이 어떻게 변화하는 가를 연구하고 있으며, 장 건강상태를 보기 위한 방법으로 변의 상태를 확인하고 있습니다. 왜냐하면 색을 보는 것만으로도 대체적인 것을 알 수 있기 때문입니다.  

이러한 연구중 하나로 두유에서 발효한 유산균의 섭취에 대해 조사했었는데, 연구실의 전임자가 원래 대두 발효물이 갖는 건강효과를 연구하고 있었습니다. 예를들면, '낫또를 먹으면 장내 유익균이 증가한다' 등입니다. 이 결과를 보고 저도 '낫또 국'에 흥미를 갖고 지원자를 받아 시험을 실시한 결과 낫또와 마찬가지로 비피더스균의 증가를 확인할 수 있었습니다. 

배설물의 냄새는 장내 유해균이 만들어내는 암모니아, 인돌, 스카톨, 유화수소 등의 부패산물이 원인이기 때문에, 예를들면, 고양이 등은 육식을 하기 때문에 특히나 클로스트리디움 계의 유해균이 장내에 많아서 원래 대변도 소변도 냄새가 심각합니다. 이때 유익균이 증가하면 냄새는 없어집니다. 

두유를 발효시킨 것을 사람이 섭취하였을 경우에 관한 연구에서는, 두유를 몇 개의 유산균이나 효모로 발효시켜 만든 '발효 두유'를 지원자들인 학생들에게 마시게 한 후 변을 조사했습니다. 그러자, 유산균 등의 '유익균'은 증가하였고, '유해균'인 클로스트리디움이 감소했습니다. 발효하지 않은 두유에서는 그러한 결과를 얻을 수 없었기 때문에 "발효 두유는 장내환경을 개선한다고 생각할 수 있다"라고 결론을 내렸습니다.   

단, 실험에서 사용한 발효두유속에는 살아있는 유산균의 상태였는데, 두유에서 만든 요구르트와 같은 느낌이었습니다만, 이것이 너무 맛이 없었답니다(웃음). 두유의 비린 맛과 산미가 뒤섞여서, 뭐라고 할 수 없는 맛이었습니다. 특히, 발효가 진행될 수록 더욱 맛이 없어져 버렸기 때문에 약 12시간 정도 발효가 한계였습니다. 학생들도 모두 싫어했기 때문에 먹이는 것도 고역이었답니다. 학생들이 딱하게 되었었죠(웃음). 아무리 몸에 좋다고 해도 먹는 것이 고역일 정도로 맛이 없다는 것은 고통스러운 일이니까요.  

 ALA중앙연구소에서는 공서배양으로 특화된  총 16가지 유산균과 효모균을 사용하여 두유에서 발효시킨 '유산균생산물질'을 사용하여 마찬가지의 실험을 했을 때에도 비슷한 결과가 나오고 있습니다. 건강한 성인에게 '세이겐을 하루 10포, 2주간 매일 먹게 한 후, 변과 타액을 조사했습니다. 그러자 변에서는 비피더스균이나 유산균 등 '유익균'이 4~6배 증가하였고, 타액에서는 'IgA항체'의 농도가 명백히 증가해 있었습니다. 

유산균생산물질의 섭취에 의한 장내세균 및 타액 속의 IgA농도변화 


'유산균생산물질'의 주요성분은 살아있는 유산균 자체가 아닌, 두유를 발효시켰을 때 균이 만들어내는 대사산물과 그 작용을 마친 균체 성분이기 때문에 살아있는 균은 없습니다. 따라서, 장내환경 개선작용에 있어서는 균이 살아 있는지 아닌지는 관계가 없는 것으로 이러한 성분을 '바이오제닉스'라고 미츠오카 토모타리선생님은 제창하고 있는 것입니다. 

이러한 '바이오제닉스'와는 달리, 일반적인 유산균 발효유는 위에서 언급한 발효두유와 마찬가지의 살아있는 유산균이 들어있는 이른바, '프로바이오틱스'입니다. '프로바이오틱스'라는 것은 장내 환경 개선에 역할을 하는 유산균이나 비피더스균 등 '살아있는 균'을 말합니다. 그런데, 위산이나 담즙의 장벽을 통과해서, 이들 유익균이 장까지 살아서 도달한다는 것은 상당히 어렵죠. 게다가 운 좋게 산 채로 도착한다 하더라도, 그것이 장내에서 정착하여 증식하기는 어렵습니다. 따라서, 균 그 자체가 아닌, 실제로 장에서 도움이 되는 유산균이 만들어내는 대사산물을 외부에서 대량으로 발효하여 섭취함으로써 장내 환경개선에 도움이 되며 이것이 바로 '바이오제닉스'에 해당하는 것입니다. 

'프로바이오틱스'와 '바이오제닉스'의 개념과 장내플로라의 모습  


게다가 '유산균생산물질'은 장내 플로라와 관계없이 장 전체에서 흡수되니까 효과가 빠르다고 생각합니다. 장내 플로라라는 것은 사람의 장속에서 살고 있는 다양한 균이 모인 '꽃밭'과 같습니다만, 이것이 소장 끝에서부터 대장에 이르기까지 펼쳐져 잇는 유익균들의 모습이 마치 꽃밭처럼 보여, 플로라(Flora)라고 부르고 있습니다. 

프로바이오틱스의 경우, 이 장내 플로라에 영향을 주어 장내환경을 개선시키고자 하는 것입니다만, 먹은 것이 대장까지 도달하는 것은 일단 시간이 걸립니다. 게다가 장내 플로라는 사람마다 천차만별이기 때문에, 프로바이오틱스의 경우, 사람에 따라 효과가 다르게 나타날 수 있는 가능성도 생각할 수 있습니다. 따라서 균 그 자체에 의존하는 프로바이오틱스보다도 바이오제닉스 쪽이 효과가 나타나기 쉽다고 생각합니다. (그림3참조) 대체로 회장 부근부터 아래쪽으로 이어지는 전체를 '장내 플로라'라고 부릅니다. 물론, 장 전체에 균은 있습니다만, 대장에 비하면 소장 상부에는 거의 없습니다.


모든 유산균을 '유익균'이라고 단정지을 수는 없다. 

최근에 식물성 유산균이 화제가 되어 있는데, 식물성 유산균의 대표적인 균종이 '락토바실러스 프레비스'입니다. 이 균은 '스그키'라는 교토의 채소절임을 시작으로, 다양한 채소절임이나 사일리지(목초 등을 발효시킨 가축용 음료)등에서 검출 되었기 때문에 확실히 식물유래라고 하겠습니다. 유산균에는 '호모'와 '헤테로' 두 종류가 있어 '호모'는 유산만을 배출하고, '헤테로'는 유산 이외의 탄산 가스 등을 배출합니다. '락토바실러스 페레비스'는 '락토바실러스 로이테리'(로이테리균) 등과 함게 '헤테로'의 균종입니다 한편, '락토바실러스 애시도필러스'(애시도필러스균)이나 '락토바실러스 가세리'(가세리균)등은 '호모'유산균입니다. 

'헤테로'는 가시를 많이 만들기 때문에, 배가 부풀고 방귀가 많이 나온다든지 하는 것이 아닌가 생각하고 있습니다. 물론 개인차는 있다고 생각합니다만. 보통 유익균이라고 일컬어지는 비피더스균이나 유산균 중에서도 몸에 그다지 좋지 않은 역할을 하는 균이 있을 수도 있습니다. 같은 유익균이라고 해도 수 많은 종류가 있으며, 사람의 병소로부터 발견되는 균도 알려지고 있습니다. 

예를들면 '덴티움'이라는 비피더스균은 사람의 폐농종으로부터 발견되는 균주가 있으며, '락토바실러스 람노서스'라는 유산균도 심내막염 등의 병소로부터 발견되는 균주가 있습니다. 이 락토바실러스 람노서스는 위산이나 담즙에 강하기 때문에, 살아서 장에 도달한다고 하여, 일시적으로 주목을 받기도 했었습니다. 'LGG균'이라고 불리우는 균주로 유명합니다만, 비피더스균이나 유산균이라고 해도 병소에서 분리되는 균주가 있는 그룹을 유익균이라고 불러도 좋을지 아직 의문이 있는 것은 사실입니다.

 

바이오제닉스의 안전성 

살아있는 균인 '프로바이오틱스'는 건강효과도 인정되고 있는 반면, 균주에 따라서는 어쩌면 무서운 면도 함께 갖고 있을지도 모를 가능성이 있다고 할 수 있습니다. 그런 의미에서 '유산균생산물질'은 유산균들의 대사산물로 이루어져있고 안정화되어있기 때문에 안심할 수 있다고 할 수 있습니다. 특히, ALA중앙연구소에서는 '락토바실러스 플랜타럼'이라는 유산균으로부터 엄선된 'BF-LP284'라는 독자적인 균주를 엄격한 관리하에 '세이겐'에 사용하고 있습니다. 이 균주는, 유산균생산물질을 탄생시킨 아버지인 세균학자 마사가키 카즈히코씨로부터 반세기 이상에 걸쳐 대대로 전해져 내려와, 특히 면역을 강하게 해주는 작용력이 뛰어나다는 것이 실험상에서 밝혀졌습니다. '균종'만이 아닌 '균주'가 절대적이라 하겠습니다. 

같은 '균종'이라도 '균주'가 다르다는 것은 결국, 같은 한국인이라도 한 사람 한사람이 다르다는 뜻과 같습니다. 같은 균종이라도 주에 따라서는 먹이가 되는 당의 종류가 달라지거나 위산이나 담즙산에 대한 감수성이 다르거나 하는 등 각기 개성이 풍부합니다. 이상한 일입니다만, 비피더스균을 미량의 항생물질을 더한 배지에서 배양을 하고, 이렇게 생육한 균주를, 더욱 진한 농도의 항생물질을 가한 배지에서 배양하는 식으로 이것을 반복하면, 항생물질에 내성이 있는 비피더스균주를 만들어 낼 수 있습니다. 이렇게, 배양조건에 의해 인위적으로 특이한 주를 만들어 내는 것도 가능합니다. 

이렇게 되면, 만약 감기에 걸려서 항생제를 먹어도, 그 비피더스균주만은 뱃속에서 끈질기게 살아남을 수 있는 가능성이 높다고 할 수 있습니다. 단, 이것이 우리 몸에 있어서 정말로 좋은 일인지 어떤지는 알 수 없는 부분이 있습니다. 왜냐하면 세균이라는 것입니다. 다른 세균의 유전자를 취할 수 있는 구조를 갖고 있기 때문입니다. 세균은 상호간에 '플라스미드'라고 하는 특수한 유전자의 일부를 주고 받고 할 수 있습니다. 

항생물질의 내성 유전자는 이 플라스미드 안에 있기 때문에, 그것이 다른 균에게 옮아가서 항생물질 내성이 전반(傳搬:식물바이러스 병학에서는 전반과 전염을 구별하여 사용하는데, 어떤 지역에서 비교적 넓은 범위로 병원 바이러스가 운반되어 병이 넓어지는 상태가 전반, 이에 비하여 전염은 좁은 범위에서 주로 개체에서 개체로 병이 옮는 것으로, 전염되는 방법이 명확한 경우가 많다)되어 버리는 일도 있습니다. 

즉, 비피더스균들끼리 전반이 이루어지면 또 모르지만, 종을 뛰어넘어 전혀 다른 유해균 등까지 항생물질에 내성이 생기면 정말 큰일입니다. 그런 점에서도 '유산균생산물질'은 안전하다고 말할 수 있습니다. 원재료인 유산균생산물질은 대사산물로 바이오제닉스이기 때문에, 유전자 등이 전혀 없습니다. 그렇기 때문에 다른 균에 있어 유전자 레벨에서 영향을 끼치는 일은 없다고 할 수 있습니다.  

 

'유해균'과 '기회균'을 길들이는 방법 

장 속에는 '유익균'과 '유해균'외에 또 하나의 '기회균'이라고 불리우는 균이 있습니다. 이 균의 특징은 장내가 유익균이 우세해지면 유익균에 가담하고, 유해균이 우세해지면 유해균에 가담하는 균입니다. 이 '기회균'을 유용하게 이용하는 방법도 있지 않을까하고 생각하고 있습니다. 즉, 비피더스균이나 유산균만이 아닌, 다른 유익한 균을 찾아내야한다고 생각하고 있습니다.

최근에는, 기회균 중의 '박테로이데스'의 'IgA항체'생산을 촉진하는 능력은 유산균 보다  높다고 하는 연구결과도 나오고 있습니다. IgA항체라는 것은 감염방어에 중요한 작용을 하는 물질이기 때문에, 유익균으로 불러도 좋지 않을까 하는 경우도 있습니다. 단, 박테로이데스는 부패균입니다. 또한, 박테로이데스가 갖는 'LPS'라는 세포막 성분이 독성을 나타내기 때문에, 유익균이라고 부르기에는 부족함이 있다고 할 수 있습니다. 확실히 말할 수 있는 것은, 기회균은 유익한 일도 하지만 유해한 일도 한다는 것입니다. 

이러한 기회균의 좋은 면을 끌어내기 위해서는, 기회균이 비피더스균 등의 유익균의 증식을 촉진할 수 있는 식사를 하는 것입니다. 기회균만이 이용할 수 있는 식품을 섭취하면 유익균이 이용할 수 있는 대사산물을 기회균이 생산할 수 있습니다. '식이섬유는 유익균의 먹이가 된다'고 일컬어지고 있습니다만, 실은 유익균이 식이섬유를 먹는 것이 아닙니다. 기회균이 식이섬유를 분해해서 그 분해물을 유익균이 먹음으로써 유익균이 증가하게 되는 것입니다. 따라서, 기회균이 간접적으로 유익균을 증식시켜줄 수 있도록 하는 식생활은 매우 중요하다고 할 수 있습니다. 즉, 야채 중심의 식생활은 기회균을 길들인다는 의미에서도 매우 중요하다 하겠습니다.

이러한 의미에서 '밭에서나는 고기'라고 불리우는 식이섬유가 풍부한 대두에서 발효한 유산균생산물질은 발효되면서 1,000여가지의 다양한 영양성분을 확인할 수 있는데, 특히 주목할 만한 성분이 바로 '이퀄(Equol)'이라는 물질이 있습니다. 대우에 함유된 '대두 이소플라본'이 여성 호르몬과 비슷한 작용이있기 때문에, 갱년기 장해 등 여성 호르몬의 소멸에 의해 발생하는 증상에 유효하다는 것은 널리 알려져 있습니다. 또한, 2형 당뇨병의 개선효과나 골다공증 예방에 도움이 된다는 것도 알려져 있습니다. 하지만 통상, 대두 이소플라본은 당과 결합한 '글리코시드형 이소플라본'으로서 존재하고 있기 때문에 그대로는 체내에서 흡수되기 힘든것이 현실입니다. 

당을 잘라낸 '아그리콘형 이소플라본'이 보다 효과적입니다만, 그렇기 대문에 아그리콘형 이소플라본의 장내세균 대사산물인 '이퀄'이라고 불리우는 물질이, 여성호르몬과 같은 작용이 가장 강한 것입니다. (그림2참조). 유산균생산물질 세이겐에는 효모와 유산균의 작용으로 당과 분리된 '다이제인'이나 '게니스테인'등의 아그리콘형 이소플라본이 풍부하게 함유되어 있습니다 게다가 '이퀄'은 이 '다이제인'이 대사되어 변환된 물질로 '다이제인'보다도 여성 호르몬과 같은 작용이 강하다고 일컬어지고 있습니다. 단, '다이제인'이 '이퀄'로 변환되기 위해서는 몇 가지의 장내세균이 관계되어 있다고 일컬어 지고 있죠. 이 균을 원래부터 장내에 갖고 있는가 아닌가에 따라, 그 사람이 이퀄을 생산할 수 잇는가 아닌가가 결정된다고 합니다.

예를들면, 이퀄 합성균을 장내에 갖고 있다고 하더라도 활성이 없어서 이퀄이 생산되지 않는다는 가능성도 있을 수 있습니다. 동물실험에서, 이소플라본과 프락토 올리고당을 함께 섭취시키자, 이소플라본 단독 섭취보다도 혈장 이퀄의 농도가 높아졌다고 하는 보고가 있습니다. 이에 대해, 프락토 올리고당을 첨가함에 따라 이퀄 합성균이 활성화되기 때문이 아닐까하고 추측하고 있습니다. 이퀄은 남성의 경우 '전립선'발증 위험을 억제한다고 일컬어지고 있으며, 이외에도 콜레스테롤 저하 작용, 항산화 작용, 전립선 비대, 갱년기 장해의 경감 등에도 도움이 된다고 일컬어지고 있습니다. 

이렇게, 장내세균은 비율이나 종류에 따라서 건강에 매우 큰 역할을 하고 있기 때문에, 평소 장속 나만의 고유의 유산균 유익균들을 어떻게 관리하는 가가 평소의 건강 뿐만 아니라 노화 및 수명에도 매우 큰 영향을 미친다고 할 수 있습니다. 일생생활 속에서 식이섬유가 풍부한 식사를 하면서, 유산균생산물질 등을 섭취함으로써 유익균이 우세한 환경을 만들어 가는 것은 매우 중요하다 하겠습니다.

출처: http://blog.naver.com/healthmakery/130179628235

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원제 Infection: The Uninvited Universe
감염 
제럴드 N. 캘러헌 (지은이) | 강병철 (옮긴이) | 세종서적 | 2010-07-09



 
2003년 전 세계는 사스(SARS, Severe Acute Respiratory Syndrome) 공포에 휘청거렸다. 홍콩에서 시작된 사스는 16주 만에 사그러 들었지만 그 사이 전 세계적으로 8,737명을 감염시켰고 그 중 813명이 사망했다. 사스가 극성을 부리던 시기에 국내 상황도 국가 비상사태를 방불케했다. 또 2009년 신종플루가 퍼지면서 모든 모임들은 취소가 되었고 해외여행도 취소사태가 벌어졌다. 

사스와 신종플루는 인플루엔자 바이러스와 코로나 바이러스에 의해 발생한 전염병이다. 그 당시 많은 사람들은 이 전염병들을 예방하기 위하여 예방접종을 맞았다. 또 신종플루의 특효약이라는 타미플루를 구입하기 위하여 열을 올렸다. TV에서는 전염병을 예방하기 위해서는 위생에 만전을 기해야 한다며 이런 저런 손세정제들 광고가 나왔고 히트를 쳤다. 손세정제는 전철역이나 학교 등 공공장소 곳곳에도 설치되었다. 사람들은 세균과 바이러스를 예방하기 위해서 시시때때로 손을 씻었다. 사람들의 세균이나 바이러스에 대한 두려움은 커져만 갔다. 

세균이나 바이러스에 대한 반감은 전문가들도 별다르지 않다. 대학교에서 수의학을 배울 때 미생물학을 배운다. 세균에는 어떤 것들이 있고 바이러스에는 어떤 종류가 있으며 그러한 세균이나 바이러스들이 어떤 질병을 일으키는지 배운다. 그리고 내과학이나 공중보건학, 전염병학, 면역학에서 그런 세균이나 바이러스들이 일으키는 여러 질병들과 그 질병을 진단하고 치료하는 방법을 배운다. 또 약리학에서 다양한 항생제의 기전과 효능을 배운다. 적을 알고 적들과 싸우기 위한 무기까지 배우는 것이다. 그렇게 세균과 바이러스는 무찔러 버려야 할 적일 뿐이라고 배운다. 

인류의 역사에는 많은 전염병들이 있었다. 흑사병, 홍역, 볼거리, 백일해, 파상풍, 광견병 등 여러 전염병은 수많은 사람들의 목숨을 앗아갔다. 하지만 의학이 발달하기 이전에 사람들은 왜 수많은 사람들이 죽어 가는지 몰랐다. 그래서 때로는 마녀의 소행이라며 마녀사냥을 하기도 했다. 그러다가 파스퇴르가 미생물을 발견하면서 전염병의 원인이 눈에 보이지 않은 아주 작은 미생물에 의한 것이라는 것을 알게 되었다. 파스퇴르는 백신 접종법을 개발했고 영국의 세균학자 플레밍이 곰팡이에서 페니실린을 발견했다. 이로써 사람들은 눈에 보이지도 않는 이 작은 미생물들을 백신과 항생제로 정복할 수 있는 하찮은 존재라고 생각했다. 하지만 그것이 전부일까? 

린 마굴리스의 『마이크로 코스모스』를 보면 지구의 생명체가 어떻게 진화해 왔는지 나온다. 지구가 생성되고 화산연기가 자욱하던 때에 처음 나타난 생명은 세균이다. 이 세균은 20억년에 걸쳐서 지구를 생명이 생존할 수 있는 환경으로 만들었다. 그리고 변화한 환경에 맞춰서 세균은 진화하며 다양한 생명체로 진화한다. 그렇게 진화하는 과정 속에서 세균은 각 생명들과 공진화할 수 있는 방식을 모색한다. 세균의 세대에서 다른 생명체가 태어났다고 해서 세균의 세대가 끝난 것이 아니라 세균을 기반으로 해서 또 다른 생명체가 탄생을 한 것이다. 

가령 모든 진핵세포에는 미토콘드리아라는 세포소기관이 있다. 이 미토콘드리아는 세포 내에서 발전소와 같은 것으로 먹이로 섭취한 유기물질에 축적된 에너지를 ATP 형태로 만들어 세포들이 에너지원으로 사용할 수 있도록 해준다. 그런데 특이한 것은 미토콘드리아는 진핵세포와 다른 DNA를 가진다. 이것은 미토콘드리아가 진행세포와는 별개의 존재라는 것을 의미한다. 미토콘드리아는 고대에 원핵생물로 매우 활동적이었을 것으로 추정된다. 이 원핵생물은 진핵생물을 뚫고 들어가 진핵생물을 먹이로 하여 번식했겠지만 진핵생물을 파괴시킴과 함께 자신도 파괴되었다. 반면 숙주세포를 파괴시키지 않고 공존하는 방식을 취한 미토콘드리아는 숙주세포와 함께 살아남아 오늘날과 같이 모든 세포들에서 필수불가결한 요소가 되었다. 이렇게 공생한 미토콘드리아가 살아남아 숙주세포와 함께 번성하게 되었다. 

그러한 결과로써 오늘날 지구상에 많은 생명체들이 있는 것이다. 보이는 것이 전부는 아니다. 또 보이는 것이 중요한 것이 아닐 수도 있다. 지구상에는 눈에 보이는 수많은 생명체들이 있다. 하지만 지구에는 눈에 보이는 생명체보다 더 많은 10²⁹(10의 29승)개의 세균이 있다. 이 세균들이 식물이 공기 중의 질소를 고정할 수 있도록 해주고 동물들이 섭취한 먹이를 소화시킬 수 있도록 도와준다. 또 나무를 썩게 해서 흙으로 돌아가게 하고 동물의 분비물을 분해시키며 오물을 정화시킨다. 그렇게 하여 자연의 생명체들이 끝없이 순환할 수 있도록 해준다. 

면역학, 병리학자인 제럴드 N. 캘러헌은 『감염』에서 기존 사람들의 세균에 대한 인식은 너무나 잘못 되었다고 이야기 한다. 그는 세균의 감염은 질병의 방식만이 아니며 삶의 방식이기도 하다고 말한다. 『감염』에서 그는 세균이 생명에 주는 이로운 점들과 해로운 점들을 이야기하고 있다. 또 사스와 말라리아, 탄저병, 페스트, 광우병, 에이즈, 독감 등 갈수록 문제성이 심각해지는 전염성 질환에 대해 말하고 있다. 

사람들은 대부분 자신은 무척 깨끗하거나 순수한 존재라고 생각한다. 하지만 자신의 몸 속에 얼마나 많은 세균이 있는지 알게 된다면 소스라치게 놀랄 것이다. 사람의 소화관 내에 있는 장내 세균만 하더라도 우리 인체를 이루는 세포의 수보다 많은 대략 100조~120조에 달하며, 그 종류는 300~400 종류에 달한다. 인간 게놈의 서열 분석을 마쳤을 때, 과학자들은 인간 염색체 속에서 고작 2만~5만 종의 유전자만을 발견했다. 평균적인 인간의 몸속에서 오직 10퍼센트의 세포만이 '인간 세포'라고 할 수 있다. 절대 다수인 나머지 90퍼센트의 세포는 세균이다. 또 우리가 인간 세포라고 부르는 10퍼센트 중 단 한 개의 세포도 완전히 인간 세포라고 할 수 없다. 이 세포들 속에도 세균이 들어 있기 때문이다. 

만약 생명체에 세균이 감염되어 있지 않다면 어떤 결과가 발생할까? 과학자들은 무균마우스를 이용하여 다양한 연구를 했다. 연구결과 세균에 감염되지 않은 동물들은 감염된 동물들에 비해 음식과 물이 더 많이 필요했다. 무균 마우스를 대상으로 한 여러 실험에서 무균 상태의 설치류는 정상 설치류보다 3분의 1의 물을 더 마셔야 했다. 물은 대장에서 대부분 재흡수된다. 그러나 무균 상태의 대장은 정상세균총이 자리 잡은 대장에 비해 물을 재흡수하는 능력이 훨씬 더 떨어진다. 세균은 복합당 등 고열량 식품의 소화를 도와준다. 그래서 미생물의 도움이 없다면 에너지가 풍부한 복합당은 그냥 몸을 빠져나간다. 이런 손실을 보충하기 위해 무균 상태의 동물은 단순당과 지방을 휠씬 더 많이 섭취해야 한다. 또 무균 마우스는 정상 마우스라면 체내에서 합성할 비타민과 기타 영양소를 공급받아야만 한다. 우리 위장관에 서식하는 세균이 생명체에게 필수적인 것을 제공하는 셈이다. 

건강한 생명체는 세균에 감염되지 않은 상태가 아니다. 건강한 생명체는 세균이 감염된 상태에서 건강한 상태를 유지하는 것이다. 그러기 위해서는 세균에 반복적으로 감염되면서 면역력을 갖는 과정과 면역세포가 병원균과 싸워서 이길 수 있도록 도와주는 정상세균총들이 필요하다. 우리는 세균에 대하여 배울 때 몸에 질병을 일으키는 병원균에 대해서만 지나치게 경각심을 갖도록 배우지만 생명체와 공생하고 있는 대다수의 세균들의 역할에 대해서는 등한시한다. 몸을 건강한 상태로 유지할 수 있도록 생명체와 공생하고 있는 세균집단을 정상세균총이라고 한다. 이들 정상세균총은 소화 흡수, 3000종 이상의 효소 생산, 위장관발달, 면역계발달, 감염예방, 화학물질 분해, 위장관 혈관 형성, 수분 흡수 등 숙주의 기능을 향상 시킨다. 또 어떤 세균은 숙주 세포와 상호 반응하여 항생물질을 생산하여 생명체가 심각한 감염증에 걸리지 않게 해준다. 

건강한 생명체는 병원균에 감염되더라도 면역작용으로 병원균이 병적상태를 만들지 못하도록 스스로 조절한다. 이렇게 스스로 조절할 줄 아는 상태는 그냥 이루어지는 것이 아니다. 평상시에 수없이 세균들과의 전쟁을 치루면서 이루어지는 것이다. 이것은 군인이 훈련을 통해서 실전에 제 역할을 할 수 있는 것과 같다. 위생 가설(Hygiene hypothesis)이라는 것이 있다. 이것은 소아 천식과 알레르기의 원인에 관심을 갖고 있던 소아과 의사인 에리카 폰 무티우스가 통일 독일에서 동독과 서독의 아이들을 비교하면서 세워졌다. 무티우스 박사는 자란 환경이 지저분했던 동독의 어린이들이 천식과 알레르기가 더 심할 것이라고 예상했다. 하지만 연구 결과는 정반대였다. 중국과 오스트리아, 스위스에서 연구를 계속 진행한 무티우스 박사는 어린 시절에 세균에 노출된 정도와 천식 발생률 사이에는 반비례 관계가 있음을 알아냈다. 조금 지저분한 곳에 자란 아이들이 면역력이 높았다. 

사람들은 페니실린이 발견되면서 세균과의 전쟁에서 승리할 것이라고 생각했다. 하지만 얼마 있지 않아서 페니실린에 저항하는 세균이 생겨났다. 이에 따라 사람들은 연구를 거듭하여 페니실린에 저항하는 세균을 죽일 수 있는 항생제를 개발했다. 하지만 이 항생제에 대해서도 내성을 가진 세균들이 생겨났다. 세균들은 항생제에 의해서 죽는다. 하지만 간혹 살아난 세균이 있는 경우 그 세균은 자기가 그 항생제를 어떻게 이겨냈는지 그 정보를 플라스미드를 비롯한 여러 가지 방식으로 다른 세균들과 공유한다. 그래서 어떤 항생제에 대해서 내성균이 생기는 경우 내성균은 급속히 늘어난다. 인간과 세균의 공방전에서 여전히 세균이 유연하게 방어를 하고 있는 상황이다. 

인간은 1867년 파스퇴르에 의해 세균의 존재를 밝혀내고 이후 항생제를 개발하는 등 세균과의 전쟁에 돌입하였다. 하지만 이것은 세균과 생명이라는 존재를 인간중심적인 시각에서 단편적으로 파악한 오류에서 기인한다. 지구상의 모든 생명체들은 22억년에 걸쳐 세균에서 진화했으며 세균을 기반으로 생존하고 있다. 생명체는 세균의 협조를 바탕으로 생존한다. 세균이 없다면 어떠한 생명체도 존재할 수 없다. 인간이 세균보다 월등하고 우월하게 진화한 존재가 아니라 생명이 존재하기 위한 또 하나의 방식으로 진화한 것이다. 그런 전체 관계망 속에서 인간을 파악하고 세균을 파악해야 한다. 그래야만 인간 또한 세균들 속에서 지속가능할 수 있는 방향을 찾을 수 있을 것이다. 나는 단지 ‘나’가 아니다. 나는 미생물로 이루어진 또 하나의 소우주다. 
-해를 그리며 
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곰팡이는 인간의 활동영역인 표면 흙과 공기 중에 매우 풍부하게 존재한다.  지구의 표면이 곰팡이에 의해 완전히 덮여있다는 표현이 크게 과장된 것은 아니다.  인간과 곰팡이의 활동영역이 동일함으로 해서, 곰팡이가 인간의 삶에 미치는 영향은 당연히 매우 클 것이다. 

곰팡이병은 사람을 포함한 동물에게서 발견된다.  곰팡이가 농작물에 입히는 피해와 비교한다면, 곰팡이가 사람에게 입히는 피해는 매우 미미한 것이라고 볼 수도 있다.  발생빈도는 매우 높지만 사람에게 심각한 피해를 주는 경우는 드물었기 때문에, 이들 병은 단지 귀찮은 것으로만 여겨져 왔다.  그러나, 최근에 면역능력이 매우 약한 환자들이 급격하게 증가하면서, 곰팡이에 의한 감염이 생명을 위협하는 경우가 점점 늘어나고 있다.   


곰팡이에 의한 질병의 일반적인 특성

곰팡이는 박테리아보다 훨씬 크기 때문에, 박테리아보다 먼저 병원균으로 인식되기 시작했다. 지구상에는 수십만 종의 곰팡이가 존재한다고 알려져 있지만, 사람에게 병을 일으킨다고 알려진 종류는 약 100여종에 불과하다. Candida albicans는 구강이나 소화기관에 항상 존재하는 yeast이지만, 대부분의 병원성 곰팡이들은 흙이나 죽은 식물체에서 살아간다. 동물의 표피에서 절대적으로 기생하는 곰팡이들도 많이 있다.

과거에, 곰팡이에 의한 감염은, 결코 심각하지 않은, 단지 귀찮은 것으로만 여겨져 왔었다.  1980년대 중반에 버지니아 대학의 Wenzel에 의해 행해진 연구에 따르면 (Sternberg, 1994), 병원 안에서 감염된 질병에 의해 사망하는 사람들의 약 40%가 곰팡이에 의한 질병 때문이라고 한다.  또, 이 치명적인 질병의 대부분은 Candida에 의해 야기되었다고 한다. 곰팡이에 의해 사망하는 환자들의 대부분은, AIDS에 의해 감염되었거나, 장기이식을 위하여 면역억제제를 투여하였거나, 항암제를 투여한 사람들이었다.  이러한 이유로 해서, 최근에 곰팡이에 의한 질병은 병원은 물론 아니라 제약회사나 많은 실험실의 관심대상이 되었다. 

곰팡이에 의한 감염이 전에 비해 훨씬 심각하게 받아들여지고 있기는 하지만, 아직 곰팡이에 의한 감염을 치료할 뚜렷한 방법을 찾지 못하고 있다.  그 첫째 이유로서 효과적인 항곰팡이제가 없다는 것을 들 수 있다.  Amphotericin B등이 가장 중요한 치료제로 알려져 있지만, 이들은 부작용이 매우 크다. 지금까지는 항곰팡이제의 부가가치가 크지 않았기 때문에, 제약회사들도 큰 투자를 해오지 않았기 때문에 좋은 항곰팡이제의 개발이 늦어졌다고 볼 수 있다. 또한 곰팡이는 사람과 같은 진핵생물이기 때문에 효과적인 항곰팡이제의 개발은 근원적으로 어려운 문제이다.  두 번 째 이유로, 곰팡이들이 기존의 항곰팡이제에 대해 쉽게 저항성을 갖는다는 점을 들 수 있다.  셋째로, 지금까지는 병원성이 아닌 것으로 알려져 왔던 곰팡이들이 면역능력이 결핍된 환자들에게 치명적인 병을 일으키기도 하는 경우가 점차 늘고 있다.  넷째로, 병원성 곰팡이의 연구자체가 어렵다는 점이다.  이들은 배양하기도 어려우며, 이들의 생리나 유전적인 연구도 다른 곰팡이들에 비해 크게 뒤떨어져 있다.


곰팡이에 의한 질병의 형태

곰팡이에 의한 질병은 감염된 조직의 위치에 따라 네 가지로 구분된다.

1) systemic mycoses(전신성 곰팡이병)는 감염부위가 몸의 내부기관이다.  종종, 몸의 내부에 널리 퍼져서, 여러 다른 조직이 감염된다. 2) subcutaneous (피하)mycoses는 skin, subcutaneous tissue, fascia, bone등의 감염을 수반한다.
3) cutaneous(피부) mycoses는 표피세포, 머리털, 손발톱 등의 감염을 수반한다.  
이러한 감염을 야기하는 곰팡이들은 특별히 dermatophyte라고 불린다.  정상인들에게서 흔히 발견되는 곰팡이 질병은 대부분이 cutaneous mycoses에 속한다. 

systemic mycoses는, 흙에서 사는 곰팡이에 의해 야기되며, 공기 중에 날아다니는 홀씨를 들여 마심으로서 감염이 시작된다. 초기 감염은 주로 폐에서 시작되며 폐렴 등을 야기할 수 있다.  곰팡이가 주변조직으로 직접 전파되기도 하지만, 피를 통해서 몸의 여러 내부기관에 퍼지기도 한다.  이 질병은 전염되지 않는다.  건강한 사람에게는 전혀 질병을 일으키지 않는 곰팡이들 중에서, 면역능력이 약한 사람들에게 심각한 systemic mycoses를 일으키는 곰팡이들이 있다.  이들은 특별히 opportunistic pathogen (기회 감염성 병원균)이라고 불린다.  

subcutaneous mycoses
는 흙이나 죽은 식물체에서 사는 곰팡이에 의해 감염된다.  곰팡이의 홀씨나 팡이실 조각이 상처를 통해서 피하조직으로 들어가면서 감염이 시작된다.  피하조직에 지역적으로 제한된 종양이 형성되며, 종양이 직접 커져간다.  종종 피부표면으로 종양이 터져 나와서, 만성적인 궤양성의 손상부위를 형성한다. 

cutaneous mycoses를 야기하는 곰팡이들은 표피조직만을 선호한다.  일부의 병원성 곰팡이들은 흙에서 발견되었지만, cutaneous mycoses를 야기하는 대부분의 곰팡이들은 항상 동물의 표피조직에서 기생하며 살아간다.  기생곰팡이에 의한 감염은 직접접촉에 의해 야기된다.  dermatophyte에 의해 야기되는 질병들은 거의 만성적이며, 이들에 의해 야기되는 염증은 감염된 표피에 제한되어 있어 심각한 피해를 주지는 않는다.   
  

진단

감염부위의 형태를 조사하거나 혈청학적인 방법으로 항체를 추적함으로서, 질병의 원인이 곰팡이라는 것을 추정할 수 있다.  그러나 가장 확실한 진단 방법은, 감염부위를 직접 현미경으로 관찰하여 곰팡이의 존재를 확인하거나, 곰팡이를 감염부위로부터 분리하여 배양한 후 확인하는 것이다.  감염부위를 떼어내어 다른 실험동물에 감염시킴으로서, 곰팡이의 분리 및 확인을 쉽게 할 수도 있다. 

곰팡이의 존재를 확인하는 가장 단순한 방법은, 손상부위의 일부를 떼어내거나, sputum, pus등을 채취하여 유리 위에 놓고 직접 현미경으로 관찰하는 것이다. 곰팡이의 세포벽만을 두드러지게 하기 위하여 흔히 10% KOH용액을 첨가하여 관찰한다. 이때, 염색을 하여 곰팡이의 관찰을 수월하게 할 수도 있다. 곰팡이 특유의 팡이실을 찾거나, 박테리아보다 훨씬 큰 구형의 세포(곰팡이의 홀씨나 yeast), 또는 곰팡이 특유의 홀씨를 찾음으로서, 곰팡이의 존재를 확인할 수 있다. 직접적인 현미경 관찰만으로, 곰팡이의 존재를 쉽게 확인할 수는 있지만, 확인된 곰팡이가 무슨 곰팡이인지 판별하는 것은 매우 어렵다. 또 실제로 곰팡이에 의해 감염된 부위라 하더라도, 현미경관찰에 의해 곰팡이를 찾기 어려운 경우도 매우 많다.  보다 정확한 곰팡이의 판별을 위하여, 곰팡이가 존재할 것으로 추정되는 시료를 배지 위에서 키운다. 박테리아의 성장을 억제하기 위하여, 흔히 항생제가 배지에 첨가된다. 곰팡이 중에도 항생제에 매우 약한 종들이 있으므로, 항생제의 첨가는 신중을 기해야 한다. 일반적으로, 곰팡이는 박테리아보다 낮은 온도(박테리아는 30-37도, 곰팡이는 20-30도)와 낮은 pH에서 잘 자란다. 곰팡이의 판별은 거의 형태적인 관찰에 의해 행해진다. 홀씨의 모양과 홀씨가 홀씨자루에 붙어있는 모양이 일반 곰팡이의 판별에 가장 중요한 단서이다.  yeast는 구형이나 달걀모양이나 막대모양을 하고 있다. 이들의 형태는 매우 단순하기 때문에, 형태만으로 판별한다는 것이 거의 불가능하다. 박테리아처럼 yeast들의 판별도 대사능력과 같은 생리적인 특성의 조사에 의존한다.  dimorphism의 존재여부도 곰팡이의 판별에 매우 중요한 단서이다.  

치료제

1940년대에 실용화되기 시작한 항생제의 출현은 박테리아에 의한 감염을 치료하는데 있어서 획기적인 전환점을 마련하였다. 불행히도, 항생제가 박테리아의 치료에 기여했던 만큼, 곰팡이의 치료에 큰 기여를 한 항곰팡이제는 아직 발견되지 않았다. 곰팡이를 없애는 문제가 어려운 이유는 상당히 근원적인 것이다. 박테리아는 원핵생물이고 사람이나 곰팡이는 진핵생물이다. 박테리아와 사람은 워낙 다르기 때문에, 사람에게는 거의 피해를 주지 않고 박테리아에게만 치명적인 약품을 찾는다는 것이 그리 어려운 문제가 아니다. 그러나 사람과 곰팡이는 매우 유사하기 때문에, 곰팡이에게 치명적인 약품의 대부분은 사람에게도 상당한 피해를 입히게 마련이다. 곰팡이에게 치명적인 물질은 매우 많이 알려져 있지만, 대부분이 인간에 미치는 부작용 때문에 사용되지 못하고 있다.  
최근에, 사람과 곰팡이의 다른 점을 공격하는 물질에 대한 연구가 많이 행해지고 있다. 한 예로, 곰팡이의 세포벽(동물은 세포벽이 없음)의 형성을 억제하는 물질은 사람에게는 아무런 피해 없이 곰팡이의 성장만을 억제할지도 모른다.   

griseofulvin: griseofulvin은 몇 종류의 Penicillium에 의해 합성되어진다. 이 물질은 곰팡이를 죽이는 효과(fungicidal effect) 보다는, 곰팡이의 감염을 억제하는 효과(fungistatic effect)가 크다. 따라서, 치료기간이 수주에서 수개월동안 지속되어야 하나, griseofulvin의 부작용은 상대적으로 약한 편이다.  griseofulvin은 방추사의 발달과정을 방해한다고 생각된다.  
 
polyenes: Amphotericin B, nystatin, pimaricin등이 여기에 속하며 세포막에 존재하는 ergosterol의 합성을 억제한다. 사람의 세포막에는 ergosterol대신에 cholesterol이 존재하므로, polyene 화합물들의 작용이 선택적일 수 있다. 이들은 systemic mycoses에 특히 효과적이다. 가장 널리 쓰여지고 가장 강력한 물질인 amphotericin B는 systemic mycoses나 subcutaneous mycoses에 가장 효과적으로 작용하는 약품으로 남아있다. amphotericin B는, 수주일 동안 정맥주사에 의해 주입되어야 하며(0.5mg/kg/day), 콩팥의 기능에 심각한 부작용을 야기한다. 
 
flucytosine: 경구 투여되는 이 물질은 candidiasis, cryptococcosis등의 치료에 효과적이다.  곰팡이들은 이 물질에 대해 쉽게 저항성을 갖게 되기 때문에, 흔히 amphotericin B와 함께 사용된다.   
imidazoles and triazole: 이 물질들은 dermatophytes, yeasts, dimorphic fungi등에 대해 작용한다.  이들을 ergosterol의 합성을 억제함으로서 곰팡이의 성장을 억제한다. 시판되고 있는 무좀약이나 비듬약의 대부분은 이 물질들을 포함하고 있다.   
     

대표적인 곰팡이에 의한 질병
Systemic mycoses

Cryptococcus neoformans (Cryptococcosis)
인체에서나 대부분의 자연환경에서, Cryptococcus는 무성생식만을 하며 yeast처럼 자란다.  감염부위에서 발견되는 yeast는 매우 특정적인 capsule에 둘러싸여 있다.  실험실의 특별한 조건 하에서 유성생식을 하게 하면, 이들은 버섯류(Basidiomycetes)처럼 자란다. 

yeast를 호흡에 의해 마심으로서 폐의 감염이 시작된다.  대부분의 경우에는 감염자체가 아무런 변화도 야기하지 않지만, 일부 면역능력이 결여된 환자의 경우에는 감염이 중추 신경계까지 퍼질 수 있다. 

척수에서 capsule에 둘러싸인 yeast를 발견하거나, 척수 등을 배양하여, Cryptococcus의 존재를 확인할 수 있다.  anticryptococcal rabbit Ab로 yeast의 항원을 추적할 수도 있다. 


Histoplasma capsulatum (Histoplasmosis)
이 곰팡이는, 감염된 조직에서 yeast로서 자라며, 보통 macrophage 안에서 발견된다.  Histoplasma는, dimorphic fungi로, 배양접시에서는 팡이실을 형성한다.  Histoplasma capsulatum의 유성생식 단계는 Ascomycetes에 속한다. 

Histoplasma capsulatum는 흙에서 발견되는 곰팡이로, 호흡에 의해 받아들여지는 홀씨가 폐에 감염을 일으킨다.  대부분의 경우는 감염부위가 극히 제한된 상태로 유지되지만, 일부 환자의 경우에는 감염부위가 주변조직으로 퍼져 나가게 되고, miliary tuberculosis와 유사하게 진행된다. 

serologic test나 histoplasmin(histoplasma의 추출물)에 대한 피부반응등을 통해 일차적으로 진단할 수 있다.  확실한 진단을 위해서는 Histoplasma를 감염부위에서 확인해야만 한다.  macrophage안에 존재하는 yeast의 확인은 좋은 진단방법이 될 수 있다.   

Mycoses caused by opportunistic fungi

자연상태에서(흙이나 공기중) 흔히 발견되면서 건강한 사람에게는 전혀 피해를 입히지 않는 곰팡이들이, 면역능력이 결여된 환자들에게 심각한 질병을 야기하는 경우가 있다.  Candida, Aspergillus, Rhizopus, Mucor등은 모든 사람들이 항상 접하게 되는 곰팡이들로, 이들이 경우에 따라 심각한 질병을 야기할 수 있다.  물론 다른 병원성 곰팡이들도 opportunistic fungi로 작용할 수 있다.   


Candida albicans (Candidiasis)
Candida에 의한 감염은, 다른 모든 opportunistic fungi에 의한 감염보다도 흔하게 발견된다. C. albicans는 dimorphic fungi로, 감염부위에서는 팡이실의 형태와 yeast의 형태가 둘 다 발견된다.  팡이실과 yeast의 중간형태인 pseudohyphae도 발견된다.  배양접시에서, 두꺼운 세포벽을 갖는 chlamydospore도 만들어진다. 

candida는 많은 사람들의 mouth, vagina, intestinal tract등에서 발견된다.  환자의 면역능력이 감소하게 되면, candida는 몸의 여러 부위에 매우 다양한 질병을 야기한다.

Candida는 건강한 사람들에게서 흔히 발견되는 곰팡이이므로, 항체반응을 이용한 진단은 무의미하다.  감염부위에서 팡이실과 yeast가 풍부하게 발견되면, Candida에 의한 감염으로 추정할 수 있다.  Candida는 어디에서나 매우 흔하게 발견되기 때문에, 감염부위에서 분리된 Candida가 실제로 병원균으로 작용했는지를 판별하는 것은 매우 어렵다.   
Subcutaneous mycoses

감염은 상처를 통해 곰팡이가 피부의 방어벽을 통과해 들어옴으로서 시작된다.  특히 나무가시에 찔리거나, 흙에 접촉한 상태에서 상처를 입음으로서 감염이 시작된다.  감염이 시작되면 감염부위가 피하조직에 국한되며, 감염이 매우 오래 지속된다.  이 질병은 sporotrichosis (Sporothrix에 의한 감염), chromomycosis (yeast가 갈색을 띠는 몇가지 dimorphic fungi, Cladosporium, Phialophora 등에 의한 감염), maduromycosis (Madurella, Allescheria, Phalophora, Aspergillus등에 의한 감염)로 분류된다. 


Cutaneous mycoses (Dermatomycoses)
dermatophyte는, 표피와 손발톱 및 털, 즉 keratin이 풍부한 곳만 감염시키는 곰팡이다.  감염부위가 보통 원형으로 퍼져나가기 때문에, dermatophyte는  고리를 만드는 벌레라는 뜻에서 ringworm이라고도 불린다.  Dermatophyte는, yeast로서는 자라지 않는 전형적인 팡이실을 만드는 곰팡이로, 대부분 불완전곰팡이에 속한다.  감염부위에서 채취된 곰팡이들을 직접 현미경으로 관찰하면, 모든 dermatophyte들이 모두 매우 유사하게 보인다.  이들을 배양접시에서 키우면, 곰팡이들 특유의 구조적인 차이를 관찰할 수 있다.

사람이 dermatophyte에 대해 갖고있는 저항성은, 매우 낮은 전염율로 알 수 있다.  dermatophyte에 대한 저항성은 항체형성과 같은 일반적인 면역반응에 의해서는 설명될 수 없다.  dermatophyte에 의한 감염이 사람들에게 널리 만연되어 있으면서도 인위적으로 감염을 유도하는 것이 극도로 어렵고, 감염부위가 극히 제한되어 있음에도 불구하고 치료가 극히 어려운 이유에 대해, 아직 적당한 해답을 찾지 못하고 있다. 

대부분의 dermatophyte들은 세 genera에 속한다.  Microsporium은 털과 피부를 감염시키고, Trichophyton은 털과 피부와 손발톱을 감염시키며, Epidermophyton은 주로 피부를 감염시킨다.  사람에 감염되는 종은 20에서 100종 정도 된다고 생각되고 있다. 

치료기간은 keratin 층의 두께와 조직의 재생속도에 따라 다르다.  부드러운 피부의 감염은 수주 안에 치료될 수 있지만, 발이나 발톱 등의 감염은 수개월의 치료를 필요로 한다. imidazole 유도체의 표면처리가 가장 흔히 사용되고 있다.   
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