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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。

胃いの 中は つよい 酸さんなのに、どうして 胃いは とけないの?

胃の中には強い酸が出るのに、胃の壁はなぜ溶けないのか:食べ物をためて混ぜる胃の働き

胃液はpH1〜2の強酸なのに、胃壁はなぜ自分を消化しないのか:貯留と混和、塩酸とペプシン、粘液と重炭酸のバリア、ボーモントの観察

分野:からだ

胃いの 中には、一日に 2から 3リットルも、つよい 酸さんの 入った 胃液いえきが 出ると いわれます。にくの もとに なる ものを こなごなに する ほど つよいのに、どうして 胃いは 自分が とけて しまわないのでしょう。

この メモでは、胃いの はたらきと、かべを まもる しくみ、胃いの 中を のぞいて たしかめた 人の 話が わかります。

胃では、成人で1日に2〜3リットルといわれる量の胃液がつくられます[7]。その中には強い酸である塩酸が含まれ、胃液のpHは1〜2という強い酸性です[3]。胃液には、肉に多いたんぱく質を分解する力があります。それなのに、胃の壁は溶けません。いったい何が胃を守っているのでしょうか。

この記事では、胃の働き、強い酸の意外な役目、壁を守る仕組み、胃の中を直接のぞいてボーモントが消化を確かめた話から、「胃は何をして、なぜ自分を溶かさないのか」が分かります。

胃液は成人で1日に2〜3リットル分泌されるといわれ[7]、その中に含まれる塩酸のために、pH1〜2の強酸性を示す[3]。たんぱく質を分解する酵素ペプシンと強い酸が同じ場所にあるのに、胃壁そのものは消化されない。酸は消化を助けるだけでなく、細菌を殺す役目も持つため、弱めればよいという話でもない[1]。では、強い酸の中で、胃壁はどうやって無事でいるのか。

この記事では、貯留と混和という胃の運動、塩酸とペプシンの役割、粘液と重炭酸によるバリア、胃の内部を直接観察した19世紀の実験、強酸下で見つかった細菌の話から、「胃が自分を消化しない理由と、その仕組みが分かった経緯」が分かる。

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1. 食べた ものは、胃いに どれくらい いるの?

1. 水は数分、脂の多い食事は4時間以上:食べ物は胃にどれくらいいるのか

1. 液体は数分、脂肪の多い食事は4時間以上:胃は食べ物を「ためて、混ぜる」袋である

きゅうしょくを 食べて、一時間目の あとも まだ おなかが おもい、と思った ことは ありませんか。食べた ものは、すぐには 胃いから 出て いきません。

胃いの 上の ほうは、食べ物を ひとまず ためて おく ところです。そこから 下の ほうが、ぎゅっ、ぎゅっと うごいて、食べ物を まぜたり、こまかく くだいたり します。

胃いに いる 時間は、食べ物で ちがうと いわれます。水のような ものは 数分で 通りぬけ、ふつうの 食事は 二、三時間、あぶらの 多い 食事は 四時間いじょう かかる ことも あります。人や 食べた りょうでも かわります。

では、そのあいだ、胃いの 中では 何が おきて いるのでしょう。

給食を食べて、午前の授業が終わっても、まだおなかが重たい。そんな経験はないでしょうか。食べたものは、すぐには胃から出ていきません。

胃の上のほうは、食べ物をいったんためておく場所として働きます。その下の体部と前庭部は、リズミカルに収縮して、食べ物を混ぜたり、細かく砕いたりします[1]。

胃にとどまる時間は、食べ物の種類で変わります。液体は数分で通り抜け、ふつうの食事は2〜3時間ほど、脂肪の多い食事は4時間以上かかるといわれます[3]。これは目安で、人や量によって変わります。

胃は、ためて、混ぜて、少しずつ先へ送る袋です。では、そのあいだに胃液は食べ物に何をしているのでしょうか。

給食のあと、午前の授業が終わってもおなかが重い。それは、胃が食べ物をすぐには送り出さないからである。胃の上部は食べ物を一時的に収める貯留の場所として働き、その下の体部と前庭部がリズミカルに収縮して、食べ物を消化しやすいように混合し、細かく砕く[1]。つまり胃は、ためる部分と、混ぜる部分とで役割が分かれている。

胃にとどまる時間は、食べ物の性質で大きく変わる。液体は数分で通過し、ふつうの食事では2〜3時間程度、脂肪分の多い食事では4時間以上かかるとされる[3]。ただしこれは一般向けの解説に載る目安で、量や人によって変わるため、厳密な値として扱うことはできない。

混ぜて砕くだけなら、機械のすりつぶしと変わらない。胃の中ではこれに、化学的な働きが加わる。その主役が胃液である。

2. 強い 酸さんは、何の ために 出るの?

2. 強い酸は、消化を助けるだけでなく、細菌から体を守る門番でもある

2. 塩酸は、ペプシンの働く条件をつくり、同時に細菌を殺す:酸の二つの役目と分泌の調整

胃いから 出る 胃液いえきは、pH(ピーエイチ)が 1から 2と いう、とても すっぱい 水です。すっぱいのは、えんさんと いう つよい 酸さんが まざって いるからです。一日に 出る 胃液いえきの りょうは、大人で 2から 3リットルと いわれます。1リットルの ぎゅうにゅうパックなら、2本から 3本 ぶんです。

この 酸さんには、二つの 大きな 役目が あります。一つめは、肉にくや 魚に 入っている たんぱくしつを こなごなに する、ペプシンと いう 酵素こうそが はたらく ための じょうけんを つくる ことです。ペプシンは、酸さんに ふれて はたらき 出します。

二つめは、食べ物と いっしょに 入って きた、たくさんの 細菌さいきんを ころす ことです。胃いは、体の 入り口の 門番も して いるのです。

酸さんは、出し すぎても 出なさ すぎても こまります。酸さんが 強く なると、酸さんを 出す しごとを おさえる しくみも あります。それでも ふしぎです。そんなに 強い 酸さんが 毎日 たくさん 出るのに、どうして 胃いの かべは とけないのでしょう。

胃液は、水に塩酸やペプシン、粘液などがまざったものです[7]。胃の壁から出る塩酸のために、胃液のpHは1〜2になります[3]。一日に出る胃液の量は、成人で2〜3リットルといわれます[7]。1リットルの牛乳パックに直すと、2〜3本分です。

この強い酸には、二つの役目があります。一つめは、ペプシンという酵素が、たんぱく質を分解できる強い酸性の環境をつくることです[1]。ペプシンは、胃の壁から出る時点では材料の形で、塩酸にふれて活性化し、働けるようになると説明されています[3]。肉の主な成分であるコラーゲンを消化できる酵素として紹介されています。

二つめは、食べ物と一緒に入ってきた大部分の細菌を殺して、感染を防ぐことです[1]。胃酸は消化の道具であると同時に、体の入り口の門番でもあります。

酸は、出すぎても足りなくても困ります。胃酸は胃体部の壁細胞から出ますが、胃の中のpHが下がると、ガストリンというホルモンの放出を抑える仕組みが働き、出しすぎにブレーキがかかります[2]。

それでも不思議は残ります。肉を分解する酸と酵素が毎日これだけ出るのに、胃の壁はなぜ溶けないのでしょうか。

胃液は、塩酸、ペプシン、粘液などを含む水溶液で、成人の分泌量は1日2〜3リットルといわれる[7]。含まれる塩酸のため、そのpHは1〜2になる[3]。この強酸には、少なくとも二つの役目がある。一つは、ペプシンがたんぱく質を分解するのに必要な強い酸性の環境をつくること。ペプシンは不活性な前駆体(ペプシノーゲン)として分泌され、塩酸にふれて活性化するという説明がある[3]。肉の主成分のコラーゲンを消化できる酵素としても紹介される[3]。もう一つは、大部分の細菌を殺して感染を防ぐことである[1]。消化と防御が同じ酸に任されている以上、胃酸を弱めればよいとは単純にいえない。

では、酸が出すぎることはないのか。胃酸は胃体部(胃の近位3分の2)の壁細胞(へきさいぼう)から分泌される。食べ物が入ると、ガストリン、ヒスタミンの順に刺激が伝わって壁細胞が酸を出す。ところが、胃内のpHが下がると前庭部のD細胞からソマトスタチンが出て、ガストリンの放出が抑えられる[2]。酸が増えると、酸を増やす信号が弱まる負のフィードバックになっている。

調整された酸でも、壁細胞は胃壁の中にある。酸は胃壁に近い場所でつくられるのに、壁はなぜ溶けないのか。

3. 胃いの かべを まもるのは、ぬるぬるの まく

3. 胃の壁を守っているのは、粘液と重炭酸が重なった防御である

3. 粘液と重炭酸イオンがつくるバリア:胃内腔から粘膜へ、pHは中性に近づく

胃いの かべの 内がわには、粘液ねんえきと いう ぬるぬるした ものが 出て います。この 粘液ねんえきが、胃いの かべを おおって、酸さんや ペプシンから まもって います。

たとえば、雨の 日に 雨がっぱを 着ると、体が ぬれませんね。胃いの かべも、粘液ねんえきと いう 雨がっぱを 着て いるようなものです。

ただし 本当は、雨がっぱは 水を はじくだけです。粘液ねんえきは それだけでは なく、酸さんを うすめる ものも いっしょに ためて います。そのため、胃いの 中の ほうは つよい 酸さんでも、かべに ちかづく ほど、すっぱさが よわく なって いきます。

じゃあ、胃いの 中が 酸さんで、消化は 酸さんが 主役だと、いつ、だれが 分かったのでしょう。

胃の壁の細胞は、粘液に覆われています。粘液は、胃酸や酵素による損傷から細胞を保護しています[1]。雨の日のレインコートのようなものですが、雨具が水を弾くだけなのに対して、粘液にはもう一つ仕掛けがあります。

胃粘膜からは、粘液と一緒に重炭酸イオンが分泌されます。重炭酸イオンは酸を打ち消す働きがあり、そのため胃の内側(低pH)から粘膜側(中性)にかけて、pHに勾配ができるとされています[2]。さらに、粘液そのものが、胃酸とペプシンが粘膜側へ広がる(拡散する)のを妨げる障壁になります。

つまり、酸は胃の内側で働かせたまま、壁の表面だけは酸から遠ざける、という二段構えです。胃が強い酸の中にあっても溶けないのは、酸が弱いからではなく、壁の側に守りの仕組みがあるからです。

では、胃の中で酸が消化を進めているという事実は、いつ、どうやって確かめられたのでしょうか。

胃壁は、粘液と重炭酸イオンによる多層的な防御を備えている。粘液は粘膜の細胞を覆い、胃酸や酵素による損傷から守る[1]。粘膜からは重炭酸イオン(HCO3⁻)も分泌され、胃内腔(低pH)から粘膜(中性)にかけてpH勾配が形成される。粘液は、胃酸とペプシンの拡散に対する障壁としても働く[2]。

この説明のポイントは、防御が一枚の膜ではないことである。物理的な障壁(粘液が酸とペプシンの拡散を妨げる)と、化学的な中和(重炭酸が酸を打ち消す)が重なり、粘膜表面付近のpHが内腔より中性に近く保たれる。強酸を弱めて壁を守るのではなく、酸を内腔に残したまま、壁の表面だけを守る設計である。粘膜表面の具体的なpH値は、今回使った資料には載っていないため、ここでは数値を挙げない。

この構造がわかると、一つの問いが残る。胃の中で酸が消化を進めていることは、胃が目で見えない体の奥にあるのに、いつ、どうやって確かめられたのか。

4. セントマーチンさんの 協力きょうりょくで、ボーモントは 消化しょうかを 目で 見た

4. セントマーチンさんの協力を得て、ボーモントは胃の中の消化を目で観察した

4. 1825年、セントマーチンさんの協力で行われた観察実験:消化は「すりつぶし」ではなく化学反応だった

むかし、胃いの 中は 見えない ばしょでした。そのころは、消化しょうかを 胃いの うごきで せつめいする 考え方が ありました。

1825年、ボーモントと いう 人が、けがで 胃いに 小さな 穴あなが のこった セントマーチンさんに きょうりょくして もらい、実験じっけんを はじめました。きぬの 糸に つるした 食べ物を 胃いの 中に 入れて、消化しょうかが どこまで すすむかを、じっくり 観察かんさつしたのです。

ボーモントは、胃液いえきが 透明とうめいで、においが なく、少し しょっぱくて、はっきり 酸さんっぱい ことを 記録きろくしました。そして、消化では、強い 酸さんと 少しの うごきが 大切で、すりつぶす ことが 主役では ない、と 考えました。

1833年には、この 観察かんさつを 本に まとめました。

でも、そんなに 強い 酸さんの 中で、生きて いる ものは いないと 思いませんか。

胃の中が目に見えない時代、消化は「胃が食べ物をすりつぶす」ことだと考える人が多かったようです[4]。その考えを、実際に胃の中をのぞいて確かめた人がいます。

1825年8月1日、ボーモントは、けがのあとに胃に穴が残ったセントマーチンさんの協力を得て、実験を始めました。糸に吊るした食べ物を胃の中に入れて、消化の進み具合を観察したのです[4]。実験は長く続けられ、1833年に『胃液の実験・観察および消化生理学』として出版されました。

ボーモントは、胃液が透明で、においがなく、わずかに塩辛く、はっきり酸性であることを記録しました。そして、消化では強い塩酸と少しの動きが重要であり、すりつぶしが主役だという当時の考えとは違う、と結論づけました[5]。

ここで一つ注意があります。この結論は「ボーモントが塩酸を発見した」という意味ではありません。塩酸の同定には、のちの化学分析も関わっています。それでも、胃の中の様子を目で追い、消化は化学の働きだと示した価値は大きいといえます。

強い酸の胃の中は、観察で分かった世界でした。では、そこに生き物はすめないのでしょうか。

胃の中が見えなかった時代には、消化は胃がすりつぶすことだという見方が強かった。これに対し、胃に穴が残った患者、セントマーチンさんの協力を得て、胃内部の観察を重ねた人物がボーモントである。実験は1825年8月1日に始まり、絹糸で吊るした食物を胃に入れて、消化の進み具合を観察した[4]。観察は長期に及び、1833年に『胃液の実験・観察および消化生理学』が出版された。

ボーモントは、胃液を透明で無臭、わずかに塩辛く、明らかに酸性だと記録した[4]。そして、消化では強い塩酸と少しの動きが重要であり、すりつぶしが主役という当時の説とは異なると結論した[5]。先の1章で見た混合の運動を否定したわけではなく、「主役は化学的な作用である」と順位を入れ替えた点が重要である。

この記録を、塩酸の発見と同一視するのは正確でない。塩酸の同定には、後年の化学分析も関わっているからである。ボーモントの功績は、胃内の現象を、食べ物と胃液の変化として、目の前で追跡できる形にした点にある。

こうして、ボーモントは胃の中で消化が進む様子を観察できる形で記録した。残る問いは、胃壁は守られているとしても、強酸が満ちる内腔に生き物はすめるのか、である。

5. 胃いの かべに、すんで いる 菌きんが いた

5. 胃の粘膜にすみつく菌がいた

5. 胃粘膜に定着する細菌:ヘリコバクター・ピロリの発見が示したこと

1982年、ウォレンさんと マーシャルさんは、胃いの かべから ヘリコバクター・ピロリと いう 菌きんを 見つけました。それまでは、強い 酸さんの 胃いには 菌きんは すめない、と 考えられて いたのです。

この ピロリ菌きんは、まわりの 酸さんを、じぶんで つくった アンモニアで 少し うすめて、すみついて いる、と いわれます。二人は、2005年に ノーベルしょうを もらいました。

ピロリ菌きんは、酸さんの 中で くらすために、ひとくふうを して いるのです。

1982年、ウォレンさんとマーシャルさんは、胃の粘膜からヘリコバクター・ピロリという細菌を見つけました。それまでは、強い酸の胃には菌はすめないと考えられていました。二人は2005年にノーベル生理学・医学賞を受けています[6]。

ピロリ菌は、ウレアーゼという酵素で胃の粘液にある尿素を分解し、できたアンモニアで周りの酸を局所的に中和して居つく、といわれます。

ここまでで、胃の働きの見取り図ができました。ためて混ぜる、酸で消化を始め細菌も防ぐ、壁を粘液で守る、その胃の中にも例外的に菌がすむ。次は、その全体を自分の目で確かめる番です。

強酸の胃には細菌がすめない、というのが長く信じられていた前提だった。ところが1982年、ウォレンとマーシャルは、ヘリコバクター・ピロリを胃の粘膜から見つけた。2005年にはこの発見でノーベル生理学・医学賞が贈られている[6]。

強い酸の中で居つける理由として、ピロリ菌がウレアーゼという酵素で胃粘液中の尿素をアンモニアと二酸化炭素に分解し、アンモニアで周囲の酸を局所的に中和する、という説明がある。詳しい仕組みは専門資料に当たってほしい。

これで「強い酸の胃は無菌」という前提は修正を受けた。胃酸が殺すのは「大部分の細菌」であり[1]、すべてではない。3章の問いにつなげれば、胃の中は酸が強いほど安全という単純な場所ではなく、壁を守る仕組みと、そこに居つく菌の工夫が並ぶ場所だといえる。

6. 胃液いえきの 一日ぶんを、ならべて みよう

6. 胃液の一日分を、ペットボトルで並べてみる

6. 胃液2〜3リットルを目で確かめ、日本語の解説と原典に当たる

きょう できる こと

500ミリリットルの ペットボトルを、4本から 6本 ならべて みましょう。2リットルから 3リットルです。大人の 胃いから 一日に 出る 胃液いえきの りょうは、これくらいだと いわれます。

ペットボトルが なければ、ぎゅうにゅうパックを つかっても かまいません。1リットルの パック 2つから 3つです。

しりょうを 読むなら

おとなの 人と いっしょに、「MSDマニュアル かていばん」の 「胃い」を 読んで みましょう。胃いの 図が のっています。

今日できること

500mlのペットボトルを4〜6本並べると、成人の胃液の1日分とされる2〜3リットルになります。目の前で量を見ると、胃がどれだけ働いているかの実感が湧きます。もちろん、本当の量は人によって変わる目安です。

次の食事で、食べたあとに感じたこと(おなかがすく時刻や、重たい感じがあったか)を、食べたものと一緒にメモしてみるのも一つです。これは本人の感じ方の記録で、胃に実際にとどまる時間を測るものではありません。

資料を読むなら

MSDマニュアル家庭版の「胃」[1]は、日本語で、胃の働きと粘液の役目を読める一般向けの解説です。胃液の量は、コトバンク「胃液」[7]、胃にいる時間は、HugKum「胃液」[3]でも読めます。

今日できること

500mlのペットボトル4〜6本で2〜3リットルを並べ、胃液(塩酸だけの量ではない)の1日分の目安を可視化してみよう。出典は「といわれる」程度の目安であり、個人差・条件差を含む。

資料を読むなら

MSDマニュアル家庭版の「胃」[1]で胃の運動と塩酸・粘液の役割を、プロ版の「胃酸分泌の概要」[2]で重炭酸によるpH勾配と分泌調節(ガストリン、ヒスタミン、ソマトスタチン)を確かめられる。胃液の量と成分はコトバンク「胃液」[7]、胃にいる時間はHugKum「胃液」[3]で日本語で読める。英語が読めるなら、ボーモントの実験は Science History Institute の記事[4]、ピロリ菌の発見は Nobel Prize 2005 の公式ページ[6]が一次に近い資料になる。要約に出る数字(実験の回数や年数)は、原文の語句と照らして使うとよい。

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

本文の事実は次の資料にもとづきます。一般向けの解説は、本文で「といわれる」としています。

  1. MSDマニュアル家庭版「胃」. https://www.msdmanuals.com/ja-jp/home/ (貯留と混和、塩酸、粘液)
  2. MSDマニュアル プロフェッショナル版「胃酸分泌の概要」. https://www.msdmanuals.com/ja-jp/professional (重炭酸とpH勾配、分泌の調節)
  3. HugKum「胃液」. https://hugkum.sho.jp/544190 (pHと分泌量、ペプシン、胃にいる時間)
  4. Science History Institute: Probing the Mysteries of Human Digestion. https://www.sciencehistory.org/stories/magazine/probing-the-mysteries-of-human-digestion (ボーモントの実験と胃液の記録)
  5. NBC News. https://www.nbcnews.com/news/amp/wbna51644036 (ボーモントの結論)
  6. The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2005. https://www.nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/2005/press.html (ピロリ菌の発見)
  7. コトバンク「胃液」(日本大百科全書(ニッポニカ)・改訂新版 世界大百科事典ほか). https://kotobank.jp/word/胃液-430657 (1日の分泌量2〜3リットル、塩酸・ペプシン・粘液などの成分)

なおした ところ

更新履歴

更新履歴(改版の記録)

  •  初版を公開。
  •  紹介文・導入・2章・6章の分泌量の書き方を直した。理由: 「約2500mlの強い酸が出る」「胃液の中心は塩酸」と読めて、塩酸そのものが2.5L出ると誤解されやすかったため。1日に2〜3リットル出るのは胃液で、その中に塩酸やペプシンなどが含まれる、と百科事典(コトバンク「胃液」)を出典に足して書き直した。

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