Chapter 16. 소화계 - KNUapp-mic/resources/lecture/animal... · 2015-08-31 · Chapter 16. 소화계 2) 장기능조절-장신경계내많은뉴런함유(1억개, 척수의수준)-운동뉴런,

Chapter 16. 소화계

1. 소화계- 소화(digestion) : 거대 음식분자들이 가수분해효소에 의해 단량체로 분해됨- 흡수(absorption) : 형성된 단량체가 소장벽을 통해 혈액과 림프로 운반됨- 소화계 : 위장관(gastrointestinal tract, GI) 과 부속소화기관(치아, 혀, 침샘, 간, 담낭, 췌장)으로 분리- 소화계의 주요 기능

1. 운동 : 소화관을 통한 음식물의 이동- 섭취 : 음식물 섭취- 저작 : 음식물 분쇄, 타액과의 혼합- 연하 : 음식물 삼킴- 연동 : 위장관을 통해 음식물의 하부이동

2. 분비 : 외분비 및 내분비- 외분비 : H2O, HCl, HCO3-, 소화효소, 위액(2~3L/day)- 내분비 : 위와 소장에서 소화계 조절 호르몬 분비

3. 소화 : 4. 흡수 :5. 저장과 제거 : 일시적 저장과 소화되지 않은 음식물 제거



1) 위장관 세포- 위장관 (식도에서 항문까지) : 4개의 층으로 구성1. 점막(mucosa) : 흡수와 분비2. 점막하조직 :

-> 혈관포함 결합조직-> 선(gland) 과 신경총 포함-> 신경총 -> 근점막에 자율신경공급

3. 근육층 : -> 분절수축과 연동운동 담당-> 근층간 신경총 -> 위장관에 자율신경계 공급

4. 장막 : 바깥 위장벽 구성

2) 위장관 조절- 자율신경계의 교감 및 부교감신경

- 부교감신경 : 위장관운동과 분비 자극- 교감신경 : 길항적

- 내분비계, 장신경계, 파라크린분자 등 관여


2. 식도와 위- 구강 : 타액분비 -> 점액질, 항균제, 타액아밀라제(ptyalin) 포함

1) 식도 : - 연동운동에 의해 식괴이동- 하부식도 괄약근 : 식도의 말단부 내강으로 위내용물의 역류 방지 -> heartburn, 유아, 설치류


2) 위(stomach) - 식도와 십이지장에 연결- 음식물 저장, 단백질소화 개시, 위산분비(세균죽임), -> 미즙(chyme)형성 -> 소장으로 이송


☞ 위소와(gastric pit) 및 위선(gastric gland)- 위선 : 여러 타입의 분비세포 존재


☞ 위선세포 및 분비 : - 배상세포(goblet cell)-> 점액, - 벽세포(parietal cell)-> 염산, - 주세포(chief cell)-> 펩시노겐, - G 세포(G cell)-> gastrin- D 세포(D cell)-> somatostatin , - ECL cell(enterochromaffin-like cell, 장크롬친화성 세포)

-> histamine, serotonin, hydroxytryptamine 분비


3) HCl 분비- 벽세포 의 1,2차 능동수송에 의해 위강으로 분비- 1차 능동수송 : H+/K+ ATPase pump -> H+ 농도구배에 거슬러 H+ 이송- 2차 능동수송 : 벽세포 기저외측막에서 Cl-와 HCO3-의 교차 운반- Cl- : 촉진확산에 의해 위강으로 분비 => HCl 분비


4) HCl 분비 효과- gastrin 과 acetylcholine -> 위점막 ECL 세포 자극 -> 히스타민 방출 -> 벽세포 자극 -> HCl 분비- 위액의 산성화 (pH 2.0)

-> 섭취 단백질 변성 -> 소화되기 좋은 상태-> 펩시노겐 분해 활성화

5) 위의 소화와 흡수- 펩신에 의한 단백질의 부분 소화- 탄수화물, 지방은 소화 안됨

-> 침샘 amylase 는 산에 의해 불활성화- 위벽흡수 : 알코올, 아스피린

-> 나머지는 소장벽에서…

☞ 위염과 소화성궤양- 소화성 궤양 : 염산에 의해 위, 십이지장 점막의 침식- 가스트린분비과다->위산과다 -> 십이지장궤양 발생- 위궤양 -> 자가소화에 의한 위점막 장벽의 감소가 원인

-> 염증 발생 -> 비만세포 히스타민 분비-> 산분비 및 점막손상 가중 => 급성 위염


3. 소장- 총 길이 3m : 십이지장(20~30cm) + 공장(2/5) + 회장(3/5) - 장점막 상피를 통한 소화산물 흡수

-> 십이지장, 공장 : 탄수화물, 지질, 아미노산, Ca, Fe -> 회장 : 담즙산염, 물, 전해질


1) 융모(villus)와 미세융모(microvilli)- 융모 : columnar epithelial cell(원주상피세포) 로 덮여있으며 배상세포 존재(점액분비)- 모세혈관, 유미관 : 단당류, 아미노산 및 지방 흡수- 미세융모 세포막에 다양한 소화효소 부착 -> 미즙에 노출 -> 기질 분해



2) 장수축과 운동- 연동운동(peristalsis) : 식도나 위보다 약함- 분절운동(segmentation) : 소장의 주요 수축활동 -> 미즙혼합기능

- 카잘의 간질세포(pacemaker )에서 생성하는 단계적 탈분극에 의해 느린파동 생산- 느린파동 : 간극결합을 통해 평활근들에 전달

- 전도되면서 세기 감소 -> 탈분극의 크기에 비례하여 수축 자극- 역치 이상에서 Ca 채널열어 평활근 자극


4. 대장- 수분 흡수 -> 소장미즙 수분의 90% 흡수

- 이온의 능동수송에 의한 삼투구배 결과- 장점막 상피세포의 Na+/K+ pump- 알도스테론에 의해 자극

- 융모 없음- 장미생물총에 의한 vit K, 엽산 생성- 탄소수 5이하의 지방산 생산


5. 간, 담낭, 췌장- 간 : 혈액의 화학적 조성 조절, 담즙생산 및 분비

1) 간구조 : 간세포 -> 간판 => 동양혈관(sinusoid)으로 분리


☞ 간문맥계, 간소엽- 간문맥계 : 장내모세혈관의 소화산물을 간으로 모으기 위한 독특한 순환 패턴

-> 장모세혈관 -> 정맥 -> 간모세혈관 -> 정맥 으로 순환- 간소엽 : 간문맥계를 형성하는 기능적 단위

-> 동맥혈액과 문정맥혈액이 간소엽주위에서 동양혈관내에서 혼합-> 담즙은 모세담관으로 분비 -> 혈액과 섞이지 않음


☞ 장간순환- 간은 다양한 외인성물질을 담관으로 분비-장에 배출- 간은 특정물질을 혈액에서 제거하여 장으로 배출-대변 일부는 소장에서 재흡수 간으로 재이송


2) 간기능- 담즙생산 분비 : 빌리루빈(담즙색소), 담즙산염(지방 유화), 인지질, 콜레스테롤 등으로 구성


☞ 담즙산(bile acid)- 콜레스테롤유도체- glycine, taurine 과 결합 담즙산염 형성- 양친매성으로 micelle 형성- 미즙속의 지방 유화- 대부분의 담즙산은 장간순환됨


3) 담낭(쓸개, gallbladder)- 간으로부터 배출된 담즙의 저장 농축 -> 십이지장으로 분비

4) 췌장(pancreas, 이자)- 외분비와 내분비 기능을 갖는 선기관- 랑게르한스섬을 통해 인슐린, 글루카곤 분비 : 내분비- 췌장액생산 -> 십이지장에 분비 : 외분비


☞ 췌장액효소 : 대부분 불활성화상태(zymogen)로 생산 분비-> 소장에서 활성화됨


☞ 췌장액 효소의 활성- 트립시노겐이 소장내에서 enterokinase 에 의해 활성화 -> 트립신은 다른 효소 활성화


6. 소화계 조절- 미주신경과 여러호르몬들의 작용으로 조절- 음식물의 냄새, 색깔, 맛 -> 미주신경 활성화 -> 타액, 위산분비 자극(조건반사)- 위장관은 호르몬의 내분비선이며 표적임


1) 위기능 조절- 어느 정도 자동화되어 있음 : 자율신경과 호르몬이 공동으로 작용- 뇌상(cephalic phase), 위상(gastric phase), 장상(intestinal phase)로 구분

(1) 뇌상 : - 미주신경을 통한 뇌의 통제- 음식의 직접적 접촉없이 자극 -> 음식이야기- 미주신경 활성 -> 주세포자극 -> 펩시노겐 분비

-> 벽세포 간접 자극 -> HCl 분비-> ECL 세포 직접 자극 -> 히스타민 분비-> G 세포 자극 -> 가스트린 분비

-> 위에서 ECL 세포 자극 -> 히스타민 방출-> 벽세포 자극 위산 분비


(2) 위상- 음식물이 위에 도착 한 뒤 자극- 위확장(미즙의 양), 미즙의 화학적 성질 -> 위액분비 자극

-> Phe, Trp -> 주세포(펩시노겐), G 세포(가스트린) 자극- 가스트린에 의한 양성피드백 조절

=>가스트린 -> ECL 세포 -> 히스타민 -> 벽세포 -> 위산분비 -> 펩시노겐 활성화 -> 단백분해

- 음성피드백에 의한 위산분비 조절=> 위산분비 -> pH 감소 -> D 세포 somatostatin 분비 -> G 세포 가스트린 분비 억제

- 단백질과 polypeptide 는 산의 중화를 통해 위액의 급속한 pH 저하 방지(완충 작용)

(3) 장상- 미즙이 소장에 진입할 때 위 활동이 억제되는 것- 미즙 십이지장 도착 -> 삼투몰농도 증가 -> 미주신경의 감각뉴런 활성화 -> 위운동, 분비 억제- 미즙중 지방 -> 십이지장 자극 -> 위기능 억제호르몬 분비(enterogastrone) - 기타 소장분비 위 활동억제 호르몬 : somatostatin, CCK(십이지장 분비), GLP-1(회장, 결장 분비)


triggered by amino acid and neuron


2) 장기능 조절- 장신경계내 많은 뉴런 함유(1억개, 척수의 수준)- 운동뉴런, 중간뉴런, 감각뉴런으로 구성- 다양한 호르몬 관여

-> 장점막의 ECL 세포 : 압력, 화학물질에 반응 세로토닌 분비 -> 운동뉴런 자극: motilin 분비 -> 십이지장, 위장 수축 자극

-> 회장, 결장 : guanylin 분비 -> guanylate cyclase 자극 -> cGMP 생산 -> 장상피세포 자극-> Cl-, H2O 분비, Na+ 흡수 억제 -> 대변으로 배출

3) 췌장액, 담즙 분비 조절- 미즙의 십이지장 도착 -> 췌장액과 담즙 분비 자극

- 십이지장의 신경반사와 호르몬 CCK(cholecystokinin), secretin 에 의해 촉진- 세크레틴 : pH 4.5 이하에서 방출 -> 췌장액 분비 자극

: 췌장의 HCO3- 생산을 촉진 -> 미즙의 중화 -> pH 상승 -> 음성피드백고리 형성- CCK : 십이지장내 미즙의 단백질, 지방에 반응하여 생산 -> 트립신, amylase, lipase 생산 촉진- 담즙 분비 :

식 후 십이지장에서 세크레틴 분비 -> 간 자극 -> HCO3- 를 담즙으로 분비 <- CCK에 의해 촉진- 십이지장에 미즙 도착 -> 담낭 수축 -> 담즙배출

- 십이지장의 신경반사와 CCK의 자극


7. 탄수화물, 지질, 단백질의 소화 흡수1) 탄수화물

- 전분소화 : 타액 amylase에 의해 시작 -> 십이지장(췌장 amylase )에서 대부분 -> 부분적 가수분해-> 소장내 상피세포효소에 의해 단당류로 -> 2차 능동수송으로 모세혈관 흡수


2) 단백질- 펩신에 의해 위에서 시작 -> 십이지장, 공장에서 췌장효소에 의해 대부분- trypsin, chymotrypsin, elastase, endopeptidase, exopeptidase(carboxypeptidase, amino-)- 유리 아미노산 : Na+ 과의 공동수송으로 모세혈관에 흡수- di-, tri-peptide : 상피세포내에서 유리아미노산으로 분해 -> 혈액으로…


3) 지질- 십이지장 도착까지 소화 안됨(성인)- 십이지장 도착 -> 담즙분비 촉진 -> 담즙염에 의한 유화 -> 췌장 lipase가 가수분해 후 혼합미셀 형성- 미세융모막에서 상피세포에 흡수 -> TG, PL 재합성

-> TG, PL, 콜레스테롤 은 chylomicron 형성 -> 유미관에 흡수 ->흉관에서 정맥으로 연결



4) 혈액의 지질 수송- 혈액 중 chylomicron : 혈관상피의 lipoprotein lipase에 의해 TG 가수분해 제거- 나머지 콜레스테롤은 간에 흡수- 간에서 TG, 콜레스테롤은 VLDL 형태로 혈액에 분비 -> TG 제거되면 LDL로 전환

-> 콜레스테롤을 혈관과 다른 기관에 수송- 과도한 양의 콜레스테롤은 HDL이 부착된 간으로 이송 제거

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