胃のつくりとはたらき · StomachLab

展示台の上のリアルな胃の模型。まず半透明の人体の中で胃の位置を見つけ、噴門・胃底・胃体・幽門と 2 つの弯を確かめます。胃壁を階段のように一層ずつはがし、層をクリックして粘膜・粘膜下層・筋層・漿膜を顕微鏡で見て、4 種類の組織がどのように 1 つの器官をつくるかを理解します。ぜん動が食べ物をすりつぶして糜粥にし、少しずつ十二指腸へ送る様子を見て、最後は胃腺まで拡大し、強い酸の中でペプシンがタンパク質をポリペプチドに切る様子を観察します。

教科:生物 · 対象:中学校 · 学習内容:消化系のなかま、胃壁と 4 種類の組織、胃のぜん動と排出、胃液とタンパク質の消化

章の内容

胃はどこにある?

ヒトの消化系は消化管と消化腺からなります。消化管は上から順に口、咽頭、食道、胃、小腸、大腸、肛門。消化腺にはだ液腺、胃腺、肝臓、すい臓、腸腺があります。

胃は消化管でいちばんふくらんだ部分です。腹部の左上、横隔膜のすぐ下にあり、大部分は左の肋骨の陰に隠れています。上は食道に、下は小腸の始まりである十二指腸につながっています。

「食べ物の旅」を押すと、ひと口の食べ物が消化管全体を通る様子を追えます。ドラッグで回転、ホイールで拡大縮小、器官にマウスを重ねると名前が表示されます。

胃の形

胃は曲がった袋のような形です。入口を噴門といい食道につながり、出口を幽門といい十二指腸に通じます。

噴門の高さより上で左上にふくらんだ部分が胃底、真ん中のいちばん大きな部分が胃体、幽門に近い部分が幽門部です。胃の右上の短くへこんだ縁を小弯、左下の長くふくらんだ縁を大弯といいます。どちらの弯にも胃に血液を送る血管が走っています。

「充満度」を動かしてみましょう。空腹のとき胃は小さく縮み、容積は約 50 mL、内壁にはひだがたくさんあります。たくさん食べると約 1.5 L まで広がり、ひだは伸びて平らになります。前壁を切り開くと見えます。

胃壁の層

「はがす」を動かすと、胃壁が階段のように一層ずつ現れます。内側から順に:

粘膜:いちばん内側。表面は上皮組織で、保護と分泌のはたらきをもち、中には胃液を分泌する胃腺がたくさんあります。粘膜下層:主に結合組織で、血管や神経が通り、つなぐ・支える・栄養を運ぶはたらきをします。筋層:いちばん厚い層で、平滑筋(筋組織)が斜走・輪走・縦走の 3 層をなし、収縮して食べ物をかき混ぜ、送り出します。筋層の間には神経組織があり、刺激を受けて興奮を伝え、胃の運動を調節します。漿膜:いちばん外側のなめらかな薄い膜で、まわりの器官との摩擦を減らします。

層をクリックすると顕微鏡で見たつくりが表示されます。胃は上皮組織・結合組織・筋組織・神経組織が決まった順に組み合わさり、消化というはたらきをするので器官です。ほかの消化器官とともに消化系をつくります。

ぜん動と排出

食べ物は胃の中に数時間とどまります。胃壁の筋層がリズミカルに収縮して収縮輪をつくり、胃体の中ほどから幽門へ向かって 1 分間に約 3 回進みます。これが胃のぜん動です。

ぜん動は食べ物と胃液をよく混ぜ、すりつぶして、かゆ状の糜粥(びじゅく)にします。収縮輪が幽門に達すると、幽門はごく小さな粒だけを十二指腸へ通し、大きなかたまりは胃に押し戻されてさらにすりつぶされます。こうして胃は食べ物を一時的にたくわえ、少しずつ小腸へ送り出します。

食べ物を変えて比べてみましょう。おかゆがいちばん早く、ごはんや赤身肉はそれより遅く、揚げ物がいちばん遅く排出されます。ふつうの食事は胃から出るまでに 4~6 時間かかります。

画面では胃の前壁を切り開いています。粒や幽門の開口は大きく描き、時間も速めています。

胃液とタンパク質

これは胃の粘膜の小さな一片を拡大した模型です。上面にびっしり並ぶ小さなくぼみが胃小窩で、それぞれの底に胃腺が開いています。胃腺の主な細胞は 2 種類:壁細胞(ピンク)が塩酸を、主細胞(青紫)がペプシノーゲンを分泌し、ペプシノーゲンは塩酸の中で活性のあるペプシンに変わります。成人は 1 日に約 1.5~2.5 L の胃液を分泌します。

ペプシン(青緑)は長いタンパク質の鎖を短いポリペプチドに切ります。これがタンパク質の最初の消化で、ポリペプチドは小腸でようやくアミノ酸まで分解されます。胃はデンプンや脂肪をほとんど消化しません。

pH と温度を変えてみましょう。ペプシンは pH 約 2 の強い酸性で、体温に近いときにいちばんよくはたらき、酸性が弱まったり温度が高すぎたりすると止まり、変性してしまうこともあります。粘膜表面の粘液層が塩酸や酵素をさえぎり、胃が自分自身を消化しないように守っています。また胃は少量の水とアルコールを吸収できます。

確認テスト

ほかの実験

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