방귀 횟수를 측정하는 스마트 속옷이 개발돼 장 건강과 식습관을 연구하는 데 활용되고 있다.

 

누구나 방귀를 뀌지만 이를 일상적으로 기록하는 사람은 많지 않다. 연구진은 방귀 발생 횟수를 추적하면 장내 가스와 소화 건강 사이의 관계를 보다 객관적으로 파악할 수 있을 것으로 보고 있다.

 

스마트 속옷 개발을 이끈 브랜틀리 홀 메릴랜드대학교 세포생물학 및 분자유전학과 부교수는 궁극적으로 사람들이 장내 가스를 줄이면서도 섬유질이 풍부한 식단을 편안하게 섭취할 수 있도록 돕는 것이 목표라고 설명했다.

 

미국에서는 약 95%의 사람들이 충분한 섬유질을 섭취하지 못하는 것으로 추정된다. 섬유질은 소화 건강뿐 아니라 혈당과 콜레스테롤 조절, 건강한 장내 미생물 생태계 유지에도 중요한 역할을 한다.

 

문제는 섬유질 섭취를 갑자기 늘리면 일부 사람에게 가스가 더 많이 생길 수 있다는 점이다. 장내 미생물이 섬유질을 발효하는 과정에서 수소 등의 가스가 만들어지고, 이것이 결국 방귀로 배출된다.

 

연구진은 사람마다 방귀 횟수가 얼마나 다른지, 식단에 따라 가스 발생량이 어떻게 달라지는지를 살펴보고 있다. 이를 통해 장내 미생물이 음식에 반응하는 방식과 일부 사람들이 고섬유질 식단을 편안하게 소화하지 못하는 이유를 이해하려는 것이다.

The small disc snaps into the back of underwear, allowing users to go about their day while it tracks their farts. Brantley Hall via CNN Newsource

 

수소 감지 센서로 방귀 측정

이 스마트 속옷은 사람의 방귀를 측정하도록 설계된 최초의 웨어러블 기기이다.

 

속옷 뒤쪽에 부착하는 작은 원반 형태의 측정 장치에는 미세한 전기화학 센서가 들어 있다. 센서는 방귀에 포함된 수소를 감지해 발생 횟수와 관련된 정보를 수집한다.

 

이 데이터는 전 세계 참가자들이 스마트 기기를 착용하고 식사 내용을 기록하는 ‘인간 방귀 지도(Human Flatus Atlas)’ 프로젝트에 활용된다.

 

의료기기로 개발된 것은 아니지만, 연구진은 향후 의학 분야에서도 활용 가능성이 있을 것으로 기대하고 있다. 특히 위장 질환의 초기 징후를 파악하는 데 도움이 될 수 있다는 설명이다.

 

홀 교수는 복부 팽만감이나 가스, 복통을 호소하는 환자들의 경우 주관적인 느낌에만 의존하지 않고 실제 방귀 발생량을 측정하면 소화 문제를 보다 객관적으로 이해할 수 있을 것이라고 말했다.

 

수면 중 방귀까지 추적

하루에 몇 번 방귀를 뀌는 것이 정상인지에 대한 보편적인 기준은 없다. 개인차가 큰 데다 지금까지 방귀를 효율적으로 추적할 방법도 마땅치 않았기 때문이다.

 

홀 교수에 따르면 과거에는 환자에게 직접 방귀 횟수를 기록하게 하거나, 직장에 튜브를 삽입해 방귀를 측정하는 상당히 침습적인 방법이 사용되기도 했다.

 

스마트 속옷은 일상생활을 하면서 방귀를 측정할 수 있다는 점이 다르다. 수면 중 발생하는 방귀도 감지할 수 있다.

 

홀 교수는 특히 수면 중 방귀는 과학적으로 충분히 연구되지 않은 분야라며, 사람들이 잠자는 동안 어떻게 방귀를 배출하는지에 대해서도 아직 제대로 알려진 것이 많지 않다고 설명했다.

 

첫 연구에서 하루 평균 32회

인간 방귀 지도 프로젝트는 최근 스마트 속옷 사용자들을 대상으로 두 번째 연구를 마쳤다.

 

첫 번째 연구에서는 참가자들이 7일 동안 하루 약 12시간 기기를 착용했다. 연구 결과를 담은 논문은 지난해 12월 과학 저널 Biosensors and Bioelectronics에 발표됐으며, 참가자들의 평균 방귀 횟수는 해당 기간 동안 약 32회였다.

 

두 번째 연구에서는 500명 이상의 자원 참가자로부터 데이터를 수집했다. 참가자들은 3일에서 30일 동안 스마트 속옷을 착용했고, 샤워나 화장실 이용 등 필요한 경우를 제외하고 하루 최소 22시간 기기를 착용했다.

 

홀 교수는 이번 연구 결과를 곧 발표할 예정이라고 밝혔다.

 

연구진은 앞으로 축적된 데이터를 바탕으로 장내 활동을 더 잘 이해하고, 특정 소화기 질환을 진단하거나 추적할 수 있는 패턴을 찾는 데 스마트 속옷이 활용되기를 기대하고 있다.

 

방귀만으로 질환을 진단할 수는 없어

홀 교수는 2023년 실시된 미국 국립 소화기 건강 조사(National GI Survey II)도 언급했다. 약 8만9,000명의 미국인을 대상으로 한 이 조사에서는 4명 중 1명꼴로 복부 팽만감, 과도한 가스, 복통 등 가스와 관련된 문제를 경험한 것으로 조사됐다.

About the size of a nickel in diameter, the smart underwear device uses electrochemical sensors to detect hydrogen, a gas within flatulence. Brantley Hall via CNN Newsource

 

뉴욕대학교 그로스만 의과대학 부교수이자 NYU 랭곤 헬스 염증성 장질환 센터 공동 소장인 조던 액셀라드 박사는 스마트 속옷이 앞으로 실제 생활 환경에서 미생물의 대사 활동을 지속적이고 비침습적으로 측정하는 데 도움이 될 수 있다는 데 동의했다. 다만 그는 인간 방귀 지도 프로젝트에는 참여하지 않았다.

 

액셀라드 박사는 일반적으로 복부 팽만감, 복통, 설사, 변비, 체중 감소, 혈변 또는 배변 습관 변화 같은 다른 증상이 함께 나타나지 않는다면 방귀 횟수 자체를 크게 걱정할 필요는 없다고 말했다.

 

그는 대부분의 장내 가스가 대장 내 박테리아가 우리 몸에서 완전히 소화되지 않은 탄수화물을 발효하면서 만들어지기 때문에, 가스 발생량은 먹는 음식과 장내 미생물 구성, 삼키는 공기의 양 등에 따라 크게 달라질 수 있다고 설명했다.

 

보스턴 베스 이스라엘 디코니스 메디컬 센터 의사이자 과학자인 트리샤 파스리차 박사도 진료 현장에서 정상 범위에 있는 환자들이 자신의 방귀 횟수가 평소보다 많다고 걱정하는 경우를 자주 본다고 말했다.

 

파스리차 박사는 사람들이 방귀를 자주 뀌는 것을 부끄럽게 생각하기 때문에 실제로는 정상적인 범위에 있어도 자신이 평균보다 많이 뀐다고 생각할 수 있다고 설명했다. 그녀 역시 인간 방귀 지도 프로젝트에는 참여하지 않았다.

 

반대로 가스가 전혀 배출되지 않으면서 복통과 변비가 함께 발생한다면 장폐색 가능성이 있는 응급 상황일 수 있어 즉시 진료를 받아야 한다고 파스리차 박사는 강조했다.

 

장내 미생물 연구의 새로운 단서

연구진은 장내 미생물의 변화가 질병과 어떤 관련이 있는지, 또 식단 변화가 심혈관 질환이나 치매처럼 겉으로는 장내 세균과 직접적인 관련이 없어 보이는 질환에 어떤 영향을 미치는지 알아내기 위해 더 많은 연구가 필요하다고 보고 있다.

 

파스리차 박사는 인간 방귀 지도와 같은 연구를 통해 데이터가 쌓이면 향후 개인 맞춤형 식단이나 프로바이오틱스 등 장내 미생물을 겨냥한 치료법 개발로 이어질 가능성도 있다고 말했다.

 

다만 특정 미생물과 질병의 연관성을 밝히는 데는 아직 한계가 있다. 특정 질환을 가진 사람에게 특정 미생물이 더 많이 발견된다는 사실은 알려져 있지만, 해당 미생물이 질병의 원인인지 아니면 다른 요인으로 인해 만들어진 환경에 반응한 결과인지는 아직 명확하지 않다.

 

파스리차 박사는 방귀 횟수만으로 건강 이상이나 특정 질환을 진단할 수 있다는 확실한 근거는 없다고 강조했다.

 

방귀가 셀리악병이나 유당불내증 같은 질환의 증상으로 나타날 수는 있지만, 방귀 횟수와 질병 사이에 명확한 상관관계가 있는 것은 아니다. 오히려 섬유질 섭취를 늘렸을 때 처음에는 가스가 많아지는 경우가 흔하며, 이는 대체로 질병의 신호라기보다 자연스러운 현상이라는 설명이다.

 

 

*City뉴스의 글을 번역,편집한 것입니다.