셋째 식이섬유가 이와 같은 소화관이나 식이성분과 직접적인 연관이 있는 질병뿐만 아니라, 더 다양한 건강문제와 연관이 있다는 보고가 발표됐다. 미국 퇴역군인들 56만7169명을 9년동안 추적조사에 따르면 식이섬유의 섭취가 사망률을 낮출뿐만 아니라 감기나 폐렴처럼 호흡기 질환을 줄이는데도 효과가 있었다.(Park, Subar et al. 2011)

또 임신한 1538명의 여성을 대상으로한 연구에서는 더 많은 식이섬유의 섭취가 임신중독증을 낮췄다.(Qiu, Coughlin et al. 2008) 심지어 식이섬유는 인지능력을 유지하고 우울증을 감소시키는데까지 효과가 있었다.(Franco, Burger et al. 2005)

이와 같은 효과를 내는 정확한 메커니즘은 아직 완전히 규명되지 않은 상태이지만, 식이섬유와 염증의 관계에 대한 연구는 지속되고 있다. 염증으로 인한 여러 사이토카인들의 형성은 신경세포를 포함한 인체 여러 생체기능에 독성을 나타낼 수 있는데, 식이섬유는 이러한 염증 관련 사이토카인들을 완화시키는 효과를 나타낸다.

넷째 식이섬유와 장내미생물과의 관계다. 식이섬유가 소화되지 않고 대장까지 내려가 비피도박테리움과 같은 특정 장 미생물의 먹잇감이 되고, 장 안에서 유익한 균의 생장을 촉진한다는 연구결과가 꾸준히 발표되고 있다. 식이섬유가 프로바이오틱스처럼 외부로부터 공급되는 유익한 미생물뿐만 아니라 본래 장내 서식하고 있는 내생 유익균에게 먹잇감을 제공한다는 것이다. 이처럼 특정 유익균에 선택적으로 먹잇감을 제공하는 식이섬유에 대해 유익균을 의미하는 프로바이오틱스의 대비로 프리바이오틱스(prebiotics)라 이름 붙여졌다.

프리바이오틱스의 역할을 하려면 3개의 조건을 충족시켜야 한다. △위의 강산과 소화효소에 의해 분해 흡수되지 말아야 하고 △장내 미생물에 의해 발효돼야 하며 △비피도박테리움과 같이 숙주의 건강과 웰빙에 좋은 영향을 미칠 수 있는 미생물에만 선택적으로 먹이를 제공하는 선택력(selectability)이 있어야 한다는 것이다. 이 같은 조건을 충족시키는 식이섬유로는 FOS(Fluctooligisaccharide), GOS(Galatooligosaccharide), lactulose 등이 있다. 또한 프로바이오틱스와 프리바이오틱스를 함께 섭취한다면 통합된 의미로 신바이오틱스(Synbiotics)라는 개념이 등장했다.(Glenn and Roberfroid 1995)(Gibson, Probert et al. 2004)

이 개념은 21세기 들어 지평을 넓히고 있는 미생물학과 함께 비피도박테리움과 같은 특정 미생물뿐만 아니라, 장내 전체 미생물총 전체가 식이섬유를 포함한 식이습관에 의해 바뀌게 된다는 이론으로 확장된다.

실제 식이섬유가 적고 고단백 고지방식단을 먹는 유럽 아이들과 식이섬유가 많은 음식을 먹는 아프리카 어린이들의 장내 미생물이 많이 달랐다. 아프리카 어린이들의 장내 미생물총이 훨씬 다양했고, 장내 미생물총의 대표적인 문(phylum) 인(Firmicutes)이 유럽아이들보다 상대적으로 적은 대신 Bacteriodes가 많았다.

또 아프리카 아이들의 대변 속 식이섬유의 일종인 셀룰로즈와 자일란(Xylan)을 분해해서 에너지를 얻을 수 있는 세균인 Prevotella와 Xylanibacter가 아프리카 아이들의 대변 속에서 발견됐고 더 많은 단쇄지방산이 포함돼 있었다. 장내 세균들은 숙주인 인간의 식이습관과 함께 공진화해 가는 것이다. (De Filippo, Cavalieri et al. 2010)

대장암의 전암병소로 여겨지는 진행성 대장선종(advanced colorectal adenoma)를 가진 환자와 정상인들의 대장 미생물도 달랐으며, 또 정상인들 중에서도 식이섬유를 많이 섭취하는 군에서 단쇄지방산을 만들어 내는 세균이 더 많이 분포했다. 즉 고식이섬유를 많이 섭취하는 사람들이 보다 건강한 장 세균을 가지고 있고 결과적으로 대장선종의 위험을 낮출 수 있다는 것이다.(Chen, Yu et al. 2013)

나아가 식이섬유가 장내 미생물총에 미치는 영향의 구체적인 이유를 찾을 수 있다. 가장 대표적으로 배설물의 대장 통과시간을 줄이는 것이다. 배설물이 장세포에 오래 접촉하게 되는 변비와 같은 상황은 장내에도 많은 문제를 가져올 수 있다. 이런 시간을 줄이면 당연히 건강하고 깨끗한 장을 유지할 수 있을 것이다. 또 식이섬유는 담즙산이나 콜레스테롤 같은 물질을 흡착해 함께 배설된다. 담낭에서 소장으로 분비돼 지방의 소화를 돕지만, 또한 발암물질로도 의심되는 담즙산과 대장의 접촉을 줄이는 것이다. (Zeng, Lazarova et al. 2014)

무엇보다 중요한 식이섬유의 효과는 단쇄지방산(SCFA, Short Chain Fatty Acid)이다. 지방산이란 말 앞에 지방이 붙어있어서 오해하기 쉬운 용어이지만, 화학적으로 카르복실기(COOH)에 긴 체인이 붙어있는 화학구조물을 가리킨다. 우리가 먹고 체내 에너지를 저장하는 지방이 글리세롤과 세 다발의 긴 카르복실기 화학구조물로 이루어져 있고, 이것이 인체에서 많이 발견되는 카르복실기이기 때문에 지방산이라 이름 붙여진 것 뿐이다. 지방은 카르복실기에 붙어있는 긴 화학구조물안 에너지를 저장할 수 있다.

지방산 중 이런 카르복실기에 붙어있는 사슬이 짧은 것을 단쇄지방산(SCFA, Short Chain Fatty Acid)라고 하는데, 장내에서 단쇄지방산은 지방으로부터 오는 것이라 식이섬유로부터 온다. 복합탄수화물 일종인 식이섬유역시 그 원소 성분이 탄소(C), 수소(H), 산소(O)로 구성돼 있기 때문에 장내 미생물에 의한 식이섬유가 분해되면 그 부산물로 COOH가 붙어있는 단쇄지방산이 나오는 것이다. 대표적으로 3개의 산, 아세트산, 부틸산, 프로피오닉산이 여기에 속한다.

반면 단쇄지방산의 역할은 에너지 저장과는 별 상관 없다. 고리(Chain)가 짧아 긴 고리의 지방산만큼 에너지를 저장할 수 없다. 대신 단쇄지방산은 장내 산도(PH)를 낮춰 산성 환경을 조성함으로써 병적 세균의 확산을 막는다. 또 장 세포를 자극해 면역력을 기르게 하고, 장에서의 염증반응이 과도하지 않게 조절하며 정상적인 장 세포의 증식을 돕고 암 조직의 생장은 억제한다. (Zeng, Lazarova et al. 2014)

식이섬유, 그 산물인 단쇄지방산은 암을 예방하는 효과도 있다. 대표적으로는 대장암. 우리나라에서도 서구화된 음식과 함께 급증하고 있는 대장암의 예방에 역설적으로도 서구화되기 전 음식에 많이 함유돼 있는 식이섬유가 효과를 보이는 것이다.

더 나아가 식이섬유와 단쇄지방산, 그로 인한 장내 미생물총의 변화는 훨씬 더 다양한 영향이 밝혀지고 있다. 예를 들어 이런 숙주와 미생물의 상호영향은 멀리 떨어져 있는 폐나 골수에서 이뤄지는 혈액 조성에도 영향을 미친다. 식이섬유를 많이 섭취하게한 쥐는 더 많은 SCFA가 순환하게 되고, 폐에서 서식하는 세균의 조성을 바꿔 Firmicutes/Bacteroides 비율을 낮추고 알레르기성 염증반응을 완화시킨다. 또 혈액 내 대식세포와 수지상세포를 더 많이 생산해 면역기능을 높힌다.(Trompette, Gollwitzer et al. 2014)

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Franco, O. H., et al. (2005). "Higher dietary intake of lignans is associated with better cognitive performance in postmenopausal women." J Nutr 135(5): 1190-1195.
Data on the relation between phytoestrogens and cognitive function are still sparse. The purpose of this study was to examine the relation between the dietary intake of phytoestrogens and cognitive function in healthy postmenopausal women consuming a Western diet. We conducted a community-based survey among 394 postmenopausal women. Isoflavone and lignan intake was calculated from a validated FFQ. Cognitive function was evaluated using the Mini-Mental State Examination (MMSE). Data were analyzed using logistic regression with intact cognitive function defined as a score >/= 26 as the outcome variable. After adjustment for confounders, increasing dietary lignans intake was associated with better performance on the MMSE [OR and (95%CI): 1.49 (0.94-2.38)]. Results were most pronounced in women who were 20-30 y postmenopausal [2.02 (1.11-3.71)]. Isoflavone intake was not related to cognitive function. From our results we conclude that higher dietary intake of lignans is associated with better cognitive function in postmenopausal women.

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Park, Y., et al. (2011). "Dietary fiber intake and mortality in the NIH-AARP diet and health study." Arch Intern Med 171(12): 1061-1068.
BACKGROUND: Dietary fiber has been hypothesized to lower the risk of coronary heart disease, diabetes, and some cancers. However, little is known of the effect of dietary fiber intake on total death and cause-specific deaths. METHODS: We examined dietary fiber intake in relation to total mortality and death from specific causes in the NIH (National Institutes of Health)-AARP Diet and Health Study, a prospective cohort study. Diet was assessed using a food-frequency questionnaire at baseline. Cause of death was identified using the National Death Index Plus. Cox proportional hazard models were used to estimate relative risks and 2-sided 95% confidence intervals (CIs). RESULTS: During an average of 9 years of follow-up, we identified 20 126 deaths in men and 11 330 deaths in women. Dietary fiber intake was associated with a significantly lowered risk of total death in both men and women (multivariate relative risk comparing the highest with the lowest quintile, 0.78 [95% CI, 0.73-0.82; P for trend, <.001] in men and 0.78 [95% CI, 0.73-0.85; P for trend, <.001] in women). Dietary fiber intake also lowered the risk of death from cardiovascular, infectious, and respiratory diseases by 24% to 56% in men and by 34% to 59% in women. Inverse association between dietary fiber intake and cancer death was observed in men but not in women. Dietary fiber from grains, but not from other sources, was significantly inversely related to total and cause-specific death in both men and women. CONCLUSIONS: Dietary fiber may reduce the risk of death from cardiovascular, infectious, and respiratory diseases. Making fiber-rich food choices more often may provide significant health benefits.

Pellatt, A. J., et al. (2016). "Dietary intake alters gene expression in colon tissue: possible underlying mechanism for the influence of diet on disease." Pharmacogenetics and genomics 26(6): 294-306.

Qiu, C., et al. (2008). "Dietary fiber intake in early pregnancy and risk of subsequent preeclampsia." Am J Hypertens 21(8): 903-909.
BACKGROUND: Substantial epidemiological evidence documents diverse health benefits, including reduced risks of hypertension, associated with diets high in fiber. Few studies, however, have investigated the extent to which dietary fiber intake in early pregnancy is associated with reductions in preeclampsia risk. We assessed the relationship between maternal dietary fiber intake in early pregnancy and risk of preeclampsia. We also evaluated cross-sectional associations of maternal early pregnancy plasma lipid and lipoprotein concentrations with fiber intake. METHODS: The study population comprised 1,538 pregnant Washington State residents. A 121-item food frequency questionnaire (FFQ) was used to assess maternal dietary intake, 3 months before and during early pregnancy; and generalized linear regression procedures were used to derive relative risk (RR) and 95% confidence intervals (CIs). RESULTS: Dietary total fiber intake was associated with reduced preeclampsia risk. After adjusting for confounders, the RR of preeclampsia for women in the highest (> or =21.2 g/day) vs. the lowest quartile (<11.9 g/day) was 0.28 (95% CI = 0.11-0.75). We observed associations of similar magnitude when the highest vs. the lowest quartiles of water-soluble fiber (RR = 0.30; 95% CI = 0.11-0.86) and insoluble fiber (RR = 0.35; 95% CI = 0.14-0.87) were evaluated. Mean triglyceride concentrations were lower (-11.9 mg/dl, P = 0.02) and high-density lipoprotein cholesterol concentrations were higher (+2.63 mg/dl, P = 0.09) for women in the highest quartile vs. those in the lowest quartile. CONCLUSIONS: These findings of reduced preeclampsia risk with higher total fiber intake corroborate an earlier report; and expand the literature by providing evidence, which suggests that dietary fiber may attenuate pregnancy-associated dyslipidemia, an important clinical characteristic of preeclampsia.

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