우리가 섭취한 음식은 입에 들어간 순간부터 다양한 변화를 겪게 됩니다. 가장 좋아하는 음식을 떠올린 다음 이것이 소화기계에서 어떤 여정을 거치는지 상상해보세요. 잘 익은 사과를 예로 들어보겠습니다. 사과는 우리 몸에서 사용될 수 있는 영양소가 가득 찬 과일입니다.
그러나 이 과일은 어떤 과정을 통해 우리 몸에 흡수될까요? 결론부터 말씀드리자면, 미세한 사과 입자가 혈액을 통해 동맥과 정맥으로 공급되지는 않습니다. 우리 몸은 사각사각한 사과의 식감과 달콤함을 구성하는 화학 성분을 활용합니다.
이러한 화합물은 소화 과정을 통해 음식에서 추출되어 우리 몸에 흡수됩니다. 인체는 이러한 방식으로 음식물로 섭취된 탄수화물, 단백질, 지방, 식이섬유 및 필수 비타민과 미네랄은 기타 중요한 미량 영양소와 함께 흡수되어 우리 몸에 에너지를 공급하게 됩니다. 소화는 또한 배설물을 제거하는 역할도 합니다. 그리고 이러한 작용은 우리 몸에서 지속적으로 이루어집니다.
이처럼 우리가 식탁에서 섭취한 음식물은 소화기계를 통한 긴 여정을 거치게 됩니다. 소화 과정에서 우리가 섭취한 음식이 거치는 여정은 다음과 같습니다:
입 >> 식도 >> 위 >> 소장 >> 대장.
소화 과정의 각 단계에서 우리가 먹은 음식은 변화되고 흡수될 수 있는 작은 단위로 분해됩니다. 이 시스템을 단계별로 알아봄으로써, 우리는 우리가 매일 먹는 음식이 어떻게 우리 몸에 영향을 미치는지 더욱 잘 이해할 수 있습니다.
소화기계 관련 용어
소화기계에 관해 자세히 알아보기 이전에 먼저 관련 용어를 이해하는 것이 중요합니다. 소화 과정과 관련된 용어를 먼저 배우면 나머지 과정을 더욱 쉽게 이해할 수 있을 것입니다.
- 볼러스(Bolus): 씹은 후 침과 섞인 음식물 덩어리.
- 인두(Pharynx): 목, 입과 식도를 연결하는 공간.
- 괄약근(Sphincter): 한 기관에서 다른 기관으로 액체 및 고체의 이동을 통제하는 고리 모양의 근육.
- 카임(Chyme): 위에서 배출되어 소장까지 이동하는 잘게 분해된 음식과 소화액 혼합물.
- 융모(Villi): 소장과 대장의 벽을 덮고 있는 미세한 손가락 모양의 돌기.
- 빌리루빈(Bilirubin): 적혈구가 분해되었을 때 분비되는 색소.
- 대변(Stool): 소화가 끝난 후 남은 배설물.
입
음식은 먹는 행동은 소화 과정에서 가장 즐거운 단계라고 할 수 있습니다. 이 단계에서 입과 혀는 다양한 종류, 식감과 맛의 음식 및 음료와 조우합니다. 이들은 함께 소화의 첫 단계를 시작하는데, 이것은 섭취한 음식을 삼키기 쉽도록 작게 부수는 과정입니다.
우리는 음식을 입에 넣었을 때 소화가 시작된다고 생각하기 쉽습니다. 그러나 어떤 경우에는 음식을 섭취하기 이전부터 소화 과정은 시작됩니다. 멋진 음식의 모양새, 냄새나 생각만으로도 침샘의 반응을 유도하기에 충분할 수 있습니다. 배고플 때 입에서 군침이 도는 것도 이러한 이유 때문입니다. 침은 씹는 과정에서도 분비됩니다. 이것은 음식물에 수분을 공급하고 윤활제 역할을 하여 삼키기 쉽게 만듭니다.
다시 사과를 떠올려보겠습니다. 오후 시간 저녁 식사 때까지 허기를 채워줄 만한 어떤 것을 원한다면, 사과는 훌륭한 선택입니다. 사과의 사각사각한 식감과 달콤함, 시큼함과 사과즙을 생각만 하더라고 군침이 돌 수 있습니다.
입안의 침샘에서는 침이 분비되는데, 이것은 소화 효소인 아밀라아제(amylase)를 풍부하게 함유하고 있습니다. 침 속의 아밀라아제는 녹말을 이당류인 말토스(maltose)로 분해합니다. 이것은 이후에 글루코스와 같은 단당류로 추가 분해되어 세포 에너지로 사용됩니다.
혀의 움직임 또한 소화 과정에 중요한 역할을 합니다. 음식을 씹은 후 침과 섞이게 되면 삼키기에 적당한 상태가 됩니다. 이때 혀는 이 혼합물을 덩어리 상태인 볼러스로 만들어 목 뒤로 흘러가게 합니다. 이 음식물 덩어리가 삼켜지면 인두를 거쳐 식도로 이동하게 됩니다.
소화 기관 지식 1 – 입안의 침샘은 하루에 1L – 1.5L의 침을 분비합니다.
식도
볼러스라고 하는 음식물 덩어리는 식도를 통해 입에서 위로 이동하게 됩니다. 이 중요한 연결 기관은 위쪽과 아래쪽에 있는 두 개의 괄약근으로 보호됩니다. 이 고리 모양의 근육은 우리가 음식물을 삼킬 때 열고 닫히게 하는 조임끈과 같은 역할을 합니다.
이 괄약근 각각은 독립적으로 작용합니다. 위쪽 식도 괄약근은 인두에서 볼러스를 들어오게 하는 역할을 합니다. 아래쪽 식도 괄약근은 식도의 내용물을 위로 배출하는 역할을 합니다. 이는 또한 위에 쌓인 가스를 배출하는 역할도 합니다. 이것이 바로 트림 현상입니다.
음식과 음료가 식도를 따라 움직이게 하는 원동력은 연동운동(peristalsis)이라고 합니다. 식도 내벽을 형성하는 매끄러운 근육은 볼러스가 들어왔을 때 규칙적인 수축 운동을 합니다. 연동운동으로 유발되는 파장과 같은 움직임은 소화 기관 전체에서 계속적으로 이루어집니다. 이러한 움직임은 위, 소장 및 대장을 포함한 모든 소화 기관에서 음식물의 이동이 가능하게 합니다.
중력 또한 음식물이 식도에서 위로 이동하는 데 도움을 줄 수 있습니다. 앉은 자세에서는 섭취한 음식물은 식도에서 위로 아무 불편함 없이 빨리 이동할 수 있습니다.
소화 기관 지식 2 – 음식물 덩어리가 인후에서 식도, 식도에서 위로 이동하는 데는 8초밖에 걸리지 않습니다.
위
음식물을 깨물고 씹고 삼키는 동안 음식물 덩어리는 계속해서 위에 쌓입니다. 위는 식사를 하는 동안 소량의 음식물을 계속해서 받아들이는 저장소와 같은 역할을 합니다. 위에서는 대량의 음식물이 빠른 시간에 저장되고 그 다음 긴 시간 동안 소화될 수 있습니다.
성인의 텅 빈 위장은 겨우 75mL 용량 밖에 되지 않는다는 사실을 고려하면 이것은 놀라운 기능입니다. 위는 팽창되는 근육으로 이루어져 있으므로 식사 동안 최대 1L의 음식물까지 저장할 수 있습니다. 이것은 기본 용량의 10배가 넘는 양입니다.
이제는 사과 한 개로는 만족하지 못했다고 가정해보겠습니다. 그 대신, 요구르트와 샌드위치 및 당근까지 먹었습니다. 이것은 한 번에 저장하기에는 상당히 많은 양입니다. 그러나 우리의 위장은 식사 한 끼를 저장하기에 충분할 정도로 팽창하므로 그리 걱정할 이유는 없습니다. 우리 위장은 삼키는 음식물을 큰 어려움 없이 수용하여 다음 몇 시간 동안 천천히 소화시킬 것입니다.
위는 역동적인 기관이기도 합니다. 이것은 음식물 덩어리를 휘젓고 짜고 수축시키면서 위액과 혼합 시킵니다. 위에서도 연동운동은 계속해서 이루어지며 이것은 음식물과 위산이 혼합되게 하는 원동력이 됩니다. 위액은 영양소가 이후 과정을 통해 소장에서 흡수될 수 있게 분해하는 역할을 합니다.
이 소화액은 강력한 염산의 일종입니다. 이것은 단단한 결합을 가진 단백질을 작은 아미노산 사슬인 폴리펩타이드 사슬로 분해할 만큼 강력합니다. 이것은 또한 일부 음식물에 존재할 수 있는 해로운 박테리아를 퇴치하는 역할도 할 수 있습니다.
위산은 너무나 강력한 성분이므로 분비되기 이전에 각별한 주의가 요구됩니다. 식사를 시작할 때, 위는 음식물을 받을 준비를 하는 단계이므로 위산은 거의 분비되지 않습니다. 이때는 가벼운 연동운동이 시작되고 유입될 음식물을 받을 준비가 되게 합니다.
식사가 진행되면 연동운동과 위산 분비는 활발해집니다. 위액은 식사가 한참 진행 중일 때 가장 많이 분비됩니다. 위의 근육은 음식물과 음료를 위산과 빠르게 혼합합니다. 이를 통해 삼키는 음식물을 분해하기에 충분한 액체가 공급될 수 있게 합니다. 이 과정에서 액체 형태로 변화된 음식을 카임이라고 합니다.
식사하는 동안 이 카임은 연동운동을 통해 소장으로 이동됩니다. 식사가 끝나면, 위산은 더 이상 분비되지 않습니다. 그러나 이때까지 분비된 위산이 지나치게 많을 수 있습니다. 식사 후 지나치게 많은 위액이 위에 남아 있는 경우, 속 쓰림과 같은 증상을 경험할 수 있습니다. 위는 보호 작용으로 위산 분비량을 조절하여 건강과 편안함을 유지할 수 있게 합니다.
식사를 통해 생성된 카임이 모두 소장으로 이동될 때까지 위는 계속해서 수축합니다.
소화 기관 지식 3 – 배에서 나는 소리는 연동운동으로 음식물이 위에서 소장으로 이동할 때에도 발생할 수 있습니다. 이것은 소화 과정에서 발생할 수 있고 위의 내용물이 모두 배출될 때까지 최대 2시간 동안 계속될 수 있습니다.
소장
소장은 소화 과정에서 가장 중요한 역할을 하는 기관입니다. 또한, 이름과는 달리 전혀 작지 않습니다. 소장은 길이가 7m에 이르면 이 기관의 주요 기능은 영양소의 흡수입니다. 이처럼 7m에 달하는 소화 “파이프”를 따라 몇 가지 요소가 소장과 통합되어 최적을 기능을 수행합니다.
소장의 가운데를 뜻하는 내강(lumen)은 융모(Villi)라고 하는 손가락 모양의 미세한 촉수로 덮여있습니다. 이 융모는 소장 점막에 솜털 같은 모양으로 밀집되어 소장의 기능을 지원합니다.
융모는 고급 융단처럼 접촉하는 모든 영양소를 흡수하는 역할을 합니다. 이 융모의 존재로 인해 소장의 표면적이 넓어지기 때문입니다. 이 단계에서는 카임이 추가로 소화되고 영양소는 융모를 통해 흡수된 뒤 혈액으로 전송됩니다. 표면적이 넓을수록 더 많은 영양소 흡수가 가능합니다.
사과의 예를 다시 들어보겠습니다. 위액과 섞인 사과는 카임으로 변화되고 소장으로 배출된 후 물과 담즙과 같은 기타 소화액과 섞입니다. 이 카임은 연동운동을 통해 당분, 지방 및 단백질 등으로 계속해서 분해됩니다.
담즙은 지방을 유리 지방산으로 분해하는 데 필수적인 성분입니다. 담즙은 물, 소금, 산과 지질로 구성되어 있습니다. 이 성분은 지방과 지용성 비타민이 용해되어 융모를 통해 혈액으로 전송될 수 있게 해주는 매개체입니다.
담즙은 또한 적혈구가 분해될 때 분비되는 적황색 색소인 빌리루빈(bilirubin)을 함유하고 있습니다. 우리 몸은 자체적으로 이 빌리루빈을 분해하지 못하므로 박테리아에 의존해야 합니다. 소장에 존재하는 박테리아가 이 빌리루빈을 섭취하면, 스테르코빌린(stercobilin)이라고 하는 짙은 색 물질이 생성됩니다. 이것은 대변의 색깔을 황갈색으로 만드는 부산물입니다.
박테리아는 또한 음식물의 소화에도 어느 정도 도움을 줍니다. 소장에 존재하는 미생물은 나중에 사용할 수 있도록 지방산을 합성하는 데 이바지합니다. 이들은 또한 췌장액(프로테아제(protease)라고도 함)과 함께 단백질 소화를 돕습니다. 프로테아제는 복합 단백질을 펩타이드 사슬로 분해한 다음 최종적으로 아미노산으로 분해하는 역할을 합니다.
이제 글루코스, 아미노산 및 유리 지방산 분자가 융모를 통해 혈액에 흡수될 준비가 되었습니다.
소화 기관 지식 4 – 식사 후 위의 내용물이 모두 소장으로 배출될 때까지는 4-5시간이 걸립니다.
대장
소장에서 여정이 끝날 즈음 대부분 영양소는 체내로 흡수됩니다. 그러나 섭취한 모든 음식물이 흡수되는 것은 아닙니다. 그렇다면 우리 몸에서 필요로 하지 않는 음식물은 어떻게 될까요? 소화되지 않은 음식물, 과도한 수분과 점액질은 모두 대장에서 대변을 형성합니다.
대변은 소화 과정에서 마지막으로 남겨진 고형 폐기물입니다. 이것이 형성되는 이유는 섭취한 음식물의 모든 분자가 우리 몸에 흡수되지는 않기 때문입니다. 러피지(roughage)(식이섬유)는 상대적으로 큰 변화 없이 소화기계를 지나갑니다. 그 이유는 우리 몸에서 생성된 소화 효소는 식이섬유를 분해하지 못하기 때문입니다.
지금까지 예로 사용했던 사과가 좋은 본보기입니다. 질긴 껍질을 구성하고 사과의 독특한 사각사각한 식감을 만들어주는 화합물은 영양소 흡수가 거의 되지 않고 우리 소화기계를 바로 통과합니다.
소화되지 않은 음식물 조각과 식이섬유는 대장에 축적됩니다. 이 소화기계 마지막 정류장은 팽기(haustra)라고 하는 조직이 밀집된 기관입니다. 이들은 대장의 주름을 형성합니다. 팽기는 대변이 체외로 배출되기 전까지 축적될 수 있게 팽창됩니다.
대장 출구와 소화기계 여정의 최종 단계에는 항문이라고 하는 또 다른 괄약근이 존재합니다. 대변을 소화기계에서 배출하려면 약간의 힘이 필요합니다.
따라서 대장에서 대변을 체외로 배출하려면 장의 연동운동이 필수적입니다. 매우 강한 연동 수축력(위와 장에서 음식물 이동의 원동력이 된 파장 형태의 운동)이 있어야만 대변을 배출할 수 있게 됩니다. 이러한 운동은 하복부에 압박감을 생성하고 궁극적으로 배변 반응을 유발합니다.
대변은 일반적으로 황갈색을 띠고 악취가 납니다. 색깔은 빌리루빈 때문이라는 것을 앞서 설명하였으나, 악취가 나는 이유는 왜일까요?
박테리아 때문일 것이라고 짐작하셨다면, 정답입니다.
대장에 존재하는 미생물은 소장에서 소화되고 남은 음식물을 먹이로 합니다. 이들이 대변과 상호작용하는 동안 가스가 생성됩니다. 대변에서 나는 악취는 이러한 박테리아 활동의 결과로 분비되는 가스 때문입니다.
소화 기관 지식 5 – 대변은 체내에서 최대한 48시간 동안 대장에 축적되어 있을 수 있습니다.
소화기 건강 팁
소화 기관이 원활하게 작용할 때, 우리는 건강하고 편안하게 느낍니다. 이처럼 우리의 위장을 가장 우수한 상태로 유지할 수 있는 간단한 방법이 있습니다.
가장 먼저 수분 섭취입니다.
물을 충분히 마시면 소화 기관에 들어온 음식물이 근육이 수축될 때마다 쉽게 이동할 수 있습니다. 또한, 충분한 수분은 장에 쌓일 수 있는 폐기물을 부드럽게 하는 데 도움을 줍니다. 그리고 대변이 최종적으로 직장에 쌓일 때, 이의 배출 또한 쉽게 합니다.
두 번째는 식이섬유입니다.
이 복합 탄수화물은 부피가 있으므로 대변에 중량을 더해줍니다. 장의 연동운동은 고형 폐기물이 더 무거울 때 더욱 쉽게 이루어집니다. 섬유질은또한 물을 흡수하고 대변을 부드럽게 하여 소화 기관을 지나가기 쉽게 합니다. 따라서 배변 활동이 불규칙하다면 식이섬유의 섭취량을 늘리는 것이 좋을 수 있습니다. 다만, 배변 활동은 사람마다 다를 수 있다는 사실을 기억해야 합니다. 한 연구에 따르면 정상적인 배변 활동 패턴은 하루 3회에서 일주일에 3회까지 다양할 수 있는 것으로 밝혀졌습니다.
또한, 식이섬유의 섭취량을 갑작스럽게 늘리면 불편함을 느낄 수 있다는 사실에 주의해야 합니다. 이 경우 장에 가스가 쌓여 속이 더부룩해지고 복통까지 유발할 수 있습니다. 따라서 장의 편안함을 유지하려면 섬유질 섭취량을 조금씩 늘리는 것이 좋습니다. 식이섬유는 음식을 통해 섭취하는 것이 좋습니다. 식이섬유가 풍부한 식품은 다음과 같습니다.
- 과일
- 채소
- 견과류
- 콩류
- 통곡물
- 해조류
- 식이섬유 함유 건강기능식품
마지막으로는 우리 소화 기관에 존재하는 박테리아를 잘 관리하는 것입니다. 이러한 미생물은 소화기 건강을 촉진하는 많은 역할을 합니다. 프로바이오틱스를 활용하면, 장 박테리아 균형을 건강하게 유지할 수 있습니다.
프로바이오틱스는 우리 소화 기관에 이로운 미생물의 증식을 촉진하는 식품을 의미합니다. 이들은 또한 소장에서 영양소 흡수를 돕고 음식물 분해를 촉진합니다. 프로바이오틱스 건강 기능 식품은 면역 건강에 중요한 역할을 할 수 있다는 연구 결과도 점점 더 증가하고 있습니다.
소화기계와 우리가 섭취한 음식물의 소화 과정을 조금 더 자세히 이해하려고 해보세요. 좋아하는 음식물이 우리 몸에서 분해, 액화, 흡수 및 궁극적으로 제거되는 과정을 보면 놀라지 않을 수 없을 것입니다. 그리고 이러한 과정은 생존을 위해 꼭 필요한 필수 영양소를 공급하기 위해 이루어집니다.
그러니 충분한 수분과 고식이섬유 식단으로 소화 기관을 지원해주세요. 소화 기관의 건강을, 여러분의 건강을 최우선으로 생각해주세요.
참고 문헌
“Dietary fiber: essential for a healthy diet.” Mayo Clinic.
“Digestive system – an overview.” Johns Hopkins Medicine.
“Exploring the role of gut bacteria in digestion.” Argonne National Laboratory.
“Gastrointestinal (GI) motility.” Austin Community College.
“Health benefits of taking probiotics.” Harvard Medical School.
“How our bodies turn food into energy.” Kaiser Permanente.
“Pathophysiology of the digestive system.” Colorado State University.
