化学的消化 ニワトリの消化管 唾液液膵液腸液 多糖類 単糖 アミラーゼ アミラーゼ ( マルターゼ ) オリゴ糖 マルターゼスクラーゼラクターゼ タンパク質 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 ペプチド アミノペプチダーゼ トリアシルグリセロール リパーゼ ( リパーゼ ) グ

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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側へ伝わり食物を移動させる 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 / / / / ブタ / / / / 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 イヌ / / 0/0 / ブタ / / / 0/0 軟骨魚類硬骨魚類 腸 螺旋弁 幽門垂 : 消化 吸収 腸 腺 : 塩分排出 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 消化管 番号は食べ物が通る順番 食べ物の通過時間 肝臓 胆のう 大腸.5 m 噴門底体幽門下行 膵臓 ( 腸管膜なし ) 空腸 0% 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 ~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 時間 固体 : 約 0~60 秒 液体 : 約 ~6 秒 結腸 盲腸虫垂 上行 S 字 回腸 60% 小腸 6-7 m 小腸約 6 m 約 9 時間 大腸約.5 m 約 ~ 時間 食物の内滞留時間 : 糖質 < タンパク質 < 脂質

2 化学的消化 ニワトリの消化管 唾液液膵液腸液 多糖類 単糖 アミラーゼ アミラーゼ ( マルターゼ ) オリゴ糖 マルターゼスクラーゼラクターゼ タンパク質 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 ペプチド アミノペプチダーゼ トリアシルグリセロール リパーゼ ( リパーゼ ) グリセロール脂肪酸 そのう食物を一時的に蓄える 肝臓 嘴 胆のう 膵臓 空腸 筋 腺単動物のとほぼ同じ 盲腸 メッケル憩室胚時期の卵黄との結合部 回腸 盲腸 つある 結鳥類では短く宿便が少ない 総排泄腔糞 尿 卵を全てここから出す ( 膀胱はない ) ブタの消化管 円錐状結腸 盲腸 空腸 回腸 小腸 : 空腸 回腸 食物の消化と吸収大腸 : 盲腸 結腸 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 ウシの消化管 第 食物の輸送嫌気的発酵 第 水分の吸収 第 嫌気的発酵揮発性脂肪酸の吸収 第 単動物のと同じ 空 回腸 盲腸円盤状結腸 反芻 食べ物を数時間貯留 食べ物の殺菌 タンパク質の消化 ウシ ヤギ ヒツジ キリン シカ ラクダなどラクダの第 は痕跡的である 咀嚼 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 ~) 小腸 大腸 再咀嚼 部分消化 ウシの反芻時間は 日 6~0 時間

3 反芻 第 はに由来すると言われている 反芻の成長 ウシ 第一嫌気的発酵 第二嫌気的発酵食物の輸送 第三水分の吸収 第四消化酵素によるタンパク質の分解 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 生後 週間 母乳 +=0% +=70% 生後 ヶ月 母乳粗飼料 濃厚飼料 +=70% +=0% 反芻の成長は飼料によって変わる 成牛 粗飼料 濃厚飼料 +=85% +=5% 第 内の微生物 Allison, 985 プロトゾア ( 原生動物 真核生物 ) 全微生物容積の 5.% 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 8.9% 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 真菌 ( 真核生物 ) ウイルス 全微生物容積は第 液 ml あたり 0.06 ml 反芻の細菌の例 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 微生物による糖質の消化 単動物の 生産までの基本的な流れ でんぷん セルロース グルコース 短鎖脂肪酸 ( 揮発性脂肪酸 ) 酢酸プロピオン酸酪酸 下部消化管で消化第 壁から吸収 ブドウ糖解糖系 ピルビン酸アセチルCoA 水素 ( 電子 ) を運ぶ FADH 電子伝達系 酢酸 : プロピオン酸 : 酪酸 =6:: 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 クエン酸回路

4 揮発性脂肪酸の行方 糖新生 ホスホエノールピルビン酸 アセチル CoA CoA 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 ) 酢酸アセトアセチルCoA 酪酸 微生物によるタンパク質の消化 タンパク質 短鎖脂肪酸 オキサロ酢酸 クエン酸 スクシニルCoA CoA 5 FADH クエン酸回路 プロピオン酸 6 6 非タンパク態窒素化合物 尿素 菌体 虫体タンパク質 第 下部消化管で消化 第 壁から吸収 過剰の場合 第 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 に戻すこともある とグルタミン 肝臓の尿素回路 脳 筋肉 腎臓 肝臓など α- ケトグルタル酸 クエン酸回路から NH カルバミルリン酸 NH クエン酸回路から α- ケト酸 ミトコンドリア シトルリン アスパラギン酸 グルタミン酸 NH NH オルニチン アルギニノコハク酸 NH NH グルタミン NH 有害なアミノ基 ( ) をグルタミン酸に渡して無害なグルタミンを合成する 尿素 アルギニン 窒素原子 フマル酸 糖新生など 中毒 硝酸中毒 血中のほとんどがアンモニウムイオン (NH + ) 細胞膜を通過できない 濃度が % を超えるとになり細胞膜を通過する ph が上がる 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 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 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 通常 過剰 亜硝酸 亜硝酸 血液中へ 亜硝酸 赤血球 ヘモグロビン メトヘモグロビン 微生物タンパク質 酸素と結合できない

5 微生物によるタンパク質の消化 タンパク質の水準化効果 乳牛の微生物タンパク質合成量は 日.5 kg タンパク質 短鎖脂肪酸 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 非タンパク態窒素化合物 尿素 菌体 虫体タンパク質 第 下部消化管で消化 第 壁から吸収 過剰の場合 第 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 に戻すこともある 上 タンパク質の質 下 良質タンパク質 良質ではないタンパク質 反芻動物が利用するタンパク質は質的に一定になる 微生物タンパク質 ルーメンバイパス 加熱大豆粕は 0 で 微生物による脂質の消化 反芻動物の第 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 トリアシルグリセロール リン脂質 P 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 5~80%( 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 飽和脂肪酸 不飽和脂肪酸 グリセロール リン酸 P 9-65% 5-8% 7% 8-7% 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 飽和脂肪酸 小腸で吸収 異性体共役リノール酸など プロピオン酸第 壁から吸収 小腸で吸収 不飽和脂肪酸の変化 ビタミンとミネラル 不飽和脂肪酸リノール酸 O OH 共役リノール酸 飽和脂肪酸 ステアリン酸 O OH OH O 反芻内の微生物は不飽和脂肪酸に水素を添加し飽和化する 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 ラード トウモロコシ油 大豆油 ビタミン 反芻内の微生物はビタミン B 群の全てを合成する反芻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 - Mg + などの無機イオンは第 で吸収される Ca + とリン酸は小腸で吸収される 5

6 メタンについて 飼料エネルギーの損失は ~% 大気中のメタンの 5% は反芻動物による 第 と ph デンプン セルロース 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 ピルビン酸 飼料摂取前 ph 7.0 付近 飼料摂取後 ph 6.0 付近 蟻酸 H CO H CO H メタン メタン 酢酸 プロピオン酸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 ) H が増加すると微生物の活性が低下する 第 の ph 調節機構 揮発性脂肪酸の吸収の中和作用唾液中の HCO - の緩衝作用 HCO - 揮発性脂肪酸 第 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 腸内細菌と糞 水に関する数字は成人のもの坂田隆 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 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 哺乳類の消化管の長さアルゼンジオ (990) ダチョウの消化管 パーセントは全腸管に占める割合長さは Sturkie s Avian Physiology から 動物名 食性 体長 (m) 小腸 + 結腸 (m) 腸 / 体長 ネコ 肉食 イヌ 肉食 ブタ 雑食.. 8 ウサギ 草食 単 ウマ 草食 単 ヒツジ 草食 複.0. ウシ 草食 複. 56. ニワトリ 小腸 (90% 程度 ) 08 mm( 卵用種 ) 796 mm( ブロイラー ) 盲腸 (7% 程度 ) 7 mm( 卵用種 ) 88 mm( ブロイラー ) 結 (% 程度 ) 68 mm( 卵用種 ) mm( ブロイラー ) ダチョウ 小腸 (% 程度 ) 600 mm 盲腸 (5% 程度 ) 90 mm 結 (5% 程度 ) 8000 mm ダチョウは草食性結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 6