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大腸の壁は胃や小腸と同様の層構造を持つ（図165(下行結腸の縦断面：同時に、結腸半月ヒダの横断面)）。
a)漿膜（Tunica serosa）：上行結腸と下行結腸では、小腸や他の大腸部位ほど完全には覆われておらず、後壁の大部分が結合組織を介して後腹壁や周囲の器官と結合している。一方、横行結腸とS状結腸では、小腸の大部分と同様に、それぞれ結腸間膜（Mesocolon）を持つ。自由ヒモと大網ヒモに沿って、漿膜が脂肪組織によって持ち上げられ、絨毛状または葉状の突出部を形成する。これを網膜垂（Appendices epiploicae）という（図109(腹部内臓の位置関係II)、図160(腹部内臓の位置関係IV. 腹腔後壁の観察)、図162(盲腸と虫垂、回腸末端部およびその周囲の腹膜嚢)）。
b)筋層（Tunica muscularis）：他の腸管部位と同様、外側の縦走筋層と内側の輪走筋層からなる。
しかし、縦走筋層は他の腸管部位では均一な厚さで全周を覆うのに対し、盲腸と結腸では3箇所で特に発達している。これらは低いが明確に分離され、漿膜を通して見える3本の縦条を形成し、結腸ヒモ（Taeniae coli）と呼ばれる。各ヒモの幅は10mm、厚さは2～3mmである。結腸ヒモの間では縦走筋層は薄く、肉眼では認識しにくい。結腸ヒモは虫垂の根元付近から始まり、虫垂自体では縦走筋層が一様に厚い層を形成する。結腸ヒモは直腸への移行部まで分離した筋束として見られるが、直腸では3つのヒモが再び合わさって著しく厚い一体の層となる。ただし、直腸の一部ではさらに厚い層が存在する。
図123(空腸の粘膜を表面に平行に切断したもの)、124(大腸の粘膜を表面に平行に切断したもの)
図159(腹部内臓の位置関係 III. 腹腔後壁の左半を観察する)
3本の結腸ヒモは以下の通りである：
結腸ヒモは結腸壁の他の部分よりも短く、腸壁のくびれを超えて連続し、結腸膨起よりも深部に位置する。ヒモ間には3本の縦に連続する帯状部分があり、ここでは腸壁がより強く張り出している。結腸ヒモを除去して腸壁を引っ張ると、膨起は消失し、腸は長くなる。
輪走筋層は盲腸・結腸・虫垂の全表面に渡って連続した層を形成し、膨起間ではやや強く発達している。
c)粘膜（Tunica mucosa）：大腸の粘膜が小腸と異なる主な点は、ケルクリング襞と絨毛がともに欠如していることである。
ケルクリング襞は存在せず、代わりに盲腸と結腸には結腸半月ヒダ（Plicae semilunares coli）がある。これはケルクリング襞と異なり、粘膜だけでなく筋層も含んで形成される（図165(下行結腸の縦断面：同時に、結腸半月ヒダの横断面)）。半月ヒダは腸の全周ではなく、約1/3のみを占める。具体的には、結腸ヒモの間にある3つの縦帯状の部分に一定間隔で横に配置されている。これらの隆起の間にある凹みが結腸膨起（Haustra coli）であり、大腸外面の規則的な3列の膨らみに対応する。
結腸弁（Valvula coli）は粘膜のひだと輪走筋線維から構成され、虫垂弁（Valvula processus vermiformis）も同様の構造を持つ。
大腸粘膜にはリーベルキュン腺（Lieberkühnsche Drüsen）、すなわち腸腺（Glandulae intestinales）が密に存在する（図123(空腸の粘膜を表面に平行に切断したもの)、124(大腸の粘膜を表面に平行に切断したもの)、図165(下行結腸の縦断面：同時に、結腸半月ヒダの横断面)）。腸腺の長さは直腸に向かって増加する。腸腺間の粘膜は円柱上皮で覆われ、各細胞は小腸上皮に類似した小棒縁（Stäbchensaum）を持つ。また、多数の杯細胞も存在する。
リーベルキュン腺の間には固有層（Lamina propria）が豊富に発達し、平滑筋線維からなる粘膜筋板（Lamina muscularis mucosae）によって、疎で脂肪細胞を含む粘膜下組織（Tela submucosa）と区別される。これら上皮性の腺（杯細胞と腸腺）に加え、多数の孤立リンパ小節（Lymphonoduli solitarii）が存在する（図123(空腸の粘膜を表面に平行に切断したもの)、124(大腸の粘膜を表面に平行に切断したもの)）。虫垂ではリンパ小節が密集している（図157(27歳男性の虫垂を展開し横断した標本)）。
大腸の血管とリンパ管：大腸への動脈供給は上下腸間膜動脈から行われる。大腸からの静脈は小腸と同様に門脈に流入する。リンパ管は小腸と類似した配置を示すが、絨毛がないためより単純な構造となっている。
大腸の神経は豊富で、腹腔神経叢・大動脈神経叢・腸骨動脈神経叢・上直腸神経叢から由来する。他の消化管部位と同様、粘膜下神経叢と腸筋神経叢が発達している。
[図165]下行結腸の縦断面：同時に、結腸半月ヒダの横断面。