소화생리 소장액, 췌장액, 담즙, 대장의 기능

소장과 대장의 기능과 특징

1. 소장액과 담즙의 기능과 특징

소장은 십이지장, 공장, 회장으로 구분되고, 소장의 점막과 점막하층은 윤상주름을 형성하며 이 윤상주름에는 많은 융모가 있습니다. 융모는 십이지장에 많이 분포하고, 내강 표면에서 소장의 내강으로 연결되며 손가락 모양으로 돌출되어 있습니다. 소장에서 소화가 완료되어 탄수화물은 단당류로, 지방은 지방산과 모노글리 세 라이드로, 단백질은 아미노산으로 분해되어 흡수됩니다. 소장에서의 소화는 소장점막의 장선에서 분비되는 장액과 부속선인 췌장과 간에서 분비되는 췌장액 및 담즙에 의하여 이루어집니다. 소장액은 소장의 장선에서 분비되는 점액이 풍부한 무색의 알칼리성 소화액입니다. 장액에 포함된 효소들은 장점막의 상피세포에서 그 기능을 하며, 장액은 소화 산물을 희석시켜서 효과적으로 흡수되게 합니다. 장선에서는 당질소화효소로 말타아제, 락타아제, 수크라아제 등이 분비됩니다. 말타아제는 맥아당을 포도당 2 분자로 분해하고, 락타아제는 젖당을 포도당과 갈락토오스로 분해하며, 수크라아제는 설탕을 포도당과 과당으로 분해합니다. 단백질분해효소로는 아미노펩티드분해효소와 디펩티드분해효소로 폴리펩티드와 디펩티드를 아미노산으로 분해하고, 엔테로키나아제는 췌장에서 분비된 트립시노겐을 트립신으로 활성화시키는 역할을 합니다. 그 외 알칼리인산분해효소, 뉴클레오티드분해효소, 뉴클레오시다 아제가 있습니다. 부교감신경계는 소장액 분비를 촉진시키며 교감신경계는 이를 억제합니다. 담즙은 지방 소화에 필수적인 담즙산염이 주성분이고, 담낭에 농축되었다가 자극이 있을 때 간헐적으로 담낭에서 담낭관, 총담관을 거쳐 십이지장으로 배출됩니다. 담즙은 하루에 500~800mL 생성되며 간 내 담즙의 PH는 8.0~8.6 정도이고, 구성 성분으로는 담즙산 외에 콜레스테롤, 레시틴, 지질, 무기염류, 전해질 및 물로 구성됩니다. 담즙의 가장 중요한 성분인 담즙산은 간에서 콜레스테롤 유래의 콜산, 데옥시콜산 등과 글리신, 타우린 등의 아미노산과 결합된 후 담즙산염으로서 존재합니다. 지방이 많은 음식 섭취 시 담즙의 형태로 소장으로 분비된 대부분의 담즙산염이 지방과 물 사이의 표면장력을 감소시킴으로써, 지방을 유화되어 표면적이 넓어지고 리파아제의 작용을 쉽게 받게 되며 모노글리세라이드, 지방산, 글리세롤로 분해됩니다. 담즙산염은 소장에서 지방산, 모노글리세라이드, 콜레스테롤 및 인지질 등과 함께 응집되어 미셀을 형성하여, 수용성의 복합체를 만들고 지방분해물의 흡수를 촉진시킵니다. 담즙의 형태로 소장으로 들어간 대부분의 담즙산염은 소장의 마지막 부분인 회장에서 재흡수되며 재흡수된 담즙산염은 문맥을 통해 간으로 가서 다시 담즙으로 분비됩니다. 이와 같이 소장에서 간으로, 그리고 간에서 다시 소장으로 들어가는 시스템을 장간순환이라 하며 하루에 5~6회 반복됩니다. 담즙산염의 5%만이 장간순환을 하지 않고 변으로 배출되며, 간은 콜레스테롤을 이용하여 새로이 담즙산염을 합성하여 보충합니다. 손상된 적혈구가 비장과 간에서 분해되는 과정에서 헤모글로빈의 헴 부분으로부터 만들어지며, 가장 많은 색소의 형태는 빌리루빈입니다. 소장관을 통과하면서 담즙색소의 일부분이 혈류로 흡수되어 소변으로 배출되며, 장관으로 유입 후 빌리루빈의 일부는 세균에 의하여 유로빌리노겐이 되지만, 대부분은 다른 파괴 산물과 함께 배설되며 갈색으로 변형되어 변의 색을 결정합니다. 하루에 십이지장으로 들어오는 빌라루빈 중에서 약 10~20% 정도가 유로빌리노겐으로 재흡수되어 장간순환으로 들어오고 나머지는 배설됩니다. 간에서의 담즙 분비는 식사 후에 더욱 활발합니다. 총담관과 십이지장이 만나는 지점에 오디괄약근이라고 하는 환상 평활근이 있는데, 음식물이 십이지장에 도달되면 그 자극이 오디괄약근에 분포하는 부교감신경을 통해 담낭을 수축시키고 오디괄약근을 이완시켜 담즙이 십이지장으로 배출됩니다. 또한 십이지장에 음식물(특히 지방질)이 도달할 때 십이지장점막에서 CCK가 혈중으로 유리되어 담낭을 수축시킵니다. 세크레틴, 가스트린, 담즙산염도 담낭을 수축시키는 작용을 하며, 부교감신경 흥분 시에 담즙 분비가 촉진되고, 교감신경 흥분 시에 억제됩니다.

2. 췌장액과 대장의 기능과 특징

췌장액은 하루 200~800mL 분비되며, 많은 양의 중탄산염을 비롯해 전해질과 탄수화물, 지방, 단백질을 분해하는 효소를 포함합니다. 탄수화물분해효소인 아밀라아제, 단백질분해효소인 트립신, 키모트립신, 카르복시펩티드분해효소, 지방분해효소인 리파아제, 핵산분해효소인 리보뉴클레아제, DNase가 췌장액에 포함되어 있습니다. a-아밀라아제는 탄수화물(전부, 글리코겐)을 가수분해하여 이당류인 맥아당으로 만드는데, 타액의 프티알린보다 그 작용이 강력하여 전분 소화에 중요한 영향을 미칩니다. 단백질가수분해효소들은 세포 내에서 비활성 형태인 효소원 상태로 존재하며 자극에 의해 소장으로 분비된 후 활성화됩니다. 예를 들면 트립신과 키모트립신은 단백질 소화를 하는데, 췌장에서는 트립시노겐의 형태로 분비되어 장점막에서 엔테로키나아제에 의해 트립신으로 전환되며, 키모트립시노겐도 트립신에 의하여 활성화되어 키모트립신이 됩니다. 카르복시펩티드분해효소는 프로카르복시펩티드분해효소로 분비되어 트립신에 의해 활성화되며 펩티드를 아미노산으로 분해시킵니다. 리파아제는 지방을 지방산과 모노글리세라이드로 가수분해하는데 담즙산염이 지방을 유화시켜 분해를 용이하게 합니다. 췌장액 분비는 호르몬에 의하여 조절되는데 십이지장 점막에서 분비되는 세크레틴과 판크레오지민 CCK는 췌장액 분비를 촉진시킵니다. 또한 부교감신경 흥분 시에 췌장액 분비가 항진되고 교감신경 흥분 시에는 췌장액 분비가 감소됩니다. 대장의 점막은 단순한 장선이 있어 진한 알칼리성의 대장액을 분비합니다. 대장액은 소화효소를 가지고 있지 않아 소화작용은 일어나지 않습니다. 회맹판을 통해 소량씩 이동한 내용물은 대장에서 수분과 전해질이 흡수되어 고형화 된 후 체외로 배출됩니다. 대장 내용물 이동 시간은 음식물의 성질, 대장의 운동 기능, 흡수 능력 등에 따라 다르며, 대장의 운동도 자율신경계의 지배를 받습니다. 부교감신경계는 횡행결장 중앙 부근까지 미주신경이 분포되어 대장의 운동을 촉진시키고, 교감신경계는 대장운동을 억제하는 작용을 합니다. 대장 점막에 자극성 물질이 닿게 되면 대장은 수분과 전해질을 흡수하여 내용물을 희석시켜 체외로 배출시킵니다. 위와 소장 상부에는 미생물이 없으나 소장 하부 회맹판 가까이에는 탄수화물 발효균이 있으며, 대장에는 대장균과 장구균, 비병원성 균 등 박테리아가 많이 있습니다. 출생 시 대장은 무균 상태이지만 생후 수개월이 지나면 세균이 번식하게 되고 대장 내 미생물은 비타민 B 복합체와 비타민K를 장내 합성합니다. 또한 소장 안에서 소화되지 않은 탄수화물이 세균에 의해 발효되어 젖산, 아세트산, 프로피온산 등과 산소, 이산화탄소, 질소, 메탄 등으로 구성된 가스를 생산합니다. 대변은 음식물의 소화 결과 생성된 잔여물과 대부분은 소화되지 않은 단백질, 지방, 무기질로 구성됩니다. 대변의 단백질 성분의 1/2은 박테리아에서 온 것이고, 나머지는 흡수되지 않은 장 분비물, 점액, 탈락된 점막세포 및 소량의 효소입니다. 대변의 색깔은 주로 황갈색을 띠는 스테르코빌린에 의한 것이고, 냄새는 아미노산이 대사 되어 생기는 인돌과 스카톨 등에 의한 것입니다. 대장의 운동성 감소로 인하여 배변 간격이 긴 경우를 변비라고 하는데 이때 복부의 불쾌감, 메스꺼움, 두통 등의 증상이 나타납니다. 변비는 변의가 있을 때 이것을 억제하거나 대장벽 근육의 운동성이 감소되었거나 또는 정서적인 문제가 있을 때 종종 발생합니다. 따라서 변비가 생기면 섬유소를 많이 섭취하는 것이 좋은데, 그 이유는 섬유소가 소화효소로는 소화가 용이하지 않아 대장에 자극을 가하여 운동성을 증가시켜 배변의 빈도가 증가되기 때문입니다.