반려동물의 질병과 영양-간장질환(1)-간장(肝臟)의 기능

[무정묵향]

간장(肝臟) 질환의 영양 관리

1, 간장(肝臟)이란?

간장은 사람의 경우 1,200~1,400g이나 되는 가장 무거운 장기로 그 기능은 자주 공장과 저장고에 비유된다. 일본어로는 간신요(肝腎要, 가장 중요한 것)라는 말이 있을 정도로 간장은 물질 대사계의 중심에 있으며, 당질대사, 지질대사, 단백질대사, 빌리루빈(bilirubin, 담즙색소의 주성분)대사, 비타민∙호르몬대사, 해독작용, 면역 기능 등 많은 기능을 갖는다(표1).

그렇기 때문에 간장의 예비 능력과 재생 능력이 크며, 애완동물에서는 행해지지 않지만 사람에게 이루어지는 생체 간 이식에서 제공자가 받는 사람에게 간장의 일부를 제공하여도 간장은 재생되어 다시 본래의 중량으로 돌아간다.

단, 간장은 침묵의 장기라고 불리듯이 예비 능력이 크기 때문에 그 기능이 저하되어도 증상이 나타나기 어렵다. 사람의 경우라면 황달(黃疸)이 나타나면 피부나 눈의 흰자위가 누렇게 되기 때문에 간 기능의 현저한 저하를 알 수 있다. 그러나 체모로 덮여있는 동물의 경우는 안색을 보아도 사람처럼 알 수 없으며, 눈의 흰자위가 황색으로 되어서야 처음으로 눈치채는 경우가 많다.

황달 등 간장의 병상에 대해서는 후술하겠지만 간장이 기능하지 않는 상태를 간부전(肝不全)이라고 부르며, 간부전 증상은 황달을 예로 소개했으며, 주요한 기능을 맡고 있는 간실질세포(간장의 60%를 점함)의 대부분이 장해를 받지 않으면 나타나지 않는다. 그러나 일단 증상이 진행되어 간부전에 빠지면 황달, 복수(腹水), 출혈 경향, 간성뇌증(肝性腦症) 등 다방면에 걸친 증상이 나타난다. 그렇기 때문에 영양 관리에 있어서는 간장의 생리작용, 간 질환의 종류, 병세를 고려하면서 행하지 않으면 안 된다. 간장 질환에서는 식사량이나 그 내용에 세심한 배려와 지식이 필요하기 때문에 증상이 나타나기 전 평소에 간장을 의식한 영양 관리가 필요하다. 이를 위해서는 간장의 역할을 제대로 파악해 두는 것이 중요하다.

표1. 간장의 주요한 기능

당 대사	포도당의 합성∙분해, 에너지 생산(TCA 회로)
지질 대사	각종 지질 합성, 케톤체 생성, 리포단백 대사, 콜레스테롤 대사, 담즙산의 생성과 배설
단백질 대사	단백질 합성, 응혈 인자 합성, 글로브린 합성, 아미노산∙암노니아 대사, 요소 회로
비타민 대사	활성화, 저장
담즙색소 대사	적혈구→빌리루빈의 포합(抱合, 포집)∙배설
호르몬 대사	불활성화
해독 작용	산화, 환원, 포합(抱合)     ※ 몸에 있어서 유해한 물질을 분해하여 무독화

2. 간장(肝臟)의 기능

당질대사(糖質代謝)

• 글루코스(포도당)의 합성∙분해 (주로 해당계[解糖系]^※1, TCA cycle)

• 글루코스 → 글리코겐^※2 합성∙저장

※1 해당계 : 글루코스를 피루브산(pyruvic acid)이나 젖산(乳酸)으로 분해하여 에너지를 동물이 사용하기 쉬운 형태로 꺼내는 경로(cycle).

※2 글리코겐 : 글루코스를 간장이나 근육에 저장하기 위한 다당류로 동물성 전분이라고도 부른다.

• 프락토스(과당)^※3, 갈락토스^※4, 오탄당^※5 등의 대사 → G-6-인산^※6, 젖산(乳酸)^※7, 피루브산^※8의 대사, 구연산 회로^※9(TCA cycle) 등.

당질은 글루코스나 프락토스 등의 총칭으로 쌀이나 소맥 등의 곡류나 과실에 많이 함유되어 있으며, 청량음료수나 과자류 등에 사용되는 설탕도 당류의 일종이다.

당질이 소화되면 그 이상 분해되지 않는 단당류인 글루코스, 갈락토스까지 분해되며, 그 대부분은 소장에서 문맥(門脈)을 경유하여 간장으로 운반된다.

문맥(門脈)은 위, 장관(腸管), 췌장 등 복부의 소화기계 장기에서 정맥의 피가 흐르는 혈관으로 글루코스 등의 당질이나 단백질, 비타민, 미네랄 등의 영양성분을 간장으로 운반한다. 이 문맥을 통해서 간장으로 운반된 글루코스는 글루코스가 하나라도 결합된 글리코겐으로 변환되어 간장에 저장된다.

글리코겐은 혈당치가 올라가면(혈액 속의 글루코스 량이 증가) 늘고, 혈당치가 낮아지면 글루코스로 분해되어 근육이나 뇌 세포로 운반되어 에너지 생산에 이용된다.

또, 간장의 세포 내에서도 글루코스-6-인산으로 변환된 후 세포질 내의 「해당계」에서 피루브산으로, 계속해서 미토콘드리아 내의 TCA 회로를 거쳐 에너지 생산에 이용된다(그림1).

그림1. 글루코스(glucose)로부터 에너지 생산 경로

※3 프락토스(과당) : 글루코스(포도당)와 같은 단당류의 일종. 과실에 많이 함유되어 잇기 때문에 과당이라고 부른다. 벌꿀, 근채(根菜)류에도 많이 함유되어 있다. 설탕은 글루코스와 프락토스가 결합한 이당류이다. 간장에서는 해당계에 들어가 글루코스와 마찬가지로 에너지원으로 이용된다.

※4 갈락토스 : 글루코스와 같은 단당류의 일종. 유당(乳糖)은 글루코스와 갈락토스가 결합한 이당류이다. 갈락토스는 간장에서 글루코스-6-인산을 거쳐 글루코스로 변환된다.

※5 오탄당 : 탄소가 5개인 단당류. 크실로스, 아라비노스, 크실룰로스(xylulose) 등이 있다.

※6 글루코스-6-인산(G-6-인산) : 해당계에서 글루코스로부터 에너지를 생산하는 경로나 글리코겐 생산 등 여러 반응을 일으키는 최초의 산물(産物, 생성물질)

※7 젖산(乳酸) : 당이 해당계에서 대사되면서 생기는 산물의 일종. 체내에 쌓인 젖산은 간장에서 글루코스로 재합성된다.

※8 피루브산(pyruvic acid) : 글루코스에서 에너지-통화(通貨)라 불리는 ATP가 생산되는 과정에서 생기는 중간물질. 혐기적 조건(산소가 없는 상태)에서 반응하는 해당계라는 대사 경로에서 글루코스가 산화되어 생성되며 그 일부가 TCA 회로에 공급되고 최종적으로 ATP가 생산된다.

※9 구연산회로 : TCA cycle(회로)로 글루코스 회로라고도 불린다. 산소 호흡을 하는 동물이 글루코스에서 생성된 피루브산이나 지방산에서 생성된 아세틸 CoA라는 물질을 효율적으로 에너지로 변환하는 시스템. 미토콘드리아의 매트릭스 내에서 생기는 대사 경로이며, 미토콘드리아는 세포 내에 존재한다.

한편, 갈락토스는 우유나 모유에 많이 함유되어 있는 당질로 소장에서 문맥을 거쳐 간장으로 운반되면 글루코스-6-인산으로 변환되어 에너지 생산에 이용된다.

에너지로 이용되는 당질은 이 외에도 있으며, 과실이나 벌꿀 등에 많이 함유된 프락토스(과당)도 그 중의 하나이다. 프락토스도 글루코스와 같은 단당류이며, 장관에서 흡수되면 그 대부분이 문맥에서 간장으로 운반된다. 그리고 프락토스-6-인산으로 변환되어 에너지 생산에 이용된다.

지질대사(脂質代謝)

• 지방산^※10의 분해 → 아실(acyl)-CoA^※11, 케톤체 생산

• 지방산, 중성지방의 합성

• 인지질, 콜레스테롤의 합성

• 콜레스테롤의 이화(異化, 분해), 담즙산 배설

• 리포단백질 대사

간장에서 지방산으로부터의 에너지 이용은 아실-CoA로의 변화로부터 시작한다. 그리고 산화(β산화) 및 TCA회로에서 이산화탄소(CO₂)와 물(H₂O)로 분해되어 에너지가 생산된다. 지방산으로부터는 케톤(ketone)체도 만들어진다. 케톤체는 에너지원이 되는 물질로 간장에서 혈액 중에 방출되어 근육 등의 조직에 운반되어 에너지원으로 이용된다. 지방산은 간장에서 합성도 진행되며, 중성지방까지 합성하여 전신에 분배한다. 그 외에 콜레스테롤이나 인지질의 합성, 담즙산의 합성∙배설 등을 행한다.

지질대사에 관한 간장의 기능은 또 있다. 콜레스테롤은 간장에서 최종적으로 담즙산으로 변환되며, 담낭에서 소화관으로 분비된다. 담즙산은 지질이나 지용성비타민의 소화∙흡수를 돕는다. 식사에서 섭취된 지질은 간장에서 분비되는 담즙산과 췌장에서 분비되는 리파제라고 하는 소화효소에 의해 모노아실글리세라이드와 지방산으로 분해되어 소장에서 흡수된다. 소장의 점막에서 다시 중성지방으로 합성되며, 카이로미크론(chylomicron)으로 림프관에서 소골 아래 정맥으로 운반된다.

지질을 운반하는 리포단백질은 여러 종류가 있으며, 함유되어 있는 중성지방이 많은 순으로 카이로미크론, VLDL (very low-density lipoprotein : 초저비중 리포단백질), LDL (low-density lipoprotein : 저비중 리포단백질), HDL (high-density lipoprotein : 고비중 리포단백질)로 나누어진다. 사람에 있어서 리포단백질의 분획명과 지질 성분 등은 표2에 나타내었다. 개와 고양이에서도 마찬가지의 명칭이 사용되고 있지만 구성하는 지질 성분이나 기능에 대해서는 명확하게 밝혀지지 않았다.

표2. 인간의 리포단백질 분획명과 지질 성분

리포단백질	중성지방	콜레스테롤	인 지 질	단 백 질
카이로미크론	90%	5%	4%	1%
VLDL	50%	20%	20%	10%
LDL	10%	45%	20%	20%
HDL	5%	18%	20%	50%

  VLDL은 중성지방을 다량 함유하며, 간장에서 합성되어 혈중으로 방출된다. 그리고 리포단백질 리파제라 불리는 효소의 작용으로 VLDL 중의 중성지방이 분해되어 생기는 지방산을 지방세포에 제공한다. 분해된 VLDL은 IDL로 변화된 뒤 간장으로 돌아가거나 LDL로 변환된다.

※10 지방산 : 장쇄(長鎖)알킬(alkyl)기 (H-(CH₂)_n-)에 –COOH가 결합한 산. 탄소수가 2~4개인 것을 단쇄지방산, 5~12개인 것을 중쇄지방산, 12개 이상인 것을 장쇄지방산이라고 부른다.

※11 아실-CoA : 지방산의 화학반응이 일어나기 쉽도록 보효소 A가 붙어서 활성화된 것. 지방산의 분해나 합성에 관계한다.

LDL은 콜레스테롤을 다량 함유하는데 간장에서도 합성되어 혈중으로 방출된다. 이 콜레스테롤은 세포막의 원료로 되며, 호르몬의 합성에서도 빼놓을 수 없다. 그러나, 사람에서는 「콜레스테롤은 동맥경화의 원인이 된다」고 하는 인식이 일반적으로 침투되어 있으며, 간장에서 조직으로 콜레스테롤을 운반하는 LDL은 「나쁜 콜레스테롤」로 불려지게 되어 버렸다. 개와 고양이에서는 대개의 경우 LDL은 낮은 수치이며, 콜레스테롤이 높다고 해도 동맥경화가 되기 쉽다고 단정할 수 없다.

한편, 중성지방도 콜레스테롤도 적은 HDL은 소장을 시작으로, 간장 등의 전신에서 합성된다. HDL은 조직에서 콜레스테롤을 회수하여 간장으로 운반하기 때문에 일반적으로 「착한 콜레스테롤」로 불린다.

단백질대사

• 아미노산의 대사 → 혈청 단백(면역 글로브린을 제외)의 생성∙분해

• 암모니아의 합성∙무독화

• 응혈 인자의 합성

• 글로브린의 합성

소장에서 문맥을 거쳐 간장으로 운반된 단백질은 단백질을 구성하고 있는 여러 가지 아미노산으로 분해된다. 그리고 이 아미노산을 재료로 하여 혈액(혈청 단백, 글로브린, 응혈인자 등)이나 근육 등의 단백질로 간장에서 합성된다.

한편, 단백질은 그 역할을 마치면 장관(腸管)이나 신장(腎臟)에서 암모니아로 변용된다. 암모니아는 인체에 유해하므로 간장으로 운반되어 무독화된다. 이 결과로 생겨난 요소는 오줌이나 변으로 배설되어 암모니아의 해독이 완료된다.

비타민대사

• 수용성 비타민 : 활성화

• 지용성 비타민 : 활성화∙저장

간장에는 비타민A, 비타민E, 비타민D 같은 지용성 비타민과 당질이나 지질의 대사에 빼 놓을 수 없는 비타민B군이 풍부하게 축적되어 있다. 또, 칼슘 대사에 관계하는 비타민D를 활성화한다. 비타민은 다양한 작용을 갖지만 그 중의 하나로 효소의 기능을 돕는 보효소로써의 역할이 있다. 간장에서는 비타민이 그 작용을 발휘하기 쉽도록 합성∙분해가 행해진다.

호르몬대사

• 호르몬의 분해∙불활성화

생리활성물질인 호르몬은 시상하부(視床下部), 부신피질, 췌장 등 체내의 특정 장관(腸管)에서 합성∙분해되면 혈액이나 림프액 등의 흐름을 타고 표적이 되는 세포의 수용체(리셉터, receptor)에 결합하여 그 작용을 발휘한다. 그리고, 역할을 끝내면 간장으로 운반되어 분해∙배설된다.

 해독 기능

• 암모니아의 해독 (요소회로, urea cycle)

• 약물, 독소의 해독 : 소화, 환원, 가수분해, 포합(抱合) 등

앞에 나온 암모니아를 시작으로 화학물질, 약제, 색소, 비리브린 등 몸에 유해한 물질을 분해하여 무독화하고, 담즙, 오줌, 대변으로 배설하기 쉽도록 한다.

담즙 색소 대사

• 비리브린의 섭취, 포합(抱合), 배설

  적혈구에 포함되어 있는 헤모글로빈은 단백질의 일종으로 산소를 운반하는 기능이 있다. 그러나 적혈구는 개에서는 100일, 고양이에서는 80일 정도가 경과하면 역할을 마치고 비장(脾臟)에서 탐식세포의 일종인 매크로파지(macrophage)에 의해 파괴되어 버린다. 이 분해에 의해 적색 색소인 헴이 유리되고, 철이 빠져서 빌리루빈으로 된다. 황색 색소인 빌리루빈은 간장으로 운반되어 수양성(水樣性)으로 변환된다. 수양성으로 된 빌리루빈은 담즙산과 함께 담낭에 축적된 후 십이지장에서 분비되어 분변 중으로 버려진다. 분변의 색은 빌리루빈에서 변화된 우로비린의 색이다. 그 일부는 우로빌리노겐으로서 장관에서 재흡수되어 간장에서 다시 대사되거나 오줌 속으로 버려진다. 수양성(水樣性)으로 된 빌리루빈이 혈액 속에 출현하면 조직이 황변하는, 말하자면 황달이 된다.