1

機械的消化

蠕動運動

輪走筋の収縮輪が肛門側へ伝わり食物を移動させる

分節運動

輪走筋の収縮と弛緩が交互に生じ食物を混和させる

咀嚼

食物を歯で咬み粉砕する

歯式：歯の種類と数を示す

a下顎の犬歯は切歯に含める場合がある bメスには犬歯がないことが多い

動物 切歯 犬歯 前臼歯 後臼歯

ネコ 3／3 1／1 3／2 1／1

イヌ 3／3 1／1 4／4 2／3

ブタ 3／3 1／1 4／4 3／3

ウシ 0／3 0／1a 3／3 3／3

ヒツジ 0／3 0／1a 3／3 3／3

ヤギ 0／3 0／1a 3／3 3／3

ウマ 3／3 1／1b 3／3 3／3

ヒト 2／2 1／1 2／2 3／3

乳歯と換歯

ゾウ：5回生え変わる（後ろから前に生え変わる）

ハムスター：切歯が一生伸び続ける

ウサギ・モルモット・チンチラ：切歯・臼歯が一生伸び続ける

乳歯：哺乳類で普通1回換歯するうちの、最初の歯

永久歯：乳歯と交代して以後生え換わらず一生使われる歯

動物 切歯 犬歯 前臼歯 後臼歯

イヌ 3／3 1／1 0／0 2／3

ブタ 3／3 1／1 3／3 0／0

ウシ 0／3 0／0 3／3 0／0

ブタ 2／2 1／1 1／1 1／1

脊椎動物の消化管

軟骨魚類 食道 胃

腸 螺旋弁

直腸 肛門

直腸腺：塩分排出

硬骨魚類 胃

幽門垂：消化・吸収

食道 肛門 腸

直腸

両生類 胃

食道 肛門

直腸 大腸

膀胱 小腸

爬虫類 胃 食道 肛門

直腸 大腸

小腸

消化管

胃

空腸 40％

肛門

盲腸

虫垂

直腸

結腸

大腸 1.5 m

膵臓

肝臓

胆のう

十二指腸 （腸管膜なし）

番号は食べ物が通る順番

食道

小腸 6－7 m

回腸 60% 上行

噴門

下行

S字

胃底 胃体

幽門

食べ物の通過時間

消化管 長さ 時間

食道 約 25～30 cm 固体：約30～60秒

液体：約1～6秒

胃 ～約 30 cm 約4時間

小腸 約 6 m 約9時間

大腸 約 1.5 m 約12～24時間

ヒトの成体の消化管の長さは約 7～9 m

摂取したものは約24～72時間後に糞として排出される

食物の胃内滞留時間：糖質＜タンパク質＜脂質

2

唾液

胃液

膵液

腸液

アミラーゼ

（マルターゼ）

ペプシン

カルボキシペプチダーゼ

トリプシン

キモトリプシン

アミノペプチダーゼ

化学的消化

アミノ酸

ペプチド

アミラーゼ

マルターゼ

スクラーゼ

ラクターゼ

単糖

オリゴ糖

多糖類 タンパク質

リパーゼ

（リパーゼ）

グリセロール 脂肪酸

トリアシルグリセロール

盲腸

総排泄腔

食道 嘴

筋胃

結直腸

回腸

空腸

十二指腸

肝臓

胆のう

膵臓

ニワトリの消化管

鳥類では短く宿便が少ない

盲腸 2つある

メッケル憩室 胚時期の卵黄との結合部

糞･尿･卵を全てここから出す（膀胱はない）

そのう 食物を一時的に蓄える

腺胃 単胃動物の胃とほぼ同じ

食道

胃

十二指腸

空腸

回腸

盲腸

肛門

直腸

円錐状結腸

ブタの消化管

小腸：十二指腸･空腸･回腸･･･食物の消化と吸収

大腸：盲腸･結腸･直腸･･･水分とミネラルの吸収･食物の発酵

小腸内部には絨毛があるが大腸にはない

食道

第4胃

十二指腸

空・回腸

円盤状結腸

盲腸

直腸

肛門

ウシの消化管

単胃動物の胃と同じ

第3胃 水分の吸収

第2胃 食物の輸送嫌気的発酵

第1胃 嫌気的発酵

揮発性脂肪酸の吸収

胃

胃

小腸

肛門

大腸

･食べ物を数時間貯留

･食べ物の殺菌

･タンパク質の消化

食道

塩酸の働き

･ペプシノーゲンの活性化 ･食べ物の殺菌 （胃のpHは1～2）

反芻

③ 再咀嚼

① 咀嚼

② 部分消化

④ 消化

ウシ・ヤギ・ヒツジ・キリン・シカ・ラクダなど

ウシの反芻時間は1日6～10時間

ラクダの第3胃は痕跡的である

3

第二胃 嫌気的発酵 食物の輸送 第三胃

水分の吸収 第四胃 消化酵素による タンパク質の分解

第一胃 嫌気的発酵

反芻胃

食道

十二指腸

1

4

3 2

第1･2･3胃は食道に由来すると言われている

ガスの層･･････････二酸化炭素･メタン

ルーメンマットの層･･････････粗飼料など

飼料片の層･･････････穀物など

反芻胃の成長【ウシ】

1 2 3

4

生後1週間

母乳

1＋2＝30％

3＋4＝70％

4

2 3 1

生後3ヶ月

母乳

粗飼料・濃厚飼料

1＋2＝70％

3＋4＝30％

1

4

3 2

成牛

粗飼料・濃厚飼料

1＋2＝85％

3＋4＝15％

反芻胃の成長は飼料によって変わる

第1胃内の微生物 Allison, 1985

真菌（真核生物）

ウイルス

プロトゾア（原生動物・真核生物）

全微生物容積の51.1％

繊毛虫が多く、鞭毛虫は少ない

細菌（原核生物）

全微生物容積の48.9％

嫌気性細菌が多く、好気性細菌は少ない

・セルロース分解菌

・デンプン分解菌

・可溶性糖類利用菌

・メタン生成菌

全微生物容積は第1胃液 1 mlあたり 0.036 ml

名前 基質利用性 生産物

A. lipolytica 脂肪 酢酸･プロピオン酸

C. cellobioparum セルロース･タンパク質 酢酸･ギ酸･乳酸･水素など

B. succinogenes セルロース･デンプン 酢酸･ギ酸･コハク酸

E. cellulosolvens セルロース 酢酸･酪酸･乳酸･コハク酸など

M. ruminantium メタン･水素 メタン

R. albus セルロース･キシラン 酢酸･ギ酸･エタノール

S. bovis デンプン･タンパク質 酢酸･乳酸

S. amylolytica デンプン 酢酸･プロピオン酸･コハク酸

反芻胃の細菌の例

微生物による糖質の消化

グルコース

でんぷん

セルロース

短鎖脂肪酸

（揮発性脂肪酸）

第1胃壁から吸収

酢酸

プロピオン酸

酪酸

酢酸：プロピオン酸：酪酸＝6：3：1くらいが望ましい

酪酸は少ないほうが良い

粗飼料で酢酸が、濃厚飼料でプロピオン酸と酪酸が増える

下部消化管で消化

ATP

単胃動物のATP生産までの基本的な流れ

ピルビン酸

アセチルCoA

ATP

NADH 解糖系

FADH2 NADH

クエン酸回路

電子伝達系

ブドウ糖 水素（電子）を運ぶ

ATP

ATP ATP

NADH

ATP ATP ATP

4

CoA 4

揮発性脂肪酸の行方

クエン酸

アセチルCoA

2 CoA

6 オキサロ酢酸

4

6 4

4 4 4 5

NADH

NADH

NADH FADH2

数字は炭素の数

矢印の向きは一方向だけを示している

（実際には違うモモの含むことに注意）

スクシニルCoA

プロピオン酸

酢酸

酪酸 アセトアセチルCoA ホスホエノール ピルビン酸

糖新生

クエン酸回路

微生物によるタンパク質の消化

アミノ酸 タンパク質

第1胃壁から吸収

短鎖脂肪酸

アンモニア

菌体･虫体タンパク質

第4胃･下部消化管で消化

非タンパク態

窒素化合物 ･アミノ酸

･尿素

過剰の場合

第1胃壁から吸収

肝臓で尿素になり

尿として排泄

血中の尿素を第1胃

に戻すこともある

アンモニアとグルタミン

脳･筋肉･腎臓･肝臓など

グルタミン酸 NH2

グルタミン NH2 NH2

NH3

α-ケトグルタル酸 アミノ酸 NH2

α-ケト酸

アミノ酸 NH2

有害なアミノ基（アンモニア）を

グルタミン酸に渡して無害なグル

タミンを合成する

クエン酸回路から

肝臓の尿素回路

NH3 カルバミルリン酸

シトルリン

オルニチン アルギニノコハク酸

アスパラギン酸

フマル酸 アルギニン 尿素

糖新生など

クエン酸回路から

窒素原子

ミトコンドリア

2ATP

ATP

アンモニア中毒

血中アンモニアのほとんどがアンモニウムイオン（NH4＋）

細胞膜を通過できない

濃度が1％を超えるとアンモニアになり細胞膜を通過する

・pHが上がる

・アンモニア処理のためにα-ケトグルタル酸が使われる

クエン酸回路が回らなくなりエネルギー不足になる

・アンモニア処理のためグルタミン酸が使われる

神経伝達物質としてのグルタミン酸やGABAが減る

・組織中グルタミン濃度が増加する

脳浮腫などが発生する

硝酸中毒

窒素肥料を多肥した飼料作物には硝酸塩が多く含まれている

反芻動物がこの作物を多量に摂取すると硝酸中毒になる

硝酸

アンモニア

微生物タンパク質

通常 アンモニア過剰

亜硝酸 亜硝酸

亜硝酸

ヘモグロビン メトヘモグロビン

酸素と結合できない

血液中へ

赤血球

5

微生物によるタンパク質の消化

アミノ酸 タンパク質

第1胃壁から吸収

短鎖脂肪酸

アンモニア

菌体･虫体タンパク質

第4胃･下部消化管で消化

非タンパク態

窒素化合物 ･アミノ酸

･尿素

過剰の場合

第1胃壁から吸収

肝臓で尿素になり

尿として排泄

血中の尿素を第1胃

に戻すこともある

タンパク質の水準化効果

タンパク質の質

上

下

良質タンパク質

良質ではないタンパク質

アミノ酸

アンモニア

微生物タンパク質

反芻動物では、摂取した飼料中タンパク質は（一部を除き）

最終的に微生物タンパク質になる

ウシが利用するタンパク質の70～80％が微生物タンパク質

反芻動物が利用する

タンパク質は質的に

一定になる

乳牛の微生物タンパク質合成量は1日2.5 kg

ルーメンバイパス

反芻動物の第1胃で分解されずに素通りし、下部消化管で

消化･吸収されること

微生物の影響を受けずに飼料成分を利用することができる

バイパス脂肪

脂肪酸をカルシウム塩などにしたもの

高エネルギーの供給が可能で、乳脂率･乳量も向上する

バイパスタンパク質（ルーメン非分解性タンパク質）

通常の飼料タンパク質の15～80％（加熱処理で増える）

乳タンパク質･乳量が向上する

トウモロコシ 大豆粕 加熱大豆粕 魚粉

49-65％ 15-28％ 71％ 48-72％

加熱大豆粕は130℃で 微生物による脂質の消化

トリアシルグリセロール

プロピオン酸

第1胃壁から吸収

小腸で吸収

Ｐ

不飽和脂肪酸 グリセロール

リン脂質

Ｐ

リン酸

飽和脂肪酸 異性体 共役リノール酸など

飽和脂肪酸

小腸で吸収

不飽和脂肪酸の変化

OH

O ステアリン酸 飽和脂肪酸

不飽和脂肪酸 リノール酸

OH

O

共役リノール酸

OH

O

種類 飽和脂肪酸 一価不飽和脂肪酸 多価不飽和脂肪酸

牛脂 41.1 45.0 3.6

ラード 39.3 43.6 9.8

トウモロコシ油 13.0 28.0 51.6

大豆油 14.9 22.1 55.8

反芻胃内の微生物は不飽和脂肪酸に水素を添加し飽和化する

ビタミンとミネラル

ビタミン

反芻胃内の微生物はビタミンB群の全てを合成する

反芻胃内の微生物はビタミンＫを合成する

小腸で吸収する（と思われる）

単胃動物も腸内細菌が合成するが、大腸の吸収能が

低いのであまり利用されない

ミネラル

Na+、K+、Cl－、Mg2+などの無機イオンは第1胃で

吸収される

Ca2+とリン酸は小腸で吸収される

6

メタンについて

デンプン・セルロース

ピルビン酸

酢酸

プロピオン酸

蟻酸

CO2 Ｈ2

CO2

Ｈ2

2Ｈ2

メタン メタン

濃厚飼料を給与するとプロ

ピオン酸の生成が増える

メタンの発生量が減る

メタンは偏性嫌気性のメタン菌によって作られる

メタンは反芻動物には利用されない（飼料エネルギーの損失）

H2が増加すると微生物の活性が低下する

飼料エネルギーの損失は3～12％ 大気中のメタンの15％は反芻動物による 第1胃とpH

揮発性脂肪酸は弱酸性なので微生物の発酵でpHが下がる

飼料摂取前 pH 7.0 付近 飼料摂取後 pH 6.0 付近

揮発性脂肪酸

アンモニア HCO3－ 揮発性脂肪酸の吸収

アンモニアの中和作用

唾液中のHCO3－の緩衝作用

第1胃のpH調節機構

第1胃のpHが下がったままだとルーメンアシドーシスになる

草食の方法

反芻動物やナマケモノ

食べたものを微生物に利用させ、それを

動物が消化･吸収する

食道や胃前部が食物貯蔵庫になる

ウマ･ブタ･ヒト･イヌなど哺乳動物のほとんど

動物が食べて消化･吸収したものの残りを盲腸

や大腸で微生物に利用させ、それを吸収する

微生物体は糞として排出される

ウサギやモルモット

動物が食べて利用したものの残りを微生物に

利用させ、それを利用するとともに排出され

た糞を食べて微生物体も消化･吸収する

腸内細菌と糞

腸内部に生息している細菌のこと

ヒトの腸内には100種類以上、100兆個以上（約1.5kg）生息

ちなみにヒトの体の細胞数は60～70兆個といわれている

･小腸上部：内容物 1 g あたり 1万個

･小腸下部：内容物 1 g あたり 10万～1000万個

･大腸：内容物 1 g あたり 10億～1000億個

60 ％ 水分

15～20 ％ 腸壁細胞の死骸

10～15 ％ 細菌類の死骸

5 ％ 食べ物の残渣

ヒトの正常糞の構成

水に関する数字は成人のもの

坂田隆

動物名 食性 体長（m） 小腸＋結腸（m） 腸/体長

ネコ 肉食 0.4 2.1 5

イヌ 肉食 0.7 4.7 7

ブタ 雑食 1.3 23.3 18

ウサギ 草食･単胃 0.4 5.2 15

ウマ 草食･単胃 1.9 28.9 15

ヒツジ 草食･複胃 1.0 32.4 33

ウシ 草食･複胃 2.3 56.2 24

哺乳類の消化管の長さ アルゼンジオ (1990) ダチョウの消化管

ニワトリ ダチョウ

小腸（90％程度） 1082 mm（卵用種） 1796 mm（ブロイラー）

結直腸（3％程度） 68 mm（卵用種） 134 mm（ブロイラー）

盲腸（7％程度） 127 mm（卵用種） 188 mm（ブロイラー）

小腸（41％程度） 6400 mm

盲腸（5％程度） 940 mm

結直腸（54％程度） 8000 mm

パーセントは全腸管に占める割合

長さはSturkie’s Avian Physiologyから

ダチョウは草食性

結直腸で微生物が生成した揮発性

脂肪酸を吸収する

エネルギー摂取量の76％は脂肪酸