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201310/21

大腸と粘液(2)

大腸の中と一言に言っても、全く違った環境がその中にあるわけでして、大体3つに分けて考えられるようです。
盲腸や近居結腸の中身には自由水が沢山あります。この自由水の中が細菌の第一の住宅地(^^;
ここいらへんの中身の体積の2割位が自由水と言うことですので、結構大規模な住宅地です(^^;;;

 

で、残りの7~8割が小腸でこなされなかった食べ物の残りで、主な成分は、植物の細胞壁で、セルロースやペクチン等だそうで、細菌は細胞壁の中に入れませんので、その表面が第二の住宅地になるそうです。表面だけなので、居住地の広さとしては、それほどでも無いようです。

第三の住宅地は、大腸粘膜の表面にある粘液の中で、大雑把に計算すると、近居結腸の内容物の5%位が粘液だそうですので、かなり小さな住宅地と言うことになりますが、この粘液層の中は、先に書いたように他の2つの住宅地とはまったく環境が違います。
他の2つの住宅地は周りに自由水があって弱酸性ですが、粘液の中は自由水がなく、ほぼ中性です。
自由水が無いというのは、大変なことでして、水飴の中で生活している様な物ですから(^^;動こうと思っても大変ですし、外から食べ物がやってくることもそうそうありません。
しかし、粘液を食料に出来る細菌にとっては、食べられる家に住んでいるようなものですから、天国です(^^;

さて、この3つの住宅地に生息している細菌というのは、それぞれどういう細菌が居るのでしょうか。

自由水住宅の住人

ここに生活する細菌は、とにかく元気でなくてはいけません(^^;
というのも、増殖速度が早くないと、自由水はどんどん吸収されていきますし、中身そのものもどんどん肛門に向かって流されていますので(^^;
そして、ここに生活している細菌は、エネルギー消費が大きく、大食らいでぶりぶり出すタイプの細菌だそうです(^^;;;;;
食べ物や代謝産物を自由水が運んでくれるからでして、住処の面積(体積だな(^^;)も大きいので細菌数も一番多く、大腸の中で作られる細菌全体の代謝産物の多くは、この自由水住宅に住む細菌が作っているようです。
実験的に、盲腸の中身の自由水の含量を減らすような処置をしますと、細菌の主な代謝産物である乳酸などの単鎖脂肪酸が激減するんだそうです。
で、この自由水住宅は、嫌気性(酸素が嫌いな方々(^^;)細菌にとっても住み易い環境になっているそうです。

これは、大腸の中に紛れ込んできた酸素は他の菌が使ってしまいますし、血液から大腸壁を通って来る酸素も粘液住宅在住の方々が消費してしまうので、自由水の中まで酸素はまずやって来ないのだそうです。
自由水にとけ込んでいる物質は小腸で吸収されなかった残り物が大部分のようですが、小腸の吸収力というのは凄いものがあるので、限られた資源を大量の菌が取り合っている状態のようですが、自由水が無くなるという天変地異(^^;が起こったりしますと、ここに生活している細菌は一気に減ってしまいます。

細胞壁住宅の住人

 

ここの住人の役割は結構重要な様です。
細胞壁に囲まれた植物細胞の中には、澱粉などの利用しやすい物質が結構含まれているので、ここの住人が細胞壁を構成しているセルロースに穴を開けられれば、自由水住宅の細菌達も細胞壁の中へ入っていけるようになります。
ですから、セルロースの多い草を主食にしている動物にとっては、ここの住人の動向が、エネルギー獲得の要になります。
当然ですが、何かしらの原因で張り付く先のセルロースが来なくなりますと、ここの住人は一気に数が減ってしまいます。

粘液住宅の住人

粘液層の中に生活している細菌は、粘液を分解する酵素を沢山持っている細菌で、他の細菌では利用しにくい粘液を独占的に利用してエネルギー源にしているそうです。
ここに生活する細菌は多少ぼけていても(^^;大丈夫なようでして、粘液層は中身の中心部より流れる速度が格段に遅いので、分裂もゆっくりで大丈夫。
粘液層の中は自由水が無いので、物質の拡散も悪く、細菌自体もそれほど沢山食べて沢山出そぉ~ってわけには行かないようです(^^;
しかし、粘液に含まれるタンパク質やミネラルは自由水住宅や細胞壁住宅に生活している菌にとっても必要なものであるので、粘液層に生活する細菌が粘液を分解して、他の2つの住宅地に住んでいる細菌にこれらの物質を供給する役割を果たしているかもしれないということです。
粘液層は、大腸粘膜に接しているので、中身の中心部よりも酸素濃度が高いので、嫌気性の細菌にとっては生活しにくい状態ですが、PH等が安定しているので、環境の変化に弱い細菌にとっては優良住宅になるようです。
えぇ、「宿便」という言葉を聞いた事があると思いますが、大腸壁にくっついていてなかなか出ていかない悪いうんちという事のようなのですが・・・・・。
絶食をすると、いつもとはちょいと違ったネバネバした暗褐色のうんちが出てきて、それがそうだということの様なんですけども。

大腸は、部位によって差が大きい臓器なので、宿便があるとするとどこに粘りついているのかが問題になるようですが、遠位結腸の場合、出来上がった結構固いうんちが日夜通過していきますので、ここに粘りついている事はなさそうです。
そうしますと、近位結腸と言うことになるのですが、近位結腸の粘膜の上には確かに細菌がぎっちりと詰まった粘液層がありますが、これは正常な状態で、分泌された粘液はすぐに細菌に食べられてしまうので、実質的にはしょっちゅう入れ替わっているのだそうです。
はっきりしたことは判っていないようですが、粘液層の中に生活する細菌も寿命が来れば死んで、中身に混じって分解されたり、他の細菌と混じってうんちとなって出ていくようですので、粘液層の細菌も入れ替わっているという事になります。

 

で、絶食したときに出てくる暗褐色のネバネバした物体は何なのか?ということですが、絶食をしますと、口から入ってくる食べ物に起源を発する((^^;オオゲサナ)物が大腸に来なくなりますので、大腸の中で生活する細菌は、膵液や胆汁の残りや腸の上皮細胞や粘液だけしか食べる物が無くなってしまいます。
こうなってしまいますと、自由水や細胞壁表面を住処としている細菌にとっては、いきなり不毛な砂漠のど真ん中に置かれたような状態になってしまいます。が、粘液層に生活する細菌にとっては、粘液の分泌量は落ちますが、ある程度は粘液を食い扶持にして増殖できるので、増えた細菌の分量がうんちとして出てくるはず・・・・らしい(^^;

 

こういう状態でのうんちの材料は、粘液の成分の内でも細菌が分解しにくいものや細菌そのものであろうとのことでして、通常でも近位結腸の粘液層の部分は、すごくネバネバしているそうです。
消化管の手術をした人には、普通の食べ物ではなく、「成分栄養剤」というのを病院では使うそうで、これは、口から飲んでも、小腸の中で完全に消化吸収されてしまうため、大腸には何も入ってこなくなるそうで、この時に出てくるうんちは、チョコレートペーストの様な暗褐色のネバネバした形にならないうんちだそうです。
宿便と言われている物が出てきたとしても、大腸の中は完全に空にはならないそうで、粘液層はちゃんと存在していますし、その中の細菌もちゃんと生きているそうです。
大腸というのは、そう簡単には空にならないように出来ているのだそうです。

 

ただし、絶食や成分栄養剤で栄養をとっている様な状況では、自由水や細胞壁表面を住処とする細胞は激減しますので、いつもは大量に作られている単鎖脂肪酸が出来なくなります。こうなりますと、水分やナトリウムの吸収が出来なくなります。
飢餓がひどくなると下痢をするのは良く知られているそうですが、これは、大腸内細菌が作り出す単鎖脂肪酸(特に酪酸)が非常に少なくなってしまうために、水の吸収が出来なくなってしまうのが原因だそうです。

この様な状況になりますと、小腸や大腸の粘膜細胞の増殖が減り、粘膜自体が退行してしまい、これも吸収や粘液の分泌という大腸の機能を下げる事になるそうです。
無論、再度大腸まで届くような食べ物を食べれば、細菌の数も回復するそうですが、食えばすぐ戻るという物ではなく、まず大腸菌が増え、それに続いていろいろな菌が順序を追って増えたり減ったりしていくそうで、完全に回復するにはかなりの時間がかかるそうです。研究者によっては、大腸が元に戻るためには8週間以上はかかると言っている人も居るようです。

 

大腸内の細菌に対してよく「良い菌」「悪い菌」という言い方をしますが、この表現も実際どうなんだか判らないそうです。
この様に、菌を呼び分けている根拠としては、体調の悪いときや、病気の時には、確かに悪い菌と言われている物が沢山居るそうですし、母乳哺育の子どもにはビフィズス菌が多い等が出ているようなのですが、実際問題、悪い菌が増えるから調子が悪くなるのか、調子が悪くなった結果、大腸の中が、悪い菌に都合良くなって増えているのかというはっきりしたデータは無いのだそうです。
乳児は食物繊維を取りませんし、食事の回数も大人より多いですし、大腸の大きさから、中身の通過速度まで違います。
大腸内のエネルギー供給が違うのですから優勢な細菌の種類が変化するのは当然のことです。
ビフィズス菌が大人になると減っていくのは、大腸内の環境が変わるわけですから当然の適応ということになります。
振り返ってみますと、この「良い」「悪い」というのが、何に対してなのかもはっきりして居ません(^^;

 

抗生物質に代わって、消化管に元々生活している細菌を投与する(プロバイオティックスというそうです)という方法は魅力的ではありますし、実際に下痢などが止まったりする効果もあるらしいのですが、消化管に元々居るからという理由だけでは、長期的に投与をしても安全であるという根拠にはならないのだそうです。
それどころか、まったく副作用のない生理作用があるとも思えないんだそうでして(^^;

さて、うんちと来ればオナラです(笑)
オナラはどこからやってくるのでしょう(^^;

大きな供給元は、口から飲み込まれてくる空気と細菌の働きのよって作り出されるガスだそうです。大体が、二酸化炭素だそうで。んで、この二酸化炭素の供給源としては、もう一つあるそうでして、単鎖脂肪酸が吸収されるときに、入れ替わりに出てくる重炭酸だそうでして、こいつは大腸の中身にとけ込んで水溶液になっているそうで、この水溶液に一定のPHを保つための作用があるそうです。
細菌が単鎖脂肪酸や乳酸を作りますと、その部分のPHは下がります。このPHの低下に応じて、重炭酸水溶液から二酸化炭素が遊離します。
大腸で作られるガスの半分くらいはこうして出てくるガスだそうです。

さて、オナラの成分が、口から入ってきた空気や二酸化炭素だけなら、無臭ですので、音さえ気をつければ、どこでもぶっ放せますが(^^;、オナラに付き物なのは、「にほい」です(^^;;;;
この臭いの元は何なのでしょうか。

オナラの臭いはいろいろな物が混ざった物だそうですが、有名どころはインドールとかスカトールという物質だそうで、素人でも知っている実力者には硫化水素さんがいます(^^;
温泉なんかでよく臭うのの元ですね。
硫化水素は、大腸にイオウが入ってくると作られるのですが、このイオウの供給元は、タンパク質や粘液物質だそうでして、タンパク質にはイオウを含む物が結構あるそうですし、粘液物質は硫酸基を持っているもが多いそうで、こういった物質を分解して細菌がその中のイオウを利用しているのだそうです。

 

大腸の中で出来上がったガスが全部オナラになるかと言いますとそうではありませんで、大腸の中身を調べますと、大きなガスの塊にならない、1ミリ位の気泡があるそうでして、中身に入っているままうんちになります
と、こちらから見ればうんちの一部ということになりますので、オナラが作られるには、ガスが中身から出る必要があります。
ということから、オナラが出来るのは、うんちが出来上がる前である、盲腸や近位結腸で細菌が活発に活動している場所になります。こういった部分では中身の流動性も高いので、腸の動きに助けられてガスが大きなまとまりになり、近位結腸の最後の所で、うんちの形が出来上がるときにうんちとさようならをするようです(^^;

 

オナラにならなかったガスの方は、何者なのかといいますと、うんちの中に取り込まれたままですので、うんちの量を増やすと言う作用があるようで、この様なガスが沢山含まれているうんちは水に浮くそうです(^^; このことは、うんちが出来上がってからも、まだ少し発酵が起こっているということだそうです。
さて、大きなガスの塊であるオナラの場合、ガスの化学的性質から人体に何かしら影響を与えているはずです。 主成分である二酸化炭素は生理的な活性が高い物質なんだそうでして、末梢血管を広げて、血液の流れを良くする作用は有名だそうです。
実際、オナラがある部分の、大腸の血管の血液の流れは良くなっているそうです。 さてと、実験っ!実験っ!(^^)/

材料は・・・・
新鮮なうんち:少々(^^;;;; 食塩:少々
湯冷ましの水:適宜 砂糖:少々
試験管:2本
試験管を固定する物:1つ 塩水を作る容器:1つ
液体洗剤:少々
塩素系漂白剤:少々 使い捨てポリエチレン手袋:1つ 37度位にした湯冷ましの水で、濃度0.9%の食塩水を作っておきます。
手袋をしまして、新鮮なうんちを少々、試験管に入れます。 次に、うんちの量の倍位の食塩水を試験管に入れまして、うんちを薄めます。
こうして出来上がったうんち液を2本の試験管に同量程度になるよう分けます。
片方にだけ、砂糖を耳かき一杯程度入れます。 シャボン玉を作る要領で試験管の口に台所用洗剤で膜を作ります。
この膜が膨らんでくれば実験は成功です。 成功しますと、砂糖を入れた方が早く膨らむそうです。
ついでに、硫酸アンモニュウム(硫安)を少々加えますと、「豊かなにほ い」もつけ加えられるそうです(^^;

 

何の実験か?
オナラを作る実験でした(^^;;;;

注意点としては(^^;
ウンチは人の物を使いますと肝炎等の恐れもあるので、出来ましたら身近な動物のウンチの方が良いそうです。 実験が終わったら、ウンチ液はトイレに流し、使った道具などは、薄めた塩素系漂白剤を入れたバケツに一晩浸して置いて、翌日洗うなり捨てるなりすると言うことのようです(^^;;;;
最近・・・という事でもないのでしょうが、食物繊維というのがちょっとブームみたいですね。
食物繊維がもてはやされるきっかけとなったのは、トロウェルとバーキッ トという二人の医学者の調査研究だったようです。

トロウェルは、30年間にわたる東アフリカでの医療活動の経験から、繊維分の多い食事をとっているアフリカではヨーロッパと比べると大腸の病気が少ないという結果を1960年に発表しました。

バーキットは、バーキットリンパ腫という病気を発見した有名な癌研究者ですが、バーキットもアフリカでの診療経験と疫学調査の結果から、高度に精製された食事をとると、繊維の摂取量が少なくなって大腸癌にかかりやすいという説を発表しました。

 

この二人の説の根拠となっている疫学調査は、西欧の白人社会とアフリカ地方での食事を含む生活様式と病気の分布を比較した信頼できる立派なものだそうですが、注意しなくてはならない点もあるそうで、例えばアジアと言っても、日本料理とインド料理では、全く違うわけでして、西欧の料理と言っても千差万別です。 バーキットの出身はアイルランドだそうですが、アイルランドでは生鮮野菜が一般に流通するようになったのはつい最近の事だそうで、確かにこの 地方では当時、野菜の種類や摂取量も少なかったらしく、野菜や雑穀を大量に摂取するアフリカの食文化に強い印象を受けたのは当然のことでした。
ただ、ヨーロッパと言っても、南部の国では野菜の生産が盛んですし、食物繊維をどれだけとれるかというのは、食事の仕方とも関わっていますので、アフリカと西欧の違いが食物繊維だけとするのはちょっと難しいようです。

 

ですから、食物繊維さえ取っていれば腸の病気にならないとするのは、あまりにも無責任な宣伝になってしまいます(^^;チュウイシマショウ

食物繊維にははっきりとしている作用があるらしいですが、どの繊維にどんな作用があり、どのような仕組みでそれが働いているのかと言う点に関しては、専門家でもまだ未整理な状況のようです。というのも、食物繊維というのが少し前の定義では「人の消化酵素では消化できない植物の構成成分」という事だったらしいのですが、現在では、人工的に作り出されるオリゴ糖や糖アルコールもありますし、蟹なんかの甲羅の成分のキチン等も食物繊維として利用されています。
現在では、「人の消化酵素では消化できない食物成分」というのが妥当な形に変化しているのだそうです。

この食物繊維ですが、取りざたされた順番に世代を分けることが出来るそうです。
第一世代は、「フスマ」が代表格のようです(^^;(フスマが判らない人は年上の人に聞いて下さい(^^;)
セルロースを主成分とする食物繊維で、1970年代には「穀物の繊維は万能薬」というほとんど宗教的なものがあったようです(^^;
セルロースは、水に溶けませんし、人の大腸では微生物消化も受けにくいので、その作用の多くは、食物の栄養分を薄める(カサを増やす)事と、毒性のあるものなどを吸着する等のようです。 第二世代に入りますと、ペクチンやガム類が主役になります。

 

これらは、野菜や果物、ジャムなんかに含まれている水溶性の食物繊維ですが、その水溶液は粘性の高いものが多く、糊や水飴のような形になりますので、ジャムのような加工食品に利用すると舌触りが良くなったりする効果もあり、第一世代よりも使いやすい食物繊維でした。 これらの食物繊維は、小腸では消化されずに大腸までやってきますが、大腸の微生物の消化で大部分は他の物質になるそうで、この世代の食物繊維の作用は、粘性によるものか、微生物が作る物質の作用であることが多いそうです。
比較的最近登場したのが第三世代の食物繊維でオリゴ糖などですが、これらの特徴は、他の素材を加工したり化学合成で作り出すもので、甘味料と して利用されるものが多いようです。
工業的に作り出しますので、品質管理が楽ですし、希望する性質のものを 作ることが出来るのだそうです。
基本的には第二世代と似ているのですが、粘性が低いために加工食品に対 して更に使いやすくなっています。
飲む食物繊維と言われているのがこの世代の食物繊維です。 ごく最近注目されている第四世代は澱粉だそうです。
通常、澱粉は小腸で消化吸収されてしまいますが、種類や食べる量、調理 の仕方によっては、小腸で消化吸収されずに大腸に届くそうで、こういった澱粉は水に溶けないらしいのですが、大腸の細菌にとっては、第二・第 三世代の繊維に負けず劣らずの好物なんだそうで、大腸内で発酵を受けやすい物質だそうです。が、粘性は少ないですし、水や有害物質の吸着性はそれほど無いそうです。

 

食物繊維の作用を考える場合、化学的な成分だけでなく、その形や大きさ、粘性などの物理的な性質も重要になってきます。
吸着作用を考えてみれば判りますが、同じ重量でも、表面がつるつるな物と、でこぼこな物では表面積がまるで違います。これが多孔質になります と、とんで
もなく表面積が増えます。
物質を吸着するのは表面ですので、同じ成分の食物繊維でもつるつるの球 形をしている物と、多孔質で複雑な形をしている物とでは吸着能力はまるっきり違います。
細菌の餌として考える場合でも、同じ事が言えます。 固形の物より水溶性の物の方が細菌にとっては扱いやすいのですが、同じ固形の物でも、細菌は食物繊維の表面に張り付いて食べていきますので、 多孔質のものや小さな物、複雑な形の物の方が、早く分解されます。
細菌の住処として考えても面積が増えれば張り付ける細菌の数が多くなります。 私達は一般に、人はセルロースを消化できないと思っています。
ところが、セルロースを細かくして、「それだけ」を少量食べますと、人の様に短い大腸でも細菌がほぼ100%セルロースを分解するそうです。
ところが、そこに細菌が分解しやすいペクチンの様な食物繊維が混在する
と、セルロースはほとんど分解されずに、うんちの中へ出て行くんだそう
でして、特定の食品の食物繊維の有効性を化学分析の結果だけで表示する のはナンセンスなことだそうです(^^;

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