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ここにあるのは、だれかが実際に調べ、考え、作ってきたことを集めたメモです。気になったら、ページの下の「参考にした情報源」から、もとの本や記事、それを生み出した人たちに、直接ふれてみてください。このメモには書ききれないおもしろさが、そこにあります。

ほとんど においが ない ガスなのに、おならは どうして くさいの?

おならの大半はにおわないのに、なぜあのにおいがするのでしょうか

おならの約99%は無臭の気体といわれるのに、なぜあのにおいがするのか

分野:からだ

おならの ほとんどは、においの ない ガスだと いわれて います。だいたい 99%は においが ない、という 人も います。それなのに、おならは どうして あんなに くさいのでしょう。

この メモでは、においを つくる ほんの すこしの ガスの 正体と、それを つくる 大腸だいちょうの 細菌さいきんの はなしが わかります。

おならの成分の大半は、においのない気体です。においのもとになる気体は「きわめてわずか」しか含まれず、量で見ると全体の約99%は無臭の気体だと紹介されています。それなのに、おならは部屋の中ですぐに気づかれるほど、においます。

この記事では、においの主役とされる硫化水素の濃度を比べ、それを大腸の細菌がどうつくるのか、そして活性炭でにおいがほぼ取れたのに、酢酸亜鉛では残った実験まで、鼻が少量に気づく理由とあわせて分かります。

おならの中身は、窒素・酸素・水素・二酸化炭素・メタンなどが大半で、においのもとになる気体は量で見ると約1%にも満たないと紹介されている。ところが人の鼻は、においの強い成分なら、ごく少量でも気づくことがある。1%足らずの成分が、なぜ全体のにおいを決められるのか。

この記事では、1998年の人を対象にした測定をもとに、においの主役である硫化水素の濃度と割合を同じ単位で比べ、それを腸内細菌がつくる二つの経路と、活性炭による消臭の結果、そして「硫黄だけが犯人ではない」という限界まで分かる。

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1. ほとんど においが ない のに、どうして くさいの?

1. 中身はほとんど無臭なのに、鼻はなぜ気づくのか

1. 約99%が無臭の気体なのに、においが成立する理由

おならの なかみは、ちっそ、酸素さんそ、水素すいそ、二酸化炭素にさんかたんそ、メタンと いった ガスが ほとんどです。これらは、においが ありません。

においを だす ガスは、ほんの すこしだけ。ある ざっしでは、レビットさんと いう 人の ことばを しょうかいして います。それによると、においの ガスは とても すこしなのに、はなが それを みつけられるのは、ガスの においが とても つよくて、はなも とても よく きく からだ、と いうのです。

たとえば、100人の しずかな ならびの なかで、1人だけが おおごえを だしたら、すぐ わかります。においも すこしでも つよければ、はなに とどきます。ただし これは たとえで、においが どうして はなに わかるのかの ほんとうの しくみとは ちがいます。

アメリカの こうてきな きかんは、おならの においは「硫黄いおうが げんいんの ことが ある」と せつめい して います。では、その すこしの ガスの なかで、いちばん くさいのは なんでしょう。

教室や電車の中で、おならのにおいに気づいたことがある人は多いでしょう。ところが中身を見ると、拍子ぬけするほど「におわない気体」ばかりです。明治の健康情報ページは、おならの成分を窒素・酸素・水素・二酸化炭素・メタンなどと紹介し、基本的には無臭だと説明しています[1]。

では、においはどこから来るのでしょうか。アメリカの雑誌「Discover」は、この分野で知られるレビットの発言を紹介しています。それによると、においを出す気体はおならの中に「きわめて少ない濃度」でしか含まれず、成分の量で見ると、残りの約99%は二酸化炭素・水素・窒素・酸素・メタンで無臭だと紹介されています。それでも鼻が見つけられるのは、気体のにおいが強烈で、人の鼻の感度も高いからだ、と述べられています[2]。ただし「約99%」は雑誌記事に出てくる概数で、医学書には同じ数字が見当たらないので、「といわれる」くらいに受け止めておくのが安全です。

たとえば、100人の静かな列の中で、1人だけが大声を出したらすぐ分かります。においも、量は少なくても強ければ鼻に届く、というイメージです。ただし、鼻がどうやってにおいを感じるかの本当の仕組みとは別の話です。

アメリカの公的機関NIDDKは、おならのにおいは「硫黄が原因のことがある」と説明しています[3]。では、その少量の気体の中で、いちばんにおいに効いているのは何でしょうか。

おならの大半は窒素・酸素・水素・二酸化炭素・メタンであり、これらはにおわない[1]。それなら、においは何が担っているのか。Discover誌に紹介されたレビットの説明によれば、においを出す気体は「きわめて低い濃度」でしか含まれず、成分の量で見ると残りの約99%(二酸化炭素・水素・窒素・酸素・メタン)が無臭である。それでも鼻が見つけられるのは、気体の強烈さと鼻の感度の高さによるという[2]。この「約99%」は雑誌記事中の概数で、医学書側に同じ数字は見当たらないため、厳密な値としては扱わず、「約」「といわれる」の幅で読むべきである。

ここで大切なのは、「量が少ない」と「においが弱い」は別だという点である。鼻がにおいを感じる最小の濃度は、資料によって数字にかなりの幅があり、公的資料で一つに定まった値は今回の材料にない。だから本稿では、「ごく少量でも気づくといわれる」という言い方にとどめる。

NIDDKは、おならのにおいを「硫黄に由来することがある」と説明し、おならを出す回数を平均8〜14回、25回までは正常の範囲と考えられるとしている[3]。回数の話は別の記事に譲り、ここでは「硫黄」の一語に絞ろう。では、微量の気体の中で、においに最も関わるのはどの成分で、実際にどれくらい含まれているのか。

2. においの もとは、どんな ガス?

2. 16人の測定で、においの主役はどのガスだったのか

2. 硫黄を含む3種の気体の濃度を、同じ単位で比べる

1998ねんに、アメリカなどの 研究けんきゅうで、げんきな 16人の ひとに きょうりょく して もらいました。ガスが ふえるように、まめと とくべつな ざいりょうを たべて もらい、でた ガスを くだで あつめて しらべました。

みつかった においの もとは 3つ。硫化水素りゅうかすいそ、メチルメルカプタン、りゅうかジメチルです。どれも 硫黄いおうを ふくむ ガスです。

いちばん おおかったのは 硫化水素りゅうかすいそ。ふくまれて いた りょうを くらべると、メチルメルカプタンの 5ばい ちかく、りゅうかジメチルの 13ばい ほどでした。

硫化水素りゅうかすいそは、くさった たまごのような においだと、かながわけんの せつめいに あります。メチルメルカプタンは、くさった たまねぎのような においです。

この けんきゅうでは、2人が においの つよさを はんてい しました。すると、硫化水素りゅうかすいそが おおい ときほど、においも つよいと わかりました。でも けんきゅうした 人たちは、「いおうの ガスは おもな くさい もとだが、それだけでは ない」とも かいて います。

においの主役を探した研究が、1998年に医学誌「Gut」に載っています。健康な16人に協力してもらい、ガスが出やすくなるようピント豆とラクツロース(ガスを増やすために使われた材料)をとってもらったうえで、おならを直腸に入れた管から集めて調べました[4]。

見つかった硫黄を含む気体は3種類です。濃度は、硫化水素が1.06、メチルメルカプタンが0.21、硫化ジメチルが0.08(いずれもマイクロモル毎リットル)でした。計算すると、硫化水素はメチルメルカプタンの約5倍、硫化ジメチルの約13倍です。3つの平均値を足すと1.35で、そのうち硫化水素が約78%、つまり8割近くを占めます(平均値の足し算による私の概算です)。ただし、これは豆とラクツロースでガスを増やした条件での値で、ふだんの食事のときの値ではありません。

においの強さは、2人の判定者が評価しました。すると、においは硫化水素の濃度とはっきり関連していました(統計の確からしさを示すpが0.001以下)[4]。硫化水素は、神奈川県の悪臭防止法の解説で「腐った卵のようなにおい」、メチルメルカプタンは「腐ったたまねぎのようなにおい」と書かれています[5]。研究者たちは、硫黄を含む気体を「主な悪臭成分だが、唯一ではない」とまとめています。

では、この硫化水素は、体のどこで、だれがつくっているのでしょうか。

においの主役を直接たしかめた研究に、Suarezらの1998年の報告(Gut誌)がある。健康な16人にピント豆とラクツロースを摂取させて気体の発生を増やし、直腸に入れたチューブで採取した。ここで結果を読むときの前提は、ガスを増やすための条件だった点で、ふだんの食事で出るおならの値ではない[4]。

硫黄を含む気体の濃度は、硫化水素1.06、メチルメルカプタン0.21、硫化ジメチル0.08(単位はいずれもμmol/L)。同じ単位でそろえて比べると、硫化水素はメチルメルカプタンの約5.0倍、硫化ジメチルの約13倍になる。3つの平均値を足すと1.35で、硫化水素はその約78%に当たる。この割合は、平均値どうしを足して割った概算であり、報告そのものの値ではない。

では、濃度が高いことは、においの強さとどう結びつくのか。においの強さは2人の判定者が評価し、硫化水素の濃度と有意に相関した(p≦0.001)。一方、著者は硫黄を含む気体を「主な悪臭成分だが、唯一ではない」と結論している[4]。相関は、硫化水素が増えるとにおいも強く評価されたという関係を示すだけで、他の成分の寄与を打ち消すものではない。

神奈川県の悪臭防止法の解説表では、硫化水素は「腐った卵のようなにおい」、メチルメルカプタンは「腐ったたまねぎのようなにおい」とされている[5]。MSDマニュアルも、放屁の臭気は硫化水素の濃度と関連すると記す[6]。ただしこれは気体そのものの特徴の説明で、おならの中で混ざったときの感じ方とは別である。では、この硫化水素は、どこで、誰がつくるのか。

3. その ガスは、だれが つくるの?

3. 大腸の細菌は、硫化水素をどうやってつくるのか

3. 腸内細菌が硫化水素をつくる二つの経路と、食事との関係

くさい においの おもな もとに なる 硫黄いおうの ガスは、わたしたちの 大腸だいちょうに すんで いる 細菌さいきんが つくる ことが あります。おならの やく 75%は、大腸だいちょうで 細菌さいきんが たべものを 発酵はっこうさせて できる、と いしの ほんに かかれて います。

硫化水素りゅうかすいその つくりかたは、いくつか あります。ひとつは、りゅうさんえんと いう ものを つかう 細菌さいきん。もうひとつは、システインという 硫黄いおうを ふくむ ものを、大腸菌だいちょうきんなどが こわして つくる みちです。

たべものとの かんけいは、ある かいしゃの せつめいに、にくや たまごなど たんぱくを おおく ふくむ たべものを とりすぎると、くさく なりやすい、と あります。ただ、これは かいしゃの せつめいなので、「そう いわれて いる」くらいに おぼえて おきましょう。

MSDマニュアルは、放屁の約75%が、摂取した栄養素や体内でつくられる糖たんぱく質を、大腸の細菌が発酵させてできると書いています。ガスには水素・メタン・二酸化炭素が含まれ、においは硫化水素の濃度と関連するとも記されています[6]。

硫化水素そのものは、どうやってできるのでしょうか。腸内細菌を扱った2020年の総説には、二つの道すじが出てきます。一つは、硫酸塩還元菌(デスルフォビブリオなど)が、硫酸塩を材料に反応を進めて硫化水素をつくる道です。もう一つは、大腸菌やクロストリジウムなどが、システイン(硫黄を含むアミノ酸)を分解してつくる道です[7]。ただし、この総説は腸内細菌の働きの話で、おならの量やにおいの強さとの関係を数字で示しているわけではありません。

食べ物の影響はどうでしょうか。明治の解説は、肉や卵のような動物性たんぱく質を多くふくむ食品をとりすぎると、これを栄養にする、いわゆる悪玉菌が増えて、においが強くなると説明しています[1]。ただし企業の解説であり、「悪玉菌」も一般向けの言い方です。上の二つの道すじと、この食事の話が、どうつながるかは、この記事の資料の範囲では言えません。

ここまでで、においの主役とそのつくり手が見えてきました。では、その硫化水素を取りのぞけば、においは消えるのでしょうか。

MSDマニュアルによれば、放屁の約75%は、摂取した栄養素と内因性の糖たんぱく質が大腸で細菌に発酵されることで生じ、においは硫化水素の濃度と関連する[6]。では硫化水素は、どのような反応でできるのか。

2020年のCells誌の総説は、二つの経路を挙げる。一つは、硫酸塩還元菌(Desulfovibrioなど)が、硫酸塩を電子の受け手として還元し、硫化水素を生じる経路。もう一つは、大腸菌やクロストリジウムなどが、システイン(含硫アミノ酸)を、システイン脱硫化水素酵素などで分解して生じる経路である[7]。ここで注意したいのは、この総説が腸内細菌の代謝を扱うもので、おならの量やにおいの強さとの直接の定量関係までは述べていないことだ。したがって、これらの経路が1回のおならの何割を説明するのかは、この資料では分からない。

一方、食事の話は別の資料にある。明治の解説は、動物性たんぱく質を多く含む食品をとりすぎると、それを栄養とするいわゆる「悪玉菌」が増え、においが強くなると説明する[1]。これは企業による一般向けの説明で、菌の種類を特定した研究を示したものではない。システイン経路と食事の因果が、同じ資料の中で結ばれているわけではない点に注意が必要だ。

ここまでを整理すると、においの主役(硫化水素)、つくり手(腸内細菌)、道すじ(硫酸塩の還元とシステインの分解)はそろった。残る問いは、硫黄ガスだけを取りのぞけば、においは消えるのか、である。

4. くさい においは、けせるの?

4. 活性炭でにおいが消えた実験と、残る疑問

4. 活性炭による消臭の結果と、硫黄だけでは説明できない成分

1998ねんの 研究けんきゅうでは、おならの においを けす ほうほうも ためされました。

活性炭かっせいたんを つかうと、においは ほとんど ぜんぶ なくなりました。活性炭かっせいたんを ないがわに はった クッションは、硫黄いおうの ガスの 90%いじょうを すいつけた、と ほうこく されて います(8人の けんきゅう)。さくさんあえんを つかう ほうほうでは、硫黄いおうの ガスは へりましたが、においは すっかりは きえませんでした。

これは けんきゅうで つかった そうちの はなしです。おみせで うって いる けしにおいの ものが、おなじように きく という ことでは ありません。

それに、においの もとは 硫黄いおうの ガスだけとは かぎりません。うんちの においを しらべた けんきゅうでは、硫黄いおうを ふくまない インドールなどの ものも みつかって います。

1998年の研究では、においを取りのぞく方法も試されました。活性炭は、においをほぼすべて取り去りました。酢酸亜鉛は硫黄を含む気体を減らしましたが、においは完全には消えませんでした。また、活性炭を内張りしたクッションは、被験者8人の硫黄ガスの90%超を吸着したと報告されています[4]。ただし、これは研究用の装置での結果で、店で買える消臭用品全般の効果を示すものではありません。

ここで一つ、不思議な点があります。研究者は硫黄を含む気体を「主な悪臭成分だが、唯一ではない」とまとめていました。それでも活性炭がにおいをほぼ取り去ったということは、活性炭が硫黄ガス以外の成分も吸いつけたのかもしれません。ただし、これは私の推測で、資料で確かめられたわけではありません。

では、硫黄以外のにおいの成分には、何があるのでしょうか。健康な人の便のにおいを調べた研究のまとめには、二硫化炭素や二硫化ジメチルのような硫黄を含むものに加えて、インドールや4-メチルフェノールなど、硫黄を含まない成分も挙げられています[8]。ただし対象は便であり、おならそのものの分析ではありません。

におうのは硫黄のガスが中心で、それに他の成分も加わるのでしょう。ここから先は、まだ資料が少ない、これから分かる部分です。

同じ1998年の研究(Suarezら)では、消臭の方法も比べられた。活性炭はにおいをほぼすべて取り去り、酢酸亜鉛は硫黄ガスを減らしたもののにおいは完全には消せなかった。活性炭を内張りしたクッションは、被験者8人の硫黄ガスの90%超を吸着した[4]。ただしこれは研究用の装置での結果であり、市販の消臭用品全般の効果を示すものではない。

ここで、一つの疑問が生まれる。著者は硫黄ガスを「主な悪臭成分だが、唯一ではない」と述べていた。それなのに活性炭は「においをほぼすべて」取り去った。硫黄ガスを減らした酢酸亜鉛では、においが残ったのとは対照的である。この差から、活性炭は硫黄ガス以外の成分も吸着した可能性が考えられるが、これは本稿の推論であり、報告に書かれた因果ではない。

では、硫黄以外のにおい成分には何があるのか。Garnerらの2007年の研究を引いた総説は、健康な人の便のにおいの成分として、硫黄を含む二硫化炭素・二硫化ジメチルのほか、硫黄を含まないインドールや4-メチルフェノールを挙げている[8]。ただし対象は便であり、おならそのものの分析ではない。おならのにおいにそのまま当てはまるかは、別に確かめる必要がある。

以上から言えるのは、おならのにおいの中心は硫化水素などの硫黄ガスだが、それだけでは説明しきれず、残りの成分の割合は、今回の資料の範囲では分からないということだ。

5. おうちで みつけられる こと

5. 家の消臭剤の袋に、活性炭は書いてあるか

5. 消臭用品の表示と、原典の読み方

きょう できる こと

おうちに ある、においを けす ための ふくろや はこを、おとなと いっしょに さがして みましょう。うらに かいて ある ことばの なかに、活性炭かっせいたんが あるかな。あけたり、たべたり しては いけません。ふくろの そとがわの もじを よむだけです。

しらべる とき

「硫化水素りゅうかすいそ」や「活性炭かっせいたん」は、としょかんの かがくの ほんでも しらべられます。おうちの ひとと いっしょに さがして みよう。

今日できること

家にある消臭用の袋や箱を、おとなと一緒に探してみましょう。裏の成分や材料の欄に「活性炭」と書いてあるものがあるでしょうか。開けたり、中身をさわったりせず、袋の外側の文字を読むだけにします。何に使うと書いてあるかも、見てみてください。

資料を読むなら

1998年のSuarezらの研究は、PubMed Centralで全文が読めます[4](英語)。MSDマニュアルの「ガス症状」の項は日本語です[6]。気になった人は、図書館で「腸内細菌」の本を探すのもよいでしょう。

今日できること

家庭にある消臭用品の外側の成分欄を、保護者と一緒に確認してみるとよい。活性炭の記載があるか、何に使うと書かれているかを見比べれば、研究で示された「吸着」という働きが、身近な製品でどう使われているかを推測できる。開封はしない。ただし記載の有無は、研究で調べた装置の効果を保証するものではない。

資料を読むなら

Suarezらの論文[4]は全文が公開されており、濃度の表や、活性炭クッションの実験条件を、原文で確かめられる。腸内の硫化水素の産生を扱ったCells誌の総説[7]は、硫酸塩還元菌の項を読むと、本稿で触れなかった反応の詳細が分かる。鼻が気づく最小の濃度が資料によって幅があるという点も、次の問いとして調べる価値がある。

しらべた もとの じょうほう

参考にした情報源

参考にした情報源と、その使い方

本文で使った資料です。

  1. 明治「からだ改善:おなら」. https://www.meiji.co.jp/karadakaizen/article/entry002.html (成分・食事の話。企業の解説)
  2. Discover「What a Gas」(レビットの発言を紹介). https://www.discovermagazine.com/what-a-gas-2151 (においのもとが微量であること)
  3. NIDDK, Gas in the Digestive Tract. https://www.niddk.nih.gov/health-information/digestive-diseases/gas-digestive-tract/symptoms-causes (においと硫黄・回数)
  4. Suarez et al., Gut(1998). https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC1727181 (硫黄ガスの濃度・においの強さ・活性炭)
  5. 神奈川県「悪臭防止法の概要」. https://www.pref.kanagawa.jp/docs/pf7/akusyu/gaiyou.html (硫化水素などのにおいの特徴)
  6. MSDマニュアル プロフェッショナル版「ガス症状」. https://www.msdmanuals.com/ja-jp/professional/01-消化管疾患/消化管疾患の症状/ガス症状 (細菌発酵と硫化水素)
  7. Cells 2020 総説(腸内細菌と硫化水素). https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC7140700/ (硫化水素をつくる二つの経路)
  8. VOCs and GI gases 総説(Garner 2007 を引用). https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC6754926/ (便のにおい成分。おならそのものではない)

なおした ところ

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