消化液

英

digestive juice, peptic juice

分泌量 (2007年度後期生理学授業プリント)

	分泌量 (L/day)
唾液	0.5-1.5
胃液	1.0-2.0
腸液	2.4-3.0
膵液	1.2-1.5
胆汁	0.5-1.0

吸収量 (2007年度後期生理学授業プリント)

	吸収量 (L/day)	流入量 (L/day)
上位の 消化管	8.0-10.0
小腸		7.0-9.0
大腸		1.0-2.0

消化液の出納 (2007年度後期生理学授業プリント)

	分泌(L/day)	吸収(L/day)
唾液	0.5-1.5	上位消化管 8.0-10.0, 5.0-10.0(TP)
胃	1.0-2.0
膵臓	0.5-0.8, 1.0(SP)
胆汁	0.5-1.0
小腸	2.4-3.0, 1.5-3.0(TP)	7.0-9.0
大腸		1.0-2.0

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消化（しょうか、英: digestion）とは、生物が摂取した物質を分解処理して利用可能な栄養素にする過程のことである。消化は、生体の体内や体外、細胞内または細胞外、機械的に破砕する物理的手段やコロイド・分子レベルまで分解する化学的手段などがあり、消化器ごとにも分類される。

一般論

一般的な意味での消化は、生物が自分の栄養源となる体外の有機物を吸収するためにより低分子の状態に分解することである。動物や菌類は自分以外の生物やその遺体などの有機物を取り込んで生活している。しかし、それらを構成する有機物には細胞膜を透過するには大きすぎるものが多い。そこで、それらの物質をより低分子に分解しなければならない。この働きが消化である。

消化を行うために、これらの生物はその分解を行う酵素を分泌する。これを消化酵素という。また、酵素の働きを助けるため、あるいはその働きやすい環境を作るために酸などを分泌するものもある。また、有機物の分解をするためには、元の材質が大きい塊であればそれを細片に分けることや、油脂系の物質を懸濁状態にする（乳化）ことなども必要な場合があるので、それらの操作も消化の働きの一部である。

また、一部には自らは消化できないものを分解するために、微生物などを共生させているものがある。この場合、その動物が吸収するのは微生物に分解させた物質であるが、同時に微生物そのものも食料とされている。

消化の過程を得て、糖質はグルコース、タンパク質はアミノ酸、脂肪は脂肪酸・グリセロール・モノアシルグリセロールへとそれぞれ分解される。これはどの動物にほいてもほぼ同じである。

消化のための構造

一般に植物は光合成によって栄養を作れるので、食物を必要としない。また、窒素やリンは体外から取り入れる必要があるが、これは最初から無機化合物の状態のものを吸収するので、消化の働きは持たない。しかし、藻類の中には、有機物を取り入れる能力を持つものもある。従属栄養生物である細菌類、菌類、動物などは消化か、それに似た働きを持っている。

消化酵素が体外に分泌され、そこで分解された有機物を吸収する場合を体外消化という。これに対して餌となる物体をまず体内のしかるべき所に取り入れ、そこで消化をおこなうものを体内消化という。個々の細胞に関しても、細胞の外で分解する場合には細胞外消化、細胞内に取り入れてから消化するのを細胞内消化という。

体外消化の場合には、消化は特に決まった部分で行われるわけではないが、体内消化の場合、餌を取り込み、それを蓄え、分解吸収するための構造がある。これを消化器官という。動物一般では、体内に袋があり、体表に続く管によってつながっている。これを消化管といい、一般には腸と呼ばれる。この腸（小腸）上皮の膜部分で行う消化は膜消化・表面消化（接触消化）と言う。

いわゆる腔腸動物と扁形動物などを除けば、消化管の口は2つあって、取り入れる口と消化吸収した残りを排泄する口が分かれる。この、入り口の方を口、出口の方を肛門という。消化管には消化酵素やそれを助ける物質を分泌する器官が付随することが多い。それらは一般には消化腺といわれる。口の周囲には餌の取り込みを助けるために触手や顎、歯などの摂食器官が付属することも多く、それらが機械的消化の一部をになっている場合もある。

単細胞生物や原生生物が体内消化する場合、細胞内消化であることも多い。細胞内消化の場合、細胞が粒子を取り込み、細胞内の袋状の構造に入れ、その膜を通して消化酵素が分泌され、分解された物質は膜を通して吸収される。この袋状の構造を食胞という。同様の働きは、多細胞生物にも見られる場合があり、その場合にはその働きはリソソームが行う。

人間の消化

人間（多細胞レベル）の消化は、食物中の物質（タンパク質、炭水化物、脂肪など）を吸収可能な大きさの分子に分解する工程のことを指す。消化は消化管で数段階に分けて行われ、咀嚼など機械的な分解と、消化酵素などによる化学的な分解がある。

機械的消化

咀嚼（そしゃく）

食物を歯で噛み砕く事によって食物を細かくする。

蠕動（ぜんどう）運動

筋肉の収縮で波を作り、食物を運ぶ。

分節運動

筋肉の収縮によって消化液と食物を混ぜる。

化学的消化

唾液

唾液に含まれるアミラーゼによってデンプンがマルトースとデキストリンに分解される。米をかみ続けると甘く感じるのはマルトースの影響。

胃液

胃液に含まれるペプシノーゲンが塩酸と反応してペプシンとなり、タンパク質をペプトンに分解する。

胆汁

胆汁は脂肪を乳化し、消化しやすくする。

膵液（すいえき）

膵液はアミラーゼ、トリプシン、ペプチターゼ、リパーゼなどの消化酵素を含み、三大栄養素全ての消化に関わる。アミラーゼがデキストリンを二糖類のマルトースに分解する。トリプシンがペプトンをアミノ酸に分解し、ペプチターゼがポリペプチドをアミノ酸に分解する。リパーゼが脂肪をグリセリンと脂肪酸に分解する。

腸液

炭水化物は膵液で二糖類のマルトースまで分解され、最終的に小腸の上皮細胞に存在するマルターゼ、スクラーゼ、イソマルターゼ、ラクターゼ、トレハラーゼなどの二糖類水解酵素により単糖類のグルコース、フルクトース、ガラクトースなどにまで分解されて初めて腸管からの吸収が可能となる。

大腸

大腸の主要な機能は食物の難消化性成分、いわゆる食物繊維の発酵と水分および塩分の吸収である。大腸が分泌するアルカリ性の大腸液には消化酵素が含まれず、これは粘液として大腸壁の保護や内容物の輸送を促す作用を担う。その代わり、大腸内での物質の分解は腸内細菌が行う。これらは発酵作用を通じて物質を吸収可能な水溶性物質にまで変換させる。その過程で酪酸や酢酸またメタンなどのガスが生じる。またアミノ酸の分解においてアミン類のインドールやスカトールなども生じ、これらが排泄物の臭いの一因となる。

大腸の組織（大腸上皮細胞）の代謝にはこの発酵で生成されて吸収された短鎖脂肪酸が主要なエネルギー源として直接利用され、さらに余剰部分が全身の組織のエネルギー源として利用される。ウマなどの草食動物ではこの大腸で生成された短鎖脂肪酸が主要なエネルギー源になっているが、ヒトでも低カロリーで食物繊維の豊富な食生活を送っている場合にはこの大腸での発酵で生成された短鎖脂肪酸が重要なエネルギー源となっている。また、腸内細菌の活動によって生成されるビタミンがあることも知られている。

動物の特殊な消化

反芻

ウシ目（偶蹄目）の動物（ウシ・シカ・ヤギなど）は、多くが一度飲み込んだ食べ物を胃から口中に戻して再び噛む反芻と呼ばれる動作を行う。また4つの胃を持ち、第1胃には繊毛虫と細菌類の微生物が大量に住み、摂取した食物の分解発酵をしている。これらの消化機構により、他の哺乳類が消化吸収できないセルロースなどを栄養として取り込むことが出来る。

食糞

ウサギ類は、食糞と呼ばれる行動をする。これは、「軟糞」と呼ばれる特殊な糞を排泄し、これを食べる行動のことである。軟糞は食べ物が盲腸の中で発酵してできたもので、蛋白質やビタミンなどを豊富に含んでいる。

テンジクネズミも同様の食糞をおこなう。カバ、コアラなどでは子供が親の軟糞状の糞を摂食し、離乳食的な役割を果たすほか、盲腸内の微生物を受け渡す役割もあるとされている。

砂嚢

ほとんどの鳥類は歯を持たないが、植物を食べる鳥類の多くは食道が発達した砂嚢と呼ばれる袋を持っており、そこで砂と食べ物をこすり合わせることによって機械的な分解を行う。鳥が砂などを食べるのは、砂嚢に入れるためである。

草食恐竜の大半は、歯を持ってはいたものの、体の大きさに比べれば貧弱な歯と咀嚼筋しかなかった。鳥類同様、砂嚢があり、そこで胃石（体に応じて大きく、砂というより石である）を使って消化した。

体外消化

体外消化とは、捕えた獲物に消化液を注入し、消化された液体状物を吸い取る方法であり、細胞外消化の一種に入る。一部の昆虫（タガメやゲンゴロウ、アリジゴクなど）やクモ類などが行う。

渦虫類などは、口腔から胃までを反転させて体外に出し、食物を包んで消化する。これはあくまで消化管による消化である。クサリヘビ科に主に見られる出血毒は、消化液が変化したものだと考えられ、筋肉や血液を破壊し消化するのに役立つ。

尚、ヒトが食物を摂取する前に道具や火を用いてより食べ易い形に加工する「調理」も、食物を生のまま、あるいは丸のまま食べるよりも体内での消化をし易くする行為であり、広義の体外消化だとする見方もできる。

植物繊維の分解

植物の繊維分であるセルロースやリグニンは多糖類であるが分解が難しく、このような繊維からエネルギーを得ることは困難である。ワラジムシ類やカタツムリなどの一部の動物は自力で完全にセルロースを分解する能力を持つが、多くの草食性の多細胞生物はそのような能力を持たない。そのため、セルロースを消化するために消化管の中にセルロースを分解する微生物を共生させて化学的分解を行わせる必要がある。また、ウシ目では繊毛虫が、シロアリでは多鞭毛虫・超鞭毛虫がその役割を補っている。

生きた葉を食べる動物のなかには、生きた細胞質のみを利用し、繊維質を利用する事を放棄して、それをそのままに糞として放出するものもある。また、植物遺体を餌とするものには、実際にはそれに含まれる菌類や細菌を消化吸収しているものがある。これらについては分解者を参照。

動物以外の消化

菌類の消化能力は幅広く、菌類全体に付いて言えば、他の生物が分解できない非常に多くの有機物を分解することができる。細菌類には、さらに特殊な物質を分解する能力を持つものがある。

食虫植物は、動物とはやや異なるものの同じような消化機構を持つ。

細胞レベルでの消化

細胞内における消化は、細胞内消化と呼ばれる。

白血球の単球や血管外のマクロファージは細菌などの大きな異物を細胞内に取り込んで消化する。ただしこの場合、栄養摂取の役割はほとんどない。リソソームは細胞小器官のひとつで、リパーゼなど多種の酵素をその中に蓄えており、細胞内の他の場所から運ばれてきた物質を分解する、細胞消化のための重要な器官である。

原生動物など単細胞性の動物的生物は、食物を細胞内の小さな空洞に取り込み消化を行う。この空洞を食胞と言う。食胞の膜からは消化酵素が分泌され、分解物は膜を通じて吸収されるものと考えられる。残った物質は体外に放出される。これはリソソームと相同なものであるとも考えられている。

脚注

参考文献

• 『生化学辞典第2版』 東京化学同人、1995年、第2版第6刷。ISBN 4-8079-0340-3。

関連項目

• 消化酵素
• 日本消化吸収学会

外部リンク

• 消化 (英語)

UpToDate Contents

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• 1. 術中の輸液マネージメント intraoperative fluid management
• 2. 被包された膵液貯留 walled off pancreatic fluid collections including pseudocysts
• 3. 羊水量調節の生理学 physiology of amniotic fluid volume regulation
• 4. 羊水量の評価 assessment of amniotic fluid volume
• 5. 胸水中の好酸球増加 pleural fluid eosinophilia

Japanese Journal

• 豚糞尿スラリーを原料としたメタン発酵消化液の微生物群集構造

• 佐伯 雄一,園田 亮一,城 惣吉,矢野 翼,赤木 功,山本 昭洋,杉本 安寛,Saeki Yuichi,Sonoda Ryoichi,Shiro Sokichi,Yano Tsubasa,Akagi Isao,Yamamoto Akihiro,Sugimoto Yasuhiro,サエキ ユウイチ,ソノダ リョウイチ,シロ ソウキチ,ヤノ ツバサ,アカギ イサオ,ヤマモト アキヒロ,スギモト ヤスヒロ
• 宮崎大学農学部研究報告 59, 19-28, 2013-03-22
• … 宮崎大学に設置された中温性バイオガスプラントから採取したメタン発酵消化液に関するこれまでの研究で, 病原微生物の存在は確認されなかった. … 本研究では, メタン発酵消化液とその原料中の微生物群集構造を明らかにするために, 16S rRNA遺伝子をターゲットとしたeDNAのクローンライブラリー解析によって, 真正細菌と古細菌の群集構造を調査した. …
• NAID 110009573745

• 人体のつくりと働きに関する中学生の素朴概念

• 廣木 義久,太田 善顕,大仲 政憲
• 大阪教育大学紀要　第Ⅴ部門　教科教育 61(2), 17-26, 2013-02-28
• … 中学生には，人体のつくりと働きに関する10のラベル（胃，消化，食べ物，消化液，腸，血液，心臓，酸素，二酸化炭素，呼吸）を用いてコンセプトマップを作成してもらった。 …
• NAID 120005255559

• 食虫植物ウツボカズラ消化液内共生細菌メタゲノムライブラリーからの新規リパーゼ遺伝子のスクリーニング(2012論文賞)

• 諸星 知広,及川 学,佐藤 祥子,菊地 典子,加藤 紀弘,池田 宰
• 生物工学会誌 : seibutsu-kogaku kaishi 91(2), 83, 2013-02-25
• NAID 110009597760

• メタン発酵消化液の施用が南九州におけるトウモロコシ : イタリアンライグラス体系の収量性と飼料品質に及ぼす影響

• 井戸田 幸子,浅野 陽樹,霧村 雅昭 [他],杉本 安寛,石井 康之
• 日本草地学会誌 58(4), 230-240, 2013-01-15
• … トウモロコシ-イタリアンライグラス体系におけるメタン発酵消化液(消化液)の2年間の連用施肥効果を,化成肥料単独施用(化成区)および慣行施肥(牛糞堆肥と化成肥料の併用,慣行区)と比較した。 … 消化液の施用量は,標準,多および極多区くそれぞれ40, 70および100gN/m^2/年)の3水準とした。 …
• NAID 110009586186

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★リンクテーブル★

国試過去問	「077B043」
リンク元	「唾液」「消化と吸収」「peptic juice」「digestive juice」

「077B043」

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• 正しい組み合わせはどれ？２つ

• (a) 乳酸加Ringer液輸液－細胞外液増加
• (b) 保存血の大量輸血－高カルシウム血症
• (c) 成分栄養剤(ED)注入－消化液の分泌促進
• (d) 長期の高カロリー輸液－亜鉛欠乏症状
• (e) 脂肪乳剤－中心静脈点滴に限る

「唾液」

　　[★]

英

saliva

関

消化液

• 唾液の99.5%は水であり、残りの0.5%には重要な役割がある

組成

1. 水分：99%-99.5%
2. 電解質(Na+,K+,Cl-,HCO3-,etc)、分泌速度により濃度が異なる
　[K+],[HCO3-]	：	唾液　＞　血漿
　[Na+],[Cl-]	：	血漿　＜　血漿
　早い分泌の時、唾液中の[HCO3-]↑、[Na+]↑、[Cl-]↑。よりアルカリ性となる
3. 有機物
　ムチン：＝ムコタンパク、潤滑作用
　リゾチーム：溶菌作用
　αアミラーゼ：プチアリン
　血液型物質：糖タンパクの一種
　舌リパーゼ：舌唾液腺より少量
　免疫グロブリン：IgA
　尿素
　カリクレイ：血管拡張作用

機能

1. 消化作用
　αアミラーゼにより、デンプンをマルトースに分解する
　舌リパーゼにより脂肪を加水分解する
2. 保護作用
　逆流した遺産、胆汁を薄める
　口腔内洗浄作用（虫歯予防、口臭予防）
　厚い食物を冷却する
3. 潤滑作用
4. リゾチーム, IgAによる生体防御作用

生成機構

1.　腺房細胞
　一次唾液の分泌
2.　導管系(介在部、線条部)
　Na+,Cl-の吸収
　HCO3-,K+の分泌

分泌調整機構

• 副交感神経

• 有機物少、粘度低の唾液を多量分泌

• 交感神経

• 有機物多、粘度高の唾液を少量分泌　←　緊張すると口腔内が粘稠に感じられる

1.脳相(条件反射)
　食物の視覚、嗅覚、聴覚による刺激
2.口腔相(=味覚相)(無条件反射)
　食物による口腔や舌の刺激
3.胃腸相(無条件反射)
　食物による胃の刺激

臨床関連

• Sjogren症候群

「消化と吸収」

　　[★]

関

消化液

調節機構

1. 自律神経系
2. 消化器ホルモン
3. オータコイド

定義

消化

嚥下した大きな物質を吸収可能な小さな物質にまで分解する過程

吸収

生体外のものが生体内にはいること

機械的消化

消化管運動（蠕動・分節運動）による消化

化学的消化

消化液に含まれる酵素による消化

機能

• 摂食
• 消化
• 吸収

摂食

1. 口腔内に食物を入れる
2. 咀嚼
3. 唾液分泌
4. 味覚、嗅覚
5. 嚥下

「peptic juice」

　　[★]

• 消化液

関

digestive juice

「digestive juice」

　　[★]

• 消化液

関

peptic juice