각각의 엽은 다시 전엽(anterior)과 후엽(posterior)으로 나눈다.
간으로의 혈액 공급은 간으로 들어오는 혈액의 3분의 1을 차지하는 ‘간 동맥(hepatic artery)’과 나머지 혈액 공급의 3분의 2를 차지하며 소화 장기를 순환하고 난 다음 들어오는 ‘문정맥(portal vein)’을 통해 이뤄진다.
간으로는 분당 1,500㎖의 혈액이 공급되어 좌우 간 정맥을 통해 하대정맥(inferior vena cava)으로 빠져나간다. 이처럼 간에는 혈액 공급을 위한 혈관이 많이 분포되어 있을 뿐만 아니라 담관 역시 많이 분포돼 있다.
담즙은 간세포에서 생산되어 담관을 통하여 담낭으로 전달되고 담낭에서 농축된 다음 저장되어 있다가 음식물 특히 지방 함량이 높은 음식물이 위에서 십이지장 쪽으로 넘어오면 지방의 양에 따라 공급량이 적절히 조절된다.
간은 스스로 재생되는 능력을 가지고 있으며 심지어 3분의 2를 잘라 내더라도 다시 살아날 정도로 재생력이 강한 장기이다.
물론 간은 필수적인 장기로써 완전히 제거하면 24시간 이내에 사망에 이르지만 평상시에는 10~20% 정도만 활동하며 그 정도면 주어진 역할을 감당하기에 충분하다. 간은 대부분의 대사 기능에 있어 필수적이며 약 500가지 일을 담당하고 있다.
주 기능은 탄수화물, 단백질, 지방, 비타민과 무기물의 저장 및 활성화, 담즙의 생산과 배출, 암모니아를 요소로 변환시키는 일, 성 호르몬의 대사, 각종 독성 물질의 해독 작용 등이라 하겠다.
탄수화물 대사로는 음식물로부터 섭취한 프락토스와 갈락토스를 포도당으로 전환시키는 일과, 과잉의 포도당을 글리코겐으로 저장하였다가 혈액 중에 포도당이 일정 이113하로 떨어지면 글리코겐을 분해하여 다시 포도당으로 만들어 공급하는 역할을 한다.
단백질 대사로는 아미노산에서 아민을 제거하는 일과 특정 아미노산에서 아민을 떼어내어 다른 아미노산 특히 필수 아미노산으로 전환시켜 주는 역할(transamination)을 한다.
또한 혈액의 응고에 필요한 프로트롬빈과 알부민, 글로부린, 지질단백질과 같은 혈액 단백질을 생산하기도 한다. 그리고 음식물 혹은 지방세포에 저장되어 있던 지방산은 간에서 β-oxidation이라는 과정을 거쳐 acetyl-CoA로 전환되어 에너지(ATP)를 생산하는데 사용된다.
이 외에도 간은 몸속으로 유입된 독성 물질을 해독하는 작용을 담당하고 있다(그림 1). 장에서 처리되지 못한 항원이나 독성물질 혹은 박테리아는 문정맥을 경유하여 간으로 운반된 다음 해독작용을 거쳐 몸 밖으로 배설되게 된다.
생전환이라고도 하는 간의 이와 같은 작용은 두 단계로 나누며 지용성 독성물질은 수용성물질로 전환된 다음 배설되게 된다. 1단계 해독 작용에서는 사이토크롬 p-450 (cytochrome p-450) 혹은 혼성 기능 산화효소계 [mixed-function oxidase system (MFOS)]라는 효소계가 활성화된다.
이 단계에서는 내인성(endogenous) 화합물(호르몬 혹은 프로스타글란딘)과 외부에서 들어온 독성물질(xenobiotics)이 생화학적 반응과 글루타치온 접합(glutathione conjugation·화학에서는 독물과 다른 물질이 간에서 결합해 해독산물을 만들어 제거되는 것과 같이, 두 화합물이 결합하여 다른 화합물로 되는 현상을 말함)과 같은 화학적 반응을 통해 보다 수용성인 화합물로 전환된다.
2단계 해독 작용에서는 1단계에서 생성된 화합물이 접합효소라고 하는 일련의 효소들에 의해 조절, 통제된다. 이 효소들은 1단계 중간 대사산물을 독성이 없거나 보다 제거하기 쉬운 형태로 전환시켜 준다.
2단계에 관여하는 접합체는 글루큐로닉 산(glucuronic acid), 글루타치오닌(glutathionine) 및 글리신(glycine)이 있다. 2단계에 관여하는 효소는 글루타치온 에스-트란스퍼라제(glutathione S-transferase), 니코틴아마이드 아데닌 디뉴클레오타이드 인산(nicotinamide adenine dinucleotide phosphate, NADP) 및 퀴닌 환원효소(quinine reductase)가 있다.
이렇게 하여 생성된 화합물은 대·소변을 통해 배설되게 된다. 여기에서 중요한 것은 1단계와 2단계에서 생성된 화합물이 평형을 이루어야 한다는 점이다.
그 이유는 1단계에서 만들어진 화합물이 오히려 더 독성이 강할 수 있으므로 2단계에서 신속하게 비독성화합물로 생전환(biotransformed) 돼 배설되지 못하면 몸에 더 해롭게 된다.
가장 좋은 예로써 담배 연기에는 비교적 독성이 약한 타르라는 성분이 함유되어 있어 건강에 별로 해를 주지 않는다고 안심할 수 있으나 타르는 담배 연기를 통해 몸속으로 흡인된 다음 간의 1단계 해독기구에서 벤조파이렌(benzopyrene)이라는 독성이 매우 강한 발암물질로 전환된다.
1. 2단계의 평형은 1단계에서 생성된 자유산소기에 의한 독성을 최소화하기 위해서도 매우 중요하다. 이처럼 간은 대사에 있어 매우 중요한 역할을 담당하고 있으므로 간 기능에 문제가 생기면 그만큼 심각하게 된다.
김시관 교수
건국대학교 의료생명대학 생명과학부
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