恒常性①
血液と内分泌系
大阪電気通信大学 6/19/18 教科書 第12章本日の講義の内容
• 体液の恒常性
• 体液の浸透圧と老廃物の排出
• ホルモンの働き
• 自律神経の働き
• 自立神経とホルモンの協調
体液の恒常性
恒常性(ホメオスタシス)とは
外部環境が変化しても内部環境を常に一定に
保とうとするしくみを恒常性(ホメオスタシ
ス)という。
セキツイ動物の体液
内部環境をつくる体液は、セイキツイ動物の場合、
血液・リンパ液(リンパ)・組織液
の3つである。
【血液】 血管内を流れる液体で血球(有形成分)と血 漿(無形成分)からなる。 【組織液】 血液中の血しょうが毛細血管から組織中 に染み出したもの。細胞との間で養分や老廃物などの 受け渡しをしたあと、大部分は毛細血管にもどって血 漿となる。 【リンパ液】 リンパ球(有形成分)とリンパしょう(無 形成分)からなる。組織液の一部が毛細リンパ管内に 入ってリンパしょうとなる。血液の組成とはたらき
血液の主な働きは、①物質やガスの運搬、②生体防 御(免疫機能)、③血液凝固、④恒常性の維持(体温・ pH調節)である。 ※次回の講義で説 明します赤血球とヘモグロビン
• 赤血球は骨髄でつくられ、寿命は120日。古くなった赤血 球は、肝臓や脾臓で破壊され、ビリルビンという黄色の 物質となって体外に排出される。 • ヘモグロビン(Hb)はセキツイ動物の赤血球に含まれる呼吸 色素の一つで、赤血球の乾燥質量の約94％をしめている。 • ヘモグロビンはヘムという鉄を中心といた色素とグロビ ンとうポリペプチド鎖が4個並んでできている。 • ヘモグロビン1分子あたり、4分子の酸素と結合すること ができ、肺で酸素と結合して酸素ヘモグロビン(HbO₂)と なり、組織で酸素と解離してヘモグロビン(Hb)に戻る。酸素の結合と運搬
ヘモグロビン (Hb；暗赤色) ＋ O₂ 肺胞(O₂分圧高、CO₂分圧 低) 組織(O₂分圧低、CO₂分圧高) 酸素ヘモグロビン (HbO₂；鮮赤色) • 混合気体中に含まれる単一期待の占める圧力を分圧と いい、単位はmmHg(ミリメートルエイチジー)で示さ れる。 • 人では、肺胞と組織を比べると、酸素分圧は肺胞で高 く、二酸化炭素分圧は組織で高くなっている。 • ヘモグロビンは酸素分圧や二酸化炭素分圧よって、酸 素と結合したり、酸素を放出したりする。酸素解離曲線
酸素分圧と酸素ヘモグロビンの割合を示したグラフを酸素解離曲 線という。 組織にどれだけの酸素が供給されたかがわかる。 ヘモグロビンは二酸化炭素濃度が高いところで酸素を放出する。 例えば、 肺胞…酸素濃度が100、二酸化炭素濃度が40 組織…酸素濃度が30、二酸化炭素濃度が70 酸素を解離する割合は 96-30 96 ×100=69(％)体中のどの細胞にも酸素や養分が行きわたり、老
廃物の回収が行われるように発達した器官が
循環
系
である。循環系は酸素や養分・代謝産物などを
運搬し、内部環境をつねに一定に保つ。
循環系には
血管系
と
リンパ系
の二つがある。
循環系
肺循環
：心臓→肺→心臓
体循環
：心臓→心臓
ヒトの心臓のつくりと働き
http://www.jll.co.jp/セキツイ動物の心臓
https://kotobank.jp/血管の種類
血管には、動脈、静脈、毛細血管の三種類がある。 静脈弁は血流の逆流 を防ぐとともに、血 流を生じる働きがあ る。血管系
生物知識の焦点 / 舘野正樹著 / Z会 より 毛細血管をもち、血液が血管内を流れる閉鎖血管系と毛 細血管をもたず、血液が組織を流れる開放血管系がある。 閉鎖血管系の例⇒セキツイ動物、環形動物（ミミズなど） 開放血管系の例⇒節足動物（バッタ・エビなど）、軟体動物（ア サリ・イカなど）血液凝固のしくみ
血液が血管外に出て自然に固まることを、血液凝固という。 ① 出血すると血小板がこわれて、血液凝 固因子が放出される。 ② 血液凝固因子と血しょう中のCa2+が共 同して、血しょう中のプロトロンビン をトロンビン(タンパク質分解酵素)に 変える。 ③ トロンビンが血しょう中にとけている フィブリノーゲンを分解して水に溶け ないフィブリンに変える。 ④ フィブリンが赤血球や白血球に絡みつ いて血液を凝固する。体液の浸透圧と老廃物の排出
動物の浸透圧
http://www.edu.city.kyoto.jp/science/index.htmlゾウリムシは
収縮胞
から水を排出して浸
透圧を排出している。
海産無セキツイ動物の浸透圧
啓林館 編生物I 改訂版＞より引用 外洋域に生息する無セキツイ動物 浸透圧を調節する仕組みが未発達。 例：ケアシガニ 河口域に生息する無セキツイ動物 浸透圧調節の仕組みが備わっている。 例：ワタリガニ 川と海を往復する無セキツイ動物 浸透圧の仕組みがよく発達している。 例：モクズガニ硬骨魚類の浸透圧調節
https://www.suntory.co.jp/ 体液の浸透圧が 外液よりも低張 体液の浸透圧が 外液よりも高張同じ水槽で鯛(海水魚)
と金魚(淡水魚)を飼育
することができる。
老廃物の排出
養分からエネルギーを取り出すときの呼吸や、生体 内の様々な代謝の結果、いろいろな不要物(老廃物) が生じる。 ヒトの場合、二酸化炭素(CO₂)は肺から排出し、ア ンモニアのような有害な化合物は、肝臓で無害な尿 素に作り変えて腎臓から排出している。腎臓のつくり
腎臓の働き―尿の生成
血しょう成分のろ過⇒原尿の生成(170L/日) 原尿からの再吸収⇒尿の生成(1.5L/日)=原尿の約1％腎臓での再吸収量の計算
イヌリンはすべてボーマン嚢へろ過され、細尿管では 全く再吸収されない。イヌリンを人工的に血しょうに 加え、その濃縮率を調べたところ120であった。いま、 １時間に100mlの尿が排出されたりすると、その間に再 吸収された液体の量は何mlか。 【例題】 原尿量＝尿量×イヌリンの濃縮率＝100×120＝12000(ml) 再吸収量＝原尿量－尿量＝12000－100＝11900(ml)肝臓のつくり
肝臓の働き
① グリコーゲンの合成と貯蔵
② 尿素の合成(オルニチン回路)
③ 解毒作用
④ 血液の貯蔵と古くなった赤血球の破壊
⑤ 胆汁の合成
⑥ 発熱による体温の維持
オルニチン回路
アミノ酸の分解で生じた
アンモニア(NH3)は、肝臓
の
オルニチン回路
で尿素
に作り変えられて、腎臓
から排出される。
アンモニアの排出の仕方
ホルモンの働き
自立神経系 神経を介するため、情報を瞬間的に伝えることが出 来る。 内分泌系 情報物質を血流にのせるため、全身に行きわたるに は20秒程度かかる。しかし、持続的な調節が可能で ある。
ホルモンによる調節の仕組み全般を内分泌系という。
【ホルモンの発見】
1902年、イギリスのベイリスとスターリングは、
十二指腸から血中に分泌され、すい臓にはたらく
ホルモンを発見し、セクレチンとなずけた。
ホルモン
という用語はスターリングによって提唱
され、
『動物体内の特定の腺(内分泌腺)で形成さ
れ、血液中に分泌され、遠く離れた体内の他の器
官に運ばれそこで、微量で特殊な影響を及ぼす物
質』
と定義された。
ホルモンは主に内分泌腺で作られ、血流乗って体中の 諸器官へといき、特定の細胞(標的細胞)にだけ作用する。 消化液 汗 ホルモンホルモンの種類
化学成分によって次に3つに大別される。
ステロイドホルモン ステロイド核をもつホルモン 例）鉱質コルチコイ ド・雄性ホルモン・雌性ホルモン ペプチドホルモン ポリペプチドからできれいるホルモン 例）脳下垂 体・膵臓・甲状腺・神経分泌細胞などでつくられる ホルモン その他のホルモン 例）副腎髄質のホルモン・甲状腺のホルモンホルモンの働き
① 成長の促進
例：成長ホルモン、チロキシン② 性周期・出産の調節
例：雄性ホルモン、雌 性ホルモン、子宮筋収縮ホルモン③ 代謝の調節
例：アドレナリン、グルカゴン、 インスリン④ 他のホルモン分泌の調節
例：脳下垂体前葉 の各刺激ホルモン⑤ 血圧・体温の調節
例：アドレナリン、バソ プレシンホルモン分泌の調節
フィードバック調節
生物 知識の焦点 / 舘野正樹著 / Z会 より 最終的に分泌されたホルモンが、その前の視床下部や脳下垂体 に作用することで、ホルモンの分泌量を調節するしくみ。 【「負」のフィードバック調節の例】 チロキシンが増加した場合（→チ ロキシンの分泌を抑制する）甲状 腺から分泌されたチロキシンが血 流にのり、視床下部や脳下垂体前 葉に作用する。自律神経の働き
自律神経は、大脳の影響を受けない間脳(視床下部)の支 配下にある神経系で、意思とは無関係に自律的に働く。交感神経と副交感神経
http://blogs.yahoo.co.jp/pnctb565/15321031.html 交感神経⇒ノルアドレナリン 副交感神経⇒アセチルコリン 同一の器官で拮抗的に 働くことが多い。ノルアドレナリンとアセチルコリンの正反対の
働きを働きを
拮抗作用
という。
交感神経は、敵と戦ったり緊張したりするときに働き、 副交感神経は、交感神経の反応をやわらげ休息する時に働く。
胃腸薬と自律神経
瞬間下痢止め薬に含まれるロートエキスは、
アセチルコリンの作用を抑える
働きがある。
副交感神経による過剰な刺激を防ぎ、腸の働
きを止めることで、下痢を抑えている。
http://www.lion.co.jp/ja/products/171自立神経とホルモンの協調
血糖値の調節
血糖値低下 低血糖 間脳 視床下部 血糖値上昇 アドレナリン インスリン 交感神経 副交感神経 副腎髄質 すい臓 (ランゲルハンス島B) 高血糖体温の調節
主な参考文献
• 新しい教養のための生物学 (裳華房)
• 細胞の分子生物学 第5版 (NEWTON PRESS)
• Essential 細胞生物学 第2版 (南江堂)
来週の講義(6月26日)は、
