Elanco.jp－トピックス　牛の反芻胃（第一胃；ルーメン）の環境と炭水化物消化　2008年06月

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2008年07月

なぜルーメンがあるの？

牛などの反芻動物は、通常動物が利用できない植物の繊維質をエネルギー源とするためにルーメンを発達させ、ルーメン内でそれらの繊維質を微生物の力を借りて利用可能な状態にまで発酵（代謝）させています。

ルーメン内の環境

ルーメン内は、摂取飼料、唾液、発酵産物などによって恒常性が保たれ、微生物が棲息するのに適した環境となっています。

ルーメン内微生物叢

細菌：60種類以上。内容物1g当たり10⁹～10¹¹個
プロトゾア（原生動物）：90種類以上。内容物1g当たり10⁵～10⁶個

表1　主なルーメン内細菌、それらのエネルギー源及び発酵産物
種類	性質	主エネルギー源	発酵産物
ﾙﾐﾉｺｯｶｽ　ｱﾙﾊﾞｽ	グラム陽性	ｾﾙﾛｰｽ、ｾﾛﾋﾞｵｰｽ、ｷｼﾗﾝ	酢酸、ギ酸、ｴﾀﾉｰﾙ、乳酸、ｺﾊｸ酸
ﾙﾐﾉｺｯｶｽ　ﾌﾗﾎﾞﾌｧｼｴﾝｽ	グラム陽性	ｾﾙﾛｰｽ、ｾﾛﾋﾞｵｰｽ、ｷｼﾗﾝ	酢酸、ｺﾊｸ酸、ギ酸、乳酸
ｽﾄﾚﾌﾟﾄｺｯｶｽ　ﾎﾞﾋﾞｽ	グラム陽性	ｸﾞﾙｺｰｽ、ﾌﾗｸﾄｰｽ、澱粉	乳酸、酢酸、ギ酸、CO₂
ﾗｸﾄﾊﾞｼﾗｽ　ﾙﾐﾆｽ	グラム陽性	ｸﾞﾙｺｰｽ、ﾌﾗｸﾄｰｽ、ﾏﾝﾉｰｽ、ｶﾞﾗｸﾄｰｽ	乳酸
ﾌｨﾌﾞﾛﾊﾞｸﾀｰ　ｻｸｼﾉｹﾞﾈｽ (ﾊﾞｸﾃﾛｲﾃﾞｽ　ｻｸｼﾉｹﾞﾈｽ)	グラム陰性	ｾﾙﾛｰｽ、ｾﾛﾋﾞｵｰｽ、ｸﾞﾙｺｰｽ	ｺﾊｸ酸、酢酸、ギ酸
ｾﾚﾉﾓﾅｽ　ﾙﾐﾅﾝﾁｳﾑ	グラム陰性	ｸﾞﾙｺｰｽ、ﾌﾗｸﾄｰｽ、ｾﾛﾋﾞｵｰｽ、ﾏﾙﾄｰｽ	酢酸、ﾌﾟﾛﾋﾟｵﾝ酸、乳酸、酪酸、ｺﾊｸ酸
ﾍﾞｲｵﾈﾗ　ﾊﾟﾙﾌﾞﾗ	グラム陰性	ﾋﾟﾙﾋﾞﾝ酸、乳酸、ﾌﾏﾙ酸、ﾘﾝｺﾞ酸、D-酒石酸	酢酸、ﾌﾟﾛﾋﾟｵﾝ酸、CO₂、H₂
ﾒｶﾞｽﾌｧｴﾗ　ｴﾙｽﾃﾞﾆ	グラム陰性	ｸﾞﾙｺｰｽ、ﾌﾗｸﾄｰｽ、D-乳酸、L-乳酸	酢酸、ﾌﾟﾛﾋﾟｵﾝ酸、酪酸、吉草酸、ｶﾌﾟﾛﾝ酸、CO₂、H₂
ﾒﾀﾉﾌﾞﾚﾋﾞﾊﾞｸﾀｰ　ﾙﾐﾅﾝﾁｳﾑ	古細菌	CO₂、H₂	ﾒﾀﾝ

牛の栄養源

摂取飼料の半分以上はルーメン内微生物によって変化を受けます。牛は、その微生物の生成物あるいは微生物そのものを栄養源として利用しています。

ルーメンでの炭水化物消化

飼料中には、セルロース、デンプン、糖などの炭水化物が大量に含まれ、セルロースなどの繊維質はルーメン内微生物の酵素によって分解発酵されます（下図参照）。

ルーメン内微生物による分解発酵の結果、飼料中の炭水化物は揮発性脂肪酸（酢酸、酪酸、プロピオン酸など）、乳酸、メタン、CO₂に変化します。揮発性脂肪酸（VFA）の生産量は、飼料の量や質、牛の状態によってかなり異なりますが、これらはルーメン壁より大部分が吸収されて牛の主要なエネルギー源となります。

肝臓での糖新生とプロピオン酸

糖（グルコース）は、動物の発育や体を維持するために非常に重要な栄養素です。しかし、牛などの反芻動物では、炭水化物はルーメン内で細菌の発酵を受けてVFAや乳酸に転換されるので、グルコースはほとんど生成されません。そのため、牛はグルコースの供給源として糖新生に大きく依存しています（90%以上）。その糖新生の主な源になるのがプロピオン酸で、肝臓においてTCAサイクルの逆回りの経路を通ってグルコースが作られます。したがって、プロピオン酸は牛の生産性向上に特に重要なVFAです。

参考資料

新編　畜産学大辞典　1996年第一版、養賢堂
改訂・増補　家畜生理学　津田恒之著　1994年第一版、養賢
新ルーメンの世界　小野寺良次監修　板橋久雄編　2004年農文協