中学2年生理科第2分野覚え書き①

 ダメだ~!中2の2分野も今までみたいに生物学と地学をまとめて一度にアップしたかったんだけど、量が多いのと、忙しくて時間がないという理由で二部構成にします!
 あと『アベンジャーズ エイジ・オブ・ウルトロン』観ました。相変わらず仲が悪くて面白かった。スタークがまた波風を立てた。

動物のくらしとなかま
タイトル的にどうぶつ奇想天外!的な内容かと思いきや、ほとんど人体の学習だったりする(そりゃヒトも“動物のなかま”だけどさ…)。つーことでかなり医学的な単元。
あと脱ゆとりで進化(ユーステノプテロンや始祖鳥)が復活した。


視覚を司る感覚器官。
レンズの前面にある光彩の中央にある穴(瞳孔)の大きさを筋肉で変化させることで目に入る光の量を調節し、像を鮮明にしている(瞳孔は明るいところでは狭く、暗いところでは広い)。これはカメラでいうしぼりの役目を果たしている。
目のすごいところは遠近調節をひとつのレンズで行うことである。なんとグミのような弾力性のあるレンズの厚みを変えることで焦点距離を変更しピントを合わせてしまう。
近くのものを見るときはチン小帯が緩みレンズの厚さは厚くなり、遠くのものを見るときはチン小帯がレンズを引っ張りレンズの厚さは薄くなる。
ちなみに年齢を重ねるたびにレンズの厚さを厚くすることがだんだん難しくなってくる。これが世に言う老眼である。

網膜
レンズを通過した光は硝子体を通ってカメラのフィルムに相当する網膜に到達する。
網膜の作りはちょっとややこしくて、光の刺激を受け取る視細胞が光の向かってくる方向とはなぜか逆向きについている。そのため視細胞が受け取った光の刺激は、信号となった後に神経細胞でグルリと迂回して、視神経から大脳へと送られる。
ちなみに視細胞には薄暗いところで働く桿体細胞(棒状の細胞という意味)と、明るいところで働く錐体細胞の2種類がある。


聴覚を司る感覚器官。
外耳、中耳、内耳の3つで構成されていて、外耳は耳かく、外耳道、鼓膜、中耳は耳小骨とエウスタキオ管、内耳はうずまき管とと半規管・前庭で出来ている。
耳小骨は下顎の骨の一部が進化してできた、つち骨、きぬた骨、あぶみ骨というとても小さな3つの骨でできており、鼓膜が受け取った音の振動をテコの原理で3倍にまで増幅させている。ちなみにあぶみ骨はヒトの骨で最も小さい。
エウスタキオ管は中耳と喉をつなぐ細い管で、中耳内の圧力を大気圧と同じにする働きがある。耳がピーンとなった時につばを飲み込むと治るのはこの管が開くため。

内耳
内耳で音の刺激を受け取るのはうずまき管だけで、内耳の壁の面積は、鼓膜の面積の25分の1しかないため、空気の振動の圧力は25倍にまで増幅される。うずまき管は蝸牛管とも呼ばれ、現代でもまだまだ仕組みに謎が多い。
内耳の半規管は3つの半円状の管でできており(だから昔は三半規管と呼んでいた)その管の根元の部分には、感覚毛が生えている。体が回転すると、半規管の中のリンパ液が流れて、この感覚毛がなびくため、体の回転を感じることができる。
内耳の前庭はうずまき管と半規管の間にある二つの袋状の部分で、内部には感覚毛と、その上に聴砂という石が乗っている。体が傾くと、この聴砂が動くため、体の傾きが感じられるようになっている。
ちなみに内耳はひとつの部位になっていて、半規管、前庭、うずまき管は全てつながっている。

可聴域
聞くことができる音波の振動数のこと。振動数16~20000ヘルツの範囲でヒトは音が聞こえるが、男子の中にはもう少し低い音が聞こえたり、女子の中にはもう少し高い音が聞こえたりする。

エコロケーション
反響定位。音の反響で周囲の状況を探ること。いわゆるソナー。
超音波を飛ばして餌の位置を探るコウモリは70000ヘルツ以上の超音波(ヒトの可聴域を超える振動数の音のこと)が聞こえる。
イルカなど一部のハクジラは最大20万ヘルツの音で仲間と交信をしている。一説には1000キロも離れている仲間とも通信可能らしい。


嗅覚を司る感覚器官。
鼻の穴の奥は粘膜で覆われた広い空間(鼻腔)になっていて、その天井にある嗅細胞が匂いの化学物質(気体)を受け取ると、嗅神経を通じて刺激が脳に送られる(嗅細胞の数はヒトでは60万個。イヌでは400万個)。
嗅覚と味覚はどちらも化学物質を感じ取るが、嗅覚のほうがずっと敏感である。ヒトでは200個以上の分子さえあれば、その匂いを感じ取れる(イヌではたった一個の分子で匂いを感じ取る)。
ただその反面、嗅覚はとても疲れやすいという一面もあり、最初は感じていた悪臭もしばらくすると嗅細胞が疲れて感じ取れなくなってしまうのだ。自分の口臭が自分ではなかなか気づかないのもこのため。

味盲
特定の味を感じないこと。日本人の8%が該当するという。
味盲の人は、苦味を感じさせるチオフェニール尿酸という物質のみ苦いと感じず、それ以外の苦味物質は苦いと感じる。

昆虫の感覚
昆虫の感覚器官の場所は脊椎動物の常識とは異なるのでなかなか面白い。
昆虫の耳は体全体に生えている毛。また音を使って求愛をするキリギリスやコオロギなどの昆虫は前足のすね、セミはお腹に耳がある。
昆虫の鼻は触覚である。
昆虫の舌は口だけではなく足の裏にもある。ハエが前足を舐めているのはそのため。
昆虫の温度感覚はほとんどが触覚であるが、コオロギなどの一部の昆虫は触覚ではなく前足や口器が温度を感じ取っている。


人の脳は、大脳、間脳、中脳、小脳、延髄の5つの部分で出来ている。
脳の右側は左半身の、脳の左側は右半身の運動を調節している。
最も発達している大脳の表面は、神経細胞の細胞体で構成される灰白質の皮質でできており、大脳の内部は神経線維で構成される白質の髄質でできている。ちょっと煮玉子っぽいカラーリングである。

大脳
感覚や感情・精神の中枢。いわゆる“意識”(『インサイド・ヘッド』)は全てここにある。

間脳
内臓などの働きを調整する自律神経の中枢。

中脳
眼球運動や姿勢などを調整する。
小脳より小さくて矛盾を感じるが、中脳の中は大きさではなく位置が中くらいから来ているらしい。

小脳
運動時に筋肉の働きを調整する。
また平衡感覚の中枢でもあるため、バランス感覚がモノを言う魚類や鳥類では小脳が極めて発達している。

延髄
呼吸や嚥下、心臓の中枢。生命の維持に重要な働きを担っているため、ここが破壊されると生物は死ぬ。某猪木のプロレス技はそう言う意味でまさに必殺技。

脊髄
こいつは脳ではないんだけど、反射の中枢。また、うんち、おしっこ、発汗の働きを担当する。

自律神経
脳や延髄、脊髄などをまとめて中枢神経というが、その中枢神経と、内臓や血液、腺をつなぐ神経が自律神経。
実は自律神経は大脳に支配されていない。だから自律って言うんだけど。
自律神経には脊髄から出る交感神経と、中脳・延髄・脊髄から出る副交感神経の二種類があるが、どちらも間脳が黒幕となって支配している。
面白いのは交感神経と副交感神経の働きが綺麗に正反対なことで、ほとんどの内蔵には交感神経と副交感神経の両方があるため、うまくバランスがとられている。
例えば交感神経は心臓の拍動を促進し、血圧を上昇させ、呼吸を促進し、消化を抑制し、排尿を抑制する。副交感神経はこれの逆を行なう。

消化酵素
消化を促進する物質。作用する相手が決まっている基質特異性、酵素自身は化学反応の前後では変化しない触媒作用が大きな特徴である。
基本的に温度が高ければ高いほど反応速度は上がるが、タンパク質で出来ているため70度を超える高温になると機能を失って(失活)しまう。
またそれぞれの酵素によって最も働くペーハーが決まっている。

デンプンの分解
唾液の中に含まれる消化酵素のアミラーゼ(プリアチン)によってデンプンは分解されるが、いきなりブドウ糖にまでは細かくできない。
アミラーゼは300個以上のブドウ糖がつながったデンプンを、適当に切断したデキストリンと、ブドウ糖二個ずつに切断した麦芽糖(マルトース)にまでしか分解できない。
唾液で麦芽糖にまで分解できなかったデキストリンは、すい液に含まれるアミラーゼ(アミロプシン)で麦芽糖にされ、麦芽糖は小腸でマルターゼという消化酵素によってブドウ糖にまで分解、やっと小腸の毛細血管に取り込まれる。

すい液
三大栄養素全て(+核酸)を分解できることで有名な消化液。
デンプン担当のお馴染みアミラーゼの他、脂肪を分解するリパーゼ、タンパク質をペプチドに分解するトリプシン、そのペプチドをアミノ酸にまで分解するペプチターゼ、核酸を分解するヌクレアーゼがすい液中に含まれている。

ミネラル
科学的な言葉で言うと無機塩類という。
酸とアルカリが中和して出来たものを塩(えん)と言うが、そのうち無機物からできたものを指す。
体液の浸透圧を調整するナトリウムイオン、細胞の浸透圧を調整するカリウムイオン、血液凝固や筋肉の収縮、骨の成分になるカルシウム、遺伝子や歯、骨の成分になる他、代謝のエネルギーに使われるリン、赤血球の成分になる鉄、細胞の代謝率を上げる甲状腺ホルモンの成分になるヨウ素などが有名。

ビタミン
三大栄養素以外の有機化合物の総称。
実はビタミンそのものは体を作る材料やエネルギー源にはならない。しかし体内の化学変化を調整するため、ビタミンを取ると風邪に負けなかったりする。
ABC・・・とアルファベットで識別されているが、これは名づけた順番を表す。しかし必ずしも発見順じゃないし、ビタミンKなどはドイツ語で凝結を表すKoagulationsの頭文字をつけちゃったのでかなりややこしい。
またビタミンBなどは複数の化合物だったためB1、B2と分解された・・・がB3やB4などは間違ってつけてしまったため、いきなりB6、B12と飛んでしまう。

Aは目にいい。レバーやあん肝に多く含まれる。
B1は炭水化物や脂肪の酸化・吸収の促進。豚肉やうなぎなど。
B2は細胞呼吸や発育の促進。神経作用の正常化。レバーやキャビアなど。
Cは細胞呼吸や骨、歯の発育促進。アセロラや緑黄色野菜。
Dは骨、歯の発育促進。あん肝など。
Eは精子、胎盤の形成促進、老化防止。あん肝やアーモンドなど。
Fは皮膚にいい。不飽和脂肪酸、リノール酸、リノレン酸、アラキドン酸などの必須脂肪酸。
Kは血を固める。納豆や緑黄色野菜、のりなど。

ちなみにビタミンDAKEは脂溶性で使い切れなかった分は肝臓などに蓄積されていくので摂り過ぎに注意する。また水溶性ビタミンでもCなどはサプリメントなどで取りすぎると危険だという。

肝臓
ヒトの内臓器官の中でも最も巨大。沈黙の臓器と呼ばれるように、セガール並みのタフガイだが、以下のような重要な働きをたくさんしているので、無理をさせすぎて悪くすると命に関わる。
①ブドウ糖をグリコーゲンに変えて貯蔵し、必要に応じて再びブドウ糖に変えて血液中に送り出す。
②アミノ酸の一部をグリコーゲンや脂肪に変えて貯蔵する。
③ブドウ糖やアミノ酸を脂肪に作り変える。
④血液成分を作り、古くなった赤血球は破壊する。
⑤体内に入った有毒物質を解毒する。
⑥古くなった赤血球やコレステロールから胆汁を作り胆管に分泌させる。
⑦二酸化炭素とアンモニアから尿素を合成する。
⑧熱を発生させて体温を保つ。

血漿
血液の液体の部分。
栄養分や不要物などの運搬、血小板と協力して血液の凝固作用などを行う(血漿には血液凝固に関係するフィブリノーゲンやプロトロンビンが含まれているため)。
また血漿には免疫グロブリンが含まれている。

赤血球
骨髄で作られる細胞の一種。
赤血球が赤い原因はヘモグロビンという鉄を含む色素のせいで、この色素は酸素が多い場所では酸素と結合し酸素ヘモグロビンになり、酸素が少ない場所では酸素を手放しヘモグロビンに戻る性質がある。
ちなみにヒトの赤血球は中央が凹んだ円盤状の形をしている。また哺乳類の赤血球には核がない。

白血球
色素を持たない血球の総称で、そのため形や大きさは一定ではない。
大型の白血球は骨髄、小型の白血球は脾臓やリンパ腺で作られる。
白血球は細胞の形を変えてアメーバ運動を行うことができ、細菌を捕まえ食べてしまう。

血小板
血小板は骨髄中にある巨大核細胞の破片で、そのため形は一定しておらず核はない。
赤血球の寿命は3~4ヶ月だが、血小板は2、3日で壊れてしまう。

組織液
血漿が毛細血管から細胞と細胞のあいだに染み出たもの。
よって成分的には血漿と一緒。
組織液は、血液と細胞の間における物質のやり取りの仲立ちをする。

リンパ液
組織液の一部は毛細血管に戻らずに、リンパ管という別の管に入り新たな人生を始めてしまう。この時の液体をリンパ漿という。
リンパ管の中には、脾臓やリンパ腺で作られた小型の白血球のリンパ球があり、このリンパ球とリンパ漿を合わせてリンパ液という。
リンパ液も元は血漿なので組織液と同じく、成分は血漿とほとんど一緒。
リンパ液は組織液が運んできた物質を静脈に運ぶ働きがある。また小腸が吸収した脂肪やビタミンA、Dなどの栄養分を運搬する。リンパ液のリンパ球は食作用をする。
ちなみに「リンパ」とはラテン語で「澄んだ水」という意味。私は「ドクター・カール・リンパ」みたいな人がいたのかと思ってました。

貧血
生体中の鉄の60~70%は、赤血球のヘモグロビンを構成するヘム鉄(機能鉄)で、残りの鉄は骨髄や肝臓、脾臓に蓄えられている(貯蔵鉄)。
血中の鉄が不足すると、これらの貯蔵鉄が鉄不足を補うために放出され、それでも足りない場合(出血など)は鉄欠乏性貧血が起こる。
鉄欠乏性貧血になると、だるさや動悸、息切れ、めまい、食欲不振、頭重感を感じ、免疫力も低下するので粘膜が弱まり、口角炎などの合併症も起きる。
ちなみに鉄は、ビタミンCやタンパク質と一緒に朝食の30分前に摂取すると、より吸収が高まる。

血清
ほかの動物に病気を引き起こす抗原を注射し、体内で抗体を作らせた後、その血液を採取、凝固し、上澄みをもらうのが血清。厳密には免疫血清とか抗血清とか言う。
血清療法は19世紀末に北里柴三郎とベーリングが開発した。当時は共同受賞という形式がなかっため、結局ノーベル医学賞はドイツのベーリングのみが受賞したが、彼は「北里がいなかったらこの研究結果はなかった」とコメントしている。

輸血
血液は、種類の違うものを混ぜると血球がくっついてしまう(凝集)。
だから基本的に輸血は同じ血液型で行う。
しかし私の血液型であるO型は、どの血液型の輸血にも使える(凝集が起きない)。
ちなみに最もレアな血液型のAB型は、すべての血液型の人から輸血してもらえる。いいな。
逆にO型はO型の血液じゃないと助からない。

心臓の自動性
心臓の拍動は自律神経によって制御されているが、神経を切断しても動き続ける性質がある。つまり心臓の筋肉は骨格筋とは異なり、神経からの命令がなくても動かすことができる。その原因は右心房にある洞房結節という筋肉が自発的に収縮を繰り返すから。
心臓の拍動のペースはこの筋肉が作っているのでペースメーカーと呼ばれている。
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