【 note : https://note.com/yaguchihappy 】 
ホルモン・内分泌腺・外分泌線についてわかりやすく講義します。
●ホルモンの語源はギリシャ語のhorman「引き起こす」である。焼肉のホルモンの語源は、捨てるところ、つまり、「放るもん」だという説が有力だが、まあどうでもよかろう。
語呂「組織内の分裂には同感できません！血が流れます！（内分泌系に導管なし、ホルモンは血中に分泌）」
★ホルモンの覚え方
（語呂）ずいずいアドレナリン（髄質、アドレナリン）　　　　　　　
（語呂）焼き鳥の皮コリコリ（皮質からコルチコイド）
（語呂）インスリンリン、祝福のＢｅｌｌの音（インス『リン』、『副』交感神経により『Ｂ』細胞が分泌）
（語呂）怪獣グルカゴーン！ボカーン！（怪獣の名前みたいなグルカゴン、グリコーゲンを分解[破壊]、Ａ細胞が分泌）
（語呂）骨からカルシウムがパラパラとれるよパラトルモン（パラトルモン、骨から血中へのカルシウム流出促進）
（語呂）後ろに婆さんが・・・（バソプレシン、脳下垂体後葉から分泌）
（語呂）成長したい！もっと前向きに！（成長ホルモンは脳下垂体『前』葉から分泌）
（覚え方）コルチコイドは副腎皮質ホルモンのこと。「～コルチコイド」はすべて副腎皮質から分泌される。
（覚え方）副腎髄質は神経を作る細胞由来。したがって交感神経と結びつきが深い。（副腎髄質は特殊化した交感神経の節後ニューロンである）
（覚え方）「～放出ホルモン」はすべて間脳視床下部から分泌される。
（覚え方）「～刺激ホルモン」はすべて脳下垂体前葉から分泌される。
（雑学）間脳には「視床」と呼ばれる感覚情報の中継地点がある。その下にあるので、「視床下部」と呼ばれる。
（雑学）脳下垂体は、「脳」の「下」に「垂れ下がった」塊という意味。「葉（lobe）」は生物学・医学用語で、「動物における組織のかたまり」のようなイメージで使う。肝小葉の葉と同じ語源。

問題：内分泌と外分泌の違いを応えよ。
答え：内分泌は、ホルモンを、排出管によらず、直接血中に分泌するしくみ。外分泌は、汗や消化液、涙を、排出管を通して一定の場所へ分泌するしくみ。

●ホルモンは標的器官に運ばれ、標的細胞の受容体に情報を伝える。ホルモンは微量で長時間影響を及ぼす。
●ホルモンは血液中を循環するため、ゆっくり働くが、その働きは持続的である。対して、自律神経系はすばやく働き（電気的な仕組みによって興奮が伝わるため）、効果は一時的である。
●ホルモンの分泌を内分泌、汗や唾液などの分泌を外分泌といいます。さらにパワーアップしたい人は、標的細胞とは何か、受容体とは何か調べてみましょう。 
＊実際は、外分泌線の形にはいくつか種類がある（導管が分岐しているものや、分泌部がらせん状によじれているものなどがある）。

#生物基礎
#内分泌線
#ホルモン
#恒常性

BIOLOGY

ホルモン・内分泌腺・外分泌腺　高校生物基礎

【 note : https://note.com/yaguchihappy 】 
免疫反応の異常と免疫の利用【アレルギー・自己免疫疾患・AIDS・予防接種・ワクチン・血清療法】について講義します。
細胞性免疫の解説
   • 細胞性免疫　高校生物基礎  
体液性免疫の解説
   • 体液性免疫　高校生物基礎  


●本来免疫がはたらく必要のないような非自己の物質（抗原）に対して過敏に免疫が働き、体に不都合な症状が現れることをアレルギーという。アレルギーを引き起こす原因となる抗原物質をアレルゲンという。
＊免疫応答は、ふつうは、個体にとって有益なものである。しかし、免疫応答が不利益な生体反応（じんましん、ぜんそく、くしゃみ、鼻水、かゆみ）を引き起こすことも明らかになり、ギリシャ語の「変化した能力（allo + ergo）」という意味で「アレルギー」という語が提唱された。
●アレルギーは体液性免疫、細胞性免疫のどちらのしくみでもみられる。
●アレルギーには、即時型（花粉症、アナフィラキシーショックなど。体液性免疫が関わるとされることが多い）と遅延型（ツベルクリン反応、アトピー性皮膚炎など。細胞性免疫が関わるとされることが多い）がある。アレルギーの原因を含め、わかっていないことも多い。
＊即時型アレルギー（比較的速く症状が出る）・・・多くの場合、体液性免疫が関与。
＊遅延型アレルギー（比較的症状が現れるのが遅い）・・・多くの場合、細胞性免疫が関与。
●全身性アレルギー反応によるショック症状は、致命的である可能性が高く、アナフィラキシーショックとよばれる（全身性・致命的がキーワード）。
＊フランスの生理学者リシェらが、犬にイソギンチャクの毒を２度注射したところ、犬はショック症状を起こし、死んでしまうことがあった。これを「免疫とは反対」と考えた彼等は、この現象に「アナフィラキシー」と名付けた（ana-＝反対、-phylaxis＝防衛状態）。最も重篤な症状がショック（血圧が低下し、有効な血流量が低下することで生理機能が障害される状態）であるので、アナフィラキシーとアナフィラキシーショックは同義のように使われる。
＊リシェはアナフィラキシーに関する研究によりノーベル生理学・医学賞を受賞した。
＊アナフィラキシーショックを起こしている患者さんは、全身が赤いこと（全身に症状が出る）が多いので、すぐにわかるという。
＊アナフィラキシーショック時、血管拡張によって大きな血圧降下が引き起こされる。脳への血液の供給がうまくいかなくなり、致命的になり得る。医師の指導の上、アナフィラキシーショックを引き起こす可能性が高い人（または保護者、またはそれに代わりうる者）は、明らかな異常症状を感じた時点で、アドレナリンの注射ペン（いわゆるエピペン[アドレナリンを自己注射するための注射針一体型の携帯用注射キット製剤]）を自己注射することができる。アドレナリンは、血管を収縮させ、血圧・心拍数を上昇させるホルモンである。
●自分自身の細胞を抗原と認識して、免疫反応が起こる（自己の細胞が攻撃を受ける）ことを、自己免疫疾患（じこめんえきしっかん）という。
＊正確には「本来病原体などの非自己異物に対する防御機構として誘導される免疫反応が、自己の細胞や組織に対して誘導され（自己免疫）、その結果生じる細胞・組織傷害に起因する疾患」を自己免疫疾患という。
例）Ⅰ型糖尿病（ランゲルハンス島のβ細胞が抗体によって破壊される） 、関節リウマチ（詳しい原因不明）、重症筋無力症（自己のアセチルコリン受容体などに対して抗体が産生される[アセチルコリン受容体に対する抗体は、アセチルコリン受容体に結合し、神経筋接合部におけるアセチルコリンの働きを阻害する]）。
＊関節リウマチは主に関節を侵す疾患（滑膜[関節包を構成する薄い膜]の炎症を特徴とする慢性疾患）である。関節炎が長期化すると最終的には関節破壊に至り、重篤な機能障害を残す。
＊重症筋無力症では、神経筋伝達がうまく機能しない。典型的には、この疾患では、随意筋の脱力と疲労を呈する。呼吸が障害されると致命的になる。
●本来、生体には、「自己の細胞や組織由来の抗原（自己抗原）と反応しないようにする機構」が存在し、これを免疫寛容（免疫トレランス）という。自己免疫とは、自己抗原特異的な抗体やT細胞により自己組織に対する応答が惹起されている状態であり、免疫寛容が破綻していると考えられている。免疫寛容のしくみが破綻する仕組みは完全には解明されていない。
●不活化または弱毒化した病原体（ワクチン）を前もって接種しておくと、病気の予防に役立つ。このような病気の予防法を予防接種という（人工的に免疫記憶を獲得させるのである）。二次応答の応用である。
例 ）インフルエンザ、ポリオ、結核の予防
＊インフルエンザはインフルエンザウイルスが、ポリオ（急性灰白髄炎）はポリオウイルスが、結核は結核菌（細菌の仲間）が原因となる。
●結核の予防に用いられるワクチンをＢＣＧという。免疫記憶が形成されたかをツベルクリン反応でチェックする（ツベルクリンタンパク質[結核菌の細胞壁成分]が注射されると、それを記憶細胞が認識し、炎症が起こって赤く腫れる）。
●ツベルクリン反応には細胞性免疫が強くかかわることが知られている（結核菌は細胞内で増殖するので、抗体が届ない）。
●血清療法：ウマなどにワクチンを注射して抗体をつくらせておき、その抗体を含む血清を患者に注射する治療法。即効性がある。
例 ）ヘビなどの毒、破傷風の治療
＊予防接種は予防法、血清療法は治療法であるので注意。
＊獲得免疫は強力だが、発動するまでに時間がかかる。「毒蛇にかまれてしまった。よし、獲得免疫が発動するまで待とう。」などと言う人はいない。素早く死に至る毒などに対しては、獲得免疫の発動まで待てない。そのため、血清療法が有効である。
＊同じ動物由来の血清は、ふつう二度と使わない。ヒトにとって、ウサギの抗体はやはり異物であり、二度使用すると、アナフィラキシーショックが起こる危険性がある。
●HIV（ヒト免疫不全[めんえきふぜん]ウイルス）はヘルパーT細胞に感染してこれを破壊するため、細胞性免疫や体液性免疫のはたらきが低下し、通常感染しないような弱い病原体にも感染してしまう（日和見感染[ひよりみかんせん]という）。このような疾患をエイズ（AIDS[後天性免疫不全症候群：こうてんせいめんえきふぜんしょうこうぐん]）という。
＊HIVとエイズを混同しないように。
ウイルス名：HIV（Vはウイルスの頭文字）…正式名称はヒト免疫不全ウイルス
疾患名：エイズ（AIDS）…正式名称は後天性免疫不全症候群
＊後天性免疫不全症候群は単語を分けて考えると覚えやすい。
「後天性（後から備わってしまった）」「免疫不全（免疫のしくみがよく働かなくなる）」症候群
●細胞性免疫では、キラーＴ細胞が、直接ウイルス感染細胞などを殺傷する。
①樹状細胞が食作用で抗原を取り込み、ヘルパーT細胞とキラーT細胞に抗原提示を行う。
②ヘルパーＴ細胞がキラーＴ細胞を活性化させる。
③キラーＴ細胞が抗原に感染した細胞を直接殺傷する（ヘルパーＴ細胞はマクロファージなどの食細胞を活性化させる）。
●体液性免疫では、Ｂ細胞が抗体産生細胞に分化し、抗体を分泌する。　
①樹状細胞が食作用で抗原を取り込みヘルパーT細胞に抗原提示を行う。
②ヘルパーＴ細胞がＢ細胞を活性化させる。
③Ｂ細胞が抗体産生細胞に分化し、抗体を体液中に分泌する。
＊「生産（せいさん）」ではなく「産生（さんせい）」なので注意！
④抗原と抗体は抗原抗体反応を起こす（そしてマクロファージが食作用で排除する）。
●適応免疫のスライドに、同一のヘルパーT細胞がキラーT細胞とB細胞を活性化するような図が描かれているが、実際はそれぞれの細胞を活性化するヘルパーT細胞は異なる。ヘルパーT細胞は産生するサイトカインにより、2種類のサブセット（TH1、TH2）に分類される。T H 1の産生するサイトカインは主としてキラーT細胞を活性化し、T H 2の産生するサイトカインは主としてB細胞の抗体産生を促進する。また、B細胞自身も抗原を取り込んで活性化する（T細胞は提示された抗原しか認識できないが、B細胞は自身のBCRで直接抗原を認識する）。
●白血球は、免疫の過程で血管の壁を広げる（炎症など）。それが過剰に広がりすぎると、血圧が極度に低下し（ホースは太いほど流れは遅くなる）、脳に血液が行かず命にかかわる。アナフィラキシーショックを起こしている人を立たせてはいけないのは、脳へ血液がいかなくなるからである。
エピペンは、アドレナリン注射である。アドレナリンで血圧をあげ、血圧低下による危険な状態を防ぐ。
●BCGは結核に対するワクチンである。Bは菌（バチルス）、CとGは学者の名前（カルメットとゲラン）の頭文字。ツベルクリン反応が陽性になったら、強い免疫反応が起こっているということなので、結核に対する免疫記憶ができたと判断される。
結核菌はマクロファージに捕食されても、ファゴソームとリソソームの融合を阻害し、リソソームから自身を守る。そのような抗体の届かない細胞内で増殖する病原体を退治するためには、細胞ごと殺傷する細胞性免疫が大切になってくる。なので、入試などでは、ツベルクリン反応には細胞性免疫が関わるとよく言われる。
●動物に1回目の抗原刺激をあたえたときの免疫応答（一次応答）が減衰した後に、同じ抗原や類似の抗原で再刺激するときに起こる反応を二次応答という。一次応答において活性化されたT細胞やB細胞の一部が、記憶T細胞や記憶B細胞へと分化し、一次応答後も体内で生き残る。二次応答においては、これらの細胞がふたたび同じ抗原によって活性化されるため、一次応答に比べて急速で強い反応が起きると考えられている。


0:00 タイトル
00:06 アレルギー・アナフィラキシー
02:22 自己免疫疾患
03:17 AIDS
04:09 適応免疫の復習・HIV
05:18 予防接種・ワクチン
08:29 血清療法

#ワクチン
#予防接種
#血清療法
#生物基礎

免疫反応の異常と免疫の利用（アレルギーやワクチンなど）　高校生物基礎

【 note : https://note.com/yaguchihappy 】 
血糖調節についてわかりやすく講義します。
語呂「グルカゴーン（怪獣の名前みたいなグルカゴンがグリコーゲンを壊す。角はAの形である。A細胞から分泌される）」
語呂「ずいずいアドレナリン（副腎髄質、アドレナリン）」あまり意味のない語呂ですね。すみません。

●低血糖の時に働くホルモン：①グルカゴン②アドレナリン③糖質コルチコイド

①グルカゴンの分泌
・間脳視床下部が低血糖の血液で刺激される（すい臓ランゲルハンス島Ａ細胞自身も低血糖の血液に刺激される）。
・間脳視床下部は交感神経（空腹時はイライラ→交感神経と覚えよう）を介してすい臓ランゲルハンス島Ａ細胞に命令を送り、グルカゴンを分泌させる。　
・グルカゴンは肝臓でのグリコーゲン分解などの反応を促進し、血中グルコース濃度（血糖値）を上げる（グルカゴン受容体は肝細胞にある）。
②アドレナリンの分泌
・間脳視床下部が低血糖の血液で刺激される。　
・間脳視床下部は交感神経を介して、副腎髄質に命令を送り、アドレナリンを分泌させる。
・アドレナリンはグリコーゲンの分解を促進し、血糖値を上昇させる。
（アドレナリンは肝細胞と骨格筋の筋細胞の両方に作用する。）
③糖質コルチコイドの分泌
・間脳視床下部が低血糖の血液で刺激される。　
・間脳視床下部は副腎皮質刺激ホルモン放出ホルモン（「放出ホルモン」と省略されることがある）を分泌する。
・副腎皮質刺激ホルモン放出ホルモンは脳下垂体前葉に作用し、副腎皮質刺激ホルモンの分泌を促進させる。
・副腎皮質刺激ホルモンは副腎皮質に作用し、糖質コルチコイドの分泌を促進させる。　
・糖質コルチコイドは筋肉などに作用し、タンパク質をグルコースに変える反応を促進させ、血糖値を上昇させる。

●極度の低血糖状態では、脳の機能が低下し、意識喪失などの症状が現れ、生命にかかわる（脳はグルコースを唯一のエネルギー源としている。低血糖状態が続くと、頭痛、精神錯乱、痙攣が起こり、最終的には昏睡に至る）。
●糖質コルチコイドは骨格筋に作用し、タンパク質の分解を起こさせる。それによって生じたアミノ酸は肝臓に運ばれ、そこでグルコースに変換される。グルコースは血中に放出され、血糖値が上昇する。
●コルチコイドは副腎皮質でつくられるステロイドホルモンの総称である。副腎皮質ホルモン、コルチコステロイドなどとも呼ばれる。
●脳下垂体前葉から分泌される成長ホルモンにも血糖値を上昇させるはたらきがある。
＊成長ホルモン：成長を促進させる。また、血糖値を上昇させる。
●チロキシンにも血糖値を上昇させる働きがある。
●19世紀末、副腎から分泌され、血圧を上げる作用を持つ謎の物質が知られていた。それはギリシア語で「腎臓の上」を意味するエピネフリンと名付けられていた。
この物質を不純物なしで結晶化したのは日本人の高峰譲吉で、ラテン語で「腎臓の傍」を意味するアドレナリンと名付けた（アドレナリンは、海外ではエピネフリンの名前で呼ばれることが多い）。
●低血糖を治す仕組みの方が、たくさんのホルモンが関わっている。これは、それだけ手厚い仕組みであるということである（複数の仕組みがあれば、どれかの仕組みが壊れても、他の仕組みで補うことができる可能性がある。携帯のアラームと目覚まし時計とモーニングコールをすべて利用する状況に似ている）。おそらく、進化の過程で、生物は、常に低血糖状態（飢餓状態）にさらされてきたのであろう。餌が常に豊富にある環境は、自然界では珍しい。むしろ、飢餓状態であっても、獲物を探し、捕らえなければならない事態の方が多かったであろう。また、低血糖は、昏睡を引き起こし、致命的になり得る。


問題：（１）グルカゴン（２）アドレナリン（３）糖質コルチコイドを分泌する内分泌腺を答えよ。
答え：（１）すい臓ランゲルハンス島Ａ細胞（２）副腎髄質（３）副腎皮質

問題：すい臓ランゲルハンス島Ａ細胞や副腎髄質に、それぞれグルカゴン放出、アドレナリン放出を命令する自律神経は、①交感神経　②副交感神経　のどちらか。選べ。
答え：①（低血糖状態[食事を長くとっていないので、はやく獲物をしとめたい時]に優位に働く自律神経は、イライラ・闘争を司る交感神経である。「食事をとらないとイライラしてしまうのは交感神経が闘争状態に体を切り替えるから」と覚えよう）

●副腎、すい臓の位置を、かならず教科書で確認しておきましょう！また、アドレナリン、グルカゴン、糖質コルチコイドが分泌されるまでを自分で図を用いて説明してみましょう。 
#生物基礎
#アドレナリン
#ホルモン

血糖値の調節②（低血糖のなおしかた）　高校生物基礎

【 note : https://note.com/yaguchihappy 】 
腎臓の計算問題について解説します。

補強問題１：１時間でつくられる原尿に尿素は４ｇ含まれていた。また、１時間でつくられる尿に尿素は２ｇ含まれていた。１時間に何ｇの尿素が再吸収されたか？
答え：４－２＝２[ｇ]

補強問題２：問題１において、尿素の再吸収率は？（再吸収率＝濾過された量[g]のうち、何％が再吸収されたか）
答え：（2/4）×１００＝５０[％]
（原尿に入っていた４ｇのうち、半分[50%]の２ｇが再吸収された）


●「原尿中の濃度」が与えられず、「血しょう中の濃度」が与えられることがあるが、基本的に、原尿中の物質の濃度は血しょう中の濃度に等しい（例外は、ろ過されない血球やタンパク質。これらはろ過されないので、原尿中の濃度は０としてよい。）。

●イヌリンなどの全く再吸収されない物質に限り、原尿中に含まれる量[mg]と尿中に含まれる量[mg]が同じになる。つまり、動画の文字を使えば、PG＝UVである。
＊再吸収量０なので
PG―UV＝０　
したがって
PG＝UV
（原尿中の濃度P、尿中の濃度U、原尿量G、尿量V）


#恒常性
#生物基礎
#腎臓

腎臓の計算問題（再吸収量の求め方）　高校生物基礎発展

【 note : https://note.com/yaguchihappy 】 
酸素解離曲線について講義します。

●呼吸が活発な組織では、酸素解離曲線は右へ（下へ）シフトする。
覚え方「呼吸が活発な組織は、二酸化炭素が多く、温度が高く、乳酸ができるからpHが下がる。そういった場所では酸素がヘモグロビンから酸素が解離しやすくなっている。つまり酸素解離曲線は右へ（下へ）シフトする。」
●胎児のヘモグロビンや、リャマのヘモグロビンの酸素解離曲線は左へシフト（上へ）する。
覚え方「胎児のヘモグロビンは母体のヘモグロビンが酸素を解離する様な環境でも酸素と積極的に結合し、母体から酸素をもらわなければならない。また、リャマのような酸素の少ない高地で生息する動物は、なるべく酸素との親和性を上げなければならない。だから胎児のヘモグロビンやリャマのヘモグロビンの酸素解離曲線は左へシフトする。」


問題：酸素解離曲線が右にシフトする（ヘモグロビンと酸素との親和性が下がる）条件をすべて選べ。
①ｐHの低下
②温度上昇
③二酸化炭素の上昇
答え：①②③（いずれも、呼吸が活発な組織の条件である。そのような環境で酸素を解離する必要がある）


問題：胎児のヘモグロビンは、母体のヘモグロビンが酸素を解離する環境（具体的には胎盤）で酸素と結合する必要がある。したがって、胎児のヘモグロビンの酸素解離曲線は（　①　）にシフトする。また、高山に生息するリャマのヘモグロビンの酸素解離曲線は（　②　）にシフトする。これは、高山は酸素濃度が低いため、ヘモグロビンの酸素との親和性を上げる必要があるからであると考えられる。
①、②に入る語を右か左で答えよ。
答え：①左②左

●デンマークの生理学者クリスチャン・ボーア（物理学者ニールス・ボーアの父）はヘモグロビンの酸素解離曲線がS字状になることに気が付いた（その理由を説明する様々な説が出された）。その後、ヘモグロビンのサブユニットが協同的に相互作用し、最初のHbO2の生成がさらなるHbと酸素との結合を容易にすることが分かった。
●昆虫は、開放血管系（かいほうけっかんけい）、つまり毛細血管のない、（まるで口が開いたホースのように）血管の口が開いた血管系（血が流れる仕組み）をもつので、体が小さくならざるを得ない。巨大化した体では、十分に末端の細胞まで酸素がいきわたらないからである。人がこれほど大きな体を持つのは、閉鎖血管系（へいさけっかんけい）をもち、血管によって体の末端まで酸素を効率よくヘモグロビンに運ばせるからである。（[高速道路で都心と遠くの街を繋ぐように）。しかし、当然、血管をつくるには手間と労力がかかる。開放血管系、閉鎖血管系、どちらがはっきり有利と言うわけではなく、どちらもそれぞれの戦略をもっている。
●難しい問題を解くために、100個中何個が酸素を持っているか、ととらえて説明したが、もちろん、厳密には、動画で説明したように、ヘモグロビンは最大4分子の酸素と結合することができるので、もし、ヘモグロビンに2分子の酸素が結合した場合、50%が酸素で飽和しているとすることが多い。（実際は、酸素飽和度が50%でも、動画で見たような、100個中50個が酸素とフルに結合していて、残り50個が酸素を1分子ももっていないなどということは考えにくい。それぞれのヘモグロビンの酸素ポケットが、半分埋まっていると考えるべきである。もちろん、各ヘモグロビンごとに差があるので、平均を考えている。実験的には、吸光度を用いて測定することが多い）
●酸素はわずかな量しか水に溶けないので、高等生物では、その輸送にヘモグロビンを必要とする。
ヘモグロビンは赤血球に高濃度に存在する四量体タンパクであり、
酸素を肺の毛細血管で結合し、末梢組織へ届ける。
四次構造を持つヘモグロビンは、正の共同性をもって酸素と結合し、酸素解離曲線はS字（シグモイド形）になる。
ヘモグロビンの酸素解離曲線がS字形になることで、（直線形と比べて）、より多くの酸素を、呼吸の活発な組織に運搬することができるようになる。
肺という、酸素たっぷり、二酸化炭素少ない環境で、ガンガン酸素と結合しやすくなり（酸素との親和性が高まり）、
組織という、酸素が少なく、二酸化炭素が多い環境で、酸素をガンガン手放しやすくなる（酸素との親和性が低くなる）。 
●ヘム間相互作用（はじめの酸素との結合が、後に続く酸素との結合を増強する作用）について、ヘモグロビンをポケットにたとえて説明したが、実際には、いくつかのモデルが提唱されており、完全には解明されていない（酸素が１～３個結合した中間体のみを単離することは困難であるため、研究しにくい。ただ、一般には、ヘモグロビンは、酸素と結合すればするほど、酸素との親和性を上昇させていくと考えられている）。

#生物基礎
#ヘモグロビン
#酸素解離曲線

酸素解離曲線①（基本編）　高校生物基礎

【 note : https://note.com/yaguchihappy 】 
魚類における体液濃度調節について講義します。
語呂「探偵が多い！だから怪盗が少ない！（『淡』水魚は『低』張な尿を多量に排出。『海』水魚は『等』張な尿を少量排出）」

無脊椎動物（カニなど）の体液の濃度調節についての講義
   • 無脊椎動物の体液の濃度調節　高校生物基礎  

●淡水魚はえらから塩類を能動的に『取り込み』、『大量の薄い尿』を排出する。
●淡水魚は、体液に比べて外界の方が低い濃度である淡水中で生活している。そのため、濃度の低い外界から体内へ水が浸透し、体液濃度が低下する傾向にある。
そこで、淡水魚は、えらにある塩類細胞で塩分をエネルギーを用いて取り込む（エネルギーを用いて、濃度勾配に逆らうように行う物質輸送を能動輸送という）。
また、多量の薄い濃度（低張）の尿を排出する。
●海水魚はえらから塩類を能動的に『排出し』、『少量の体液と同じ濃さの尿』を排出する。
●海水魚では濃度の高い海水中へ体内から水が奪われ、体液濃度が上昇する傾向にある。
そこで、海水を積極的に飲み、えらにある塩類細胞から塩類を能動輸送によって排出する。
また、腎臓から体液と同じ濃度（等張）の尿を少量排出する。
●ウミガメやウミツバメは塩類腺から余分な塩類を排出する（産卵時、ウミガメは塩類腺[眼の後方の隅に開口している]から塩類を排出しているので、泣いているように見える。ウミツバメの塩類腺は眼の上にあり、その分泌液は鼻孔から放出される[ウミツバメの塩類腺から分泌される溶液の塩化ナトリウム濃度は海水の２０倍以上にもなる]）。
●アメーバやミドリムシやゾウリムシは収縮胞で余分な水を排出し、細胞内の浸透圧を保っている。
●どうして海水魚は体液と等張の尿を排出するのだろう。実は、そもそも海水魚はエラでATPを使った塩類濃度調節を行なってしまっている。腎臓では、エネルギーを使ってまで尿を濃縮するようなことはしない。腎臓では、過剰な塩類の排出というより、有害なイオンの排出が主に行われていると考えられている。
●海水魚について、えらでは塩類細胞がＣｌ－を能動輸送で排出し、Ｎａ＋はそれに従って受動輸送で出ていく。腎臓では少量の水分の排出と同時に、Ｃａ、Ｍｇ、硫酸イオンを除去する。海水魚の尿量は少ない（当然である。体液が濃くなる傾向があるので、水を大量に捨てるわけにはいかない）。一般に海水魚の糸球体は淡水魚のそれよりも小さい。
海水魚の中には、アンコウ、タツノオトシゴなどのように糸球体をほぼ消失したものもいる。
一般に、陸上動物は、体液よりも濃い尿をつくることができる。これは、進化の過程における乾燥への適応と考えることができる。

問題：一般に、えらからエネルギーを用いて塩類を能動的に排出する（能動輸送する）のは①海水魚　②淡水魚　のどちらか。
答え：①（海水魚は水が体外へ出て行ってしまい、体液の塩類濃度が濃くなる危険がある。そのため塩類を能動的に排出する必要がある[体液が薄くなる方向に物質を能動輸送する必要がある]。ちなみに、正確にはえらにある『塩類細胞』で塩類を排出する。淡水魚は、逆に、えらにある『塩類細胞』で能動的に塩類を体内に取り込んでいる[塩類細胞の働きが海水魚と淡水魚で正反対]。）
＊ウナギやサケのように淡水域と海水域を移動する魚類は、えらなどの器官の働きを変えることができる。

問題：海水魚の尿は体液に比べて①低張、②等張、③高張　である。正しい番号を選べ。
答え：②

問題：①海水魚と②淡水魚で、一般に、低張の尿を大量に排出するのはどちらか。
答え：②（淡水魚は大量の薄い尿を排出し、体液が薄まらないようにしている。海水魚は、等張の尿を少量排出する）

問題（発展）：ゾウリムシやアメーバ、ミドリムシは一般に細胞壁をもたないが、淡水中に生息する。淡水中では環境から水が細胞内に流入することが知られているが、これらの生物が吸水して破裂しないのはなぜか。
答え：収縮胞で水を排出しているため。


●サメやエイなどの軟骨魚は、血液中に尿素を溶かし、体液と海水の濃度を等しくすることで、水分の流出を防いでいる。
●海水生の無脊椎動物は体液濃度を調節するしくみを持たないことが多い（したがって、体液の濃度が海水の濃度とほぼ同じになっている）。
●淡水生の無脊椎動物の体液の濃度は種によって大きく異なるが、一般に淡水生の硬骨魚類より低い。



#生物基礎
#生物
#恒常性

魚類における体液の濃度調節　高校生物基礎

【 note : https://note.com/yaguchihappy 】 
浸透圧について講義します。
語呂「赤いよう（赤血球破裂、溶血）」
語呂「カエルのロゴ、引く（両生類の生理食塩水は0.65%、ヒトは0.9%）」

浸透圧の発展講義
   • 植物細胞と浸透圧　高校生物発展  

●細胞膜は、半透膜に近い性質をもつ（もちろん実際はただの半透膜ではなく、種々の輸送タンパク質をによって物質の出入りを調節しており、選択的透過性をもつ）。
＊半透性：溶媒および一部の溶質は通すが、他の溶質は通さない性質。
＊半透膜：半透性をもつ膜（イメージとしては、小さな穴の空いた膜。水分子[ふつうは溶媒]などの小さな物質は通すが、大きな物質は通さない）。
＊全透性：溶媒と溶質の両方を自由に通す性質。
＊全透膜：全透性をもつ膜。細胞壁は全透膜の性質を持つ。
●細胞が破裂し、細胞質などが細胞外に飛び出ることを原形質吐出という。赤血球の原形質吐出は溶血とよばれる。（正確には、溶血は、赤血球膜が破れたり、多数の穴が生じ、ヘモグロビンが流出する反応を指す。溶血反応とも呼ばれる）
●半透膜（小さな穴、詳しく言うと、水分子は通すが、溶質分子は通れないような穴が、多数開いている膜）を挟んで、濃度の異なる溶液（溶質濃度が濃い溶液と溶質濃度が薄い溶液の間に半透膜がある状況）が存在するとする。溶質がたくさんあるほうの溶液（濃い溶液）では、溶質に邪魔されて、水分子の動きが制限される（おすもうさんがたくさん乗っている満員電車車内で、あなたが動きにくくなるのと同じ）。
逆に、溶質分子が少ない溶液（薄い溶液）では、水分子が自由に動き回る。
結果、濃い溶液から薄い溶液に水分子が移動する確率は小さく、薄い溶液から濃い溶液に水分子が移動する確率は大きくなる。これが、半透膜を挟んで薄い溶液から濃い溶液に水分子が移動する理由である。
ちなみに、サメなどの軟骨魚類は、体液に尿素を溶かすことで脱水を防ぐ（体液の浸透圧を上昇させている）。



問題：人の細胞と同じくらいの塩類濃度の溶液（生理食塩水）の塩類濃度は０．９％である。では、塩類濃度２．０％の溶液に人の赤血球を入れるとどうなるか。
答え：水が抜け、収縮する。

問題：膜につつまれた細胞小器官を正常に近い状態で取り出す実験（細胞分画法など）を、等張～やや高張液中で行う理由は何か。
答え：細胞小器官が吸水して破裂するのを防ぐため。

#生物
#高校生物
#浸透圧

浸透圧・溶血　高校生物

【 note : https://note.com/yaguchihappy 】 
肝臓について解説します。
語呂「観賞用の50万（肝小葉はひとつの肝臓に50万個程度ある）」
語呂にそのまま50万なんて数値を出してしまってはダメですね。すみません。

問題:肝門脈に流れるのは動脈血か、静脈血か。
答え:静脈血（消化管で酸素は手放している）」

問題:肝臓は何という単位が約五十万個集まっているのか。また、その単位の中心を通る血管を何というか。
答え:肝小葉　、中心静脈

●肝小葉は直径700μm、高さ約2mmの六角柱状の構造物である。ヒトを含む多くの動物では、小葉間の結合組織が少なく、小葉と小葉の境は不明瞭である。
＊５０万と言う数値は、大雑把な概算であり、本当はテストに出してはいけないはずですが、出ることがあります。
●血しょうのタンパク質は、ほぼすべて肝臓で作られる。そのうちの一つアルブミンは、血しょうの浸透圧上昇などに関わる（つまり、ただ血しょうにあるというだけで意味がある。浸透圧は水を引き込む勢い）。もし肝臓の機能が低下し、アルブミンが不足すると、血液の浸透圧が低下し、血液の外に水が流出する。ひどい場合、腹水を引き起こす場合もある。
●消化管から流れる血液には毒があるかもしれないし、多すぎるグルコースがあるかもしれない。だから、まず肝臓が関所として機能していると考えられる。
●肝臓は血液を貯蔵する。
●非常に大きな臓器で、成人男性で1.5kgということはたまに問われる。
●最も発熱量が多いのは骨格筋で、2番目に発熱量が多いのが肝臓である。
●動物のグリコーゲンは植物のデンプンと似ているが、グリコーゲンの方が枝分かれが多い。
●たくさんのグルコースをグリコーゲンの形にすることで、細胞内の浸透圧の上昇を防いでいる。もしすべてグルコースの形で貯蔵したとすると、すぐに細胞は吸水して破裂してしまうだろう。
●ATPは細胞外へ出れない。我々はグルコース等の形で栄養を細胞から細胞まで輸送している。
●胆汁は脂肪を乳化することにより、脂肪の分解を助ける。乳化は、大きな脂肪滴を小さな脂肪滴に分けることを言う。一つ一つの脂肪滴が小さくなると、その分表面積が増えるので、リパーゼがかなり速いスピードでトリグリセリドを分解することができるようになる。
●異常な高血糖が長く続くと、全身の多くの組織で血管の機能異常がおこり、構造が変化し、組織への血流供給が不十分となる。結果、そのまま対処せずにいると、心臓発作、脳卒中、腎臓病、網膜症と失明、手足の虚血などの原因となる。
●テストにはほぼでないが、肝臓は、驚異的な再生能力を持つ。また、沈黙の臓器と呼ばれ、病気の進行に気付きにくい（自覚症状が出にくい）ことがある。
●覚えなくて良いが、正確には、肝細胞は、肝内胆汁と呼ばれる液体を毛細胆管に分泌する。肝内胆汁が胆管を通過する間に、上皮細胞が重炭酸イオンなどを分泌し、最終的に十二指腸に分泌される胆汁が完成する。
●胆汁は胆汁酸と胆汁色素からなる。胆汁色素はヘモグロビンの分解産物からなるビリルビンからなる。これがやがて便の色になっていく（正確には、腸管内に分泌されたビリルビンは、腸内細菌の作用を受け、さらに還元されてウロビリノーゲンになる。糞便や尿の色は、ウロビリノーゲンが酸化されて生じるウロビリンである）。ビリルビンという用語はたまーに問われる。
●高校生は気にしなくて良いが、正確には、肝小葉付近の三つの管（それぞれ胆管、門脈、動脈）は、小葉間胆管、小葉間静脈（小葉間門脈ともよばれる）、小葉間動脈とよばれる。この3本は一緒にいることが多く、三つ組みなどと呼ばれている。
●肝動脈を流れる動脈血は本来、グリソン鞘という、小葉間胆管や肝動脈、門脈、リンパ管が通る結合組織などを栄養するものだが、それらを流れた後も、まだ多くの酸素を含んでおり、門脈に合流することで肝細胞に酸素を供給している。
●お酒と風邪薬の例はイメージ。正確には、シトクロムP450と呼ばれる酵素群が自身に結合した薬物を酸化している。薬物の組み合わせによっては、一つのP450に対する競合が起こり、それぞれの薬物の代謝が阻害され、薬物の血中濃度が上昇する危険がある（結果、副作用が生じる可能性があるのは、動画中で話した通りである）。

#生理学
#生物基礎
#肝臓

肝臓　高校生物基礎

【 note : https://note.com/yaguchihappy 】 
適応免疫（獲得免疫、後天性免疫）・MHCについて講義します。

問題：抗原提示細胞を１つ選べ。
①好中球　②樹状細胞　③キラーT細胞　④赤血球
答え：②樹状細胞
●脊椎動物の細胞表面には主要組織適合抗原複合体（MHC）という遺伝子からつくられる、MHCタンパク質とよばれるタンパク質（MHC、MHC分子などとも呼ばれる。この動画ではMHCと言っている）が発現している。
●臓器移植で拒絶反応が起こるのはMHCの違いによる。
●ＭＨＣには２つの分子種、すなわちクラスⅠとクラスⅡが存在する。クラスⅠは生体のほぼすべての組織に強く発現していて、細胞内に侵入したウイルス断片や癌特有のタンパク質などを細胞膜表面に提示している。この提示ははキラーＴ細胞に対するメッセージである。自分の中にウイルスがいる、または、自分は癌化している。はやく自分を壊してくれ、とキラーＴ細胞に伝えているのである。（だから、大学入試ではそう書いてはいけないが、ある意味『ほぼすべての体細胞は抗原提示細胞なのである』。大学入試的には抗原提示細胞はマクロファージや樹状細胞のみを指す。）
●ちなみに赤血球はMHCが発現していない。だから僕らはMHCの違いによる拒絶反応の心配をせず『赤血球移植』を、つまり『輸血』を行うことができるのである。
●ＭＨＣクラスⅡ分子は、主に樹状細胞、マクロファージなどの抗原提示細胞が発現している。言うならＭＨＣクラスⅡは（厳密ではないが）抗原提示細胞専用ＭＨＣである。『ＭＨＣクラスⅡ分子＋食作用によって取り込まれ断片化された抗原断片』を、ヘルパーＴ細胞はＴＣＲで認識する。
このように、ＴＣＲは『ＭＨＣ上に提示された抗原断片』を認識することはできるが、『抗原分子そのもの』を直接認識することができない。これは抗原分子と直接結合できるＢ細胞受容体（抗体分子）との大きな違いである。
●M H Cのしくみは、進化上、（大雑把にいうと）顎を持つ動物（脊椎動物）から現れ始めた。その起源に関しては謎が多い。おそらく、顎を持ったことで、我々脊椎動物は、さまざまな異物を強引に食べることができるようになり、それで、自己の細胞と他者の細胞を分ける強力な仕組みが必要になったのだろう。
●「MHC」が遺伝子を指しているのか、タンパク質を指しているのかを区別するために、MHCが発現してできたタンパク質を「MHC分子、MHCタンパク質」と呼ぶことが多いが、単に「MHC」と呼ぶこともある（たとえば『スタンダード免疫学』丸善出版、『免疫学コア講義改訂4版』南山堂）。免疫の単元は、すぐに教科書の内容が大きく変わるので、高校生は必ず最新の教科書と資料集で用語の使われ方をチェックし、大学入試では教科書と資料集の解釈にあわせること。細かい用語がたくさん登場して大変だろうが、本質は、『有額脊椎動物は、自己と他者を区別するための、精巧なシステムを獲得した』ということである。
●ヒトのMHCはHLA（ヒト白血球型抗原）とよばれ、兄弟間では25％の確率で一致するが、他人と一致することはほとんどない（母から相同染色体２本のうち１本をもらい、父からも２本のうち1本をもらう。したがって兄弟で一致する確率は1/2×1/2＝1/4）。
＊HLAをコードする遺伝子は同じ第６染色体に６対存在しており、それぞれの遺伝子は膨大な種類が知られている。この６対の遺伝子が他人と一致する可能性は非常に少ない。ただし、染色体ごと同一の遺伝子のセットをもらう兄弟姉妹では一致しやすい。
●ヒトのMHC遺伝子は、個人間での白血球の抗原性の違いから発見された遺伝子であるために、ヒト白血球抗原遺伝子（ human leukocyte antigen 遺伝子）、あるいはHLA遺伝子と呼ばれる。
 
#生物
#生物基礎
#獲得免疫

適応免疫（獲得免疫）・MHC　高校生物基礎

【 note : https://note.com/yaguchihappy 】 
MHCについて講義します。
問題：樹状細胞が、MHCに抗原の断片を乗せ、T細胞に提示することを何というか。
答え：抗原提示
問題：提示された抗原断片を、MHCごと認識する、T細胞のもつ受容体の略称を何というか。
答え：TCR
＊MHCに関する少し詳しい講義はこちら↓
   • MHCクラスⅠ・クラスⅡ　高校生物基礎発展  

●ヒトの主要組織適合遺伝子複合体(MHC)がコードするタンパク質を、HLA（ヒト白血球抗原）といい、HLAクラスⅠ分子としてHLA-A，B，Cが、クラスⅡ分子としてHLA-DR，DP，DQが、第六染色体上のHLA遺伝子領域にコードされている。HLAという語以外基本的に覚える必要はない。
●ＭＨＣには２つの分子種、すなわちクラスⅠとクラスⅡが存在する。クラスⅠは生体のほぼすべての組織に強く発現していて、細胞内に侵入したウイルス断片や癌特有のタンパク質などを細胞膜表面に提示している。（この提示はキラーＴ細胞に対するメッセージである。自分の中にウイルスがいる、または、自分は癌化している。はやく自分を壊してくれ、とキラーＴ細胞に伝えているのである。だから、大学入試ではそう書いてはいけないが、ある意味『ほぼすべての体細胞は抗原提示細胞なのである』。大学入試的には抗原提示細胞はマクロファージや樹状細胞のみを指す。）
●ちなみに赤血球はMHCが発現していない。だから僕らはMHCの違いによる拒絶反応の心配をせず『赤血球移植』を、つまり『輸血』を行うことができるのである。
●ＭＨＣクラスⅡ分子は、主に樹状細胞、マクロファージなどの抗原提示細胞が発現している。言うならＭＨＣクラスⅡは（厳密ではないが）抗原提示細胞専用ＭＨＣである。『ＭＨＣクラスⅡ分子＋食作用によって取り込まれ断片化された抗原断片』を、ヘルパーＴ細胞はＴＣＲで認識する。
●ＴＣＲは『ＭＨＣ上に提示された抗原断片』を認識することはできるが、『抗原分子そのもの』を直接認識することができない。これは抗原分子と直接結合できるＢ細胞受容体（抗体分子）との大きな違いである。
●用語を整理しておく。
ＭＨＣ（主要組織適合抗原複合体）＝ＭＨＣタンパク質（ＭＨＣ分子）をコードする遺伝子群。
ＭＨＣタンパク質（主要組織適合抗原、ＭＨＣ抗原、ＭＨＣ分子、ＭＨＣ）は単に（本動画のように）ＭＨＣと呼ばれることもある。細胞内のペプチドを他の細胞に提示するのに使うタンパク質。ホットドッグのような構造をしており、様々なペプチドをのせることができる。
ＨＬＡ抗原＝ヒトの主要組織適合抗原。白血球だけでなく、赤血球を除く全身の細胞表面に存在する。
補足：「MHC」が遺伝子を指しているのか、タンパク質を指しているのかを区別するために、MHCが発現してできたタンパク質を「MHC分子、MHCタンパク質」と呼ぶことが多いが、単に「MHC」と呼ぶこともある（たとえば『スタンダード免疫学』丸善出版、『免疫学コア講義改訂4版』南山堂、『岩波生物学辞典第５版』岩波書店など）。免疫の単元は、すぐに教科書の内容が大きく変わるので、高校生は必ず最新の教科書と資料集で用語の使われ方をチェックし、大学入試では教科書と資料集の解釈にあわせること。細かい用語がたくさん登場して大変だろうが、本質は、『有額脊椎動物は、自己と他者を区別するための、精巧なシステムを獲得した』ということである。
●ＭＨＣを用いた獲得免疫の仕組みは主に脊椎動物に見られる。脊椎動物の大きな特徴は、頑丈な『あご』の骨を獲得したことである。あごを獲得した脊椎動物は、積極的に物を食べるようになり、その結果、異物を取り込む機会も増えた。それが、異物を効率的に排除する獲得免疫の進化につながったのだと考えられている。


問題（発展）：人のＭＨＣを何というか。
答え：ＨＬＡ抗原（ヒト白血球抗原、あるいはヒト白血球組織適合抗原）

●ＨＬＡ抗原をコードする遺伝子をＨＬＡ遺伝子という。ＨＬＡ遺伝子は第６染色体上に、近接して６対存在する。それぞれの遺伝子座には数十～数百の異なる種類の遺伝子が入り得る。他人同士の場合、同じ組み合わせの遺伝子を持っていることは少ない[染色体１本を見た場合でも、数十～数百の遺伝子の種類が６回連続で一致しなければならないので、他人と同じ組み合わせになりにくいのは当然である]。
しかし、これらの遺伝子は完全連鎖しているため、兄弟、姉妹間では、父親から1/2、母親から1/2で同じ組み合わせの遺伝子を受け継ぐことができる。１本の染色体に乗った６個の遺伝子はまとめて子に受け継がれる。６個の遺伝子の組み合わせは他人とはほぼ一致しないが、兄弟姉妹は、両親から、染色体ごと、同じ遺伝子のセットを受け継ぐことができる。親の相同染色体のうち１本が子に伝わることを思い出そう。兄弟姉妹は両親の染色体にあるＨＬＡ遺伝子のセットを丸々受け継ぐことができる。つまり兄弟姉妹でＨＬＡ遺伝子が一致する確率は1/2×1/2＝1/4になる。

●拒絶反応には、主に以下の２つのしくみが関わるらしいことがわかっている。
①直接認識
②間接認識
①では、レシピエント（受容者：移植片を受容する人）のT細胞が、移植片の樹状細胞（ほとんどの組織は樹状細胞を含む）の上のMHCを認識する。これにより、レシピエントのT細胞（たとえばキラーT細胞）が活性化される。
②では、移植片の細胞が、レシピエントの樹状細胞により摂取される。そして、レシピエントの樹状細胞は、ドナー（提供者：移植片を提供した人）由来のペプチド断片（移植片由来のペプチド断片）を、自己のMHCにのせてレシピエントのT細胞に提示する。これによりT細胞が活性化される。
＊ただし、②によってキラーT細胞が誘導されても、そのキラーT細胞は移植片を攻撃できない。②によって活性化されたレシピエントのキラーT細胞は、レシピエントのMHC分子によって抗原が提示されていないと、その細胞を認識できず、攻撃もできないことが知られている（移植片は、もちろんドナーのMHCを発現している。よって、②で活性化したレシピエントのキラーT細胞は移植片の細胞を攻撃できない）。なので、②では、ヘルパーT細胞が主に活躍すると考えられている。
①、②の結果、ヘルパーT細胞によるB細胞の活性化（抗体の産生）、（①における）キラーT細胞の活性化による移植片細胞の攻撃などの反応が起きる。
noteに簡単な図がある。
https://note.com/yaguchihappy/n/n24535918fc56


#生物基礎
#高校生物
#MHC

MHC　高校生物

【 note : https://note.com/yaguchihappy/n/n4c649821e73c 】 
生物基礎難問対策として、圧ー容量曲線について講義します。
＊音声が小さくてすみません。字幕ボタン[CC]を押すと字幕がでます。
＊noteでさらに詳しく解説しています。
◯ 詳しい流れ
① ：D点において、左房室弁（心房と心室の間にある弁。僧帽弁[そうぼうべん]ともいう）が開き、左心室に血液が流入する（D→A）。このとき大動脈弁（半月弁[はんげつべん]ともいう。左心室と大動脈の間にある弁）は閉じている。血液が流入するので、左心室の容積は増加する。血液が流入している間、左心室の内圧はほぼ変化しない。
＊知らなくてよいが、①の時期の後半に、左心房が収縮し、左心室に血液を押し込む。これを心房のブースター効果と呼ぶ。

②： （やがて左心室の脱分極が左心室の収縮を引き起こす。左心室の収縮が始まると、左心室内圧が上昇し、房室弁に向かって血液が押し上げられ[弁は逆向きには開かない]、）左房室弁が閉じる。大動脈弁も閉じている。ここで、左心室に筋肉の収縮による圧力が加わる（A→B）。入り口と出口にあたる２つの弁は閉じていいて、左心室の容積はほぼ変わらない（液体は圧力の変化によってほぼ体積変化しない。注射器の針を閉じている限り、ピストンを押してもシリンダー内の液体の体積を変えることはできない。ピストンを押すとシリンダー内の液体分子の暴れ具合、つまり圧力は増加する。逆に、ピストンを引くと、圧力は低下する。どちらの場合も、液体の出入り口が閉じていればシリンダー内の液体の体積はほぼ変わらない）。

③： 左心室内部の血液の圧力が大動脈内部の圧力（血圧）に打ち勝つと、大動脈弁が開く。左心室の血液は大動脈に流れ出ていく（B→C）。左心室の容積は減少する。高い内圧を持っている左心室は、内部の血液を押し出し続ける（左心室の内圧と大動脈内の圧力は同じような変化をたどるが、左心室の内圧の方が大動脈内の圧力を上回りながら変化する）。

④ ：（左心室の内圧と大動脈内の圧力がつりあい、）大動脈弁が閉じる。左房室弁も閉じている（その後は大動脈内圧の方が左心室内圧より大きくなる）。
筋肉が弛緩し、左心室の内圧は下がるが、２つの弁が閉じているので体積は変化しない（C→D）。
＊上の説明は厳密ではない。実際は、③の途中で、大動脈圧は左心室内圧を上回る。しかし、慣性により、大動脈への血液の流れは続く。やがて血流速度が０になると、大動脈弁が閉じる。高校生は気にしなくてよい。入試では「左心室内圧と大動脈圧（血圧）がつりあった時、大動脈弁は閉じる」として解く問題が多い。

再び①： 左心室の内圧は低くなり続け、左心房の血液の圧力に押し負けると、左房室弁が開き、血液が心室に流入する（D→Ａ）。
左心室の容積は増加する。左心室の圧力は変わらない。

＊高血圧になると、グラフが上に伸びる。一回拍出量が増加すると、グラフが横に伸びる。運動時は、血圧も上昇し、一回拍出量も増加する。左心室の圧ー容量曲線において、グラフ内の面積の大きさは、心臓におけるエネルギー消費量の大きさ（および仕事量）に結びついている。よって、運動時は、（グラフ内の面積が増大し）心臓におけるエネルギーの消費量が大きくなる。


問題：左心室の内圧が大動脈の血圧を上回ると、大動脈弁が（①開く・②閉じる）。
正しい番号を選べ。

答え：①開く（圧力は分子のあばれ具合のこと。あばれ具合が大きい方から低い方へ液体も気体も移動する）

問題（発展）：バソプレシン（抗利尿ホルモン）の分泌が低下し、尿量が増加し、体液が減り、血圧が低下すると、図の点Cはどのように移動するか。選べ。
①上に移動する　②下に移動する

答え：②
（C点は、心筋の収縮が終了し、左心室内圧と血圧がつり合って、大動脈弁が閉じる点である。血圧が低下すると、このつりあいの点も低下する。）

※動画の図形は多少不正確です。大学入試向けに簡単にしてあります。正確な図は図書館等にある生理学の教科書を参考にしてください。


#左心室
#生物基礎
#心臓

圧ー容量曲線【心臓】　高校生物基礎発展

【 note : https://note.com/yaguchihappy 】 
チロキシン（甲状腺から分泌されるホルモン）と負のフィードバック作用について解説します。
語呂「工場でつくられたチキンでいーか（甲状腺から分泌されるチロキシン、異化反応促進＝代謝促進・発熱）」

●チロキシンは全身の細胞の代謝速度を増加させ、熱産生に寄与する。動物を極端な寒冷に数週間曝すと、甲状腺の大きさが20から40%増大するという。ちなみに、北極圏に数ヶ月滞在した人、アラスカに住む人々の代謝速度が増加しているという報告がある。
ちなみに、甲状腺とは別に、副甲状腺という内分泌腺（パラトルモンを分泌する。骨からCaイオンを溶出させ血中Caイオン濃度を上げる）もある。副甲状腺は、甲状腺の後面に埋め込まれている。大抵の人は四つの副甲状腺をもつが、たまに二個しか持たない人もいる。

問題：チロキシンの濃度を適当な範囲に保つしくみとして、負のフィードバック作用が知られている。このしくみにいて、チロキシンはどの内分泌腺に働きかけどのホルモンの分泌を抑制するのか。「間脳視床下部」「放出ホルモン（甲状腺刺激ホルモン放出ホルモン）」「脳下垂体前葉」「甲状腺刺激ホルモン」という語を用いて説明せよ。

答え：チロキシンは間脳視床下部に働きかけ放出ホルモン（甲状腺刺激ホルモン放出ホルモン）の分泌を抑制する。また、チロキシンは脳下垂体前葉に働きかけ甲状腺刺激ホルモンの分泌を抑制する。

問題：人体におけるチロキシンの働きを説明せよ。

答え：チロキシンは、ほとんどすべての組織に作用し、酸素消費・熱量産生を促し、代謝を促進する（チロキシンには、両生類の変態を促進させる作用や、鳥類の換羽を促進させる作用もある）。

問題（発展）：正しい文を選べ。
①負のフィードバックは、生体内で唯一チロキシンの分泌のみにみられるしくみである。
②あるシステムにおいて、結果が原因にさかのぼって作用する仕組みをフィードバックといい、特に、結果が原因を抑制する場合を負のフィードバック、結果が原因を促進する場合を正のフィードバックという。
③チロキシンが多くなると減らすように働くしくみを負のフィードバックといい、チロキシンが少なくなると増やすように働くしくみを正のフィードバックという。

答え：②（①について、チロキシンに限らず、ほとんどのホルモンの分泌は負のフィードバックによる調節を受けている。③について、ふつう、チロキシンが少なくなると増やすように働く作用も負のフィードバックとよぶ。結果が原因の反対方向に促している、つまり、ある変化[上がった・下がった]に対して、その変化とは逆方向に作用する[下げる・上げる]ことを「負」のフィードバックという。なお、正のフィードバックとは、結果が原因を促進する作用のことである。「ある産物が増えたら、さらにその産物を増やす方向に働く、もしくは、ある産物が減ったら、さらにその産物を減らすように働く」作用が正のフィードバックである。正のフィードバックの例が知識として問われることはほぼないが、たとえば、性ホルモンの分泌制御には正のフィードバックが関わることが知られている。また、視野を広げれば、大気中のCO2濃度が上昇すると、温室効果により気温が上がり、暖められた海に溶けきらなくなった分のCO２が放出され、さらに気温が上がると言われている。つまり地球温暖化は正のフィードバックである可能性がある。）

●負のフィードバックにより、過剰な生成物の蓄積や、無駄な基質の消費を防ぐことができます。負のフィードバックは生体内の様々な代謝に存在する働きです。 

#生物基礎
#チロキシン
#ホルモン

チロキシンの分泌と負のフィードバック作用　高校生物基礎

【 note : https://note.com/yaguchihappy 】 
間脳と脳下垂体についてわかりやすく講義します。
語呂「後ろに婆さんが、、怖くておしっこいけない（脳下垂体後葉、バソプレシンは、抗利尿ホルモンとよばれ、集合管で水の再吸収を増やすことで『尿量をへらす』）」
脳についての語呂    • 脳の部位・機能の語呂合わせ　高校生物・生物基礎  
●間脳の一部である視床下部は、前後の長さ6mm、重さが4g程度である。人では、大脳皮質が大きく発達しているため、視床下部の占める割合は脳全体の0.3%程度である。
しかし、この視床下部こそ、内分泌系、自律神経系の中枢であり、恒常性維持の最も重要な主人公である。
●教科書を見ても、視床下部の場所がよくわからない。小さいし、脳の奥深くにあるように見えるから、なんだか勉強しづらい。しかし視床下部が脳の奥の方にあるように見えるのは、一説には、視床下部があまりにも重要なので、外部から損傷を受けづらい脳の深部に位置しているためであると言われている。視床下部は、「生存するための脳」ともよばれる。

問題：内分泌系と自律神経の最高中枢はどこか。
答え：間脳の視床下部

問題：間脳視床下部でつくられ、神経細胞内を通り、脳下垂体後葉から分泌される、集合管での水の再吸収を促すホルモンは何か。
答え：バソプレシン

問題：甲状腺刺激ホルモン放出ホルモンと甲状腺刺激ホルモンを分泌する内分泌腺を答えよ。
答え：間脳視床下部、脳下垂体前葉

問題（発展）：神経細胞の中でも（バソプレシンを分泌する細胞のように）ホルモンを分泌するものを特に何というか。
答え：神経分泌細胞（『神経』だけどホルモンを『分泌』する細胞！と覚えよう）

#生物基礎
#恒常性
#ホルモン

間脳・脳下垂体　高校生物基礎

【 note : https://note.com/yaguchihappy 】 
遺伝子の再編成に解説します。
語呂「サイ、反省して後退（遺伝子の再編成により抗体の多様性が担保される）」意味ない語呂ですね。すみません。
遺伝子の再編成の仕組みは利根川進先生が解明しました。遺伝子の数より多くの種類の免疫グロブリンをつくることができる仕組みです。

●免疫グロブリンは、遺伝子の再編成によって多様性を獲得する（B細胞が成熟する過程で、免疫グロブリン遺伝子の再編成が起こる）。
遺伝子断片がＶ、Ｄ、Ｊなどとグループを形成しており、各グループから１つずつ遺伝子断片が選ばれ、残りの断片はＤＮＡの切断により捨てられる。これにより持っているＤＮＡ断片の種類より多くの種類の遺伝子を作り出すことができる。
＊まるでマクドナルドでセットを注文するように、組み合わせは膨大になる（何種類かの飲み物、何種類かのバーガー、何種類かのサイドメニューから、それぞれ１つずつを選ぶと、その組み合わせは膨大になる）。
なお、生物基礎では、ほぼすべての体細胞は同じゲノムをもつと習うが、B細胞やT細胞などのリンパ球は、成熟の過程で遺伝子の再編成を行うので、ゲノムが他の体細胞と異なる。
●L鎖・H鎖それぞれの可変部域をコードする遺伝子について、遺伝子の再編成が起こることが知られている。L鎖・H鎖の組み合わせにより、さらに多様な可変部が生じる。
●宇宙から来た未知のウイルスで人類が滅亡するようなSFがある。しかし、脊椎動物の獲得したこの遺伝子の再編成による抗体の多様化システムは、宇宙に存在するどんな立体構造にも対応し得ると言われている。どんな未知のウイルスが地球の外からやって来ようと、そのウイルスの立体構造にぴったりくっつく抗体が用意されている可能性が高い。

問題：どうして人の遺伝子数は２万ほどしかないのにもかかわらず、それ以上の種類の抗体（免疫グロブリン）をつくることができるのか。空欄を埋めよ。
「抗体の可変部をコードしているＤＮＡ領域について、（　？　）が起きるから。」
答え：遺伝子の再編成

問題：免疫グロブリンの遺伝子のうち、Ｈ鎖の可変部をコードする部分は３つの領域（V、D、J）から、Ｌ鎖の可変部をコードする部分は２つの領域（V、J）からなり、さらにこれらの領域は多数の小領域で構成されている。
可変部をコードする部分では、それぞれの領域において、小領域が１つずつ選択されて連結され、抗体を産生する情報をもつ新たな遺伝子となる。
ある生物で、Ｈ鎖のそれぞれの領域が１００、１０および４種類、Ｌ鎖が３００および５種類の小領域から構成されているとすると、この生物は、理論上何種類の抗体をつくれるか。ただし、遺伝子の再編成によって、各小領域から１つの断片が選ばれ、連結するものとする。なお、多様な抗体ができるしくみには、遺伝子の再編成のみが関わるとしてよい。
答え：６００万種類
Ｈ鎖の可変部を決定する遺伝子は１００種類、１０種類、４種類の断片から１つずつ選ばれるので、
１００×１０×４＝４０００種類
この遺伝子が転写、翻訳されてＨ鎖の可変部のアミノ酸配列（そして立体構造）が決定する。
Ｌ鎖も同様に、３００×５＝１５００種類
したがって理論上４０００×１５００＝６００万種類の可変部をつくることができる。
＊実際は、遺伝子断片が選択されるということの他にも、抗体の多様性を増やすようなしくみがある（たとえば、遺伝子断片が結合する際、塩基が付加されたり、逆に塩基が削除されたりする）。

問題：多様な抗体が作られる仕組み（遺伝子の再編成）を解明し、１９８７年ノーベル生理学・医学賞を受賞した分子生物学者の名を答えよ。
答え：利根川進




#高校生物
#免疫
#遺伝子の再編成

遺伝子の再編成【免疫】　高校生物

【 note : https://note.com/yaguchihappy 】 
酸素解離曲線の問題についてわかりやすく講義します。

●呼吸が活発な組織は、二酸化炭素が多く、温度が高く、乳酸ができるからpHが下がる。そういった場所では酸素がヘモグロビンから酸素が解離しやすくなっている。つまり酸素解離曲線は右へシフトする。
●胎児のヘモグロビンは母体のヘモグロビンが酸素を解離する様な環境でも酸素と積極的に結合し、母体から酸素をもらわなければならない。また、リャマのような酸素の少ない高地で生息する動物は、なるべく酸素との親和性を上げなければならない。だから胎児のヘモグロビンやリャマのヘモグロビンの酸素解離曲線は左へシフトする。
問題：ｐHが低いほど、酸素解離曲線は（①右・②左）にずれる。
答え：①（ｐHが下がるのは呼吸が活発になった時。そこで酸素をなるべく手放す必要がある）
問題：リャマのヘモグロビンの酸素解離曲線は、平地に住む動物のそれに比べて（①右・②左）にずれる。
答え：②（リャマは酸素濃度が薄い高地に住む動物のヘモグロビンは、希少な酸素をなるべく手放さないようにしなければならないので、酸素との親和性が高い）
問題：胎児のヘモグロビンの酸素解離曲線は、母体のそれに比べて（①右・②左）にずれる。
答え：②（胎児のヘモグロビンは、胎盤という環境で、母体のヘモグロビンが手放したから酸素を貰う必要がある。胎児のヘモグロビンは母体のヘモグロビンが酸素を解離するような環境で酸素を結合しなければならない）

●毛細血管は非常に細く、人類は、血液が循環することに長い間気付かなかった。考えてみてほしい。資料集や教科書の図が無かったら、あなたはどうやって血液の「循環」を知ることができるだろうか？ 近代生物学の父ハーヴィは体を血液が循環するということを主張した。 「心臓の容量を２オンスとしよう。そして心臓の拍動数を１分間に７２回としよう。そうすると左心室は１時間に７２回×６０分×２オンス＝８６４０オンスの血液を大動脈中に送り出すことになる。・・・この大量の血液はどこから来たのだろうか。またどこへ行くのだろうか。」「私はここで血液の運動は環状ではないかと考えた。そして実際そうだと後になってわかった。血液が左心室の働きで大動脈に入り、体内に広く送られる。それは右心室によって肺動脈から肺へ血液が送られるのと同様の方法である。」
●二酸化炭素によってヘモグロビンの酸素に対する親和性が低下する現象はボーア効果とよばれている（発見者は天才物理学者ニールス・ボーアの父）。
●二酸化炭素は酸素解離曲線を右にシフトさせている。
胎児のヘモグロビンは、成人に比べ、左にシフトしている（酸素との親和性が高くなっている）。これは、母のヘモグロビンが酸素を投げ出すような環境で、酸素とくっつく性質を持つことで、母から酸素をもらえるようにするためである（胎盤という同環境で、母が酸素を離しがちに、胎児が酸素とくっつきがちになる必要がある。つまり、胎児のヘモグロビンは、生体のものより酸素との親和性が高くなっている[＝酸素解離曲線が左にシフトしている]必要がある）
高地に住むリャマのヘモグロビンも左にシフトしている。酸素の薄い環境で、ヘモグロビンが酸素としっかり結合できるようにそのような進化をしたのだと考えられている。 

#生物基礎
#ヘモグロビン
#酸素解離曲線

酸素解離曲線②（問題編）　高校生物基礎

【 note : https://note.com/yaguchihappy 】 
人の神経系の分類及び自律神経系のつくりについて講義します。
語呂「汗散るゆうこりん服交換（アセチルコリン、副交感神経）」
語呂「悪代官熱中症、え～ん（脳はおおよそ上から、大脳、間脳、中脳、小脳、延髄に分けられる）」

問題：副交感神経から分泌される神経伝達物質は何か？
答え：アセチルコリン


●　ヒトの神経系には中枢神経系（ちゅうすうしんけいけい。脳と脊髄）と末梢神経系（まっしょうしんけいけい）がある。
●　末梢神経系には体性神経系（たいせいしんけいけい。運動神経と感覚神経）と自律神経系（じりつしんけいけい。交感神経[こうかんしんけい]と副交感神経[ふくこうかんしんけい]）がある。
●　交感神経は体を闘争状態に、副交感神経は体を休息状態にするように働く。交感神経と副交感神経はふつう正反対に働く。これを「拮抗[きっこう]的に働く」という。
＊交感神経と副交感神経は、「リーダーと副リーダー」のような関係ではない（交感神経からの命令が、副交感神経からの命令より優先される、ということはない）。どちらも同じくらい重要な働きをもつ。
●交感神経も副交感神経も、最高中枢は間脳視床下部（かんのうししょうかぶ）という場所である（間脳視床下部：間脳にある視床下部と言う領域）。
＊間脳には、視床下部のほかに、視床という領域もある（視床は、嗅覚以外のあらゆる受容器から大脳皮質に伝わる感覚の活動電位を中継している）。
＊自律神経の最高中枢は間脳視床下部である。大脳ではない（ただし、ストレスを受けた場合など、大脳の影響を受けることが知られている）。大脳が支配していないので、意識的に自律神経を支配できない。胸の高鳴りを意識で止めることができないことは、あなたも経験済みだと思う。また、これは、生存のために有利である。危険な状況に出会った時に、「えっとー、まず瞳孔を広げてー、心拍を増やしてー、あと、気管支を広げて・・・」などと意識的に身体の反応を調節している暇はない。
●交感神経はすべて脊髄から出ている。副交感神経には、中脳、延髄、脊髄などから出ている（必ず教科書の図を確認すること。絵で選ばせられることがある。脊髄のみから出ている方が交感神経である）。
●脳から伸びる神経を脳神経（１２対ある）、脊髄から伸びる神経を脊髄神経（３１対ある）という。したがって、脳神経と脊髄神経は、脳や脊髄のことではなく、（中枢から出る）末梢神経であるから注意せよ（私大でひっかけ問題として出る）。
●脳神経のうち、以下の３つは少し有名（特に迷走神経は有名）。
①動眼（どうがん）神経：毛様体筋や瞳孔括約筋、まぶたを動かす筋肉などを支配する（眼に関することを支配するイメージ）。中脳から出る。
②顔面（がんめん）神経：顔面表情筋や涙腺などを支配する（顔面を支配するイメージ）。橋から出る（橋と延髄の間くらいから出るので、延髄から出るとすることもある）。
③迷走（めいそう）神経：幅広く内臓を支配している（幅広く迷走、放浪し、様々な臓器を広く支配するイメージ）。延髄から出る。
①②③の神経は副交感神経を含む（知らなくてよいが、これらの脳神経は、副交感神経の他に運動神経なども含む混合性神経である。ただ、特に迷走神経は、副交感神経が中心である）。
＊初期の解剖学者は、迷走神経の行く先がわからなくなるほど複雑であったことから、この神経に迷走神経（vagus nerve）という名を付けた。「vagus」はラテン語で「放浪している」という意味。
●汗腺には交感神経のみが分布するが、そこで分泌される神経伝達物質は例外的にアセチルコリンである。汗はアセと覚えよう。
●副腎髄質に繋がる交感神経は節前ニューロンしかない。実は副腎髄質は発生学的に主に神経に由来し、副腎髄質の細胞自体が、特殊化した交感神経の節後ニューロンのようなものなのである。
●副交感神経には、中脳から出る動眼神経や、延髄から出る迷走神経などがある。資料集で確認しよう。特に迷走神経は有名で、幅広い内臓に命令を伝えている（だから、色々なところを放浪すると言う意味の迷走神経という名前がついている）。全ての副交感神経の75%が迷走神経に含まれる。
●大学では、脳を延髄、橋、小脳、中脳、終脳とその内部の間脳に分ける。大脳は終脳と間脳を合わせたものである。しかし現在は終脳と大脳を同義にすることが多い。
●副交感神経の発散も交感神経と同程度らしいとする報告もある。しかし、副交感神経の神経節が各器官の近く、もしくは器官の中にあることから、発散は限定的であるとするのが普通である（まるで交感神経は音量を一斉に変えるピアノのペダル、副交感神経は鍵盤である）。
●自律神経系において、間脳視床下部が最大の役割を果たしていることはわかっているが、多くの活動の正確な中枢の位置はまだ特定されていない。呼吸については、延髄に呼吸中枢があることなどがわかっている。

Ｑ．排尿や涙について、自律神経はどうかかわっているの？
A.…実はあまりよくわかっていない。意志による排尿には大脳皮質が、恐怖などによる失禁には大脳辺縁系や視床下部が関与するといわれている。情動性の涙が流れるときには、交感神経から副交感神経へ瞬時の切り替えが起きていると考えられている。説教が終わって、頭を撫でられた瞬間に、副交感神経への切り替えが起こり、涙とともに高ぶっていた気持ちが洗い流されるという。


#交感神経
#副交感神経
#自律神経

神経系の分類と自律神経系　高校生物基礎

【 note : https://note.com/yaguchihappy 】 
クローン選択説について説明します。
細胞性免疫の解説
   • 細胞性免疫　高校生物基礎  
体液性免疫の解説
   • 体液性免疫　高校生物基礎  
●クローン選択・・・まず、リンパ系前駆細胞から、多数のリンパ球が生じる。それぞれのリンパ球は異なる抗原レセプターを持つ。それらのリンパ球のうち、体内の随所にある自己抗原と結合する（自己を攻撃する可能性を持った）リンパ球は、成熟前に排除される。成熟したナイーブリンパ球が持つレセプターが、提示された非自己抗原と結合すると、そのリンパ球は活性化され、分裂によって数を増やし、エフェクター細胞へと分化する。
●クローン選択説の前提：
①リンパ球は固有の特異性のあるレセプターを１種類ずつもつ。
②外来分子と、自身のもつレセプターがよく結合した場合、リンパ球は活性化される。
③活性化されたリンパ球に由来するエフェクター細胞は、もとの細胞（親細胞）と同じ特異性を有する。
④普遍的な自己分子とよく結合するリンパ球は、発生初期段階で消失するため、成熟リンパ球のレパートリーには存在しない。
●ナイーブ細胞にも多様な種類が既に存在する。たとえば、ヘルパーT細胞のナイーブな細胞は、ナイーブヘルパーT細胞などと言われる。
●講義で見たように、自己抗原に対する免疫は抑制されている。自己に対して免疫が働かない仕組みを免疫寛容という。
●T細胞は提示された抗原しか認識しないが、B細胞は自身のBCRで直接抗原を認識し、活性化する。（それとは別にヘルパーT細胞からも活性化を受け、抗体産生細胞に分化する。）板書の左の図では、T細胞が抗原を認識している図を描いているが、抗原を提示している抗原提示細胞は省略している。T細胞が抗原を直接認識することはない。T細胞は「提示された」抗原を認識する。
●講義ではさらっと流したが、T細胞のTCRも、免疫グロブリンのように遺伝子の再編成によって多様化する。遺伝子の再編成により生じるリンパ球の種類は何百万種類以上とも言われ、地球に存在しないような抗原を認識するものまで含まれると言われる。
●リンパ球には自然免疫にはたらくN K細胞もある（まだ機能について未知な所が多い。MHCによる抗原提示をさせないようなウイルスに感染した細胞[MHCを出していないような細胞]などを認識して殺すと言われる）。
●驚くべきことに、バーネットという人がこのクローン選択説を提唱した当時は、抗体の構造やリンパ球の詳しい働きなどはまだわかっていなかった。
●自分の組織や細胞に由来する様々な抗原を自己抗原という。たとえば、各臓器に特異的に発現するタンパク質が自己抗原になることもあれば、遺伝子の複製、転写、翻訳といった、細胞の基本的生命現象に必須の酵素や因子が自己抗原になることもある。
●ナイーブ細胞はリンパ管と血管を循環し続ける。
●T細胞は胸腺にある細胞により選択を受ける（自分を攻撃しかねないT細胞や、全く役に立たないT細胞はここで死亡する）。
●T細胞は胸腺で既にヘルパーT細胞、キラーT細胞の運命が決まっている（ナイーブの段階で運命は分かれている）。
●B細胞にもエフェクター細胞という名前を使うことがある。エフェクターB細胞は、つまり抗体産生細胞である。
※もちろんT細胞やヘルパーT細胞のような書き分けを行なっていない高校教科書もあります。それでも講義の本質は変わりません。
補足：「MHC」が遺伝子を指しているのか、タンパク質を指しているのかを区別するために、MHCが発現してできたタンパク質を「MHC分子、MHCタンパク質」と呼ぶことが多いが、単に「MHC」と呼ぶこともある（たとえば『スタンダード免疫学』丸善出版、『免疫学コア講義改訂4版』南山堂）。免疫の単元は、すぐに教科書の内容が大きく変わるので、高校生は必ず最新の教科書と資料集で用語の使われ方をチェックし、大学入試では教科書と資料集の解釈にあわせること。細かい用語がたくさん登場して大変だろうが、本質は、『有額脊椎動物は、自己と他者を区別するための、精巧なシステムを獲得した』ということである。

●遺伝子の再編成の解説
   • 遺伝子の再編成【免疫】　高校生物  

#高校生物
#生物基礎
#免疫

クローン選択説【免疫】　高校生物基礎発展

【 note : https://note.com/yaguchihappy 】 
腎臓のはたらきや原尿量の求め方について解説します。実際はどれくらいの原尿量が人の体で生成されているのでしょうか？教科書や資料集で調べてみましょう。尿の量と比べてみて下さい。きっと驚くと思いますよ。

語呂「犬が尿かける（イヌリンの濃縮率に尿量をかけると原尿量が出る（たいてい問われるのは原尿量である。尿量は患者さんの尿を採取すればわかる。血しょう中のイヌリン濃度は採血すればわかるし、尿中のイヌリン濃度は尿を採取すればわかる。ふつう、紙の上で求めるのは、原尿量である。）」

グルコースのろ過量、再吸収量、尿中への排出量のグラフについての解説↓
   • 【腎臓】グルコースの輸送量に関するグラフ　高校生物基礎  

●腎動脈を通って腎臓に入ってきた血液は、糸球体と呼ばれる曲がりくねった毛細血管を通過する。このとき、血球やタンパク質以外の成分は糸球体の血管の壁を通して、ボーマンのうへろ過される。ろ過されて生じた液体を原尿という。
●ろ過される物質では「血しょう中での濃度＝原尿中での濃度」が成り立つ。
＊オレンジジュースをろ紙でろ過しても、オレンジジュースの濃さは変わらない。そんなイメージ。
●原尿が細尿管・集合管を通る間に、グルコースや水、無機塩類などが毛細血管に再吸収される。
●原尿量を推定するには、「原尿量＝再吸収されない物質の濃縮率×尿量」の関係を用いればよい。
●「尿中での濃度が血しょう中での濃度の何倍に濃くなっているか」の値を濃縮率という。
＊濃縮率の単位は書かないか、「倍」とすることが多い。間違えて１００倍を１００％と書かないように。
●水は再吸収率が非常に高い（およそ９９％）ため、多くの物質の「尿中での濃度」は「血しょう中での濃度」より濃くなる（たとえるなら、水が蒸発した跡、塩水が濃くなるようなものである）。
水（溶媒）が多く再吸収されるので、溶質の濃度は濃くなるのである。
●砂漠に住むカンガルーネズミは、非常に濃い尿を生成する。この水分保持能力は、乾燥した環境で生きるために都合がよい。なお、カンガルーネズミは、ほとんど液体として水を摂取せず、喪失した水の９０％を代謝で生じた水で置換している。一方、水の獲得に困らない場所に住むビーバーは、尿を濃縮する能力が低い。水分バランスの維持は、全ての生物にとって非常に重要な課題である。
●イヌリンは高価で、さらに実験法が煩雑であるので、実際には、イヌリンのかわりに、生体内に存在するクレアチニンが使われることが多い。入試問題でクレアニンが出てきても、驚かず、ああ、イヌリンのかわりね、と思えばよい。
●映画館で映画を見ている時にトイレに行きたくなったことはないだろうか。それは、あなたの飲んでいるコーヒーの影響かもしれない。コーヒー、紅茶に含まれるカフェインや、ビール、ワインに含まれるアルコールは、天然に存在する利尿薬である。利尿薬は、腎臓での水の再吸収を遅くさせる。それによって尿量の増加が促される。尿量の増加は、通常、血液量の減少を意味するので、血圧が減少することになる。そのため、利尿薬は高血圧の治療のために用いられることもある。

Ｑ.ろ過と再吸収の意義は？…体を守るには「疑わしきは捨てろ」の精神が大事。毒かどうかの判断は困難で面倒。一度全部（正確には血球とタンパク質以外）原尿に入れて「捨てようとして」から、必要なものだけを再吸収で戻す。

問題１：イヌリンの濃縮率が１２０倍であった。１時間につくられる尿量が１００ｍＬであるとき、１時間につくられる原尿量は何Ｌか。
答え：１００（尿量）×１２０（イヌリンの濃縮率）＝１２０００ｍＬ＝１２Ｌ（原尿量）　　

問題２：問題１において、１時間で再吸収された水分量は何Ｌか。
答え：１２０００ｍＬ（つくられた原尿量）－１００ｍＬ（排出された尿量）＝１１９００ｍＬ＝１１．９Ｌ（再吸収された[排出されず体内に戻った]量）

問題３：１時間でつくられる原尿に尿素は４ｇ含まれていた。また、１時間でつくられる尿に尿素は２ｇ含まれていた。１時間に何ｇの尿素が再吸収されたか？
答え：４－２＝２ｇ

問題４：問題３において、尿素の再吸収率（濾過された量[g]のうち、何％が再吸収されたか）は？
答え：（2/4）×１００＝５０％（原尿に入っていた４ｇのうち、半分の２ｇが再吸収された）

問題５：ある患者の１日の糸球体ろ過量（ＧＦＲ）を１８０Ｌとする。
＊糸球体ろ過量（ＧＦＲ）＝ある一定時間に何Ｌの血しょうがろ過されたかをあらわす値（ある一定時間に何Ｌの原尿がつくられたかを表す値）。
また、この患者の全身にある血しょう量を３Ｌとする。
１日あたり、全身の血しょうは何回ろ過されるか？
答え：１８０÷３＝６０回
（全身の血しょう量は３Ｌしかないのに、１日に１８０Ｌも腎臓でろ過されているということは、血しょうが何度も何度も繰り返しろ過装置[腎臓]を通ったということである。全身にある液体３Ｌが、６０回ろ過されれば、１８０Ｌがろ過されたことになる。車がサーキットに３台しかないのに、目の前を１８０台の車が通った。そのとき、３台の車はサーキットを６０周していたのである。だから１８０台も通ったように見えたのである。）

問題６（発展）：腎臓に１分当たり６００ｍＬの血しょうが流れ込むとする。しかし、その全量がろ過されるわけではない。１分で血しょうが１２０ｍＬろ過されるとした場合、腎臓に流れ込んだ血しょうのうち、何％がろ過されたことになるか？
答え：（１２０÷６００）×１００＝２０％
（腎臓に６００ｍL血しょうがながれ込んで、そのうち１２０ｍLが糸球体からボーマンのうへろ過された。ろ過された割合は２０％である。残りは糸球体を素通りし、ろ過されることなく、腎静脈から再び体循環へ戻る。この「腎臓に流れ込んだ血しょうのすべてがろ過されるわけではない」ということはセンターで問われた。）

●イタリアの解剖学者マルピーギは、腎臓を顕微鏡で観察していた。そして、細尿管の末端に、膨らんだ構造を発見した。この膨らみ１つ１つの中に、血管が鞠のようになっているのを見た。「太い樹にリンゴがなっているようだ。」と彼は述べている。この鞠のような血管は現在では『糸球体』とよばれる。そして、糸球体とそれを包むボーマンのうを合わせて『腎小体』と言う。腎小体の別名はマルピーギ小体である。
●ろ過、再吸収の他に、『分泌』という現象がある。恒温動物では、細尿管から、尿成分（クレアチニン、Ｋ、Ｈ、ＮＨ４など）が『分泌』されることが知られている。ペニシリンなどの異物も『分泌』によって体内から取り除かれる。かつて、「腎小体における血しょうのろ過とそれにつぐ細尿管などからの再吸収によって尿が生成されるという、ろ過・再吸収説（この動画で紹介している説）」と、「尿細管上皮から尿成分が分泌されるという分泌説」が対立していたが、どちらの現象もふつうにみられることがわかっている。アンコウなどの糸球体を欠く魚類で、細尿管から尿成分が分泌されることが証明された。
●イヌリンはヒトの体では本来生成されない物質（イヌリンはキクイモからとれる多糖）なので、原尿量推定に用いる場合、常に注入し続けなければならない。それが面倒なので、クレアチニンを再吸収されない物質として原尿量推定に用いる場合がある。ただし、クレアチニンは少量分泌されるため、厳密に正しい値は得られない。（ただし、実際は、複数の誤差が相殺しあって、かなり正確な値が出る）

#生物基礎
#恒常性
#腎臓

腎臓 　高校生物基礎

【 note : https://note.com/yaguchihappy 】 
体液性免疫について講義します。
語呂「体を駅で交代（体液性免疫は抗体を用いる）」無意味な語呂ですね。正直に体液中に抗体を分泌、と捉えた方が覚えられそうです。

●体液性免疫では、Ｂ細胞が抗体産生細胞に分化し、抗体を分泌する。　
①樹状細胞が食作用で抗原を取り込みヘルパーT細胞に抗原提示を行う。
②ヘルパーＴ細胞がＢ細胞を活性化させる。
③Ｂ細胞が抗体産生細胞に分化し、抗体を体液中に分泌する。
＊「生産（せいさん）」ではなく「産生（さんせい）」なので注意！
④抗原と抗体は抗原抗体反応を起こす（そしてマクロファージが食作用で排除する）。
●体液性免疫にはたらく抗体は、免疫グロブリンとよばれるタンパク質で、H鎖（長いのでヘビー）２本とL鎖（短いのでライト）2本の計4本のポリペプチド鎖からなる。それぞれの鎖には可変部と定常部がある。
可変部とよばれる部分は抗体によってアミノ酸配列が異なっていて、それぞれ特有の立体構造をもつ。抗体は可変部で抗原と特異的に結合する（可変部の構造によって結合できる抗原が異なる）。
L鎖とH鎖、およびH鎖同士はS-S結合で結合している（S-S結合は、アミノ同士の特殊な結合。S-S結合があるおかげで、タンパク質は正常な立体構造がとれる）。資料集で免疫グロブリンの図を見ておこう（難関大志望者は免疫グロブリンは描けるようにすること）。以下のnoteに簡単な図がある。
https://note.com/yaguchihappy/n/n24535918fc56


問題：以下の文章は免疫に関わるある細胞を説明したものである。その細胞とは何か。
「もともとは、他の血球と同じく、造血幹細胞に由来する細胞である。この細胞は食作用活性を持つ。この細胞の働きは、抗原提示細胞として、ＭＨＣを用いて、Ｔ細胞に抗原を提示し活性化させ獲得免疫を促すことである。樹状の突起を有す特徴的な形態から名前が付けられた」
答え：樹状細胞（２０１１年に樹状細胞の命名者はノーベル生理学・医学賞を受賞している）

問題：Ｂ細胞はヘルパーＴ細胞に活性化されるとどのように変化するか。
答え：抗体産生細胞に分化し、抗体（実体は免疫グロブリンというタンパク質）を分泌するようになる。
 

#高校生物
#生物基礎
#体液性免疫

体液性免疫　高校生物基礎

【 note : https://note.com/yaguchihappy 】 
HIV（ヒト免疫不全ウイルス）について講義します。
例題：HIV（ヒト免疫不全ウイルス）のようなウイルスはレトロウイルスと呼ばれる。レトロウイルスは一般にDNAではなく（①）をゲノムとしてもつ。また、（②）酵素をもち、それにより、感染した細胞内で、（①）を鋳型としてDNAを合成する。この現象は（②）と呼ばれる。空欄を埋めよ。
答え：①RNA②逆転写

●　HIV（ヒト免疫不全ウイルス）はヘルパーT細胞に感染してこれを破壊するため、細胞性免疫や体液性免疫のはたらきが低下し、通常感染しないような弱い病原体にも感染してしまう（日和見感染という）。このような疾患をエイズ（AIDS[後天性免疫不全症候群：こうてんせいめんえきふぜんしょうこうぐん]）という。
●　HIVとエイズを混同しないように。
ウイルス名：HIV（Vはウイルスの頭文字）…正式名称はヒト免疫不全ウイルス
疾患名：エイズ（AIDS）…正式名称は後天性免疫不全症候群
＊後天性免疫不全症候群は単語を分けて考えると覚えやすい。
「後天性（後から備わってしまった）」「免疫不全（免疫のしくみがうまく働かなくなる）」症候群
●　実際は、HIVはヘルパーT細胞だけでなく、樹状細胞あるいはマクロファージにも感染する（HIVは、CD４というヘルパーT細胞がもつ細胞表面分子に高い親和性をもって結合する。このCD４は、樹状細胞やマクロファージでも若干発現している。したがって、HIVは樹状細胞やマクロファージにも結合する。ただし、高校生は、テストで「HIVが感染する細胞は？」と聞かれたら教科書にあわせて「ヘルパーT細胞」と答えよう。
●　HIVは、感染の過程で、ゲノムとしてもっているRNAを、逆転写酵素により感染細胞で二本鎖DNAに転換し宿主細胞のDNAに組み込む。このように、RNAゲノムをDNAに逆転写（reverse transcription）して宿主細胞のDNAに挿入することにより複製するウイルスをレトロウイルスと呼ぶ（「レトロ」には「逆行」と言う意味がある）。
●　カプシド：ウイルスのゲノム核酸などを包むタンパク質の外殻。
●　エンベロープ：ウイルス膜。カプシドをとりまく脂質二重層を基本とする膜構造。
＊エンベロープの脂質膜は宿主由来である
●　HIVが増殖するしくみは以下の通り。
①ウイルスが宿主細胞（ヘルパーT細胞）の細胞膜と融合する。ウイルスのRNAとタンパク質が放出される。
②逆転写酵素（RNA依存性DNA合成酵素）によりRNAがDNAに変換される（逆転写酵素に触媒され、まずRNAと相補的な１本鎖DNAが合成される。さらに逆転写酵素に触媒され、２本鎖DNAが生じる）。
＊逆転写の過程では、読み違え（変異）が起きやすい。これがHIVに有効なワクチンが作りにくい原因の一つになっている。
③ウイルスが持ち込んだインテグラーゼという酵素（スライドには描いていない）によって、ウイルスの２本鎖DNAが宿主のDNAに組込まれる。
④転写（宿主のRNAポリメラーゼによる）によって、ウイルスのタンパク質をコードするｍRNAや、ウイルスのゲノムとなるRNAが生成する。
⑤ウイルスゲノムやタンパク質を取り囲むカプシドが組み立てられる（スライドには描いていないが、エンベロープの糖タンパク質は小胞体で合成された後、細胞膜に輸送される）。
⑥新たなウイルスが宿主細胞から出芽する。
＊なお、現在治療薬として用いられている抗ウイルス剤には、逆転写酵素を阻害するものなどがある。

#生物基礎 
#免疫 
#高校生物

HIV（ヒト免疫不全ウイルス）　高校生物基礎発展

【 note : https://note.com/yaguchihappy 】 
ABO式血液型について講義します。
覚え方「凝集原が抗原。原の字が共通」

問題：ＡＢＯ式血液型を考える。抗Ａ抗体（赤血球表面にあるＡの糖鎖に結合する抗体）をもつ人の血液型は何型か。
答え：Ｂ型、Ｏ型

問題：Ａ型の人の血清には抗Ｂ抗体が含まれている。（？）型の人の赤血球にＡ型の人の血清を加えたところ、血液凝集反応が起こった（抗原抗体反応が起こった）。（？）に入る血液型を答えよ。複数可能性がある場合はすべて答えよ。
答え：Ｂ、ＡＢ

●ＡＢＯ式血液型：ABO式血液型における血球の凝集反応は、抗原抗体反応の一種である。
赤血球の細胞膜上に存在する抗原（凝集原という。ＡやＢがある）と血清中に存在する抗体（凝集素という）は、血液型ごとに存在する組み合わせが異なる。
●2種類の凝集原をAとBで表すと、Ａ型にはＡが、Ｂ型にはＢが、ＡＢ型にはA・B両方が存在し、Ｏ型にはまったく存在しない。
●凝集原A、Bと抗原抗体反応を起こす2種類の凝集素をα（抗A抗体）とβ（抗B抗体）で表すと、A型にはβが、B型にはαが、Ｏ型にはαとβが存在する。AB型はαもβも持たない。
Point. 自分の凝集原と凝集素が結合しないような組み合わせになっている。例えば、Ａ型の人（＝凝集原にＡを持つ人）は凝集素にβを持つ。
●どうしてＡ型の人が生まれつきβを持つのかはわかっていない。おそらく腸内細菌にA、Ｂと同様の形状の構造を持つものが存在するのであろう。ただし、自己を攻撃するリンパ球は成熟前に死滅する（免疫寛容という）ので、Ａ型の人はβのみをもつようになるのであろう（αを作るリンパ球は、免疫寛容のしくみによって排除される[自己成分に対して攻撃が起こらないようになっている]）。
●昔、医師達が輸血を行った際、うまくいくこともあれば、時には患者が死んでしまうことがあった（したがって、多くの国々が輸血を禁止した）。その秘密を解明したのは、オーストリアの医師、ラントシュタイナーであった。彼は、血液にはタイプ（型）があるのではないかと考え、『ABO式血液型』を発見した。 
●血しょう中の凝集素（α、β）は、大量の血液で薄まってしまう。一方、血液中に赤血球は大量に含まれるので、輸血は、ほとんど赤血球移植であるといえる。このことから、「O型の人はすべての血液型に輸血できるが、O型以外の人から輸血を受けることはできない」などと言われることもある。しかし、血しょう中の凝集素の影響もないわけではない（O型の人の血しょうにはα、βがある）。よって、基本的に、同じ血液型同士で輸血を行う。
●ABO式血液型は、赤血球表面の糖鎖による血液の区別である。
したがって、よく言われる血液型性格診断、すなわち「A型の几帳面で、こだわる所にはこだわり、B型は自己中心的でリーダーシップがあり、O型は優しく協調性があり、AB型は少し変わり者で創造性がある」ことの根拠にはならない。これらはすべてホモ・サピエンスの多くに見られる特徴であると思われる。まず、「こだわる所にはこだわり」という文章は「走る時は走る」と同じように、情報をほぼ含まない文章である。ホモ・サピエンスは集団で生活するため、協調性を持ち、時に他者と助け合い、時にリーダーシップを発揮する。生き残るために時に自己中心的にならなければならない。文明を持ち、創造性を発揮し、複雑な思考を行うようになった。その複雑な精神状態を見た他者から、「変わり者」「変な所にこだわる（几帳面）」と言われることも多いだろう。
●赤血球の細胞膜にはグリコフォリンという膜貫通型タンパク質が存在する。グリコフォリンは糖タンパク質であり、ポリペプチド鎖が細胞膜を貫き、その細胞外部分に糖鎖が結合している。糖鎖には３種類あり、それぞれH抗原、A抗原、B抗原と呼ばれる。それらの組み合わせによって、ABO式血液型が決まる。H抗原はどの血液型にも存在する（４つの糖鎖からなる前駆体[コア糖鎖]にH転移酵素によりフコースが結合しH抗原となる）。（A転移酵素により）H抗原にN-アセチルガラクトサミンが付加されるとA抗原、（B転移酵素により）ガラクトースが付加されるとB抗原ができる。それぞれの糖を付加する転移酵素を持つヒトの血液型はA型、B型となり、両方の酵素を持つヒトはAB型となる。O型のヒトはどちらの酵素も持たない。
●ABO式血液型システムをコードするABO遺伝子は、第９番染色体にあり、A、B、Oの３つの対立遺伝子がある。ABO遺伝子は、進化的には、最初にA遺伝子ができて、変異によりB遺伝子とO遺伝子が生じたと考えられている。すなわち、A遺伝子の７塩基が置換し、B遺伝子となった。また、A遺伝子に１塩基の欠失が起きて、O遺伝子となった（この１塩基の欠失によってフレームシフトが起き、酵素活性が消失した[終止コドンの早期出現による]）。
●赤血球は、例外的にMHCを発現していない。なので、比較的自由に移植ができる（輸血ができる）。臓器移植の場合は、MHCの一致が非常に重要になってくる。

#生物基礎
#高校生物基礎
#ABO式血液型

ABO式血液型　高校生物

【 note : https://note.com/yaguchihappy 】 
細胞性免疫、キラーT細胞について講義します。
語呂「キラキラで小さい（キラーT細胞が関わる細胞性免疫）」小さいの、ちい、でTと読む。無理矢理ですね。


●細胞性免疫では、キラーＴ細胞が、直接ウイルス感染細胞などを殺傷する。
①樹状細胞が食作用で抗原を取り込み、ヘルパーT細胞とキラーT細胞に抗原提示を行う。
②ヘルパーＴ細胞がキラーＴ細胞を活性化させる。
③キラーＴ細胞が抗原に感染した細胞を直接殺傷する（ヘルパーＴ細胞はマクロファージなどの食細胞を活性化させる）。
●抗体から、細胞内に潜伏して逃れる細菌やウイルスがいる。結核菌などは、マクロファージに食べられた後でさえ、そのマクロファージの細胞内で生存する。そのような場合、細胞ごと潰してしまう細胞性免疫が役に立つ。
●ヘルパーＴ細胞はマクロファージなどの食細胞を活性化させる物質を分泌する。もともと「細胞」性免疫とは、食「細胞」を活性化させる免疫として知られていた。
●細胞が分泌して、自分の近くにいる他の細胞に働きかけるような物質を総称してサイトカインという。特に白血球が分泌するサイトカインをインターロイキン（白血球＝ロイコサイトleukocyte。インターロイキンinterleukinは、「白血球間の相互作用に働く生理活性物質」という意味の造語）という。
●Ｔ細胞は、骨髄にある造血幹細胞から未熟な状態で生じ（骨組織に守られる骨髄は造血組織である。つまり骨髄は血球産生の場である）、胸腺Thymusへ移動して成熟（分化）することが知られている（対して、Ｂ細胞は骨髄で分化し、そのまま骨髄内でおおよそ成熟する）。また、Ｔ細胞受容体はＭＨＣ分子と結合した抗原ペプチドを認識するが、抗原分子あるいは抗原ペプチドそのものとは直接結合できない（対して、Ｂ細胞は、抗原と直接結合できる受容体をもつ）。
●インフルエンザが毎年流行るのはなぜだろう？実はインフルエンザは点突然変異を繰り返している。さらに、異なるタイプのインフルエンザ同士でＲＮＡ遺伝子組換えが起こる場合がある。この場合は大流行になることがある（『新型インフルエンザ』は、新しくヒトの世界で感染するようになったものを指すこともあるが、多くは行政的な用語として使われており、生物学的定義は明確でない）。

問題：細胞性免疫において、ウイルス感染細胞などを殺傷する細胞を答えよ。
答え：キラーＴ細胞

問題：胸腺を切除したマウスでは、移植された組織に対する拒絶反応の程度が低下することが知られている。胸腺はＴ細胞が成熟する場所である。このことからいえることは何か。１つ選べ。
①拒絶反応にはT細胞が関わる。
②拒絶反応にＴ細胞は関与しない。
③拒絶反応を起こすために胸腺は必要ない。
答え：①

●かつて、体を守る仕組みには「体液」が関わるとする体液説と、「細胞」によるとする細胞説が対立していた。北里柴三郎による血清学の発展によって細胞説の影は一時薄くなったが、現代では、「体液性免疫」と「細胞性免疫」という２つの仕組みが存在することが明らかになっている。体液説と細胞説はどちらも正しかったのである。
＊北里柴三郎：破傷風菌の発見者。ジフテリアおよび破傷風抗毒素血清の発見者。慶応義塾大学医学部、日本医師会を設立し、初代医師会長となった。門下に志賀潔がある。
＊志賀潔：赤痢菌を発見。赤痢菌属（シゲラ属 ）Shigella は、志賀潔を称えて命名された。
＊ジフテリア菌、破傷風菌、赤痢菌はすべて細菌（ジフテリア菌はコリネバクテリウム属、破傷風菌はクロストリジウム属）。



#恒常性
#生物基礎
#細胞性免疫

細胞性免疫　高校生物基礎

＊豚の血液を使った実験はこちら（血液が苦手な人は見ないでください。おすすめに出ないように限定公開にしてあります）。
①静脈血と動脈血の観察
   • 【実験】静脈血と動脈血　高校生物基礎  
②血球と血しょうの分離・血液凝固反応の阻止
   • 【実験】血球と血しょうの分離・血液凝固反応　高校生物  

【 note : https://note.com/yaguchihappy 】 

＊高校では、血小板に由来する因子を「血液凝固因子（凝固因子）」と呼ぶことも多い（板書では血小板因子としている）。テストでは学校の教材の解釈に合わせること（ただ、生理学では、ふつう凝固因子と言ったら、第Ⅰ因子～第XⅢ因子などの因子を指す。血小板固有の因子[血小板膜リン脂質と血小板中のα顆粒に含まれる特有のタンパク質]は、ふつう、血小板因子と呼ばれる）。

問題：血ぺいは（　①　）が（　②　）という繊維状のタンパク質にからめとられたものである。空欄を埋めよ。
答え：①血球　②フィブリン

●血液は酸素（ヘモグロビンに結合）や栄養分（血しょうに含まれる）を運ぶので、血液の流出は命にかかわる。
●血管が傷つくと傷口に血小板が集まって傷口をふさぐとともに、血小板から血液凝固に関わる因子（血小板因子。凝固因子と呼ばれることも多い）が血しょう中に放出される。すると、それらの因子などの働きによって、フィブリノーゲンから繊維状のフィブリンが形成される。
●フィブリンが血球を絡め取り、血ぺいが形成される。血ぺいによって傷口がふさがれるので出血が止まる
●血液凝固を防ぐには、①棒でフィブリンを絡め取る、②ヘパリンやヒルジンによるトロンビンの機能の阻害、③クエン酸ナトリウムによるCa2＋の除去などの方法がある。
＊ヘパリンは、血管内での血栓形成の阻止に使われている。ヘパリンは肝臓にもともと存在する血液凝固阻止物質として得られるが、医薬品として工業生産されている。ヒルジンは、医用ヒルの唾液腺中に含まれているポリペプチド。ヒルは、吸血と同時に、抗凝血作用を持つヒルジンを分泌する。ヒルジンの作用により、吸血後十数時間ゆっくりと出血が持続する。
●血液凝固反応とは逆に、固まった血液が溶ける反応を線溶（せんよう）という。
●血ぺいは血液を静かに放置することでも観察することが出来る。血液を放置すると、血ぺいと、液体成分の血清（＝うす黄色。血清の中には抗体が含まれることから、血清療法に使われる）とに分離する。
＊フィブリン（血球をからめとって血ぺいを生じさせるタンパク質）はフィブリノーゲンという物質からつくられる。つまり、血清は、血しょうからフィブリノーゲンを除いた物にほぼ等しい。
＊血液凝固反応の詳細
①損傷した組織から放出されるトロンボプラスチン（反応開始の引き金である）という血液凝固因子と、血小板から放出される血小板因子が、複雑な反応を経て、プロトロンビンをトロンビン（酵素の一種）にする。
②トロンビンはフィブリノーゲンをフィブリンに変える（ここまでの反応にはCa2＋が必要である）。
③フィブリンは血球をからめとり、血ぺいにする。
＊なお、実際は、血液凝固反応はもっと複雑な反応であり、他にも多数の凝固因子が関わる。多くのステップで、Ca2＋が必要になる。
＊以下に血液凝固因子を記すが、高校生は覚えなくてよい（発見順にローマ数字が振られている）。
第Ⅰ因子：フィブリノーゲン
第Ⅱ因子：プロトロンビン
第Ⅲ因子：組織トロンボプラスチン
第Ⅳ因子：Ｃａ２＋
第Ⅴ因子：不安定因子
第Ⅵ因子は欠番。現在用いられていない。
第Ⅶ因子：安定因子
第Ⅷ因子：抗血友病因子
第Ⅸ因子：クリスマス因子
第Ⅹ因子：Stuart因子
第Ⅺ因子：血しょうトロンボプラスチン前駆物質
第Ⅻ因子：ハーゲマン因子
第XⅢ因子：フィブリン安定化因子

●フィブリノーゲンの語尾「-gen」は、「源」という意味。つまりフィブリノーゲンはフィブリンの源という意味。
グリコーゲンがグルコースの源であるのとネーミング規則は同じ。
●タンパク質の語尾はinになっていることが多い。繊維状のタンパク質であるフィブリンもその例。
その他、インスリンやケラチンやクリスタリンやアクチンやミオシンやキネシンなど。みんな語尾がinになっている。
●血餅はゼリーみたいに見える。血清は、その生物が作った抗体を含んでいるので、ウサギなどの血清が血清療法に使われたりする。
●損傷した組織から放出されるトロンボプラスチンは、分子量約４５０００の糖タンパク質である。
●血栓はthrombusと言う。トロンビン等の語源である。
●血小板因子には、血小板膜リン脂質のほか、血小板に特有に存在するタンパク質がある。
＊血小板因子は、当初、第1因子～第9因子まで提唱されたが、その後、多くのものが整理され、第３因子（血小板膜リン脂質）と第4因子（血小板特有のタンパク質）だけがその名を残している。
●プラスミンという糖蛋白が、フィブリンを溶かし、血栓を溶解する現象を線溶（せんよう）という。この線溶の勢いと、血液凝固を進めようとする勢いが、常に働きあっている。優勢な方に現象が進む。
●どうして血液凝固因子が放出された後、関係ない様々な場所で血液凝固が起こらないのだろうか。いくつか理由はあるが、最もシンプルな理由は、血液に流れて因子が薄まるからである。
●実際は、血液凝固反応のルートには、損傷した組織からトロンボプラスチンが放出して始まる反応ルートと、破れた血管のコラーゲン等がきっかけになって始まる反応ルートがある。大学ではこの二つのルートをそれぞれ学ぶ。

0:00 血液凝固反応
5:07 血液凝固反応の阻止

#恒常性
#生物基礎
#血液凝固

血液凝固反応とその阻止　高校生物基礎

【 note : https://note.com/yaguchihappy 】 
無脊椎動物の体液濃度調節について講義します。
●様々な生物の周囲の外液の濃度を変えて、体液濃度がどう変化するかを調べると、動画のようなグラフが得られる。
・グラフが水平になっているところ
→その範囲では、外界の変化にかかわらず、体液の濃度を一定に保っている。
・グラフが（点線に沿って）ななめになっているところ
→外液の濃度が変化にあわせて、体液の濃度も変化してしまっている（外液濃度が上がると体液濃度も上がってしっている）＝その領域では、体液の濃度を調節できていない。
・グラフが途中で途切れているのは、その環境で動物が死んでしまい、データがとれないから。



問題：外洋に生息するケアシアニと海と河を行き来して生活するモクズガニでは、どちらのほうが体液の塩類濃度調節能力が高いと考えられるか。
答え：モクズガニ（海と河という異なる塩類濃度の環境に適応する必要がある）

問題：縦軸を体液の塩類濃度、横軸を外界の塩類濃度として、グラフを描いた場合、体液の塩類濃度調節能力が高い生物のグラフはおおよそどのような形になるか。選べ。
①グラフは短く、傾きが大きい。
②グラフは長く、水平。
答え：②グラフは長く（外界の塩類濃度が変化しても死なない）、水平（体液の塩類濃度が一定）

魚類の体液の濃度調節についての講義はこちら
   • 魚類における体液の濃度調節　高校生物基礎  

●普段、自身の恒常性を意識することはないかもしれない。しかし、もし熱いシャワーを浴びたり、いれたてのコーヒーを飲むたびに、体温が上昇したらどうなるだろう？体内環境を一定に保とうとする性質（恒常性）は、生物にとって非常に重要な性質である。


#生物基礎
#高校生物基礎
#恒常性

無脊椎動物の体液の濃度調節　高校生物基礎

【 note : https://note.com/yaguchihappy 】 
体温調節について講義します。自分で図を描けるようにしましょう。
語呂「アチアチ！発熱して震えてるじゃん！コッチこいよ！ドキドキ（アドレナリン、チロキシン、発熱、ふるえ、糖質コルチコイド、心拍促進）」意味のない語呂ですね。すみません。

●寒い時（寒い時の方がテストに出やすい）
（１）発熱量増大：チロキシン、糖質コルチコイド、アドレナリンが肝臓などの代謝を促進する。また、震え（骨格筋の周期的な収縮）によって発熱量が増大する。
＊寒い時に震えた経験はあると思う。
（２）放熱量減少：以下の①～③によって放熱量が減少する。
①皮膚の毛細血管の収縮。
②汗腺を刺激する交感神経が働かず、発汗されない。
③立毛筋の収縮。

●人類は、もともと緊張した際の滑り止めのためとして汗をかいていたが、それを体温調節のためにも使うようになった（全身発汗を行うようになった）という説がある。


問題：発熱量を増加させることで体温の上昇に働くホルモンを３つ、それぞれを分泌する内分泌腺とともに答えよ。

答え：チロキシン（甲状腺）、糖質コルチコイド（副腎皮質）、アドレナリン（副腎髄質）


問題：次の文章の誤りを指摘せよ。
「寒いとき、皮膚の血管が収縮し、立毛筋が収縮する。これらの反応には交感神経がかかわる。これらの反応により発熱量が増大する。」

答え：発熱量が増大するのではない。放熱量が減少する（体温上昇のしくみには、「発熱量増大」と「放熱量減少」という２つの方向のしくみがあることに注意。皮膚の血管が収縮してもほぼ発熱しない。熱が逃げる量が減るのである）。

●さらにパワーアップしたい人は、暑いときの体温調節の仕組みについても教科書や資料集で学びましょう（暑い時は、交感神経が汗腺からの発汗を促進し、放熱量を増大させる）。





 
#生物基礎
#恒常性
#ホルモン

体温調節　高校生物基礎

【 note : https://note.com/yaguchihappy 】 
ペプチドホルモン、ステロイドホルモンについて講義します。
語呂「10日で捨てろ（透過、ステロイドホルモン）」

●ホルモンとは、内分泌腺から血中に分泌される情報伝達物質の総称である。
●ホルモンhormoneの語源は「引き起こす」を意味するギリシャ語（horman）。ちなみに、焼き肉のホルモンは「ほうるもん（捨てる物）」に由来していると言われている。
●細胞は、受容体とよばれるタンパク質を持っており、その受容体にホルモンが結合することで細胞の中で特定の化学反応がスタートする。受容体は細胞膜上（ペプチドホルモンの場合）にあったり、細胞内（ステロイドホルモンの場合）にあったりする。
●細胞膜はリン脂質、つまり脂質（非極性分子）なので、同じ脂質の仲間であるステロイドホルモンは通過できます。極性分子は、同じ極性分子である水分子に引き付けられ、生体膜を横断することができない。
●チロキシンはステロイドホルモンではないが、脂溶性なので、細胞膜を通過できる。
●例外的に、細胞膜上の受容体に結合するステロイドホルモンもある。ステロイドホルモンであるプロゲステロンは、両生類では卵細胞膜に局在する膜受容体に結合し、細胞内情報伝達系を介して卵成熟を誘起する。
●ステロイドはシクロヘキサン環三つとシクロペタン環一つが繋がった構造（ステロイド核）をもつ化合物の総称である。胆汁酸やコレステロール、ホルモンとして動植物中に広く存在している。この複雑な有機物は、十九世紀から研究者の注目を集めていた。ステロイドのひとつに性ホルモンがある。ドイツの研究者ブーテナントは、女性ホルモンの結晶、男性ホルモンの結晶の単離に成功した。彼は性ホルモンの結晶単離と化学構造の解明の業績で1939年のノーベル賞に選ばれたが、ナチスが受賞を禁じたため辞退した。その後、第二次世界大戦後の1949年に受賞した。彼はさらに昆虫の脱皮・変態ホルモンであるエクジソンの単離に成功している。



問題：一般に細胞膜を通過できるのは①ステロイドホルモン②ペプチドホルモン　どちらか？
答え：①

問題：ペプチドホルモンの受容体はふつう①細胞膜　②細胞質　のどちらにあるか？
答え：①（ペプチドホルモンは細胞膜を通過できない。ペプチドホルモンは細胞膜上で受容体と結合する。その情報は細胞内にある別の物質に伝わる。その結果、細胞内で調節タンパク質がＤＮＡに結合し、転写を調節する。逆に、脂溶性のステロイドホルモンは細胞膜を通過できるので[細胞膜の主成分はリン脂質]、ステロイドホルモンの受容体は細胞質にあることが多い。ステロイドホルモンとその受容体は結合した後、セットになってＤＮＡに結合し、転写を調節することが多い）

#生物
#高校生物
#ホルモン

ペプチドホルモンとステロイドホルモン　高校生物

【 note : https://note.com/yaguchihappy 】
抗原と抗体の反応（抗原抗体反応）によって生じる沈降線について講義します。

●　抗原と抗体は、丁度良い濃度で出会うと、（抗原抗体反応によって繋がり合い）沈降する（抗原と抗体がすべて沈降物の形成に使われる、最も効率の良い量比がある）。
＊知らなくよいが、光学顕微鏡では見えないような小さな抗原と、それに対する抗体が反応して、眼に見える乳濁状の沈降物を形成するような抗原抗体反応を、沈降反応という。
●　寒天に小さな穴をあけて、そこに抗原や抗体を入れ、拡散させると、沈降物ができたところに線（沈降線）が見える（知らなくてよいが、この反応をゲル内沈降反応という）。
●　寒天にあけた穴（ウェルwellと言う）に入った抗原と抗体は、それぞれ周囲に拡散する。ウェルから遠くなるほどに濃度が薄くなり、一定の濃度勾配を形成する。それぞれが出会って最適比となるところで沈降線をつくる。
●　動画のような実験を行い、２か所に置いた抗原の一部が共通している場合、片方の沈降線は交点よりも先に延びる（この部分をスパー[突出線]という）。スパーが見られた場合、配置した抗原には共通性があることがわかる。
●　抗体が結合する抗原分子の部分構造を、抗原決定基（こうげんけっていき）、またはエピトープと呼ぶ。抗原は多くの場合、複数の抗原決定基をもつ（抗原によって抗原決定基の数は様々である）。




#生物基礎 
#免疫 
#恒常性

抗原抗体反応と沈降線【免疫】　高校生物基礎発展

【 note : https://note.com/yaguchihappy 】 
腎臓における、グルコースのろ過量・再吸収量・尿中へ排出される量を示したグラフについて講義します。

腎臓についての基礎的な講義はこちら↓
   • 腎臓 　高校生物基礎  

腎臓についての発展的な計算問題はこちら↓
   • 腎臓の計算問題（再吸収量の求め方）　高校生物基礎発展  


●　健康な成人の場合、糸球体からボーマンのうへろ過されたグルコースは、細尿管でほぼ100%再吸収される。しかし、血糖値が異常に高い糖尿病患者の尿中には、グルコースが大量に排出される。この事実は、グルコースの再吸収には細尿管に発現する輸送体（細胞膜に埋め込まれた、物質を輸送するためのタンパク質。今回の場合、グルコースを輸送する。その輸送能力には上限がある）が必要であること、また、その輸送能力を超える量のグルコースがろ過されると、再吸収されなかった一部のグルコースが尿中に排出されることを意味する。
●　正常な血糖値は、およそ100mg/100mL（質量パーセント濃度0.1%）である。
●　（何らかの原因で）血しょう中のグルコース濃度が正常な範囲を超えて高くなっていくと、再吸収しきれなかったグルコースが尿中に排出されるようになる（再吸収できる量には限界がある）。
●　正常な血しょうグルコース濃度では、グルコースろ過量＝グルコース再吸収量となっていて（ふつう[正常な血糖値の範囲では]、グルコースはすべて再吸収される）、尿中に排泄されるグルコース量は０である。
●　（ろ過されるグルコース量）ー（再吸収されるグルコース量）＝（尿中に排泄されるグルコース量）の関係になっている。
（赤いグラフ[ろ過量]の高さー緑のグラフ[再吸収量]の高さ＝黄色のグラフ[尿中へ排出される量]の高さ）
これは、「再吸収しきれなかった（グルコース）量が尿中に出てきてしまう」ということを表している。





#高校生物基礎
#腎臓
#恒常性

【腎臓】グルコースの輸送量に関するグラフ　高校生物基礎

【 note : https://note.com/yaguchihappy 】 
ウイルスについて解説します。ウイルスは、悪魔でも、呪いでもありません。生物学的にウイルスを考えます。
●入試に出題される点を中心に説明していますが、発展や雑談も多く含んでいます。
●動画中の系統樹には、原核生物である古細菌ドメインは描いていません。
●ウイルスは、細胞でできていない、単独で増殖できない、RNAに遺伝子を持つものがいる、ATPを用いた代謝を行わないなどの理由から、生物とは呼べません。
●1mm=1000μm（マイクロメートル）=1000,000nm（ナノメートル）です。
●RNAウイルスには、逆転写酵素によって、RNAからDNAを作り出すものがいます。この、RNAをもとにDNAを作り出す現象を、まるで転写の逆のような現象なので、逆転写といいます。
また、ウイルスも、遺伝子をRNAやDNAに持ちます。だから、PCRでそれらを増幅にかけることで、ウイルスの存在量を推定することができるのですね。（ウイルス由来の核酸にのみ存在する配列に対してプライマーを設計すれば良いわけです。RNAはDNAに逆転写してからPCRで増幅させることが多いです）。
●空気中にはRNA分解酵素が大量に存在します。地球上の至る所に存在するRNA分解酵素は、元々生物の体にあったものと考えられています。もしかしたら、これほど大量に生物がRNA分解酵素を持つのは、ウイルスへの対策なのかもしれません。
●大学入試を意識して解説しています。現実には様々な例外があります。ウイルスを生物に含める学者もいます。
● ウイルスvirusの基本構造は、ゲノムを含む、つまり遺伝情報を担う、核酸（ DNAあるいは RNAのいずれか）と、それを取り囲むタンパク質の殻からなっている。中心のウイルス核酸とそれに随伴するタンパクをコア coreと呼ぶ。このコアを保護する形でカプシド capsidと呼ばれるタンパクの殻が取り囲んでいることが多い。
さらに、宿主細胞からくっついてきた、エンベロープという脂質二重層を纏うものもいる。
A.M.Lwoffら(1957)は、「細胞内だけで増殖し、潜在的に病原性をもつ感染性の粒子」のうち、次のような属性をもつものをウイルスと定義した。
(1)核酸としてDNAかRNAのどちらか一方をもつ。
(2)核酸だけから複製される。
(3)二分裂で増殖しない。
(4)ATPを用いたエネルギー代謝系を欠く。
(5)宿主のリボソームをタンパク質合成に利用する。
これらのことから一般にウイルスは生物とは別の扱いをされる。
生物と非生物の間などと言われることもある。
その起原については、動画で説明した説の他に、小型のトランスポゾン（動く遺伝子）が独立して細胞外に出られる機能をそなえるに至ったものとする説など、色々な説がある。
●ウイルス感染が宿主細胞に 与える影響にもさまざまなものがある。
①子ウイルスが全く産生されない中絶タイプのウィルス感染。
②感染細胞そのものの死もなく子ウィルスもきちんと放出される生産的なウイルス感染。
③宿主細胞に潜伏感染が成立してしまうタイプのウイルス感染。そのような潜伏感染タイプのウィルスは数ヵ月後あるいは数年後に再活性化され、生産的感染へ誘導されることがある。（ウイルスの核酸はウイルスによって宿主の染色体へ挿入される事もあれば、挿入されないこともある。）
④宿主細胞が死に至り子ウイルスは産生されるタイプのウィルス感染
である 。
●動画に出てくるdsDNAの、dsとは、ダブル　ストランド、二本鎖という意味である。ssDNAのssとは、シングル　ストランド、一本鎖という意味である。
●コロナウイルスは、ssRNA、つまり一本鎖RNAにゲノムをもつウイルスである。このゲノムの情報は、まだ不明な点が多いが、 mRNAとなることが知られている。

#生物基礎
#ウイルス
#高校生物
#新型コロナウイルス

恒常性【高校生物基礎】

ABO式血液型　高校生物

肝臓　高校生物基礎

ウイルス　高校生物・生物基礎

酸素解離曲線①（基本編）　高校生物基礎

酸素解離曲線②（問題編）　高校生物基礎

遺伝子の再編成【免疫】　高校生物

無脊椎動物の体液の濃度調節　高校生物基礎

体温調節　高校生物基礎

魚類における体液の濃度調節　高校生物基礎

血糖値の調節②（低血糖のなおしかた）　高校生物基礎

間脳・脳下垂体　高校生物基礎

チロキシンの分泌と負のフィードバック作用　高校生物基礎

ホルモン・内分泌腺・外分泌腺　高校生物基礎

腎臓　高校生物基礎

細胞性免疫　高校生物基礎

体液性免疫　高校生物基礎

適応免疫（獲得免疫）・MHC　高校生物基礎

MHC　高校生物

ペプチドホルモンとステロイドホルモン　高校生物

浸透圧・溶血　高校生物

血液凝固反応とその阻止　高校生物基礎

神経系の分類と自律神経系　高校生物基礎

免疫反応の異常と免疫の利用（アレルギーやワクチンなど）　高校生物基礎

クローン選択説【免疫】　高校生物基礎発展

腎臓の計算問題（再吸収量の求め方）　高校生物基礎発展

圧ー容量曲線【心臓】　高校生物基礎発展

【腎臓】グルコースの輸送量に関するグラフ　高校生物基礎

HIV（ヒト免疫不全ウイルス）　高校生物基礎発展

抗原抗体反応と沈降線【免疫】　高校生物基礎発展

恒常性【高校生物基礎】

ABO式血液型 高校生物

肝臓 高校生物基礎

ウイルス 高校生物・生物基礎

酸素解離曲線①（基本編） 高校生物基礎

酸素解離曲線②（問題編） 高校生物基礎

遺伝子の再編成【免疫】 高校生物

無脊椎動物の体液の濃度調節 高校生物基礎

体温調節 高校生物基礎

魚類における体液の濃度調節 高校生物基礎

血糖値の調節②（低血糖のなおしかた） 高校生物基礎

間脳・脳下垂体 高校生物基礎

チロキシンの分泌と負のフィードバック作用 高校生物基礎

ホルモン・内分泌腺・外分泌腺 高校生物基礎

腎臓 高校生物基礎

細胞性免疫 高校生物基礎

体液性免疫 高校生物基礎

適応免疫（獲得免疫）・MHC 高校生物基礎

MHC 高校生物

ペプチドホルモンとステロイドホルモン 高校生物

浸透圧・溶血 高校生物

血液凝固反応とその阻止 高校生物基礎

神経系の分類と自律神経系 高校生物基礎

免疫反応の異常と免疫の利用（アレルギーやワクチンなど） 高校生物基礎

クローン選択説【免疫】 高校生物基礎発展

腎臓の計算問題（再吸収量の求め方） 高校生物基礎発展

圧ー容量曲線【心臓】 高校生物基礎発展

【腎臓】グルコースの輸送量に関するグラフ 高校生物基礎

HIV（ヒト免疫不全ウイルス） 高校生物基礎発展

抗原抗体反応と沈降線【免疫】 高校生物基礎発展

ABO式血液型　高校生物

肝臓　高校生物基礎

ウイルス　高校生物・生物基礎

酸素解離曲線①（基本編）　高校生物基礎

酸素解離曲線②（問題編）　高校生物基礎

遺伝子の再編成【免疫】　高校生物

無脊椎動物の体液の濃度調節　高校生物基礎

体温調節　高校生物基礎

魚類における体液の濃度調節　高校生物基礎

血糖値の調節②（低血糖のなおしかた）　高校生物基礎

間脳・脳下垂体　高校生物基礎

チロキシンの分泌と負のフィードバック作用　高校生物基礎

ホルモン・内分泌腺・外分泌腺　高校生物基礎

腎臓　高校生物基礎

細胞性免疫　高校生物基礎

体液性免疫　高校生物基礎

適応免疫（獲得免疫）・MHC　高校生物基礎

MHC　高校生物

ペプチドホルモンとステロイドホルモン　高校生物

浸透圧・溶血　高校生物

血液凝固反応とその阻止　高校生物基礎

神経系の分類と自律神経系　高校生物基礎

免疫反応の異常と免疫の利用（アレルギーやワクチンなど）　高校生物基礎

クローン選択説【免疫】　高校生物基礎発展

腎臓の計算問題（再吸収量の求め方）　高校生物基礎発展

圧ー容量曲線【心臓】　高校生物基礎発展

【腎臓】グルコースの輸送量に関するグラフ　高校生物基礎

HIV（ヒト免疫不全ウイルス）　高校生物基礎発展

抗原抗体反応と沈降線【免疫】　高校生物基礎発展