消化管と消化 消化 糖質タンパク質脂質核酸 糖質 タンパク質 単糖アミノ酸グリセロール脂肪酸コレステロール塩基ビタミンミネラル水 ミネラル水 消化とのほとんどは小腸で行われる 消化管の一般的な断面図 筋層間神経叢 小腸 大腸副交感神経と交感神経消化管運動と消化液の分泌を調節 粘膜下神経叢小腸に存在副

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1 機械的消化 咀嚼 食物を歯で咬み粉砕する 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縦走筋と連携する 歯式 : 歯の種類と数を示す 動物 切歯 犬歯 前臼歯 後臼歯 ネコ / / / / イヌ / / 4/4 / ブタ / / 4/4 / ウシ 0/ 0/ a / / ヒツジ 0/ 0/ a / / 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 ヤギ 0/ 0/ a / / ウマ / / b / / ヒト / / / / 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 乳歯と換歯 脊椎動物の消化管 乳歯 : 哺乳類で普通 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 軟骨魚類 腸 螺旋弁 直腸腺 : 塩分排出 直腸 総排泄腔 イヌ / / 0/0 / ブタ / / / 0/0 硬骨魚類 幽門垂 : 消化 腸 直腸 総排泄腔 ウシ 0/ 0/0 / 0/0 ブタ / / / / 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 両生類 爬虫類 小腸 小腸 膀胱 大腸 大腸 総排泄腔直腸 直腸 総排泄腔 単孔類と有袋類 消化管 番号は食べ物が通る順番 単孔類カモノハシとハリモグラ 有袋類カンガルーなど 結腸 卵巣 子宮 卵管 胆のう 噴門底体幽門 膵臓 膀胱 十二指腸 ( 腸管膜なし ) 大腸.5 m 下行 空腸 40% 結腸 上行 回腸 60% 総排泄腔腸管 尿管 生殖管が開口 総排泄腔尿管 生殖管が開口 盲腸虫垂直腸 S 字肛門 小腸 6-7 m

2 消化管と消化 消化 糖質タンパク質脂質核酸 糖質 タンパク質 単糖アミノ酸グリセロール脂肪酸コレステロール塩基ビタミンミネラル水 ミネラル水 消化とのほとんどは小腸で行われる 消化管の一般的な断面図 筋層間神経叢 小腸 大腸副交感神経と交感神経消化管運動と消化液の分泌を調節 粘膜下神経叢小腸に存在副交感神経粘膜筋層と粘膜層を刺激 漿膜縦走筋 輪走筋 粘膜下層ソーセージに 粘膜筋板 粘膜層食物通過を補助食塊から防御 食べ物の通過時間 脊椎動物の 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 4~7 時間後に糞として排出される 消化管長さ時間 約 5~0 cm ~ 約 0 cm 約 4 時間 小腸約 6 m 約 9 時間 固体 : 約 0~60 秒 液体 : 約 ~6 秒 大腸約.5 m 約 ~4 時間 食物の内滞留時間 : 糖質 < タンパク質 < 脂質 サメカメニワトリ 腺噴門部噴門部 幽門部幽門部 筋クジラウシヒト第 噴門部 主第 第 第 4 幽門部幽門第 4 での消化とホルモン 脳 の働き 食べ物を数時間貯留 食べ物の殺菌 タンパク質の消化 塩酸の働き ペプシノーゲンの活性化 食べ物の殺菌 ( の ph は ~) 粘液の働き 自己消化の防止 粘液層粘膜層粘膜筋板粘膜下層筋肉層副細胞 ( 粘液産生 ) 壁細胞 ( 塩酸産生 ) 主細胞 ( ペプシノーゲン産生 ) 血管 G 細胞ガストリン分泌 アミノ酸に反応する ペプシノーゲン分泌促進 ヒスタミン分泌促進 塩酸分泌促進 S 細胞セクレチン分泌 酸に反応する ガストリン分泌抑制 重炭酸塩分泌促進 M 細胞コレシストキニン分泌 胆液の分泌促進 幽門 十二指腸 噴門 副交感神経アセチルコリン 壁細胞塩酸分泌 ECL 細胞ヒスタミン分泌 塩酸分泌促進 H ブロッカー 主細胞ペプシノーゲン分泌

3 ストレスと ストレス脳バランスを取るために交感神経興奮 副交感交感神経興奮 タンパク質分解酵素 自己消化を防ぐため不活性型の前駆体で分泌される 不活性型 活性化させるもの 活性型 ペプシノーゲン 塩酸 ペプシン ペプシン の血管が収縮血流が低下 粘液の分泌減少 潰瘍 喫煙は血管を収縮するカフェインやクロロゲン酸は酸の分泌を促す過剰なアルコール摂取は酸分泌を促し 粘膜を破壊する の働きが活性化 酸分泌増加 トリプシノーゲン エンテロキナーゼ キモトリプシノーゲン プロカルボキシ ペプチダーゼ キモ カルボキシ ペプチダーゼ 活性化に不要なペプチド鎖を取り除く酵素によってアミノ酸の切断箇所が決まっている タンパク質の消化戦略 タンパク質の消化 タンパク質 端から つずつ切り離す まず内部からいくつかの断片に切り離す エンドペプチダーゼ 液 ペプシン キモ カルボキシペプチダーゼ エンドペプチダーゼ タンパク質やペプチド鎖の中央を切断 エキソペプチダーゼ 4 次に端から切り離す エキソペプチダーゼ アミノペプチダーゼ ジペプチダーゼ H N タンパク質やペプチド鎖の末端から切断 COOH タンパク質消化酵素とアミノ酸 エンドペプチダーゼは特定のアミノ酸残基で切断する 糖質の消化 デンプンイソマルトーススクロースラクトース 液 ペプシン 唾液 アミラーゼ 液 H N Glu Phe Tyr Trp Leu Lys Arg COOH アミラーゼ キモ オリゴ糖 マルトース 限界デキストリン アミノペプチダーゼ カルボキシペプチダーゼ 限界デキストラーゼマルターゼ グルコース イソマルターゼ グルコース スクラーゼ グルコースフルクトース ラクターゼ グルコースガラクトース

4 アミロペクチンの消化 脂質の消化 アミラーゼは α (,6) 結合を切断できないので限界デキストリンとして残る 限界デキストリナーゼ 唾液 液 トリグリセリド ( リパーゼ ) ( リパーゼ ) リパーゼ (± 胆汁酸 ) (+ コリパーゼ ) リン脂質 P ホスホリパーゼ A (+ 胆汁酸 ) コレステロールエステル コレステロールエステラーゼ (+ 胆汁酸 ) モノグリセリド脂肪酸 リゾホスホ脂質脂肪酸 コレステロール脂肪酸 P 中性脂肪の消化と 脂肪の消化と胆汁酸 トリグリセリドジグリセリドモノグリセリド コレステロール リパーゼモノグリセリドリパーゼ イソメラーゼ リパーゼ 大部分がされる 乳汁には中鎖脂肪酸からなるトリグリセリドが他の食品よりも多い このトリグリセリドの一部は内で消化され 遊離した中鎖脂肪酸は粘膜からされる コール酸 ( 胆汁酸の80%) グリシンと抱合タウリンと抱合水溶性になるグリココール酸タウロコール酸十二指腸胆汁リパーゼ脂質乳化 ミセル形成 胆汁酸とコレステロールの排泄 ヒトの小腸の表面積 畳 = 約.5 m コレステロール 約 4. m コール酸 ( 胆汁酸の80%) グリシンと抱合タウリンと抱合水溶性になるグリココール酸タウロコール酸胆汁 小腸内腔の表面積は 約 00 m 約 0 畳分 約 4. m 十二指腸 95% が小腸で再 糞へ.7 m 4

5 小腸の微絨毛と糖被 絨毛 ( 柔突起 ) 微絨毛 ( 刷子縁 ) 膵消化酵素糖被 管腔内消化と膜消化 管腔内消化小腸の管腔内で行われる による消化食物の抗原性をなくす 膜消化小腸の刷子縁膜上に結合する各種酵素によって行われる消化消化されたものを効率的にし 浸透圧の上昇を抑える 膵消化酵素 ( 接触消化 ) マルターゼ スクラーゼ ラクターゼ ジペプチダーゼ アミノペプチダーゼなど 粘膜筋板血管リンパ管 膜局在性消化酵素 消化産物をそのまま 糖被 微絨毛 番号は食べ物が通る順番 アルコール 十二指腸 ~ 空腸 糖 Ca Mg Fe 空腸 ビタミン B 系 ビタミン C 単糖 アミノ酸 Na グリセロール + - ブドウ糖共輸送体 - アミノ酸共輸送体 - グリセロール共輸送体? 毛細血管 水 大腸 肛門 回腸 胆汁酸 葉酸 ビタミン B 小腸全体 水 タンパク質 脂質 脂溶性ビタミン Na K など 脂肪酸 モノグリセリド ミセル 脂肪酸 モノグリセリド 小腸の粘膜上皮細胞 トリグリセリド キロミクロン リンパ管 ヒトの体液と循環系 哺乳類の消化管の長さアルゼンジオ (990) 心臓鎖骨下静脈動物名食性体長 (m) 小腸 + 結腸 (m) 腸 / 体長 ネコ肉食 静脈 リンパ節 動脈 イヌ肉食 リンパ管 ( リンパ液 ) 消化器系 ブタ 雑食.. 8 ウサギ 草食 単 ウマ 草食 単 肝門脈 小腸 ( 空腸 回腸 ) ヒツジ 草食 複.0.4 ウシ 草食 複

6 畜産物の栄養 ( 水分なし ) 00 g 中の含量 (%) 食品成分データベース 動物細胞と植物細胞 食品 糖質 () は食物繊維 タンパク質 脂質 動物細胞 菌細胞 植物細胞 牛もも赤身.9(0.0) 中心体 葉緑体 豚もも赤身 0.0(0.0) 鶏もも皮なし 8.(0.0) 全卵.(0.0) 普通牛乳 40.(0.0) 玄米 88.6(.6) 8.. 精白米 9.7(0.6) 7.. 小麦 ( 玄穀 ) 84.(.6)..6 細胞壁 液胞 デンプンとセルロース α-d-ブドウ糖 α β β-d-ブドウ糖 デンプン グリコーゲン α(, 4) 結合 α α α α α α α セルロース β(, 4) 結合 分解できる 地球上で最も多い炭水化物で 植物体の約 分のにあたる分解できない β β β β β β β セルロースは食物繊維 ヒトの消化酵素によって消化されない 食物に含まれている難消化性成分の総称 その多くは植物性食物の細胞壁を構成する成分で 化学的には多糖類であることが多い 名前成分例 セルロース多糖類植物の細胞壁 キチン キトサン多糖類甲殻類の殻 菌類の細胞壁 アガロース多糖類紅藻類の細胞壁 ( 寒天 ) グルコマンナン多糖類こんにゃくの成分 ペクチン多糖類果実 食物繊維の主な働き 不溶性食物繊維 : 保水性 吸着性水溶性食物繊維 : 保水性 吸着性 粘性 満腹感と排便 : 不溶性食物繊維 水溶性食物繊維 咀嚼回数の増加と食物の体積増加のため満腹感が形成される体積増加のため大腸移動速度が増加し排便を促す 食物繊維の主な働き 血糖値 コレステロール値上昇抑制 : 水溶性食物繊維 でんぷん ブドウ糖 コレステロール 消化酵素 食物繊維 食物繊維なし ( 小腸 ) 食物繊維あり ( 小腸 ) 消化 消化 食物繊維未消化物 排便 水分 毒物 6

7 食物繊維と糞 Burkitt ら (97) 日本人の食物繊維摂取量 (g) 国民栄養調査 糞便量 (g/ 日 ) 消化管通過時間 ( 時間 ) 食物繊維の多い食事 : アフリカの農村 5 0 厚生労働省の成人 日あたり推奨摂取量は 0~5 g 470 大人 子供.5 5 食物繊維の少ない食事 : 白人 04 大人 0 学生 西暦常用量から見た食物繊維を多く含む食品 糸引き納豆 4.8 g/50 g 干しソバ 4.7 g/00 g おから 4.7 g/50 g 腸内細菌と糞 水に関する数字は成人のもの坂田隆 腸内細菌 ( 桿菌 ) 水に関する数字は成人のもの坂田隆 腸内部に生息している細菌のことヒトの腸内には 00 種類以上 00 兆個以上 ( 約.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 g あたり 万個 小腸下部 : 内容物 g あたり 0 万 ~000 万個 大腸 : 内容物 g あたり 0 億 ~000 億個 ヒトの正常糞の構成 60 % 水分 5~0 % 腸壁細胞の死骸 0~5 % 細菌類の死骸 5 % 食べ物の残渣 桿菌 細胞の形状が細長い棒状または円筒状を示す真正細菌および古細菌のこと 名前 ( 例 ) 性質グラム染色病原性 バクテロイデス偏性嫌気 - クロストリジウム ( ウェルシュ菌 ) 偏性嫌気 + プロピオニバクテリウム ( アクネ菌 ) 嫌気 +? ユーバクテリウム嫌気 +? ビフィドバクテリウム ( ビフィズス菌 ) 嫌気 + エンテロバクテリア ( 大腸菌 ) 通性嫌気 - ラクトバチルス ( 乳酸桿菌 ) 通性嫌気 + 腸内細菌 ( 球菌 ) 水に関する数字は成人のもの坂田隆 草食の方法 連鎖球菌 ブドウ球菌 球菌 細胞の形状が球状を示す真正細菌および古細菌のこと 名前 ( 例 ) 性質グラム染色病原性 ベーヨネラ嫌気 - ペプトストレプトコッカス嫌気 + スタフィロコッカス ( 黄色ブドウ球菌 ) 通性嫌気 + ストレプトコッカス ( レンサ球菌 ) 通性嫌気 + 細胞壁 細胞膜 グラム陽性菌 リポ多糖 ペプチドグリカン グラム陰性菌 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 するや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 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 する 7