소화기 생리학

우리 몸의 소화과정은 4단계를 거친다. 이 4 단계는 운동-분비-소화-흡수로 구분 된다. 소화 과정을 통해 영양성분이 분해되고 우리 몸에서 흡수하는 단위로 분해 된다. 탄수화물은 단당류로(특히 포도당) 분해되고, 단백질은 아미노산이나 작은 폴리펩타이드로 소화 된다. 또한 지방은 유리 지방산이나 모노글리세리드 형태로 분해되어 흡수된다.

이러한 소화 활동은 자율신경계 활동과 호르몬계의 상호작용으로 조절 된다.

 

가장 첫 단계인 입에서는 저작 작용으로 음식물을 침과 잘 섞이도록 하고, 침에 존재하는 아밀라아제가 다당류를 이당류 형태로 분해한다. 이후 인두와 식도 운동을 통하여 음식물은 위에 도달하는데 위에서 본격적인 소화 작용이 시작된다고 볼 수 있다.

1) 위에서의 소화 작용

위 내강에서는 염산(HCl)이 분비된다. 이 염산은 비활성화 상태인 펩시노겐을 활성화 하여 펩신으로 변화 시킨다. 이 펩신은 단백질 분해를 시작한다. 또한 위 점막을 코팅해주는 점액질도 점막세포에서 분비되어 위 점막의 방어벽을 형성해주고, 벽세포에서 내인성 인자가 분비되어 비타민 B12의 흡수를 돕는다. 

위에 음식물이 들어오면 가스트린이 분비되는데, 가스트린은 위산 분비를 촉진하고 이자액 분비를 유도한다.

위에 들어온 음식물이 십이지장으로 넘어가기 위해서는 몇 가지 신호가 필요하다. 위 내부의 미즙의 양이 증가하면 위 배출이 증가하고, 가스트린 분비로 인해 위장 운동이 촉진되면 위배출을 일으킨다. 이 보다 중요한 것이 십이지장 내부의 신호이다. 십이지장 내부에 지방이 많으면 위 배출이 지연된다. 지방은 오직 소장에서만 이루어지기 때문에 지방이 충분히 소화되지 않으면 위에서 음식물이 넘어오지 못하도록 억제하는 것이다. 또한 이자에서는 중탄산나트륨을 분비하여 위에서 분비된 산을 중화시키는 역할을 하는데, 만일 십이지장 내부의 산이 충분히 중화되지 못한 상태라면 위배출을 지연시켜 산이 중화되도록 한다. 이런작용은 위장의 반사작용과 십이지장에서 분비되는 세크레틴, 콜레시스토키닌을 통하여 조절 된다.

 

가스트린은 주로 위내에 단백질이 존재할 때 위점막에서 분비된다. 이는 단백질 소화를 촉진한다.

세크레틴은 십이지장 내의 산에 의해 분비가 촉진되며 위산을 중화하는 역할을 하고, 콜레시스토키닌은 십이지장 내 지방에 의해 분비되며 지방 소화를 위한 준비를 시작한다.

 

 

2) 이자액, 담즙 분비

이자에서 분비되는 이자액과 간에서 분비되는 담즙은 모두 십이지장으로 흘러들어가 소화를 돕는다. 이자액은 탄수화물, 단백질, 지방 소화를 돕는 강력한 소화효소를 분비하며, 위산을 중화시키기 위한 중탄산나트륨(NaHCO3)을 분비한다. 세크레틴이 이러한 이자액 분비를 촉진한다. 

이자액은 단백질을 분해하는 트립시노겐과 키모트립시노겐, 프로카르복시펩티다아제와 탄수화물 소화를 하는 아밀라아제와 지방 소화를 돕는 리파아제가 있다. 이 효소들은 모두 불활성화 상태로 분비된다.

트립시노겐은 엔트로키나아제에 의해 활성상태인 트립신으로 변화하고 트립신은 자가 촉매작용을 하여 지속적으로 트립시노겐을 활성화 시킨다. 또한 트립신은 키모트립시노겐을 키모트립신으로 활성화 시키고, 프로카르복시펩티다아제를 카르복시펩티다아제로 전환시킨다. 이들은 모두 서로 다른 부분의 펩타이드 결합을 분해하여 단백질을 작은 펩타이드 형태로 분해 시킨다.

리파아제는 음식물의 트리글리세라이드 형태의 지방을 모노글리세라이드와 지방산 형태로 분해한다. 이때 지방의 유화를 위해 필요한 것이 담즙이다. 간에서 분비되는 담즙은 지방과 함께 미셸 형태를 형성하여 지방을 이동시키고 지방 흡수를 돕는다.

담즙은 평소에는 담낭에 저장되어 있다가 콜레시스토키닌이 분비되면 십이지장으로 배출 되어 소화를 돕는다.

 

 

3) 소장과 대장에서의 소화

소장에서는 소화효소가 분비되지 않고 주로 흡수를 담당한다. 소장의 표면은 미세융모로 이루어져 있어 표면적이 넓기 때문에 필요한 영양분을 흡수하는데 적합하다. 포도당 및 아미노산은 ATP를 사용하여 흡수되고 지방은 수동확산을 통해 세포 내로 흡수되고 다시 트리글리세라이드 형태로 재합성된다. 이들은 킬로미크론을 형성하여 림프관으로 이동한다.

대장에서는 수분과 염분을 흡수하여 대변을 형성하여 배출한다.