糞便理化学分析

腸内において有機酸 (短鎖脂肪酸)は、腸管内を酸性に保ち、腸の蠕動運動や腸管からの水の分泌を促進するほか、感染防御、腐敗産物の生産抑制、便性・便通の改善効果を持つことが知られています。有機酸は、腸内細菌による食物繊維や炭水化物の代謝物であり、タンパク質やペプチドの消化でも増加することが知られ、腸内細菌叢と共に評価することが望まれます。酢酸、プロピオン酸、酪酸などの短鎖脂肪酸は、宿主の短鎖脂肪酸の受容体 (GPR41、GPR43など) を介して肥満や糖尿病に関連することが近年報告されています。例えば、GPR41は主にプロピオン酸と酪酸により活性化され、交感神経系を介して、エネルギー恒常性の維持に関わることが報告されています。また、GPR43は酢酸とプロピオン酸によって活性化され、エネルギーの白色脂肪組織への取り込みを抑制し、脂肪の蓄積を抑えていると報告されています。

腐敗産物は、糞便の悪臭の原因と言われ、腸内環境の悪化を示す指標として知られています。腸内細菌によりチロシンからフェノール類が作られ、トリプトファンからインドールやスカトールが作られます。産出されたフェノール類の多くは血液を介して表皮形成過程に悪影響を及ぼすことから、肌荒れを起こす要因の一つに挙げられています。

糞便のpHが、低いほど色は黄色っぽく、pH7.0 (中性) を越えると茶色っぽく、pH8.0 (弱アルカリ性) になると黒っぽくなります。乳幼児の糞便はpHが4.5～5.5 (弱酸性) で黄色、健康な大人の糞便はpHが5.5～6.0で黄土色です。
大腸菌 ( Escherichia coli )、ウェルシュ菌 ( Clostridium perfringens ) などの悪玉菌は、アルカリ性の腸内環境を好んで発育し、pH6.0以下 (弱酸性) になると発育しにくくなります。

糞便は、腸内貯留時間が長いと水分が腸管に吸収されて硬くなり、反対に腸内貯留時間が短いと水分が腸管に吸収されず、柔らかくなります。水分が70％未満では排便時に苦痛を感じるようになり、80％以上になると軟便となり、90％を超えると水様便となります。水分は、pHと負の相関があります。

腸管には全末梢リンパ球の約70％に相当する免疫系細胞が存在しており、腸内細菌が宿主の消化管に定着することによって、免疫系が刺激・活性化されていると考えられています。小腸粘膜面での微生物に対する特徴的な応答に免疫グロブリンの一種であるIgA産生があり、これはプロバイオティクス乳酸菌の摂取により亢進し、感染防御へとつながることが期待されています。なお、糞便中IgA分析は、単量体と二量体を測定しています。