본문내용
1. 위장관계 구조와 기능 및 병태생리
1.1. 위장관계 구조와 특성
1.1.1. 구강, 식도, 위, 소장, 대장, 항문
구강은 저작, 타액분비, 연하기능을 수행한다. 타액은 음식물을 부드럽게 하며 프리알린 효소가 전분을 maltose로 분해한다. 식도는 23~25cm의 근육성 관으로 음식물이 위로 가는 통로의 역할을 한다. 음식물이 식도를 통과할 때 수축과 이완을 하며 식도 중간 부위 근육층에는 점액을 분비하는 샘이 있다. 위는 LUQ에 위치하며 위기저부, 몸체, 유문동으로 구성된다. 위 말단부와 십이지장의 경계부에는 유문조임근이 있어 위에서 유미즙이 십이지장으로 흘러나가게 한다. 위는 음식물을 저장하고 위액과 혼합하여 유미즙 상태로 만들어 일정한 속도로 십이지장으로 배출시킨다. 소장은 약 7m의 긴관으로 십이지장, 공장, 회장으로 되어있고 회장맹장판막에 의해 대장과 구분된다. 소장은 음식물의 소화를 완성하고 소화된 것을 흡수하며 담즙과 췌장액 및 장분비액을 조절한다. 대장은 회장맹장판막에서 항문까지 연장되며 맹장, 결장, 직장 및 항문으로 나누어진다. 대장에서는 소화되지 않은 물질이 배출된다.
1.1.2. 음식물 섭취, 이동, 소화, 흡수, 배설
음식물 섭취, 이동, 소화, 흡수, 배설은 위장관계의 주된 기능이다. 먼저 음식물 섭취(ingestion)는 능동적이고 수의적인 과정으로, 입을 통해 음식물이 위장관계로 들어오는 것을 말한다. 이후 음식물은 위장관을 따라 이동(propulsion)하게 되는데, 이는 주로 연동운동(peristalsis)에 의해 일어난다. 구강에서 식도, 위, 소장, 대장을 거치며 음식물이 이동하는 동안 기계적 소화(mechanical digestion)와 화학적 소화(chemical digestion)가 이루어진다. 기계적 소화는 저작, 혼합, 파쇄 등의 물리적 과정을 통해 음식물을 작은 입자로 분해하는 것이고, 화학적 소화는 효소에 의한 가수분해 반응으로 고분자 영양소를 단일 분자로 분해하는 과정이다. 소화된 영양소는 주로 소장에서 흡수(absorption)되어 체내로 들어가게 된다. 마지막으로 소화되지 않고 남은 잔여물은 대장에서 물이 흡수되어 고형화된 형태인 대변으로 배출(defecation)된다. 이와 같이 위장관계는 음식물의 섭취부터 최종 배설에 이르는 일련의 소화 과정을 담당하고 있다.
1.2. 위장관계 기능
1.2.1. 섭취(ingestion)
섭취(ingestion)는 위장관계의 가장 기본적이고 필수적인 기능 중 하나이다. 섭취는 음식물이 구강을 통해 위장관 내부로 들어오는 과정을 말한다. 이는 능동적이며 수의적인 과정이다.
구강은 음식물의 섭취가 이루어지는 첫 단계이다. 음식물은 혀와 치아에 의해 저작되고, 타액의 도움으로 부드럽게 형성된다. 이 과정에서 타액 내의 프리알린 효소가 전분을 maltose로 분해하는 등 화학적 소화작용도 시작된다.
연하반사에 의해 음식물은 인두와 식도를 거쳐 위로 이동하게 된다. 인두와 식도는 단순히 음식물을 통과시키는 통로 역할을 할 뿐 별도의 소화 기능은 수행하지 않는다. 이 과정에서 연동운동이 일어나 음식물이 위로 이동하게 된다.
위는 음식물을 저장하고 위액과 섞어 유미즙 상태로 만드는 역할을 한다. 위의 평활근 수축에 의해 음식물이 기계적으로 잘게 부서지며, 위액 내의 소화효소에 의해 화학적 소화작용도 일어난다.
소장으로 이동된 음식물은 췌장액, 담즙, 장액 등과 섞여 본격적인 소화 과정을 거치게 된다. 소장에서 이루어지는 화학적 소화작용에 의해 음식물은 최종적으로 단당류, 지방산, 아미노산 등의 형태로 분해된다.
위와 같은 일련의 섭취 과정을 통해 인체는 필요한 영양소를 공급받게 된다. 섭취 기능의 장애는 영양 불균형, 소화 및 흡수 장애 등 다양한 건강 문제를 야기할 수 있다.
1.2.2. 추진(Propulsion)
추진(Propulsion)이란 섭취된 음식물이 여러 소화기관을 거치면서 한 소화기관에서 다음 소화기관으로 이동하는 과정을 말한다. 이를 위해서는 위장관 벽의 평활근 수축과 이완에 의한 추진운동이 매우 중요한 역할을 한다.
구강에서의 음식물 섭취 후에는 연하(삼킴) 작용에 의해 음식물이 식도를 통해 위로 이동한다. 연하는 혀, 연구개, 인두, 식도의 협응된 운동에 의해 일어나는 복합적인 과정이다. 자발적인 구강 단계와 불수의적인 인두-식도 단계로 나누어진다. 음식물이 인두로 이동하면 부교감신경의 조절에 의한 연동운동(peristalsis)이 식도를 따라 일어나 음식물을 위로 이동시킨다. 이때 문합부인 식도괄약근이 이완되면서 음식물이 위로 들어간다.
위에서는 강력한 수축운동에 의해 음식물을 섞고 분쇄하여 소장으로 이동시킨다. 위체부와 유문부 사이에서는 강한 파상형 수축운동이 일어나 유문부로 음식물을 밀어낸다. 유문부의 유문괄약근은 거의 닫힌 상태로 있어 30mL 이하의 소량의 미즙만 십이지장으로 배출시킨다. 이후 십이지장벽의 팽창 자극에 의해 위장관 반사가 일어나 위장 내용물의 배출을 억제한다.
소장에서는 규칙적인 연동운동과 분절운동에 의해 음식물이 천천히 이동한다. 연동운동은 음식물을 추진하고 분절운동은 이를 잘게 나누어 효과적인 소화와 흡수를 돕는다.
대장에서도 역시 연동운동과 집단운동(mass movement)에 의해 잔여물이 직장으로 이동한다. 연동운동은 느리지만 지속적이며, 집단운동은 강력하지만 간헐적으로 일어난다. 특히 식후나 기상 후에 자주 일어나는데, 직장내 압력이 증가하면 배변반사가 일어나 항문괄약근이 이완되어 배변이 이루어진다.
이와 같이 위장관 전반에 걸쳐 평활근의 협응된 수축과 이완에 의한 추진운동이 음식물을 소화기관을 따라 이동시키는 데 핵심적인 역할을 한다.
1.2.3. 음식물 분해-기계적 소화(Food Breakdown : Mechanical Digestion)
음식물 분해-기계적 소화(Food Breakdown : Mechanical Digestion)는 음식물이 입에 들어오면 가장 먼저 일어나는 과정이다. 먼저 저작(chewing)에 의해 음식물 덩어리가 물리적으로 잘게 부서진 후 타액과 섞이게 된다. 이때 타액 내의 아밀라아제 효소가 화학적 소화작용을 시작하여 전분을 단당류인 맥아당으로 분해한다. 타액은 지속적으로 분비되어 입 안을 습하게 유지하며, 음식물이 입 안으로 들어오면 더 많이 분비된다. 단순한 압박이나 껌을 씹는 것, 정서적 자극 등도 타액 분비를 증가시킨다. 이처럼 입에서는 기계적인 저작과 화학적인 소화가 동시에 일어나 음식물이 점차 잘게 부서지고 소화되기 시작하는 것이다. 입에서의 소화작용은 단순한 분해과정에 불과하며 실제적인 영양분의 흡수는 이루어지지 않는다. 이후 음식물은 인두와 식도를 통해 위로 이동하게 된다. 이 과정에서 연하(swallowing)가 이루어지는데, 혀와 연구개, 인두, 식도의 복합적인 운동에 의해 음식물이 위로 들어가게 된다. 이처럼 음식물은 입에서 기계적으로 분쇄되고 타액과 혼합되면서 소화과정이 시작되며, 이후 소화기관을 차례로 통과하면서 화학적 소화와 흡수가 완성된다."
1.2.4. 음식물 분해- 화학적 소화(Food Breakdown : chamical Digestion)
음식물 분해- 화학적 소화(Food Breakdown : chamical Digestion)는 고분자 음식물이 효소에 의해 단일 분자로 분해되는 일련의 과정이다. 고분자 음식물은 위장관에서 가수분해 반응을 통해 단일분자로 분해되는데, 이때 소화효소가 중요한 역할을 한다.
위, 소장, 췌장 등에서 분비되는 소화효소는 주요 영양소인 탄수화물, 단백질, 지방을 분해한다. 위에서는 펩신이 단백질을 분해하고, 소장에서는 트립신, 키모트립신, 엘라스타아제 등의 췌장효소와 장 효소가 단백질을 분해한다. 또한 소장에서는 아밀라아제가 전분을 분해하고 리파아제가 지방을 분해한다. 이렇게 분해된 영양소들은 흡수되어 체내에서 다양한 대사 과정에 이용된다.
화학적 소화는 주로 소화관에서 일어나며, 이때 효소의 작용이 매우 중요하다. 음식물이 소화관을 지날수록 점차 단일분자로 분해되어 흡수되기 쉬운 형태로 변화한다. 이러한 화학적 소화 작용은 음식물의 영양분을 효과적으로 흡수하는 데 필수적인 과정이다.
1.2.5. 흡수 (Absorption)
소화된 영양소가 위장관의 상피세포에서 흡수되어 혈액이나 림프계로 들어가는 과정을 흡수(Absorption)라고 한다. 소화된 음식물은 주로 소장에서 흡수되며, 그 중에서도 공장과 회장이 가장 중요한 흡수 부위이다.
소장 상피세포의 미세융모는 다양한 효소를 가지고 있어 최종 소화 산물을 단당류, 아미노산, 지방산 등으로 분해한다. 이렇게 분해된 소화 산물은 수동적 또는 능동적인 과정을 통해 상피세포로 흡수되어 혈액이나 림프계로 유입된다. 단당류는 주로 포도당 수송체를 통해 세포 내부로 이동하고, 아미노산은 특이적인 아미노산 수송체로 흡수된다. 지방산과 글리세롤은 소포포식작용을 통해 흡수된 후 리포단백질의 형태로 림프관을 통해 순환한다.
소장의 흡수 능력은 매우 우수한데, 이는 소장의 해부학적 구조 때문이다. 소장은 긴 길이와 넓은 표면적, 미세 융모 등의 구조적 특징을 가지고 있어 효율적인 흡수가 가능하다. 또한 세포막 수송체의 발달, 삼투압 조절 능력, 능동수송 기전 등이 뛰어나 다양한 영양소를 효과적으로 흡수할 수 있다.
소화 과정에서 일부 영양소는 대장에서도 흡수가 일어난다. 대장에 존재하는 장내세균이 남은 영양분을 분해하여 일부 비타민(비타민 K, 일부 비타민 B군)을 합성하며, 이 비타민들은 대장에서 흡수된다. 또한 물, 전해질, 일부 약물 등도 대장에서 흡수된다.
흡수 과정에 장애가 발생하면 영양 결핍, 설사, 장내 환경 변화 등의 문제가 발생할 수 있다. 따라서 흡수 기능의 유지는 원활한 영양 공급과 체내 항상성 유지를 위해 매우 중요하다.
1.2.6. 배변 (Defecation)
배변(Defecation)은 소화되지 않은 물질이 대변의 형태로 항문을 통해 배출되는 과정이다. 대장에서는 연동운동과 집단운동(mass movement)이 배변을 위해 중요한 역할을 한다. 연동운동은 느리게 일어나며 추진력이 약한 편이지만, 집단운동은 느리지만 강한 수축파로 하루에 3~4회 대장 넓은 영역에서 발생하여 직장 내로 내용물을 이동시킨다. 이러한 특징적인 두 종류의 운동은 주로 식사 중이나 식후에 유발된다.
직장은 일반적...
