과학 다반사

2. 영양소와 소화작용
2.2 소화기관


  이러한 영양소들은 우리가 섭취한 음식물을 몸속에서 분해하고 흡수하는 소화를 통해서 사용하게 됩니다. 흡수하지 못한 남은 찌꺼기는 몸속에서 배출하게 됩니다. 이렇게 음식의 섭취부터 소화와 제거를 하는 기능을 하는 기관을 소화기관이라고 합니다(MSD Manuals, www.msdmanuals.com). 입에서부터 항문까지 연결된 기관(소화관)과 소화관 외부에서 소화작용을 돕는 물질을 분비하는 기관들 모두를 포함하여 소화계통 혹은 소화기관이라고 합니다. 소화관은 구강, 인후, 식도, 위, 소장, 대장, 직장, 항문으로 구성되어 있습니다. 소화관 외부의 소화기관으로는 췌장, 간, 쓸개가 있습니다. 소화기관은 섭취한 음식을 물리적(저작), 화학적(소화)으로 분해해서 필요한 영양소를 분자 수준으로 쪼갠 뒤 선택적으로 흡수하는 작용을 합니다(Campbell, Biology, 11th Ed). 이는 매우 경이로운 현상으로, 우리가 매일 하는 소화작용에는 바이오 연구에서 가장 값비싼 연구 중 하나인 omics(체학: 현대 생명과학에서 많은 분자나 세포 등의 집합체 전부를 연구하는 학문) 연구를 위한 모든 첨단기술이 매우 높은 효율로 수행되고 있다는 것입니다. 다른 방향으로 생각해보면 omics 연구의 목표가 인체 내에서 일어나는 현상의 규명이라는 점에서, 아직 우리의 기술이 자연의 복잡함과 정밀함을 따라가지 못한다고 할 수 있습니다. 음식물의 소화과정은 매우 복잡한 과정입니다. 본문에서는 간략하게 학창 시절에 배운 내용을 정리해보는 정도로 소개해드리겠습니다. 

​글 그림 김준곤

2020년 07월 01일

음식물을 입을 통해 섭취하면 치아를 통해 씹어 분쇄합니다. 이때 구강 안으로 분비되는 침으로 음식물을 적셔서 쉽게 분쇄할 수 있도록 도와줍니다. 침 속의 아밀레이스(amylase)라는 소화효소가 탄수화물을 화학적으로 분해합니다. 인후와 식도를 지나 음식물은 위에 일정 시간 머물며 물리, 화학적으로 더 분해됩니다. 위는 음식물을 기계적으로 부수어서 작은 입자로 만듭니다. 위벽에서는 위액이 나오며, 위액에는 염산과 단백질 분해효소인 펩신이 포함되어 있어서 단백질을 분해하기 시작합니다. 샘창자라고도 불리는 십이지장은 소장의 첫 부분을 지칭합니다. 십이지장에서는 많은 소화효소가 분비됩니다. 탄수화물을 분해하는 아밀레이스와 단백질을 분해하기 위한 트립신(trypsin), 키모트립신(chymotrypsin), 카르복실펩티데이스(carboxy-peptidase) 효소가 췌장으로부터 분비됩니다. 지방의 분해도 여기서 본격적으로 이루어집니다. 중성지방을 분해하는 리페이즈라는 효소는 구강이나 위에서도 소량 분비되나, 췌장에서 주로 분비됩니다. 십이지장을 지나 소장 안에서도 분비되는 소화 효소들로 탄수화물, 단백질, 지질들의 분해가 진행되며, 분해된 분자들의 흡수가 이루어집니다. 미네랄과 비타민도 주로 소장에서 흡수가 됩니다. 대장에서는 주로 소화가 안 된 음식물 찌꺼기로부터 수분을 흡수하고, 찌꺼기를 몸 밖으로 배출합니다. 소장에서 흡수된 영양소는 혈액을 타고 몸속의 세포에 도달하여, 세포 활동에 필요한 작용에 사용되게 됩니다. 우리가 마신 물의 80%도 소장에서 흡수됩니다. 흡수되지 않고 남은 물은 대장에서 변을 묽게 만들어 배변 활동을 쉽게 하며, 일부는 대장 정맥으로 흡수됩니다. 소화관의 장막은 각종 세균이나 소화가 덜 된 큰 분자의 영양소, 살충제, 농약 등 우리 몸에 해로운 물질들이 혈액으로 흡수되지 않도록 조절해 주어 우리 몸을 보호해 줍니다. 

  이렇게 영양소와 소화기관을 살펴보니 의외로 단순하다는 느낌도 있습니다. 결국, 6대 영양소를 소장에서 흡수하기 위해서 으깨고 분해하고, 남은 것은 대장을 통해 배변으로 배출하며, 영양소가 아닌 물질은 흡수하지 않습니다. 하지만, 우리가 일상에서 대중매체를 포함하여 다양한 경로로 보고 듣고 배우는 음식물과 영양소에 관한 내용은 매우 다양하고 복잡합니다. 그 이유는 흡수된 영양소가 몸속에서 작용할 때는 분자 수준에서 일어나기 때문입니다. 그러면 우리가 매일 겪는 음식과 영양에 관한 내용은 분자 수준에서 이야기해야겠네요. 단순하게 어떤 성분이 있어서 몸에 좋다, 나쁘다가 아닌, 조금은 깊이 있게, 하지만 너무 어렵지 않게 음식과 영양소, 그리고 독성물질에 대해서 “분자 수준”에서 알아보겠습니다. 

© 김준곤

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