간
지방의 소화에 중요한 담즙은 간에서 지속적으로 생산되지만 음식을 섭취하지 않을 때는 담낭에 축적된다. 음식이 십이지장에 도달하면 콜레시스토키닌(CCK)이 분비된다. 이 호르몬은 담낭을 수축시켜 담즙을 십이지장으로 배출하도록 자극한다. 담즙에는 담즙염(bile salts)뿐만 아니라 담즙 색소(bile pigment)도 들어 있다. 이 색소는 간에서 제거된 오래된 적혈구의 헤모글로빈 분해 산물이다. 배설물이 갈색인 것은 담즙 색소의 갈색 때문이다.
간은 담즙 형성 외에도 몇 가지 중요한 영양적 기능을 가진다. 융모에서 나온 혈액이체순환(general circulation)에 이르기 전에 반드시 간을 거쳐 간다. 여기서 장에 의해 물질들이 걸러진다. 과당 또는 갈락토오스와 같은 단당류는 간에서 포도당으로 전환된다. 그리고 혈중 포도당 농도가 높으면 포도당은 간에서 글리코겐으로 저장된다. 또한 간은 약물과 같은 비영양적 분자들을 혈액으로부터 제거한다. 필요량 이상의 아미노산은 간에서 탈아미노반응(deamination)에 의해 요소(urea)로 전환된다. 이 과정의 기작은 19장에서 논의된다. 아미노기가 이탈된 아미노산 잔기는 세포호흡 경로로 들어갈 수 있고, 산화되어 에너지를 생산하게 된다.
소장으로부터 간으로 혈액을 운반하는 혈관계를 간문맥계(hepatic portal system)라고 부른다. 이것은 장과 일반순환간의 문지기 역할을 하기 때문에 간을 통과하고서야 혈액은 정상적인 신체의 혈액조성이 된다. 예를 들면 녹말과 당이 풍부한 음식을 먹은 후에도 간을 통과한 후 혈액의 포도당 수준은 0.1 % 의 정상치를 넘지 않는다. 그러나 혈액 속의 포도당 농도가 떨어지기 시작하면, 간은 혈액으로 더 많은 포도당을 분비하게 된다. 이는 (1) 간에 저장되었된 글리코겐이 포도당으로 전환되고, (2) 일부 아미노산이 포도당으로 전환됨으로써 가능해진다. 간은 혈액내 포도당의 일정한 농도(즉 항상성)를 유지하는 데 가장 중요한 기관이다.
대장
대장은 소화와 흡수가 완결된 후에 남겨진 액상의 잔여물을 소장으로부터 받는데, 이 잔여 그 물은 다량의 물과 셀룰로오스 같은 소화되지 않은 물질을 포함하고 있다. 셀룰로오스와 일부의 다른 잔여 물질들은 대장에 살고 있는 수많은 박테리아의 영양분이 된다. 일반적으로 이런 박테리아(가장 일반적인 종이 E. coli이다)는 인체에 무해하다. 그리고 일부는 비타민 K를 합성하는 등 실제로 몸에 이롭기도 하다. 박테리아는 번식력이 대단하여 대변 건조량의 3 50% 가 박테리아 세포로 구성될 수 있다. 대장의 주요 기능은 수분의 재흡수인데, 이 수분은 여러 소화선으로부터 위나 소장으로 분비된 것이다. 이들 수분은 탈수와 갈증으로 고통받지 않는다 해도 재흡수된다. 가끔 자극을 받아 수분 재흡수가 완료되기 전에 그 내용물을 직장을 통해 항문으로 배출하는데 이 현상을 설사(diarrhea)라고 하고, 설사가 일어나면 갈증을 느끼게 된다. 반대로 대장의 내용물이 장기간 머물게 되면 배설물이 건조되어 단단한 덩어리로 압축되는 변비(constipation)를 일으킨다.
영양 요약
모든 유기체는 연료로 사용(이화작용)하기 위해서 뿐만 아니라 유기체의 특징인 거대분자의 합성(동화작용)을 위한 개시물질로서 작용하는 작은 유기분자의 공급을 필요로 한다. 대부분의 종속영양생물은 거대분자의 혼합물을 음식으로 섭취한다. 이러한 거대분자들은 유기체가 필요로 하는 영양분으로 이용되기 전에 소화가 되어야 한다. 소화(digestion)는 거대분자를 구성하는 하부단위로 거대분자 물질을 가수분해하는 것이다. 아밀라아제는 녹말을 맥아당과 포도당의 혼합물로 가수분해하고, 리파아제는 지방을 글리세롤과 지방산 또는 모노글리세리드의 혼합물로 가수분해한다. 단백질 분해효소는 단백질을 펩티드의 혼합물로 가수분해한다. 펩티다아제는 펩티드를 아미노산으로 가수분해함으로써 단백질 소화를 완결한다.
사람의 음식은 (1) 적절한 양의 칼로리, (2) 9가지 필수아미노산, (3) 소수의 필수지방산, (4) 16가지 서로 다른 무기이온(무기물), 그리고 (5) 대략 12가지 비타민을 포함해야만 한다. 균형식에서 대부분의 칼로리는 탄수화물로부터 얻어진다. 높은 비율의 지방을 함유하는 식사는 혈액내 높은 수준의 콜레스테롤을 야기하여 관상동맥의 질환을 일으켜 위험하게 한다. 칼슘과 같은 일부 무기물은 식사에서 많은 양을 필요로 하며, 철, 요오드, 플루오르와 같은 무기물은 극히 적은 양만을 필요로 한다. 일부의 미량원소와 많은 비타민은 효소에 대한 보조인자로 작용한다. 비타민 섭취가 부족하면 결핍증(deficiency disease)을 일으킬 수 있다. 수용성 비타민(예를 들면 비타민 B)의 과다흡수는 거의 문제를 일으키지 않지만 비타민 A나 D(모두 지용성)가 너무 많이 흡수되면 병을 야기할 수 있다.
사람에 있어 몇몇 소화효소는 소화액으로 분비되고 다른 소화효소(아미노펩티다아제와 disaccharidase)는 융모로 덮여 있는 세포의 원형질막에 결합되어 있다. 소화산물은 확산, 촉진확산, 그리고 능동수송에 의해 융모의 세포로 들어간다. 간은 영양섭취에 있어서 몇 가지 역할을 담당한다. 담즙(bile)은 지방의 소화를 돕는다. 간은 또한 여분의 탄수화물(글리코겐)을 저장하는데 이는 순환계가 포도당을 필요로 할 경우에 방출하기 위해서이다. 간은 여분의 아미노산을 탈아미노하여 에너지로 사용될 수 있는 대사산물을 산출한다.
음식의 한 가지 절대적 기능은 에너지를 제공하는 것이다. 5장은 어떻게 세포호흡이 음식의 에너지를 세포에 이용 가능하게 만드는가에 대해서 서술하고 있다. 세포호흡은 산소를 소비하고 이산화탄소를 방출한다. 유기체가 이러한 가스를 그들의 환경과 각 개개의 세포간에서 어떻게 교환하는지에 대한 방법이 다음 장의 주요 주제이다.
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