소화작용
음식물로 섭취된 영양소를 혈액이나 림프액에 흡수할 수 있는 상태까지 화학적, 기계적으로 용해, 분해하고 흡수되는 부위로 운반하는 작용을 소화라고 합니다. 즉 소화작용은 섭취한 음식물을 화학적, 기계적, 생물학적 방법으로 분해하고 혼합하여 장 상피세포의 흡수 부위까지 이송하고 장내 미생물의 이용을 돕는 것입니다. 소화관 내의 화학적 인자, 물리적 인자 및 생물학적 인자들이 교묘하게 상호 작용하여 영양소를 효율적으로 흡수될 수 있는 상태로 변화시킵니다.
(1) 화학적 소화
소화관 각 부위에 분비되는 특유의 성분을 갖는 소화액에 의해 일어나는 다음의 여러 가지 작용을 화학적 소화라고 합니다. 즉 소화액 중에 포함된 소화효소에 의한 물질의 분해, 산(위액)이나 알칼리(장액) 및 담즙에 의한 중화와 용해 및 결합, 점액에 의한 식괴의 원활한 이동과 점막 보호 등에 의해 소화관 내로 들어온 단백질, 탄수화물, 지질 등 거대 분자들을 흡수할 수 있는 작은 분자로 만드는 작용입니다.
(2) 기계적 소화
소화관 각 부위 특유의 소화관 운동에 의해 소화물 덩어리를 소화액에 충분히 접촉하고 이동시키는 작용을 기계적 소화라고 합니다. 즉 식괴를 작게 쪼개서 혼합하고, 흡수 부위에 이동시키며, 구강으로부터 항문으로 이송함으로써 음식물의 표면적을 증가시켜 소화효소의 작용이 효율적으로 이루어지도록 하고, 불소화물이 잘 배출되도록 하는 작용입니다.
(3) 세균학적 소화
대장에는 장 미생물총이라고 하는 약 1kg 정도의 세균이 서식하고 있습니다. 이들에 의한 작용을 세균학적 소화라고 합니다. 장 미생물총은 소화물의 분해, 발효, 부패작용 등에 의해 생존하면서 사람에게 유익한 영양소를 합성할 뿐 아니라 여러 영양소의 흡수를 돕는 소화작용에 관여합니다.
소화액의 분비
소화액은 타액선과 간 및 췌장의 외분비 선이나 소화관 내의 소화선에서 합성되어 소화관의 내강으로 분비됩니다. 소화액의 분비량은 소화관 내 음식물의 존재, 양과 질, 그리고 신경자극이나 호르몬의 분비, 심리상태, 기온의 변화 등에 따라 상당히 영향을 많이 받습니다.
소화선의 종류는 분비세포의 종류와 분포에 따라 소화효소를 합성하는 세포들이 많은 장액선, 점액 분비 세포들이 많은 점액선, 점액과 장액을 모두 분비하는 혼합선으로 구분됩니다.
소화액 조성은 소화선의 종류에 따라 현저히 다르나, 일반적인 조성을 보면 영양소를 분해하는 기질 특이성을 갖는 소화효소들, 효소의 작용에 필요한 최적 산도를 제공하기 위한 산 또는 완충 이온돌, 점막 표면을 보호하고 윤활 작용을 하는 점액, 물질 운반과 유기물질의 순환에 필요한 수분과 전해질을 포함합니다. 췌장액은 대부분의 성분, 특히 많은 종류의 효소들 포함하고 있지만 담즙은 소화효소를 포함하지 않습니다.
소화관 운동
소확관 운동이란 소화관 평활근의 수축 운동을 말하며, 이 운동에 의해 소화관 내용물이 혼합되면서 구강 쪽에서 항문 쪽으로 이송됩니다.
즉 소화관 운동은 영양소의 소화와 흡수에 바람직한 속도로 소화관을 따라 음식물이 소화액과 혼합되고 이동되도록 합니다. 소화관 운동에는 4가지 형태의 평활근, 즉 환상근, 종주근, 괄약근 및 점막근판이 관여합니다.
이들 소화관의 평활근 세포들은 전기적으로 연결되어 있으며, 수축-이완의 주기를 반복하면서 다음과 같은 독특한 소화관 운동을 연출합니다.
(1) 긴장성 수축
소화관 벽 평활근의 긴장을 유지하고 소화관의 형태와 기능을 정상적으로 유지하기 위해 긴장성 수축이 발생합니다. 이에 따라 소화관 내에서 장 내용물의 지속적인 이동이 일어나며 밸브 조절이 가능합니다. 긴장성 수축은 몇 분에서 몇 시간 동안 지속되며, 위의 전방 부위나 괄약근에 주로 나타납니다.
(2) 율동적 수축
율동적인 수축을 일으키는 소화관 운동으로 연동운동과 분절운동이 있습니다.
1. 연동운동 : 연동운동은 주로 위와 소장에서 일어나는 왕성한 소화 운동입니다. 이 운동에 의해서 식괴가 구강에서 항문 쪽으로 이동하는데, 이는 환상근과 종주근이 교대로 수축함으로써 연동파를 형성하여 소화관의 한쪽 부위에서 다른 한쪽으로 수축 파동을 이동시키기 때문입니다. 연동운동은 부위에 따라 초당 2~25cm의 다양한 속도로 장 내용물을 전진시킵니다.
2. 분절운동 : 분절운동은 환상근에서 유래한 전기적 활동이 수축파를 만들어 일정한 간격을 두고 오므라졌다 늘어났다 하면서 장을 여러 마디로 나누는 운동입니다. 즉 환상근의 수축과 이완으로 몇 개의 굴곡을 만들고, 다음에는 수축했던 부위가 이완되고, 이완됐던 부위가 수축하면서 이 운동이 율동적으로 반복됩니다. 분절운동은 장 내용물을 가운데 두고 앞과 뒤에서 환상근이 수축-이완을 반복하므로 음식물을 잘게 분쇄되고, 소화액과 잘 혼합되도록 하여 흡수성 상피세포와의 접촉을 쉽게 해주는 역할을 주로 담당합니다. 장의 분절 빈도는 부위에 따라 다양합니다.
영양소의 흡수
흡수는 소화된 물질이 소화관의 점막 세포막을 통하여 혈액 또는 림프액 중으로 이동하는 과정입니다. 흡수 과정은 일반적인 물질이동 메커니즘과 동일하게 능동수송, 수동확산, 음작용 등에 의해 이루어집니다. 물질의 흡수량은 음식물의 이동 속도와 흡수 부위 등에 좌우되며, 소장 상부에서는 흡수 속도가 빠르고 하부로 갈수록 느립니다. 구강이나 식도에서는 영양소의 흡수는 거의 일어나지 않습니다. 알코올과 수분은 위에서 약간 흡수되며, 대부분의 영양소와 수분은 소장에서 흡수됩니다. 대장에서는 일부 수분과 전해질의 흡수가 일어납니다.
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