본문내용
1. 소화계의 구조
1.1. 소화계의 전체 길이와 구성
소화계의 전체 길이는 약 8~9m이며, 입에서 시작하여 항문에 이르는 관으로 구성되어 있다. 이 관은 크게 입, 구인두, 식도, 위, 작은창자(소장), 큰창자(대장)로 구분된다.
작은창자는 위에서 이어지는 샘창자(십이지장), 빈창자(공장), 돌창자(회장)로 이루어진 약 6m의 관으로 되어 있으며 식품의 소화와 영양분 흡수가 주요 기능이다. 점막 표면에 주름이 많고 미세융모가 덮여 있어 효율적인 소화와 흡수가 가능하다.
큰창자는 약 1.5m의 길이로 물과 전해질을 흡수하고 남은 부분을 저장하였다가 배설하는 역할을 한다. 항문은 큰창자의 마지막 부분으로 속항문조임근과 바깥항문조임근이 발달되어 배변을 효과적으로 조절할 수 있다.
전반적으로 소화계는 긴 관의 형태로 이루어져 있으며, 각 부위별로 고유한 기능을 수행하여 음식물의 소화와 흡수, 배설 과정을 원활히 수행한다.
1.2. 위장관벽의 단면 구조
위장관벽의 단면 구조는 다음과 같다. 가장 바깥층은 장막층(serosal layer)이며, 그 안쪽으로 근육층(muscular layer)이 있다. 근육층은 바깥쪽의 세로 근육(longitudinal muscle, 종주근)과 안쪽의 돌림 근육(circular muscle, 환상근)으로 구성된다. 근육층의 안쪽으로는 점막밑층(submucosa layer)이 있으며, 가장 안쪽은 점막층(mucosal layer)이다. 점막층은 음식물과 직접 접촉하는 층이다.""
1.3. 위장관벽의 신경분포
위장관벽의 신경분포는 자율신경과 내재신경이 분포하여 위장관의 운동과 분비를 조절한다. 내재신경은 위장관 벽의 근육층 신경얼기와 점막밑층의 점막밑 신경얼기로 구성되어 있다. 이 두 신경은 서로 연결되어 있으며, 중추신경계에 위장관의 정보를 전달한다.
자율신경 중 부교감신경이 흥분하면 위장관의 운동성과 분비가 촉진되고, 교감신경이 흥분하면 위장관의 운동성이 억제되며 위장관에 분포하는 혈관을 수축시켜 혈류량을 줄인다. 이처럼 위장관 벽의 신경분포가 자율신경에 의해 조절되어 위장관의 운동과 분비기능이 이루어지는 것이다.""
2. 소화계의 운동과 분비
2.1. 위장관의 운동
위장관의 운동은 위장관을 구성하고 있는 민무늬근의 수축과 이완의 결과로 나타나며, 자율신경과 위장관에서 분비되는 호르몬에 의해서 조절된다. 위장관의 운동은 크게 꿈틀운동(연동운동)과 혼합운동으로 구분할 수 있다.
꿈틀운동은 위장관 내의 음식물을 적당한 속도로 항문 쪽으로 이동시켜 소화와 흡수가 효과적으로 이루어지게 하는 기능을 한다. 이러한 꿈틀운동은 위의 바닥에서 발생하여 마치 파도와 같은 형태로 위 몸통, 날문 부위로 이동하며, 매초 2~4회 발생하고 연동파가 위를 통과하는데 소요되는 시간은 5~10초이다.
혼합운동은 위장관 내용물을 잘 섞어 소화와 흡수를 돕는 역할을 한다. 꿈틀운동과 더불어 이러한 혼합운동이 위장관 전반에 걸쳐 일어나게 되면 음식물이 효과적으로 소화, 흡수되게 된다.
위장관의 운동은 대뇌, 위 자체, 작은창자 등 다양한 요인에 의해 조절된다. 대뇌는 음식을 보거나 냄새를 맡는 등 감각적 자극에 의해 위의 운동성이 증가하게 된다. 위 자체에서는 음식물에 의한 위벽의 확장이 위 운동성 증가의 시작점이 되며, 위에서 분비되는 가스트린 호르몬이 위 운동성을 더욱 높이는 역할을 한다. 작은창자로 음식물이 이동하면 작은창자에 의해 위의 운동성이 억제되어 위 내용물의 방출이 지연된다.
이처럼 위장관의 운동은 복합적인 요인에 의해 정교하게 조절되어 소화와 흡수가 효과적으로 이루어지도록 한다.
2.2. 위장관의 분비
위장관의 분비는 소화계에서 매우 중요한 기능을 한다. 입안부터 큰창자에 이르는 소화관 전반에 걸쳐 다양한 분비가 이루어지며, 이를 통해 음식물의 소화와 흡수가 효과적으로 일어나게 된다.
먼저, 입안에서는 침샘에서 분비되는 침이 중요한 역할을 한다. 침은 점액성의 액체로 하루 약 1~1.5L가 분비되며, 주로 큰 침샘인 귀밑샘, 턱밑샘, 혀밑샘에서 분비된다. 침에는 아밀라아제와 같은 소화효소가 포함되어 있어 전분을 분해하는 소화작용을 하며, 윤활제 역할을 하여 삼킴을 용이하게 한다. 또한 살균작용을 하여 구강 내 청결을 유지하는 데에도 기여한다.""
식도를 거쳐 위에 도달한 음식물은 위액의 작용을 받는다. 위는 강한 염산과 소화효소를 포함한 위액을 분비하여 음식물을 소화시킨다. 위벽에는 약 3,500만 개의 위샘이 있으며, 이 위샘에는 소화효소인 펩시노겐을 분비하는 으뜸세포, 염산을 분비하는 벽세포, 점액을 분비하는 목점액세포가 존재한다. 이렇게 분비되는 위액은 하루 약 1,500~2,500mL 정도로, 음식물의 소화를 촉진할 뿐만 아니라 섭취된 세균을 제거하는 역할을 한다.""
작은창자에서는 창자액, 이자액, 쓸개즙이 분비되어 음식물의 소화를 돕는다. 창자액에는 탄수화물 분해효소와 단백질 분해효소가 포함되어 있으며, 이자액은 다양한 소화효소와 함께 알칼리성 수용액을 분비하여 위액의 산성을 중화시킨다. 한편 쓸개즙은 간에서 생성되어 쓸개에 저장되다가 필요 시 작은창자로 배출되며, 지방의 소화와 흡수를 촉진하는 역할을 한다.""
마지막으로, 큰창자에서는 물과 전해질의 흡수가 주된 기능이다. 큰창자에서는 작은창자에서 흡수되지 못한 잔여물이 저장되었다가 배출되는데, 이 과정에서 물과 전해질이 흡수되어 배설되는 대변의 농도가 조절된다.""
이처럼 소화계 전반에 걸쳐 다양한 분비가 이루어지며, 이는 음식물의 효과적인 소화와 흡수를 가능하게 한다.""
3. 입안, 인두 및 식도에서의 소화
3.1. 씹기
씹기(mastication)란 부피가 크거나 딱딱하고 건조한 음식 덩어리를 입안에서 식도 쪽으로 이동되기 쉬운 상태로 만드는 기계적 소화과정을 말한다. 씹기운동은 복합적인 과정으로 반사적인 운동이며 턱, 입술, 뺨 및 혀 등이 관여한다. 씹기를 조절하는 중추는 숨뇌(연수)에 있으며 이를 조절하는 고위중추는 대뇌겉질에 있다.
입안에서의 씹기 과정은 다음과 같이 이루어진다. 먼저 음식물 덩어리를 입안에서 씹어 작게 부숴 분쇄한다. 이때 턱, 입술, 뺨 및 혀 등이 협응하여 음식물을 입안에서 움직이게 하고 씹는 운동을 한다. 이렇게 씹혀서 분쇄된 음식물 덩어리는 점액성의 침과 섞여 삼키기 쉬운 상태로 만들어진다. 씹기 운동을 조절하는 중추는 숨뇌에 있으며, 이를 조절하는 고위중추는 대뇌겉질에 있다. 따라서 씹기는 자발적이고 반사적인 운동으로 이루어지는 복합적인 과정이라고 볼 수 있다."
3.2. 삼키기
삼키기는 입 안에서 씹혀서 분쇄된 음식물 덩어리(bolus)가 인두, 식도의 협동작용으로 인두의 뒤쪽에 접촉되면 입천장반사에 의해 식도를 따라 위로 이동되는 과정을 말한다"" 삼킴과정은 구강기(oral stage), 인두기(pharyngeal stage), 식도기(esophageal stage)의 3단계로 이루어진다.
구강기 삼킴은 음식물 덩어리를 입 안에서 인두를 거쳐 내려보내는 자발적 과정이며, 삼차신경과 더부신경, 혀밑신경이 지배한다. 인두기 삼킴은 불수의적 반사운동으로 음식물 덩어리가 인두에서 식도입구까지 운반되는 과정이다. 이때 목젖과 물렁입천장이 올라가고 코안과 연결이 차단되며 후두덮개가 닫혀 기관의 통로가 차단되고, 이두근이 수축하면서 식도상단 근육이 이완되어 음식물 덩어리가 식도 쪽으로 이동한다. 이 과정은 삼차신경, 혀인두신경, 미주신경의 지배를 받는다. 마지막 식도기에는 음식물 덩어리가 식도를 통과하여 위까지 운반되는데, 이때 꿈틀운동에 의해 음식물 덩어리가 아래로 이동된다""
3.3. 침의 분비와 기능
침(타액, SALIVA)은 주로 큰 침샘(귀밑샘, 턱밑샘, 혀밑샘)에서 분비되는 점액성의 불투명한 액체이다. 1일 분비량은 1~1.5L, 비중은 1.002~1.008, pH는 6.3~6.8인 약산성 분비물인데 방치하면 CO2를 방출해 알칼리성이 된다.
침의 분비는 조건반사와 무조건반사에 의하여 조절된다. 침을 분비하는 곳을 침샘(타액선)이라 하는데 이는 장액을 분비하는 귀밑샘(이하선), 장액과 점액을 분비하는 턱밑샘(악하선) 및 혀밑샘으로 분류된다. 침의 반사중추는 숨뇌에 있으며, 주는 부교감신경에 의해 저농도의 일반적인 침이 분비되, 적은 양의 고농도 침은 교감신경에 의해 분비된다.
침의 작용에는 다음과 같은 기능들이 있다. 첫째, 소화작용으로 침 속 소화효소인 아밀라아제가 다당류인 녹말을 이당류인 엿당과 덱스트린으로 분해한다. 둘째, 삼킴작용으로 침 속 점액이 음식물 덩어리를 부드럽게 하여 잘 넘어갈 수 있도록 윤활제 역할을 하고 자극성 물질을 희석하여 입안 점막을 보호한다. 셋째, 청정작용으로 음식을 먹고난 후 입안을 깨끗이 하고 약간의 살균작용을 한다.""
4. 위에서의 소화
4.1. 위액 분비
위액은 위벽에서 분비되는 강한 염산과 소화효소로 구성되어 있다. 위벽은 두껍고 붉으며 많은 주름이 잡혀 있는 점막으로 이루어져 있으며, 이곳에 약 3,500만개 정도의 위샘이 있어 하루에 약 1,500~2,500mL 정도의 위액을 분비한다. 위샘은 들문샘, 날문샘, 및 위바닥샘으로 구분되며, 이 샘들에는 소화효소인 펩시노겐을 분비하는 으뜸세포와 염산을 분비하는 벽세포, 그리고 점액을 분비하는 목점액세포가 존재한다. 따라서 위액 분비는 이러한 위샘에 의해 이루어지며, 이를 통해 음식물의 소화와 살균, 그리고 위벽의 보호 등의 역할을 수행한다고 볼 수 있다."
4.2. 위액 분비의 조절과 촉진
위액 분비의 조절과 촉진은 복잡한 과정으로 자율신경과 화학물질에 의해 조절되며, 위액 분비 양상은 자극이 주어지는 위치에 따라 뇌상, 위상 및 장상으로 구분된다.
위액 분비는 자율신경과 화학물질에 의해 조절된다. 위액 선분 중 펩신은 미주신경의 흥분에 의하여 다량 분비된다. 위액 분비 양상은 자극이 주어지는 위치에 따라 다음과 같이 구분된다.
첫째, 뇌상(cephalic phase)은 음식물을 보거나 냄새를 맡거나 생각만해도 위액이 다량 분비되는 것으로, 이는 조건반사에 의해 이루어진다.
둘째, 위상(gastric phase)은 음식물이 위속에 들어오면 위액 분비가 촉진되는 것으로, 소화된 음식물로부터 생긴 펩톤, 덱스트린 등에 의해 화학적 자극을 받아 위액이 분비된다. 이때 위산 분비를 항진시키는 가스트린이라는 호르몬이 유리된다.
셋째, 장상(intestinal phase)은 위에서 작은창자 속으로 음식물이 넘어올 때 위액 분비가 일어나는 것이다.
종합하면, 위액 분비는 자율신경과 화학물질에 의해 조절되며, 자극이 주어지는 위치에 따라 다양한 양상으로 나타난다고 할 수 있다.
4.3. 위의 운동성
위의 운동성은 위에 들어온 음식물을 적절한 속도로 아래쪽으로 이동시켜 소화와 흡수가 효과적으로 이루어지도록 한다. 위의 운동에는 꿈틀운동과 공복수축이 있다.
첫째, 꿈틀운동은 위의 음식물이 위 속으로 들어오면 위는 패임부분을 경계로 나누어 수축을 시작한다. 이 패임 부분은 이동하지 않지만 수축륜이 발생되고 이것이 날문방에서 날문을 향하여 이동하는데 이를 꿈틀운동(연동운동)이라고 한다. 이를 통해 위 내용물이 적절한 속도로 위에서 아래로 천천히 이동하게 된다.
둘째, 공복수축은 식사 후 3~4시간이 경과되어 위 속에 내용물이 없는 시기에도 위는 계속적으로 수축운동을 한다. 일반적으로 30~45분 동안 계속된 후 약 30분~2시간 동안은 일어나지 않는다. 이러한 과정이 되풀이 되어 나타나는데 이 때 생체는 공복감을 느끼게 된다. 식사 후 12~24시간이 경과하면 공복감은 더욱 심하게 느껴져 공복통이 된다. 이런 통증은 공복상태가 3~4일동안 계속되었을 때 가장 심하게 나타나며 그 후에는 공복감도 약화된다. 이는 위에 음식물이 없어도 위 운동이 지속되어 위 내부 자극을 줌으로써 공복감을 일으키는 것이다.
셋째, 구토는 소화관 가운데 위와 샘창자가 지나치게 팽창하거나 심한 자극을 받게되면 위 내용물을 입으로 토해내는 반사운동이다. 이때는 메스꺼움을 동시에 느끼게 된다. 구토는 숨뇌 부근에 화학수용체가 있어 혈액 중의 이상 물질이 느껴질 때 흥분을 구토중추에 전달함으로써 일어난다. 구토반사가 일어나면 메스꺼움, 침분비증가, 창백, 땀분비, 동공확대, 빠르고 불규칙한 심장박동 등 광범위한 자율신경계통의 이상이 나타난다.
종합하면, 위의 운동성은 위 내용물을 적절한 속도로 이동시켜 소화와 흡수가 효율적으로 이루어지도록 하며, 위 내용물이 지나치게 팽창하거나 자극을 받을 경우 구토반사를 일으켜 위를 보호하는 역할을 한다고 볼 수 있다.
4.4. 위의 내용물 배출
위의 내용물 배출은 위액에 의해 소화된 위의 내용물(미즙)이 날문조임근(유문근)이 열리면서 작은창자로 이동되는 현상을 말한다. 위 내용물 배출은 다음과 같은 과정으로 이루어진다.
위액에 의해 소화된 위의 내용물인 미즙은 위산도가 낮은 알칼리성의 상태가 되어 위의 날문부위로 이동하게 된다. 이때 위산도의 감소는 날문조임근의 이완을 유발하여 미즙이 샘창자로 배출될 수 있게 한다. 또한 미즙이 작은창자에 도달하면 작은창자의 움직임이 활발해지면서 미즙을 더욱 효과적으로 혼합하고 이동시킬 수 있게 된다.
미즙이 샘창자로 배출되는 과정은 위의 꿈틀운동과 밀접하게 관련되어 있다. 미즙이 위 내에 존재할 때 위의 꿈틀운동이 활발히 일어나면서 미즙이 위의 날문 쪽으로 밀려나오게 되고, 이로 인해 날문조임근이 이완되면서 샘창자로 배출된다. 이처럼 위의 꿈틀운동과 날문조임근의 작용이 상호보완적으로 작용하여 위 내용물이 효과적으로 배출될 수 있게 해준다.
위 내용물 배출에는 자율신경계와 위장관에서 분비되는 호르몬들도 중요한 역할을 한다. 부교감신경이 우세할 경우 위의 운동성이 증가하여 미즙의 배출이 촉진되며, 위에서 분비되는 가스트린...
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