위장관에 의한 식품 가공

영양은 우리 몸 안에서 일어나는 여러 과정의 복잡한 조합입니다. 음식을 가공하고, 영양소를 흡수하고, 에너지를 보충하는 과정 등이 여기에 포함됩니다. 이 모든 과정은 우리가 음식을 섭취하는 순간부터 일어납니다. 위장관의 구조에 대해 더 자세히 알아보겠습니다.

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식품의 가공 및 동화 과정

식품 가공의 주요 과정은 우리 소화계 내에서 일어나는 소화 작용의 결과입니다. 이 모든 기관은 주로 음식을 화학적으로 처리하는 역할을 합니다. 소화계는 또한 유익한 물질의 고품질 흡수를 촉진하고, 음식의 유해 성분 유입을 막고, 중화 및 제거합니다.

위장관은 음식을 기본 성분(화학적 성분 포함)으로 분해합니다. 이는 음식이 가장 잘 흡수되도록 하기 위한 과정입니다. 소화관은 마치 식품 가공 기계처럼 사람이 섭취한 모든 음식을 쉴 새 없이 분쇄하고, 가공을 위해 즙을 분비하고, 혼합하고, 화학적 처리를 합니다. 이를 통해 위액은 매일 섭취하는 많은 양의 음식을 소화합니다.

때로는 독자들이 섭취하는 음식이 어떻게 유기체 전체의 기능과 생명 활동을 지원하고 유용한 물질로 영양을 공급하는지 이해하기 매우 어려울 수 있습니다. 이제 모든 것을 간단한 설명으로 정리하고, 소화관의 여러 부분에서 음식이 소화되고 처리되는 생리적 과정에 대해 설명하겠습니다.

구강

구강은 위장관에 속합니다. 섭취한 음식은 구강을 시작으로 몸 전체로 이동하여 흡수되고 처리됩니다. 혀와 치아의 도움으로 음식은 섞이고 균일한 농도로 분쇄된 후, 침샘이 "공격"하여 침이 구강으로 들어가 음식을 촉촉하게 합니다.

아밀라아제라는 타액 효소의 도움으로 음식이 분해되기 시작합니다. 그런 다음 사람은 복잡한 반사 기능인 삼키기를 수행합니다. 삼키는 과정을 통해 음식이 식도로 들어갑니다.

음식을 잘 씹지 못하면 소화될 준비가 되지 않은 것입니다. 음식은 잘 씹고 잘게 부수어야 합니다. 그렇지 않으면 위염, 변비 등 소화기 질환을 겪을 수 있습니다.

식도

식도는 음식물 덩어리가 입에서 위로 정상적으로 이동하는 통로입니다. 식도는 여러 겹의 근섬유로 이루어진 벽을 가진 관입니다.

이 통로는 점막으로 이루어져 있으며, 점막은 음식의 통과를 크게 촉진하는 유용한 기능을 합니다. 근섬유와 점막 덕분에 음식은 식도벽을 손상시키지 않습니다. 식도관은 필요에 따라 팽창하고 수축하여 음식 덩어리가 위로 통과할 수 있도록 합니다. 이렇게 식도는 음식을 밀어냅니다.

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위

위는 음식을 잘게 부수고 소화를 돕는 역할을 하며, 섭취된 음식을 처리하는 주요 과정을 담당합니다. 위액 덕분에 음식은 최대한 효율적으로 소화되고, 소화된 음식은 기본적인 화합물로 분해됩니다.

겉으로 보기에 위는 벽의 기능적 탄력성에 따라 늘어나거나 줄어드는 주머니처럼 보입니다. 위의 용량은 매우 클 수 있습니다. 위는 우리가 섭취하는 음식의 약 2kg을 담습니다. 위의 맨 끝에는 괄약근이라는 특수 판막이 있는데, 이는 음식물 찌꺼기가 십이지장으로 조기에 유입되는 것을 방지합니다.

위의 첫 번째 층

위는 세 개의 주요 층으로 이루어져 있습니다. 첫 번째 층은 위 "점막"이라고 불리는 내층입니다. 이 첫 번째 층은 위선으로 구성되어 있습니다. 위벽 안쪽은 상피 세포로 완전히 덮여 있습니다. 상피 세포와 위벽은 구조가 매우 다르며 완전히 다른 역할을 합니다.

일부 세포는 위액을 분비하는 소화 효소와 함께 염산을 분비할 수 있습니다. 다른 세포들 중 일부는 위벽을 덮고 손상으로부터 보호하는 점액질을 분비합니다.

점막은 점막하 기저부, 즉 토대를 가지고 있습니다. 이 기저부는 분비샘과 상피 세포 아래에 놓인 일종의 통로로 형성됩니다. 이 기저부에는 수많은 작은 혈관과 신경이 관통하여 위에 혈액을 공급하고, 신경 세포가 필요한 자극을 전달합니다. 예를 들어 통증과 같은 자극을 전달합니다.

위의 두 번째 층

두 번째 층은 근육입니다. 위에도 근육이 있습니다. 위 근육은 얇은 내벽입니다. 마치 퍼프 페이스트리처럼 두 겹, 심지어 세 겹으로 접혀 있습니다. 위벽은 음식을 갈아서 죽처럼 만드는 역할을 합니다. 마치 믹서처럼요. 위액과 섞이면 음식이 효과적으로 용해되어 위벽에 흡수됩니다.

위의 세 번째 층

마지막으로 위의 장막은 세 번째 층입니다. 복강 안쪽을 감싸는 얇은 조직 형태로 형성되어 있습니다. 복강뿐만 아니라 내장 기관에도 영향을 미쳐 역동적이고 활동적이며 움직일 수 있는 능력을 부여합니다.

소화 중에 위에서는 무슨 일이 일어날까요?

음식이 위에 들어가면 위액이 음식을 적셔주고 용해를 돕습니다. 위액이란 무엇일까요? 위점막의 분비선에서 생성되는 점성 액체입니다. 위액의 구성을 설명하기는 어렵지만, 여러 성분으로 이루어져 있습니다. 가장 중요한 성분은 소화 효소와 염산입니다. 물론 염산은 독성이 강하고 타는 듯한 느낌을 주는 물질로, 많은 음식물을 용해할 수 있습니다. 따라서 위벽이 점액으로 보호되지 않으면 염산의 작용으로 인해 용해될 것입니다. 하지만 소화 효소는 위산이 음식물을 더 효과적으로 용해하도록 도와줍니다. 이러한 물질들은 화학적으로 활성을 가진 물질입니다.

예를 들어, 레닌은 우유로 코티지 치즈를 만들 수 있습니다. 리파아제는 지방을 분해하는 물질입니다. 하지만 이 효소들은 많은 기능을 가지고 있지는 않지만, 그 기능을 충실히 수행합니다. 펩신 효소는 위에서 더 활동적입니다. 펩신은 염산과 함께 작용하여 식물성 및 동물성 식품에서 섭취한 단백질을 분해할 수 있습니다. 결과적으로 아미노산과 펩타이드와 같은 더 간단한 화합물이 생성됩니다.

위 괄약근이 이완되면, 이미 다음 단계의 처리 과정을 거칠 준비가 된 죽 형태의 음식물은 소화관 하부로 이동합니다. 그리고 남은 음식물 찌꺼기인 유미즙(chyme)은 이미 장에 남아 계속 소화됩니다.

장

장의 기능 또한 매우 집중적이며, 음식을 소화하고 배출하는 것을 목표로 합니다. 장은 다양한 역할을 수행하기 때문에 복잡한 자연적 구조로 이루어져 있습니다. 장은 해부학적으로 결정되는 여러 부분으로 구성되어 있습니다. 우선 공장, 맹장, 십이지장, 횡장, 상행장, 회장, 결장, S상결장, 그리고 마지막으로 직장과 같은 부분입니다. 항문은 장의 아랫부분에 위치하며, 변은 항문을 통해 배출됩니다.

장은 어떻게 작동하나요?

위와 식도처럼 장은 수축하여 음식을 아랫부분, 즉 항문으로 밀어냅니다. 이러한 장 수축을 연동운동이라고 합니다. 의사들은 대변을 밀어내는 장의 역할을 운동성, 즉 장 운동성이라고 부릅니다. 이 용어를 들어보셨나요? 장은 겉으로 보기에 음식이 지나가는 통로처럼 보입니다.

장에도 위와 같은 벽이 있습니다. 그리고 마치 시트가 겹쳐진 것처럼 보입니다. 근육층이죠. 이로 인해 장 벽은 탄력 있고 유연해집니다. 이 벽들은 점막, 장액막, 그리고 근육층으로 이루어져 있습니다.

음식물이 액체 상태의 죽 형태로 장을 통과할 때, 장액에 의해 아미노산과 간단한 구조를 가진 다른 화합물로 분해됩니다. 이러한 형태의 음식물은 탄력 있고 튼튼한 장의 벽에 쉽게 흡수됩니다. 이러한 물질들은 혈액을 통해 운반되어 신체에 에너지를 공급하는 데 필요한 영양소를 공급합니다.

참고사항: 음식은 소화되고 흡수되며, 장의 여러 부분을 거쳐 대변의 형태로 항문으로 배출됩니다.

십이지장

장의 이 매우 유용한 부분은 길이가 약 25cm입니다. 십이지장은 위의 작용을 조절하는 고귀한 역할을 합니다. 위는 십이지장 바로 옆에 위치하여 상호 작용이 매우 편리합니다.

십이지장은 위에서 음식을 처리하기 위해 염산의 분비를 조절하고, 운동 기능과 배설 기능도 조절합니다.

염산이 너무 많으면(산도 증가) 위 점막에 위험해집니다. 위 점막이 자가 소화를 시작할 수 있는데, 이는 매우 고통스럽습니다. 따라서 십이지장은 이 과정(위에서 산 분비)을 멈추고 수용체를 통해 해당 신호를 전달합니다. 동시에 장의 아랫부분은 음식물이 위에서 아래로 이동하라는 명령을 받습니다.

담즙은 십이지장에서 분비되어 음식을 분해하는데, 이는 소화 과정을 촉진합니다. 이를 통해 지방, 탄수화물, 단백질 등 음식의 모든 성분이 소화될 수 있습니다.

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소장

4미터에서 7미터까지 매우 깁니다. 소장은 마치 여자친구처럼 십이지장 다음에 옵니다. 소장에는 회장과 공장이라는 두 개의 장이 더 있습니다. 이 두 부분은 소화 과정에서 중요한 역할을 합니다. 음식이 이 장에 도달하면 다양한 화학 작용에 의해 화학적으로 처리된 후 장벽에 흡수되기 시작합니다. 특히 신체에 유용한 물질들이 흡수됩니다.

소장의 세부 사항

장의 이러한 부분, 즉 회장과 공장에서 음식은 매우 독특한 방식으로 흡수됩니다. 벽이 아니라 그 옆에서 흡수됩니다. 이러한 흡수 과정을 벽세포라고 합니다. 이 역할은 특수 작용제인 장세포(enterocyte)에 의해 수행됩니다. 이는 소장에 속하는 점막 세포의 이름입니다. 이 세포들은 음식을 구성하는 포도당, 아미노산, 지방산을 분해하는 역할을 완벽하게 수행하는 물질을 분비할 수 있습니다.

그러면 점막이 이러한 가공된 물질을 즉시 흡수합니다. 하지만 이 물질들은 신체의 다른 부위로 흡수됩니다. 혈액은 포도당과 아미노산을 흡수하고, 모세혈관은 지방산을 흡수합니다. 그리고 액체 형태의 이러한 음식 성분들은 더 나아가 간으로 이동합니다.

소장은 신체에 매우 중요하기 때문에 수술 중 소장을 제거하면 사망에 이를 수 있습니다. 하지만 위는 그렇지 않습니다. 위는 일부를 제거해도 생명을 유지할 수 있기 때문입니다.

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콜론

소장에서 소화되지 않은 것은 대장으로 이동합니다. 이 부분은 장의 다른 부분에 비해 매우 두껍기 때문에 대장이라고 불립니다. 어떤 부분은 지름이 최대 7cm에 달합니다. 대장은 길이도 1~1.5m로 상당히 깁니다. 대장의 역할은 다소 평범하지만, 우리 몸 전체에 매우 유용합니다. 대장은 소화되지 않은 음식물을 변으로 만들어 항문으로 밀어내는 역할을 합니다.

대장의 점막은 점액을 분비하는 특수한 배상세포를 분비합니다. 이 세포는 대변이 대장을 더 쉽고 원활하게 통과하도록 돕고, 대장벽이 손상되거나 상처가 생기지 않도록 보호합니다. 대장은 체내 유해 독소를 제거하고 혈액에 수분을 공급하는 역할을 합니다.

대장 내 박테리아의 도움으로 음식은 더욱 가공되는데, 이제 특수 박테리아도 이 과정에 관여합니다. 이 박테리아들은 자신이 분비하는 효소의 도움으로 음식을 가공하도록 특별히 설계된 장내 박테리아입니다.

요구르트 광고에서 흔히 볼 수 있는 대장균, 유산균, 그리고 비피 도박테리아가 바로 그것입니다. 장내 미생물총이 다양할수록 더욱 건강하고 제 기능을 더 잘 수행할 수 있습니다. 장내 미생물총이 장내 미생물총을 파괴하면 장내 미생물총이 과다증이나 항염증제, 각종 항생제 등으로 파괴될 경우, 음식의 소화 및 흡수 과정이 훨씬 더 악화됩니다.

이러한 상태를 장내 유익균 대부분이 파괴되어 장내 미생물 불균형(dysbacteriosis)이라고 합니다. 그러면 장에는 곰팡이와 미생물이 우세하게 되는데, 이것이 건강한 식품 가공의 목표였을까요?

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