口から胃までの図に下向きの矢印があると、食べ物は落ちていくだけだと思いやすくなります。しかし、消化管の壁には筋肉があり、その動きによって内容物を送っています。食道の働きを問う問題では、体がどちらを向いているかより、筋肉がどの順番で縮むかに注目しましょう。ここでは人体で無理な姿勢を試さず、模型の連続図を使って考えます。
管を動かすのではなく、狭い部分が移る
食道などの消化管で、壁の筋肉が順に収縮して内容物を送る運動をぜん動運動といいます。食べ物の後ろ側が狭くなることで、食べ物が先へ進みます。管全体が口から胃へ移動するのでも、筋肉そのものが長い距離を走るのでもありません。縮む場所が次々に変わるので、狭くなった部分が進んで見えるのです。
細長い柔らかな袋に玉を入れ、玉の後ろを順番に押す模型を思い浮かべてください。手は一か所ずつ押していますが、玉は袋の先へ移ります。これを食道に対応させると、袋の壁が消化管、押す作用が筋肉の収縮、玉が食べ物に相当します。ただし、体の中に手が入っているわけではなく、食べ物の硬さも玉とは違います。模型は移動の仕組みを取り出したものです。
一枚の絵では時間の順番が分からない
食道の途中が細くなった一枚の図だけでは、その部分がこの後どちらへ移るかまでは決められません。時計の針がどの位置にあるかを見るだけでは、回る向きが必ず分からないのと同じです。連続した図では、口側と胃側の表示を確認した後、狭い部分の位置を時刻順にたどります。紙の左から右へ並んでいるとは限らないので、図の番号にも注意します。
例題1｜三枚を時間順に並べる
横向きの管の模型で、左が口側、右が胃側です。図アでは玉が位置3、図イでは位置1、図ウでは位置2にあります。位置の番号は左から1、2、3です。どの図でも玉のすぐ左側が押し狭められています。玉が胃側へ進む場合、三枚を時間順に並べてください。
答えはイ、ウ、アです。玉が位置1から2へ、さらに3へ進む順番を使います。図アが最初に印刷されていることと、最初の時刻を表すことは関係ありません。狭くする場所も玉の後ろ側に沿って移るので、玉を押し出す向きと一致しています。
ここで左と右の名称を逆にしたら、同じ移動でも胃へ向かうとは限らなくなります。解き直す際は、答えの記号だけでなく、図の端に「口」「胃」と書き込んでみてください。方位や電流の問題と同様に、向きを決める基準を先に固定することが有効です。
例題2｜重力の説明を確かめる
同じ柔らかな管を水平に置きます。Aでは管を動かさず、Bでは玉の後ろ側から前方へ向けて順に壁を押しました。玉がBだけで右へ進みました。この結果は「右へ進むためには、管が右下がりでなければならない」という説明と合いますか。
合いません。水平でも、壁を押す操作によって右へ進んだからです。この結果は、模型の内容物を送る方法として、傾き以外の仕組みがあることを示します。ただし、模型で動いたことだけから、人の食道の速度や必要な力の値までは求められません。示したことを「水平な管でも順次圧迫で移動させられる」と限定します。
消化と運搬を同じ仕事にしない
食道は主として食べ物を胃へ送る通路です。運ぶことと、消化液で成分を分解することは別の働きです。食道を通り抜けたからといって、その途中で栄養分がすべて吸収されたわけではありません。消化管に付いた名前を覚えるときも、「通す」「ためて混ぜる」「分解する」「吸収する」を区別すると、何を問われているか判断しやすくなります。
ぜん動運動は食道だけの特別な動きではなく、消化管のほかの部分でも内容物の移動に関わります。ただし、消化管の運動は単純にすべて同じではありません。食べ物を混ぜる働きなどもあります。資料に「混ぜる」と書かれているのに、どの筋肉の動きも一方向へ運ぶためだと決めつけないようにします。
連続図を説明する文章には、動く対象と、動かす原因を両方入れます。「食べ物が進む」だけでは観察結果であり、「食べ物の後ろの壁が順に縮み、先へ押し送る」と書くと仕組みになります。矢印を描くときも、食べ物の移動と収縮位置の移動を別の色にすると、管の壁そのものが胃へ流れていくような誤解を防げます。順番を読む練習は、消化管以外の時間変化の図にもつながります。
図を読み直すときの補足
ぜん動の連続図を裏返して見た場合、紙面上で玉が進む向きは逆になります。それでも口側から胃側へ送られるという関係は変わりません。解説に『右へ進む』だけが書かれていると、左右を入れ替えた図に対応しにくくなります。『口側の後ろを狭くして、胃側へ押す』と器官に結び付けて説明することが、向きの変更への備えになります。
複数の玉が入った模型では、一つの玉の移動と、狭い部分の移動が必ず同じ速さであると仮定しないことも大切です。壁の収縮が進んでも、内容物の滑りや形によって進み方が異なる可能性があります。設問が玉の位置を記録しているなら玉の記録を、収縮の位置を記録しているならその記録を使います。写真の中で何を追跡したのかを、計算の前に指で確かめてください。