지난번에 구강, 인두, 식도의 소화기관 음식처리방법에 대해 알려드렸었는데요, 이번에는 소화기관 소장의 메커니즘에 대해 알려드리도록 하겠습니다. 소장은 일반적으로 길이가 6m가 넘을 정도로 소화관 중 가장 길이가 긴데요, 이 소장에서 효소에 의해 일어나는 음식 고분자의 가수분해와 혈액으로의 영양분 흡수는 대부분 소장에서 일어납니다. 한 번 소화기관 소장의 메커니즘은 어떻게 작용하는지 보시겠습니다.
소장의 효소작용
소장의 처음 25cm 정도는 샘창자라고도 불리는 십이지장(duodernum)이라고 부르기도 합니다. 위로부터 온 산성 유미즙은 여기서 췌장, 간, 담낭, 소장 등 자신의 분비샘 세포에서 나온 소화액과 섞이게 됩니다. 췌장은 다양한 가수분해효소와 중탄산염이 풍부한 염기성 용액을 만들게 되는데요, 중탄산염은 완충용액으로 작용하셔 위에서 온 유미즙의 산성을 제거합니다. 췌장의 효소는 단백질분해효소인 프로테아제(protease)를 포함하며 이것은 비활성 형태로 십이지장으로 분비됩니다. 췌장의 단백질분해효소는 십이지장 내의 세포외 공간에 도달하면 위에서 일어나는 펩신 활성화와 비슷한 연쇄반응을 통해 활성화됩니다.
1) 간
간은 체내에서 필요할때까지 담낭에 저장되는 담즙을 만드는 등, 다양한 기능을 수행합니다. 담즙은 소화효소를 포함하고 있지 않지만 용제로 작용하여 지방의 소화와 흡수를 도와주는 담즙염을 포함합니다. 담즙은 또한, 간에서 일어난 적혈구 파괴 부산물을 포함하여 이 조각은 대변으로 체내를 빠져나가게 됩니다.
2) 상피외벽
십이지장의 상피 외벽은 털변연부(brush border)라고 부르기도 하며, 다양한 소화효소의 공급원입니다. 이러한 소화효소 중 몇 개는 십이지장의 내강으로 분비되지만 다른 소화효소는 상피세포의 표면에 붙어있습니다.
3) 효소
효소에 의한 소화는 연동운동이 유미즙과 소화액 혼합물을 소장을 따라 움직여가면서 종결됩니다. 대부분의 소화는 이 과정 중 유미즙이 십이지장에 있는 초기에 끝나게 됩니다. 소장의 나머지 부분은 공장(jejunum)과 회장(ileum)으로 영양분과 물의 흡수에 주로 관여합니다.
영양분의 흡수
체내로 들어가기 위해 내강 속의 영양분은 소화관의 외벽을 통과해야 합니다. 적은 양의 영양분만이 위와 대장에서 흡수되고 대부분의 흡수는 소장에서 일어납니다. 소장의 표면적은 놀랍게도 테니스장과 비슷할 정도로 넓은 편인데요, 외벽의 거대한 원형 주름은 융모(villi)라고 불리는 손가락 모양의 돌출부를 가지며 각 융모의 상피세포는 미세융모(microvilli)라고 불리는 소장의 내강으로 뻗어있는 아주 작은 부속물을 가집니다. 이 엄청난 미세융모의 표면은 영양분 흡수 속도를 엄청나게 늘려주는 적응입니다. 아미노산과 당은 상피세포를 통과하여 모세혈관으로 들어가는 혈류를 따라서 장에서 먼 곳으로 운반됩니다. 글리세롤과 지방산은 상피세포로 흡수되고 난 후에 이 세포에서 지방으로 재조합됩니다. 지방은 그 후 콜레스테롤과 섞이고 단백질로 싸여, 킬로마이크론(chy-lomicron)이라는 작고 둥근 입자를 형성합니다. 킬로마이크론은 상피세포를 빠져나와 유미관으로 수송되는데, 유미관은 림프계의 큰 관으로 모이게 됩니다. 킬로마이크론을 포함한 림프는 림프계에서 배출되어, 심장으로 혈액을 돌려보내는 큰 정맥으로 비로소 들어가게 되는 것입니다.
요약
여기까지 소화기관 소장의 메커니즘에 대해 설명드렸습니다. 소장의 효소작용과 더불어 영양분을 흡수하는 것까지 소장에서 많은 역할을 관장한다는 것을 아실 수 있습니다. 위에서도 설명드렸지만, 음식을 먹는 시간 사이에 긴 기간을 가지므로 소화계는 계속 작동할 필요가 없습니다. 위와 십이지장에서 분비되는 호르몬들이 소화액 분비가 필요할 때 효소작용이 일어나기 때문입니다. 그럼 다음 포스팅은 대장(large intestine)의 역할에 대해 한 번 준비해보도록 하겠습니다.