작은창자와 큰창자의 소화와 영양분 흡수 과정

 

화학적 소화와 영양분 흡수를 담당하는 작은창자

음식물이 위를 지나 작은창자로 갈 때는 어떤 형태가 될까요? 음식물은 기계적으로 나뉘어 작은 입자들이 되고 액체와 섞여 마치 걸쭉한 죽처럼 됩니다. 화학적인 측면에서 보면 입에서 녹말의 소화가 시작되고 단백질은 위에서 작은 분자로 분해됩니다. 그러나 피자나 음료수와 같은 음식물을 구성하는 고분자 물질의 화학적 소화는 거의 대부분 작은 창자에서 일어납니다. 작은창자는 길이가 무료 6m가 넘는 가장 긴 소화관으로 양분이 작은창자에서 혈액 내로 흡수됩니다. 

 

이자와 간은 작은창자의 소화작용에 기여하는 큰 분비샘들입니다. 이자는 소화효소와 중탄산염이 풍부한 알칼리성 액체를 생산해 냅니다. 이 알칼리성 액체는 작은 창자로 들어가는 산성유미즙을 중화시킵니다. 간은 쓸개즙 생성 외에도 다양한 기능을 갖고 있습니다. 쓸개즙은 소화효소를 포함하고 있지 않지만 염이 녹아 있어 지방을 유화시켜 효소에 쉽게 작용하도록 해줍니다. 쓸개주머니는 작은창자가 필요로 할 때까지 쓸개즙을 저장합니다. 작은창자가 시작되는 부분의 25cm 정도를 십이지장이라고 하는데, 쓸개주머니에서 분비된 쓸개즙, 샘창자와 작은창자의 벽에서 나오는 소화효소가 모두 섞이는 곳입니다. 

 

작은창자는 위에서 시작한 단백질 소화가 마무리되는 곳입니다. 이자와 샘창자는 폴리펩티드를 아미노산으로 완전히 분해하는 가수분해효소를 분비합니다. 소화효소인 트립신과 키모트립신은 펩신에 의해 소화된 것보다 더 짧은 사슬로 끊어주는 역할을 합니다. 다른 두 가지 효소인 아미노펩티데이스와 카복시펩티데이스는 폴리펩티드를 한 번에 아미노산까지 분해합니다. 네 번째 효소딘 디펩티데이스는 단백질을 2,3개의 아미노산 연결상태까지 잘라줍니다. 이 효소들이 모두 함께 작용하기 때문에 각 효소 하나가 소화할 수 있는 것보다 훨씬 빠른 속도로 단백질이 소화됩니다. 

 

녹말이나 단백질과는 달리 지방은 대부분 샘창자에 도달할 때까지는 소화가 전혀 되지 않은 채로 남아있습니다. 지방은 물에 녹지 않으므로 가수분해되려면 특별한 과정이 필요합니다. 우선 쓸개즙염이 작은 지방입자를 하나하나 둘러싸서 분리시키는 유화작용에 의해 많은 지방 입자가 생겨납니다. 이렇게 되면 지방 분해 효소인 리파아제에 노출되는 지방의 표면적이 커져서 지방 분자를 지방산과 글리세롤로 쉽게 분해해 줍니다. 이때 유미즙 혼합물은 연동운동에 의해 음식물의 화학적 소화가 완료되는 샘창자로 내려오게 됩니다. 작은 창자의 나머지 부위는 양분을 흡수하도록 적응되어 있어서 구조적으로 양분 흡수작용에 알맞게 되어 있습니다. 

 

작은창자 내벽은 대략 300제곱미터의 거대한 표면적으로 갖고 있는데 이는 거의 테니스장과 맞먹는 크기입니다. 작은 창자벽 주변에는 융모라고 하는 작은 손가락 모양의 돌기가 수없이 많이 나있는 큰 원형의 주름을 이루고 있습니다. 융모의 상피세포를 전자 현미경으로 들여다보면 미세융모라고 하는 작은 돌기가 표면에 돌출되어 있습니다. 이 미세융모는 작은창자 내부까지 확장되어 있습니다. 어떤 양분은 소화된 음식물에서 상피세포로 단순 확산된 후 혈액이나 림프관으로 들어가기도 하지만 다른 양분들은 농도차에 역행하여 상피세포막의 펌프 작용으로 이동합니다.

 

융모에서 양분을 흡수한 모세혈관은 더 큰 혈관으로 모이게 되어 결국은 간으로 직접 들어가는 주 혈관에 모이게 됩니다. 그러므로 간은 음식물에서 흡수된 양분이 처음으로 도달하는 곳으로 많은 양분을 몸에 필요한 새로운 물질로 전화합니다. 간의 주된 기능 중 하나가 혈액에 있는 필요 이상의 포도당을 글리코겐(다당류)으로 전환하여 간세포에 저장하는 일입니다. 혈액은 간에서 심장으로 이동하고, 심장은 혈액에 포함된 양분을 몸의 각 부분에 전달하게 됩니다. 

 

수분을 재흡수하는 큰창자

큰창자는 길이 약 1.5m, 직경은 약 5cm입니다. 작은창자와 큰창자가 T자형 연결부위에서 만나는데 이 부위는 작은창자에서 흡수되지 않은 음식물의 통과를 조임근이 조절하는 곳입니다. T자의 일부분을 맹장이라하며, 충수는 맹장에서 손가락 모양으로 나 있는 돌기로써 끝이 막힌 자루모양입니다. 

 

큰창자의 주기능은 소화관으로부터 물을 흡수하는 것입니다. 대략 하루에 7리터 정도의 액체가 소화액에 용해되어 소화관으로 들어옵니다. 이 수분의 90%가 혈액과 조직액으로 재흡수되는데 작은 창자에서 많은 양이 흡수되고 큰창자에서 흡수 작업이 마무리됩니다. 소화된 음식물의 나머지는 연동운동에 의해 큰창자를 따라 내려가면서 물이 흡수되어 고형화 됩니다. 대변, 즉 소화가 다 되고 난 찌꺼기의 성분을 보면 주로 소화되지 않은 식물성 섬유나 큰창자에서 정상적으로 살아가는 박테리아 등으로 구성됩니다. 대장균과 같은 큰창자 내 박테리아는 바이오틴, 엽산, 비타민B군, 그리고 비타민K 등을 포함한 중요한 비타민을 만들어냅니다. 

 

큰창자의 내벽이 바이러스나 박테리아의 감염으로 자극받게 되면 물을 재흡수하는 기능이 떨어지게 되어 설사를 할 수도 있습니다. 이와는 반대로 연동운동이 대변을 너무 천천히 이동시킬 때는 변비가 나타나게 됩니다. 큰창자에서 지나치게 많은 양의 물을 재흡수하기 때문에 대변이 굳어지는 것입니다. 운동량이 부족하거나 식물성 섬유가 충분히 포함된 식품의 섭취가 부족한 경우에 변비가 되기 쉽습니다. 따라서 잦은 변비로 고통받는 현대인들은 주 3회 이상의 운동 또는 식물성 섬유가 충분히 포함된 식품 섭취 등 생활 습관과 식습관 개선을 통해 삶의 질을 개선해나가려는 노력이 필요합니다.