대장점막

대장(large intestine)은 소장(small intestine)의 끝에서 시작하여 항문으로 이어지고 소화과정에서는 주로 수분 흡수를 담당한다¹⁾. 대장은 충수(appendix), 맹장(caecum), 결장(colon), 직장(rectum)으로 구성되어있으며, 결장은 다시 상행결장(ascending colon), 횡행결장(transverse colon), 하행결장(descending colon), 에스결장(sigmoid colon)으로 나뉜다. 대장점막에서는 주요하게 점액소(粘液素, mucin)를 분비하고 공생균(Commensal bacterium)이 서식하는 장소를 제공하며 장 상피세포(gut epithelial cell)를 통해 이들 공생균과의 상호작용이 이루어진다²⁾. 

대장의 구조 (출처: )

목차

대장은 음식물의 분해과정에는 전혀 관여하지 않고 점막을 통해 서식하는 세균들이 생산하는 여러 물질들을 흡수하기도 한다. 점막은 외부와 직접 맞닿아있는 내벽을 이루는 부드러운 조직이다. 일반적으로 점액소(mucin)를 분비하기 때문에 점막의 표면은 항상 끈끈하고 미끄러운 상태를 유지한다. 점액소는 거의 대부분의 동물에서 상피조직(epithelial tissue)에 있는 점액분비세포인 배세포(goblet cell)로부터 생성되는 탄수화물(당)에 의해 둘러 쌓인 고분자 당단백질이다³⁾. 소화기관의 점액질(mucus)은 물리적인 손상과 화학적인 자극으로부터 상피조직인 장내 표면을 보호하는 역할과 소화운동의 윤활제 역할을 한다⁴⁾. 장 점막(intestinal mucosa)은 점액질로 덮여있고 점액소는 점액질의 물리적, 화학적 특성을 나타내는 데에 가장 중요한 역할을 한다. 당단백질의 아미노산 부분에 다양한 종류 및 길이의 올리고당(1～20개)이 결합되어 있으며, 알칼리성 환경에서 점액소가 된다. 그 화학적 본체는 당단백질의 일종이고 점액의 기원에 따라 여러 종류의 당단백질을 함유하고 있다⁵⁾.

장 점막상피에 있는 3종류의 세포(장흡수세포, 배세포, 장내분비세포)의 총칭으로 좁은 뜻으로는 이 중 90% 이상을 차지하는 장흡수세포를 가리킨다. 이러한 장 상피세포는 포유동물의 장관내 공생하는 미생물과의 상호작용 및 조직 항상성을 보존하는 장벽과 조절 기전을 담당한다⁶⁾. 장 상피세포의 밀착연접(tight junction)은 두 세포의 세포막 접합 부위로서 실질적 액체 미투과막을 형성하여 대장 내 액체 투과성을 가지게 하며, 밀착연접 관련 주 단백질은 클라우딘(claudins) 단백질 집단과 오클루딘(Occludins) 단백질 집단이다. 이 단백질들은 미오신(myosin)과 액틴(actin) 성분들에 고정된 세포내측 밀착연접 단백질-1(ZO-1)과 접합한다⁷⁾. 

장 상피세포 내 밀착연접 단백질 (그림: 김나래,주도빈/서울대학교)

장은 10¹³~10¹⁴개의 세균이 서식하고있으며 여러 소화 효소들을 분비하는 아주 중요한 기관이다. 공생균은 오랜 기간 사람의 대장에 서식하면서 적응한 세균의 종류로 예외적인 경우를 제외하고는 숙주에 해가 되지 않는다. 이들은 장내 환경에서 소화효소를 제공하여 인체 대사 능력에 도움을 줄 뿐만 아니라 장내 면역 시스템의 발달에도 중요한 역할을 담당한다. 또한 대장에서는 물 외에도 비타민을 흡수하는데 이는 음식으로부터가 아닌 대장의 공생균에 의해 합성된 것이다. 이러한 비타민은 비타민 K, 비타민 B₅, 바이오틴이 있다. 또한 공생균은 다른 병원균이 대장에 들어오기 어렵게 만드는 정상 균총(normal flora)으로서의 기능을 가진다⁸⁾.

대장(large intestine), 소장(small intestine), 결장(colon), 점액소(mucin), 공생균(Commensal bacterium), 장 상피세포(gut epithelial cell), 세균, 미생물, 정상 균총(normal flora)

윤철희/서울대학교

김재욱/국제백신연구소

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8. Deplancke, B. and Gaskins, H.R. 2001. Microbial modulation of innate defense: goblet cells and the intestinal mucus layer. Am. J. Clin. Nutr. 73, 1131-1141.