인체의 신비(소화계)
1. 소화관의 구성
민재: 입으로 들어간 음식이 항문으로 나오는 길을 알고 싶어요?
아빠: 입과 항문사이를 연결하는 소화관은, 주머니처럼 확장된 위를 제외하고는, 모두 원형의 관으로 되어 있단다. 입에서 잘게 씹혀진 음식은 식도를 통해 위로 간단다. 위에 모여진 음식물은 일정시간 머물면서 더욱 잘게 부셔져서 작은창자로 이동하게 되지. 작은창자는 샘창자(십이지장), 빈창자(공장), 돌창자(회장)으로 구분되며 여기서는 주로 음식물의 분해와 흡수가 일어난단다. 그 다음 큰창자로 건너가게 되는데 막창자(맹장), 주름창자(결장), 곧창자(직장), 그리고 항문관으로 이루어지지. 이곳에서는 주로 수분의 흡수가 일어난단다.
2. 소화관의 운동
아빠: 그럼 소화관의 구조에 대해서 알아보자.. 소화관은 기본적으로 점막층, 점막밑조직층, 근육층, 그리고 장막의 4층으로 구성된단다.
점막의 안쪽은 상피세포가 덮고있어서 음식물이 지나가는 통로를 만들어줄 뿐 아니라 이들 세포들이 영양분을 흡수하고 음식물이 지나가기 쉽도록 미끄러운 점액을 분비하고 또 위장에서는 음식물을 분해하기 위한 위액을 분비하기도 한단다. 점막밑조직은 바깥쪽의 단단한 근육층과 점막층 사이를 이어주는 부드러운 조직인데 소화관의 운동을 원활하게 할 수 있도록 해주지. 근육층은 원형으로 배열된 안층과 길이방향으로 배열된 바같층의 2층으로 구성되는데 근육층이 길이방향으로 수축과 이완이 이어져서 마치 파도타기처럼 한쪽방향으로 훑어 내려서 음식물을 항문 쪽으로 이동시킨단다. 이를 연동운동이라고 하지. 또 다른 운동은 주기적으로 수축과 반복이 일어나는데 이를 통하여 소화액과 잘 혼합되고 잘게 부셔지기도 한단다. 이를 분절운동이라고 한단다. 장막은 포장지처럼 바깥을 둘러싸고 있는 얇은 막이란다.
3. 식도의 구조
아빠:식도는 단순히 음식물을 이동시키는 역할을 한단다. 음식물이 입속에서 씹히기는 하지만 아직까지는 상당히 거치므로 식도를 통과하면서 식도점막을 손상시킬 수 있지. 그래서 식도의 상피는 피부와 비슷한 질긴 중층편평상피로 되어있단다. 또 하나 특징은 식도의 근육층의 윗 부분은 수의근이지만 아래 부분은 불수의근으로 되어 있단다. 그래서 음식물을 삼킬 때는 우리의 의사대로 할 수 있지만 음식물이 식도로 넘어가면 저절로 위장으로 넘어가게 된단다.
4. 위의 역할과 위액
아빠: 기본적으로 위는 음식물을 잘게 부수는 일을 한단다. 입에서 넘어온 음식물은 위에서 얼마간 머물면서 위액과 섞이면서 잘게 부셔지는데 음식물이 들어오면 위의 근육층이 계속 수축과 반복을 계속하므로 자루에 음식물을 넣고 짓이기는 것과 같이 음식물이 부드럽게 갈리게된단다.
뿐만 아니라 음식물을 분해하기 위해서 위에서는 하루에 2-3 liter의 위액을 분비한단다. 위액에는 염산, 펩시노젠, 점액 등이 섞여있는데 염산은 단백질을 소화하는 펩시노젠을 활동형인 펩신으로 바꿔주고 이들이 소화작용을 하기에 적당한 산도를 유지해 준단다. 뿐만 아니라 음식물과 함께 위 속으로 들어온 세균을 죽이는 살균작용도 한단다.
위장내면을 보면 주름이 져있고 식도 및 샘창자와 연결되는 부위는 원형으로 배열된 안층이 두꺼워져서 괄약근이 되어 음식물이 지나가는 것을 조절해 준단다. 위안의 음식물은 위에서 분비되는 염산과 섞여 있으므로 산도가 높아 식도로 거꾸로 넘어가면 식도를 손상시키므로 식도 쪽의 괄약근은 음식물의 역류를 방지하는 역할을 하고, 샘창자 쪽은 음식물이 위속에서 소화될 수 있게 어느 정도 머물도록 음식물이 빨리 지나가는 것을 막아준단다.
5. 작은창자의 구성
아빠:작은창자는 위에서 시작하여 큰창자로 이어지는 6-7m의 관으로 큰창자에 비해 굵기가 가늘기 때문에 작은창자라고 한단다. 위액과 장액 외에도 간과 이자에서 분비물을 받아들여 음식물을 소화, 흡수하는 곳이란다. 첫 부분이 샘창자인데 25Cm로 손가락 12개를 포갠 길이만큼 된다고 해서 12지장이라고도 한단다. 소화샘인 이자와 간의 분비관이 이곳으로 분비되므로 샘창자라고 한단다. 그 다음 2/5를 빈창자, 다음 3/5를 돌창자라고 한단다. 빈창자에는 음식물이 주로 비어 있기 때문에 빈창자라고 하고 돌창자는 좀더 꼬불꼬불하게 되어 있어서 돌창자라고 한단다.
6. 테니스장만큼 넓은 작은창자
아빠: 작은창자는 영양분을 흡수하는 일이 주된 임무이므로 영양분을 효율적으로 흡수하기 위해서 표면적을 넓힐 수 있는 구조들이 잘 발달되어 있단다. 우선 돌림주머니가 있는데 이것은 소장의 안쪽 면이 매끈하지 않고 세탁기의 배수관처럼 주름이 져있단다. 그러면 주름이 없는 것보다도 표면적이 약 3배 정도 넓어지지. 다음 구조물이 융모인데 작은창자의 표면이 목욕타올처럼 작은 돌기들로 덮혀있단다. 이들 융모를 이용해 표면적을 다시 10배 더 늘인단다. 그 다음 더 작은 구조물이 미세융모인데 세포표면이 털처럼 되어있어서 표면적을 20배 정도 더 늘일 수 있지. 이렇게 늘어난 소장의 표면적은 약 200 m2
로 테니스장 하나 정도의 넓이에 해당한단다. 음식물이 소화되어 잘게 부수어진 영양분들은 넓은 표면을 통해 손쉽게 흡수되어 융모속의 혈관안으로 들어갈 수 있단다.
7. 큰창자의 구성
아빠: 큰창자는 소화관의 끝부분으로 작은창자보다 굵고 짧으며 전체길이가 1.5m 정도 된단다. 주로 수분을 흡수하여 대변을 만드는 역할을 하지. 막창자, 주름창자, 곧창자로 이루어져있단다. 막창자는 돌창자개구부 아래쪽에 있는 5-6 Cm 정보의 부분으로 끝에 막창자꼬리가 달려있는데 이곳에 생긴 염증이 흔히들 알고 있는 맹장염이란다. 그 다음이 주름창자인데 부위에 따라 오름주름창자, 가로주름창자, 내림주름창자, 그리고 구불주름창자 이렇게 4 부분으로 나눌 수 있단다. 곧창자는 12 Cm 정도의 소화관의 가장 끝부분을 말하며 마지막 부분을 항문관이라고 한단다.
8. 대변을 만드는 큰창자
아빠: 음식물이 소화되어 작은창자를 통과하면 영양분은 흡수되고 음식 찌꺼기만 남게되지. 하지만 아직까지는 물이 많아서 죽처럼 되어있단다. 그래서 큰창자를 통과하면서 수분이 흡수되면 대변이 되게되지. 그런데 음식을 잘못 먹어 창자가 흥분되면 장운동이 빨라져서 음식물이 창자속에서 충분한 시간을 보내면서 영양분과 수분이 흡수되지 못하고 그냥 나오게 되는데 이것이 바로 설사란다. 어떻게 보면 설사는 이물질을 빨리 배설하여 우리 몸을 보호하기 위한 하나의 방법이라고 볼 수 있지.
수분이 흡수되어 단단해진 대변은 소화관을 지나가기가 어렵단다. 그래서 큰창자에는 돌림주머니나 융모는 만들어지지 않는단다. 그대신 단단한 대변이 잘 지나가도록, 윤활제인 점액을 만드는 장샘이 많이 만들어지고 그 속에는 점액을 만드는 술잔세포가 작은창자에 비해 월등히 많단다.
9. 간과 이자
민재: 소화액을 분비하는 소화샘에는 어떤 것들이 있나요?
아빠: 음식물을 분해하는 소화샘으로는 침샘, 간, 이자를 들 수 있는데 침샘에 대해서는 지난번 구강에서 이야기했고 이번에는 간과 이자에 대해서 알아보자.
간은 1.5 Kg에 달하는 우리 몸에서 가장 큰 샘으로 지방질 소화에 필요한 담즙을 만들어 낸단다. 간에서 분비된 담즙은 담낭에서 농축되고 저장되어 있다가 샘창자로 분비되지. 이외에도 간은 우리 몸에 해로운 물질들을 분해하는 역할과 영양소를 저장하는 역할도 한단다. 뿐만 아니라 당, 지방 및 단백질의 대사에도 관여한단다.
이자는 위장 아래쪽에 있는 내분비작용과 외분비작용을 함께 하는 소화샘이란다. 내분비계는 신체를 조절하고 항상성을 유지하는데 이에 대해서는 다음에 이야기하도록 하자구나. 이자의 외분비계에서 단백질을 분해하는 트립신, 당을 분해하는 아밀라제, 지방을 분해하는 라이파제 등을 위시해 각종 소화효소를 만든단다. 우리가 과식했을 때 먹는 소화제가 바로 이자에서 분비되는 소화효소를 인공적으로 만든 것이란다.