방귀는 장 건강을 보여주는 중요한 핵심 지표 중 하나다. 하지만 가까운 사람들 사이에서도 방귀 트기를 꺼리는 경우가 많다. 좀 지저분한 생리 현상으로 여기기 때문이다.
방귀를 24시간 정밀 분석해 장내 미생물의 대사 활동을 실시간으로 파악할 수 있는 속옷이 곧 나올 전망이다. 미국 메릴랜드대 연구팀은 방귀 속 수소 가스를 통해 장내 미생물군의 활동을 모니터링하는 웨어러블 기기인 ‘스마트 속옷’을 개발해냈다고 밝혔다. 이 스마트 속옷(일명 ‘방귀 팬츠’)은 회음부 근처 속옷의 바깥에 작은 전기화학 센서를 붙여 방귀를 얼마나 자주 뀌고 오래 지속하는지 측정하고 수소 농도까지 잡아낸다.
미국 메릴랜드대 세포생물학 및 분자유전학과 브랜틀리 홀 교수 연구팀은 건강한 성인 19명을 대상으로 일주일간 관찰 연구를 진행했다. 연구 결과에 따르면 참가자들은 하루 평균 방귀를 32회 뀌는 것으로 나타났다. 이는 종전에 알려졌던 하루 평균 14회(8~20회)를 크게 웃도는 수치다. 개인별 편차도 매우 컸다. 사람에 따라 하루 4회에서 59회까지 방귀를 뀌어 최대 14배 이상 큰 차이를 보였다.
연구팀은 통합 온도·가속도 센서로 참가자들이 하루 평균 11.3시간 동안 기기를 착용했음을 확인했다. 이들의 95%는 일상 활동 중 이렇다 할 불편함이 없다고 보고했다. 연구팀은 방귀의 빈도와 강도를 통합해 장내 환경을 정량화한 ‘미생물군 활동지수’도 새로 만들었다. 이를 검증하기 위해 38명을 대상으로 식이섬유인 이눌린의 섭취 실험(GUMDROP 연구)을 진행한 결과, 이 스마트 속옷은 미생물 대사 변화를 94.7%의 높은 민감도로 정확히 감지해내는 것으로 나타났다.
이 연구 결과(Smart underwear: A novel wearable device for long-term monitoring of gut microbial gas production through flatus)는 최근 국제 학술지 《바이오센서 및 바이오일렉트로닉스: X(Biosensors and Bioelectronics: X)》에 실렸다.
데이터 수집·분석해 ‘인간 방귀 지도’(Human Flatus Atlas)도 제작할 수 있을 듯
이번 연구를 통해 대변이나 혈액을 채취하지 않고도 음식 섭취의 변화에 따른 미생물의 동적 반응을 시간 단위로 추적할 수 있는 길이 열렸다. 수소 가스는 장내 미생물의 발효 활동을 나타내는 생물학적표지자(바이오마커)다. 방귀 내 수소 농도는 호흡(0~500ppm)보다 훨씬 더 높은 8만 3000~63만ppm이나 되며, 이 때문에 쉽게 정밀 측정이 가능하다.
많은 사람의 데이터를 모아 분석하면 '인간 방귀 지도'(Human Flatus Atlas)를 작성할 수 있다. 이 지도를 통해 섬유질을 많이 섭취하면 가스를 많이 배출하는 사람과 가스를 덜 배출하는 사람 사이의 생리적 차이를 규명하고, 개인별 장 건강의 객관적 기준선을 확립할 수 있을 것으로 예상된다. 아울러 개인 맞춤형의 정밀 영양 시대가 본격적으로 열릴 것으로 기대된다.
[자주 묻는 질문]
Q1. 방귀를 측정하는 스마트 속옷을 착용하면 일상생활에서 불편하거나 위험하지 않을까요?
A1. 미국 메릴랜드대 연구 결과, 참가자들은 하루 평균 11시간 이상 기기를 착용하면서도 95%가 불편함을 느끼지 않았다고 답변했습니다. 또한 화재 위험이 있는 리튬 이온 배터리 대신 안전한 산화은 코인 셀 배터리를 사용하고 정밀한 절전 시스템을 적용해 안전성을 확보했습니다. 다만 고강도 운동 때에는 착용하지 않는 게 좋습니다.
Q2. 단순히 방귀 횟수만 세는 것과 ‘미생물군 활동 지수’는 무엇이 다른가요?
A2. 단순히 횟수만 세는 것은 방귀의 강도나 지속 시간을 반영하지 못합니다. ‘미생물군 활동지수’는 가스 농도의 변화율을 정밀하게 포착해 빈도와 부피를 통합 수치화한 것입니다. 이를 통해 장내 미생물이 특정 음식을 언제, 얼마나 활발하게 분해하는지 훨씬 더 과학적인 방식으로 확인할 수 있습니다.
Q3. 이 스마트 속옷으로 장 건강을 어떻게 개선할 수 있나요?
A3. 이 속옷은 장내 환경을 실시간으로 보여주는 모니터와 같습니다. 예컨대 특정 음식을 먹었을 때 미생물군 활동지수가 급격히 오른다면 해당 음식이 내 장내 미생물과 맞지 않거나 과도하게 발효되고 있음을 알 수 있습니다. 이를 바탕으로 개인에게 최적화된 식단을 짜거나 장 건강 상태를 과학적으로 관리할 수 있습니다.
