馬のおなら:馬の放屁の科学
馬は動物界でも最も多くのガスを産生する動物の一つであり、その独特の後腸発酵システムは毎日驚異的な量の腸内ガスを生み出します。
後腸発酵動物としての馬
牛などの反芻動物は四つの胃室を持つ特殊な胃で植物性物質を消化しますが、馬は後腸発酵動物です。馬の消化システムにおける微生物発酵の主要な場所は盲腸と大結腸であり、大型の馬では130リットルもの消化物を保持できる巨大な発酵室となっています。盲腸だけでも、「盲の腸」とも呼ばれるこの器官は、常時約30リットルの発酵中の植物性物質を含むことができます。 後腸では、数十億もの微生物——細菌、原生動物、真菌——が馬自身の酵素では消化できないセルロースや他の複雑な植物繊維を分解します。この発酵プロセスは飼料からエネルギーを抽出するうえで非常に効率的ですが、避けられない副産物として膨大な量のガスが生じます。生産される主なガスは二酸化炭素、メタン、水素、窒素で、これらはすべて体外に排出されなければなりません。馬は嘔吐できないため、このガスはすべて消化管を前方に移動するか、直腸から後方に排出されなければなりません——つまり、放屁は馬にとって単に正常なことではなく、生物学的に必要なことなのです。 後腸発酵システムは、馬が祖先の生息地であるステップや平原で見られる栄養価の低い草で生き延びられるよう、何百万年もかけて進化してきました。高繊維食に驚くほど適応している一方で、食事の変化にも驚くほど敏感であり、微生物バランスが乱れると過剰なガス産生や「疝痛」と呼ばれる危険な状態につながることがあります。
量と頻度:馬は実際にどれくらいおならをするのか?
馬は一日に驚くべき量のガスを産生します。科学的な推定によれば、典型的な成馬は通常の食事条件下で24時間ごとに100〜300リットルの腸内ガスを排出します。これを視点で捉えると、平均的な人間が一日に産生するガス量の約4〜12倍に相当します。馬に高発酵性の食事——特に新鮮な草、アルファルファなどのマメ科植物、または発酵性炭水化物が豊富なもの——が与えられると、ガス産生はさらに高くなる可能性があります。 馬における放屁の頻度も注目に値します。牧草地にいる馬は、特に大量に食べた後や軽い運動中に、1時間に何十回も放屁することがあります。馬の放屁の音と量はかなり変動します:一部の馬は静かで連続的なガスを産生し、一方で他の馬は近くの騎手や他の動物を驚かせる大きく響きのある排出を行います。 興味深いことに、馬のガス産生は概日リズムに従い、日中の放牧後の発酵活動のピークに対応する午後から夕方にかけて最も高い速度が観察されます。また、馬はストレス期間、移動中、または通常の給餌スケジュールが乱れたときにより多くのガスを産生する傾向があります——これは経験豊富な馬術家がよく知る現象です。
食事、マイクロバイオーム、ガス産生
馬の放屁の組成と量は、その食事と密接に関連しています。主に乾燥した干し草を摂取する馬は、通常、安定しているが適度な量のガスを産生します。反対に、突然豊かな春の草——特にフルクタン(発酵性炭水化物の一種)が多い草——にアクセスできる馬は、消化システムを圧倒する可能性のある劇的なガス産生の増加を経験することがあります。 アルファルファやクローバーなどのマメ科植物は、馬に過剰な放屁を引き起こすことで特によく知られています。これらの植物には、盲腸のマイクロバイオームが急速にガスに変換する高レベルの発酵性糖質とタンパク質が含まれています。アブラナ科の植物や未熟な穀物作物も同様の効果をもたらす可能性があります。干し草の供給源を変えるだけでも、後腸の微生物生態系を一時的に乱し、ガス排出を増加させることがあります。 馬の腸内マイクロバイオームは150以上の細菌属からなる複雑なコミュニティであり、この多様性が安定した消化の鍵です。抗生物質、疾病、ストレス、または急激な食事変更による乱れは、微生物集団を劇的に変化させる可能性があります。プロバイオティクスの補給と段階的な食事移行は、健全な後腸生態系を維持するために馬の獣医が使用する標準的な管理方法です。
疝痛:放屁が危険になるとき
ガス性疝痛は馬における最も一般的で深刻な健康状態の一つであり、異常な放屁動態と直接関連しています。腸の一部にガスが排出できる速度よりも速く蓄積すると、その圧力が激しい腹痛を引き起こします。馬は地面を引っかき、脇腹を見つめ、繰り返し転がり回り、食餌を拒否することがあります——これらはすべて腸の苦痛のサインです。 馬の大結腸の解剖学的構造は、特にガスが閉じ込められやすい構造になっています。結腸には骨盤曲部などの急激な曲がりがいくつかあり、ガスが閉じ込められて痛みを伴うポケットを形成することがあります。単純な放屁とは異なり、閉じ込められたガスは腸を膨張させ、血管や神経を圧迫し、重症で未治療の場合には組織壊死につながる可能性があります。 ガス性疝痛を治療する獣医師は、多くの場合、痛みを和らげるためにブスコパンなどの鎮痙剤やフルニキシンメグルミンなどの鎮痛剤を投与し、馬を歩かせて腸内のガスの移動を促します。重篤な場合には、ガスを解放するために胃管が挿入されることがあります。ガス性疝痛は一般に嵌入性疝痛よりも深刻ではありませんが、危険な合併症を防ぐために迅速な獣医的注意が必要です。
環境への影響とメタン排出
馬は、しばしば見過ごされがちながらも、地球規模のメタン排出量に対する重要な寄与者です。後腸発酵中に産生されるメタンは強力な温室効果ガスであり、100年間にわたって二酸化炭素より約28倍も効率的に熱を閉じ込めます。牛は家畜のメタン排出(主にルーメン発酵による)で最も注目を集めますが、馬も農業の温室効果ガス目録に意味のある形で貢献しています。 研究では、平均的な馬が1日に45〜70グラムのメタンを産生すると推定されています。世界の馬の個体数は約6,000万頭と推定されており、つまり馬は合わせて年間270万〜420万メートルトンのメタンを排出していることになります。 馬のメタン排出量を削減するための食事介入は活発な研究分野です。発酵性炭水化物含有量が低い高品質の粗飼料を馬に与えること、食事に精油やタンニンを加えること、特定のプロバイオティクス株を使用することは、すべて馬の健康を損なうことなくメタン産生を減らす上で有望な結果を示しています。
ご存知でしたか?
- 馬は1日に最大300リットルの腸内ガスを産生できます——大きな浴槽を満たすのに十分な量です。
- 馬は嘔吐できないため、後腸で産生されたガスはすべて直腸から排出されなければならず、放屁は生理学的な必要性となっています。
- 腸内ガスの閉塞によって引き起こされるガス性疝痛は、世界中で馬に対する獣医緊急呼び出しの主要な原因の一つです。
- 馬の盲腸——主要な発酵室——は一度に最大30リットルの消化中の物質を保持できます。
豆知識
長い乗馬の旅では、馬は200回以上放屁することがあります——つまり、騎手はほぼ連続した馬の放屁と共に何時間も過ごすことになり、これはほとんどの馬術家がその経験の一部として単純に受け入れている事実です。
出典
- Daly K. & Shirazi-Beechey S.P., Microarray Analysis of Butyrate Regulated Genes in Colonic Epithelial Cells, DNA and Cell Biology, 2006
- Hoffman R.M., Carbohydrate Metabolism and Metabolic Disorders in Horses, Proceedings of the Nutrition Society, 2009
- Pagan J.D., Digestive Physiology and Nutrition of the Horse, Kentucky Equine Research, 2001
- Murray M.J., Digestive System: Large Colon and Cecum, Equine Internal Medicine, 2004