第2章 人体の働き T 人体の構造と働き

 ヒトの体は,細胞が集まって構成されており,関連する働きを持つ細胞が集まって組織を作り,複数の組織が組み合わさって一定の形態を持ち,特定の働きをする器官が形成される。 器官が互いに連絡して協働し,全体として一つの機能を持つ場合,それらを器官系という。

1 内臓器官

1)消化器系

 飲食物を消化して生命を維持していくため必要な栄養分として吸収し,その残滓を体外に排出する器官系である。これに関わる器官として,次のものがある。
○ 消化管:口腔,咽頭,食道,胃,小腸,大腸,肛門
○ 消化腺:唾液腺,肝臓,胆嚢,膵臓など
 消化管は,口腔から肛門まで続く管で,平均的な成人で全長約9mある。飲食物はそのままの形で栄養分として利用できず,消化管で吸収される形に分解する必要があるが,これを消化という。消化には,消化腺から分泌される消化液による化学的消化と,咀嚼(食物を噛み,口腔内で粉砕すること)や消化管の運動による機械的消化とがある。
○ 化学的消化:消化液に含まれる消化酵素の作用によって飲食物を分解する。
○ 機械的消化:口腔における咀嚼や,消化管の運動などによって消化管の内容物を細かくして消化液と混和し,化学的消化を容易にする。

(a) 口腔

@ 歯
 歯は,歯周組織(歯肉,歯根膜,歯槽骨,セメント質)によって上下の顎の骨に固定されている。歯槽骨の中に埋没している歯の部分を歯根,歯頚(歯肉線のあたり)を境に口腔に露出する部分を歯冠という。
 歯冠の表面はエナメル質で覆われ,体で最も硬い部分となっている。エナメル質の下には象牙質と呼ばれる硬い骨状の組織があり,神経や血管が通る歯髄を取り囲んでいる。歯の齲蝕が象牙質に達すると,神経が刺激されて,歯がしみたり痛みを感じるようになる。
A 舌
 舌の表面には,舌乳頭という無数の小さな突起があり,味覚を感知する部位である味蕾が分布している。舌は味覚を感知するほか,咀嚼された飲食物を撹拌して唾液と混和させる働きがある。
B 唾液腺
 唾液を分泌し,食物を湿潤させてかみ砕きやすくし,また,咀嚼物を滑らかにして嚥下を容易にする。唾液には,デンプンをデキストリンや麦芽糖に分解する消化酵素(プチアリン。唾液アミラーゼともいう。)が含まれ,また,味覚の形成にも重要な役割を持つ。
 唾液は,リゾチームxvi等の殺菌・抗菌物質を含んでおり,口腔粘膜の保護・洗浄,殺菌等の作用もある。また,唾液によって口腔内はpH がほぼ中性に保たれ,酸による歯の齲蝕を防いでいる。

(b) 咽頭,食道

 咽頭は,口腔から食道に通じる食物路と,呼吸器の気道とが交わるところである。飲食物を飲み込む運動(嚥下)が起きるときには,喉頭の入り口にある弁(喉頭蓋)が反射的に閉じることにより,飲食物が喉頭や気管に流入せずに食道へと送られる。
 食道は喉もとから上腹部のみぞおち近くまで続く,直径1〜2cm の管状の器官で,消化液の分泌腺はない。嚥下された飲食物は,重力によって胃に落ち込むのでなく,食道の運動によって胃に送られる。食道の上端と下端には括約筋があり,胃の内容物が食道や咽頭に逆流しないように防いでいる。胃液が食道に逆流すると,むねやけが起きる。

(c) 胃

 上腹部にある中空の臓器で,中身が空の状態では扁平に縮んでいるが,食道から内容物が送られてくると,その刺激に反応して胃壁の平滑筋が弛緩し,容積が拡がる(胃適応性弛緩)。
 胃の内壁は粘膜で覆われて多くのひだをなしている。粘膜の表面には無数の微細な孔があり,胃腺につながって塩酸(胃酸)のほか,ペプシノーゲンなどを分泌している。ペプシノーゲンは胃酸によって,タンパク質を消化する酵素であるペプシンとなり,胃酸とともに胃液として働く。タンパク質がペプシンによって半消化された状態をペプトンという。また,胃酸は,胃内を強酸性に保って内容物が腐敗や発酵を起こさないようにする役目も果たしている。
 胃液による消化作用から胃自体を保護するため,胃の粘膜表皮を覆う細胞から粘液が分泌されている。胃液分泌と粘液分泌のバランスが崩れると,胃液により胃の内壁が損傷を受けて胃痛等の症状を生じることがある。また,胃粘液に含まれる成分は,小腸におけるビタミンB12の吸収にも重要な役割を果たしている。
 食道から送られてきた内容物は,胃の運動によって胃液と混和され,かゆ状となって小腸に送り出されるまで数時間,胃内に滞留する。滞留時間は,炭水化物主体の食品の場合には比較的短く,脂質分の多い食品の場合には比較的長い。

(d) 小腸

 全長6〜7mの管状の臓器で,十二指腸,空腸,回腸の3部分に分かれる。
 十二指腸は,胃から連なる約25cm のC字型に彎曲した部分で,彎曲部には膵臓からの膵管と胆嚢からの胆管の開口部があって,それぞれ膵液と胆汁を腸管内へ送り込んでいる。
 腸の内壁からは腸液が分泌され,十二指腸で分泌される腸液に含まれる成分の働きによって,膵液中のトリプシノーゲンがトリプシンになる。トリプシンは,胃で半消化されたタンパク質(ペプトン)をさらに細かく消化する酵素である。
 小腸のうち十二指腸に続く部分の,概ね上部40%が空腸,残り約60%が回腸であるが,明確な境目はない。空腸で分泌される腸液(粘液)に,腸管粘膜上の消化酵素(半消化されたタンパク質をアミノ酸まで分解するエレプシン,炭水化物を単糖類(ブドウ糖,ガラクトース,果糖)まで分解するマルターゼ,ラクターゼ等)が加わり,消化液として働く。
 小腸の運動によって,内容物がそれらの消化液(膵液,胆汁,腸液)と混和されながら大腸へと送られ,その間に消化と栄養分の吸収が行われる。
 小腸は栄養分の吸収に重要な器官であるため,内壁の表面積を大きくする構造を持つ。十二指腸の上部を除く小腸の内壁には輪状のひだがあり,その粘膜表面は絨毛(柔突起ともいう)に覆われてビロード状になっている。絨毛を構成する細胞の表面には,さらに微絨毛が密生して吸収効率を高めている。
 炭水化物とタンパク質は,消化酵素の作用によってそれぞれ単糖類,アミノ酸に分解されて吸収される。脂質(トリグリセリド)は,消化酵素(リパーゼ)の作用によって分解を受けるが,小腸粘膜の上皮細胞で吸収されると脂質に再形成され,乳状脂粒(リポタンパク質の一種でカイロミクロンとも呼ばれる)となる。その際,脂溶性ビタミンも一緒に取り込まれる。

(e) 膵臓

 胃の後下部に位置する細長い臓器で,膵液を十二指腸へ分泌する。膵液は弱アルカリ性で,胃で酸性となった内容物を中和するのに重要である。膵液は,消化酵素の前駆体タンパクであり消化管内で活性体であるトリプシンに変換されるトリプシノーゲンのほか,デンプンを分解するアミラーゼ(膵液アミラーゼ),脂質を分解するリパーゼなど,多くの消化酵素を含んでいる。すなわち,膵臓は,炭水化物,タンパク質,脂質のそれぞれを消化するすべての酵素の供給を担っている。
 また,膵臓は,消化腺であるとともに,血糖値を調節するホルモン(インスリン及びグルカゴン)等を血液中に分泌する内分泌腺でもある。

(f) 胆嚢,肝臓

 胆嚢は,肝臓で産生された胆汁を濃縮して蓄える器官で,十二指腸に内容物が入ってくると収縮して腸管内に胆汁を送り込む。
胆汁に含まれる胆汁酸塩(コール酸,デオキシコール酸等の塩類)は,脂質の消化を容易にし,また,脂溶性ビタミンの吸収を助ける。腸内に放出された胆汁酸塩の大部分は,小腸で再吸収されて肝臓に戻される(腸肝循環)。
胆汁には,古くなった赤血球や過剰のコレステロール等を排出する役割もある。胆汁に含まれるビリルビン(胆汁色素)は,赤血球中のヘモグロビンが分解されて生じた老廃物で,腸管内に排出されたビリルビンは,腸管内に生息する常在細菌(腸内細菌)によって代謝されて,糞便を茶褐色にする色素となる。
 肝臓は,大きい臓器であり,横隔膜の直下に位置する。胆汁を産生するほかに,主な働きとして次のようなものがある。
i) 栄養分の代謝・貯蔵
 小腸で吸収されたブドウ糖は,血液によって肝臓に運ばれてグリコーゲンとして蓄えられるxviii。グリコーゲンは,ブドウ糖が重合してできた高分子多糖で,血糖値が下がったときなど,必要に応じてブドウ糖に分解されて血液中に放出される。皮下組織等に蓄えられた脂質も,一度肝臓に運ばれてからエネルギー源として利用可能な形に代謝される。
 また,肝臓は,脂溶性ビタミンであるビタミンA,D等のほか,ビタミンB6やB12等の水溶性ビタミンの貯蔵臓器でもある。
ii) 生体に有害な物質の無毒化・代謝
 消化管等から吸収された,又は体内で生成した,滞留すると生体に有害な物質を,肝細胞内の酵素系の働きで代謝して無毒化しxix,又は体外に排出されやすい形にする。
医薬品として摂取された物質の多くも,肝臓において代謝される。
 アルコールの場合,胃や小腸で吸収されるが,肝臓へと運ばれて一度アセトアルデヒドxxに代謝されたのち,さらに代謝されて酢酸となる。アミノ酸が分解された場合等に生成するアンモニアも,体内に滞留すると有害な物質であり,肝臓において尿素へと代謝される。
 ヘモグロビンが分解して生じたビリルビンも肝臓で代謝されるが,肝機能障害や胆管閉塞などを起こすとビリルビンが循環血液中に滞留して,黄疸(皮膚や白目が黄色くなる症状)を生じる。
iii) 生体物質の産生
 生体物質とは生物の体内に存在する化学物質の総称であり,胆汁酸やホルモンなどの生合成の出発物質となるコレステロール,フィブリノゲン等の血液凝固因子,アルブミン等,生命維持に必須な役割を果たす種々の生体物質は,肝臓において産生される。また,肝臓では,必須アミノ酸xxi以外のアミノ酸を生合成することができる。

(g) 大腸

 盲腸,虫垂,上行結腸,横行結腸,下行結腸,S状結腸,直腸からなる管状の臓器で,内壁粘膜に絨毛がない点で小腸と区別される。
 腸の内容物は,大腸に入ってきたときはかゆ状であるが,大腸の運動によって腸管内を通過するに従って水分とナトリウム,カリウム,リン酸等の電解質の吸収が行われ,固形状の糞便が形成される。大腸では消化はほとんど行われない。大腸の粘膜から分泌される粘液(大腸液)は,便塊を粘膜上皮と分離しやすく滑らかにする。
 大腸内には腸内細菌が多く存在し,腸管内の食物繊維(難消化性多糖類)を発酵分解する。大腸の粘膜上皮細胞は,腸内細菌が食物繊維を分解して生じる栄養分を,その活動に利用しており,大腸が正常に働くには,腸内細菌の存在が重要である。また,大腸の腸内細菌は,血液凝固や骨へのカルシウム定着に必要なビタミンK等の物質も産生している。なお,腸内細菌による発酵で,糞便の臭気の元となる物質やメタン,二酸化炭素等のガスが生成される。
 通常,糞便の成分の大半は水分で,そのほか,はがれ落ちた腸壁上皮細胞の残骸(15〜20%)や腸内細菌の死骸(10〜15%)が含まれxxii,食物の残滓は約5%に過ぎない。
 糞便となって直腸に達すると,刺激が脳に伝わって便意を生じる。
 直腸は,大腸の終末の部分で,肛門へと続いている。通常,糞便は下行結腸,S状結腸に滞留し,直腸は空になっている。S状結腸に溜まった糞便が直腸へ送られてくると,その刺激に反応して便意が起こる。

(h) 肛門

 直腸粘膜が皮膚へと連なる体外への開口部である。直腸粘膜と皮膚の境目になる部分には歯状線と呼ばれるギザギザの線がある。
 肛門周囲は肛門括約筋で囲まれており,排便を意識的に調節することができる。また,静脈が細かい網目状に通っていて,肛門周囲の組織がうっ血すると痔の原因となる。

2)呼吸器系

 呼吸を行うための器官系で,鼻腔,咽頭,喉頭,気管,気管支,肺からなる。鼻腔から気管支までの呼気及び吸気の通り道を気道といい,そのうち,咽頭・喉頭までの部分を上気道,気管から気管支,肺までの部分を下気道という。
 呼吸器は常時外気と接触する器官であり,様々な異物,病原物質の侵入経路となるため,幾つもの防御機構が備わっている。

(a) 鼻腔

 鼻の内側の空洞部分である。鼻腔の入り口(鼻孔)にある鼻毛は,空気中の塵,埃等を吸い込まないようにするフィルターの役目を果たしている。
 鼻腔の内壁は,粘膜で覆われた棚状の凸凹になっており,吸入された空気との接触面積を広げ,効率よく適度な湿り気と温もりを与えて,乾燥した冷たい外気が流れ込むのを防いでいる。鼻腔内に物理的又は化学的な刺激を受けると,反射的にくしゃみが起きて激しい呼気とともに刺激の原因物を排出しようとする。
 鼻腔の内壁には粘液分泌腺が多く分布し,鼻汁を分泌する。鼻汁は,鼻から吸った空気に湿り気を与えたり,粘膜を保護するため,常に少しずつ分泌されている。鼻汁にはリゾチームが含まれ,気道の防御機構の一つとなっている。かぜやアレルギーのときなどには,防御反応として大量に鼻汁が分泌されるようになる。

(b) 咽頭

 鼻腔と口腔につながっており,咽頭は消化管と気道の両方に属する。
咽頭の後壁には扁桃があり,粘膜表面が凸凹している。扁桃はリンパ組織(白血球の一種であるリンパ球が密集する組織)が集まってできていて,気道に侵入してくる細菌,ウイルス等に対する免疫反応が行われる。

(c) 喉頭,気管,気管支

 喉頭は,咽頭と気管の間にある軟骨に囲まれた円筒状の器官で,軟骨の突起した部分(喉頭隆起)がいわゆる「のどぼとけ」である。喉頭は,発声器としての役割もあり,呼気で喉頭上部にある声帯を振動させて声が発せられる。声帯に過度の負担がかかると,声がかすれてくる。
 喉頭から肺へ向かう気道が左右の肺へ分岐するまでの部分を気管といい,そこから肺の中で複数に枝分かれする部分を気管支という。喉頭の大部分と気管から気管支までの粘膜は線毛上皮で覆われており,吸い込まれた粉塵,細菌等の異物は,気道粘膜から分泌される粘液にからめ取られ,線毛運動による粘液層の連続した流れによって気道内部から咽頭へ向けて排出され,唾液とともに嚥下される。

(d) 肺

 胸部の左右両側に1対ある。肺自体には肺を動かす筋組織がないため,自力で膨らんだり縮んだりするのではなく,横隔膜や肋間筋によって拡張・収縮して呼吸運動が行われている。
 肺の内部で気管支が細かく枝分かれし,末端はブドウの房のような構造となっており,その球状の袋部分を肺胞という。肺胞の壁は非常に薄くできていて,周囲を毛細血管が網のように取り囲んでいる。肺胞と毛細血管を取り囲んで支持している組織を間質という。
 肺胞の壁を介して,心臓から送られてくる血液から二酸化炭素が肺胞気中に拡散し,代わりに酸素が血液中の赤血球に取り込まれるガス交換が行われるxxiv。肺胞気中の二酸化炭素は,呼気に混じって排出される。

3)循環器系

 体液(血液やリンパ液)を体内に循環させ,酸素,栄養分等を全身の組織へ送り,老廃物を排泄器官へ運ぶための器官系で,心臓,血管系,血液,脾臓,リンパ系からなる。
 血管系が心臓を中心とする閉じた管(閉鎖循環系)であるのに対して,リンパ系は末端がリンパ毛細管となって組織の中に開いている開放循環系である。

(a) 心臓

 心筋でできた握りこぶし大の袋状の臓器で,胸骨の後方に位置する。血液は心臓がポンプの役目を果たすことによって循環している。
 心臓の内部は上部左右の心房,下部左右の心室の4つの空洞に分かれている。心房で血液を集めて心室に送り,心室から血液を拍出する。このような心臓の動きを拍動という。その際に血液が確実に一方向に流れるよう,心室には血液を取り込む側と送り出す側にそれぞれ弁があり,拍動と協調して交互に開閉する。
 心臓の右側部分(右心房,右心室)は,全身から集まってきた血液を肺へ送り出す。肺でのガス交換が行われた血液は,心臓の左側部分(左心房,左心室)に入り,そこから全身に送り出される。

(b) 血管系(動脈,静脈,毛細血管)

 血液が血管中を流れる方向は一定しており,心臓から拍出された血液を送る血管を動脈,心臓へ戻る血液を送る血管を静脈という。いずれも血管壁が収縮すると血管は細くなり,弛緩すると拡張し,心拍数と同様に自律神経系によって制御される。
 動脈は弾力性があり,圧力がかかっても耐えられるようになっているxxv。動脈の多くは体の深部を通っているが,頚部,手首,肘の内側等では皮膚表面近くを通るため,心拍に合わせて脈がふれる。血管壁にかかる圧力(血圧)は,通常,上腕部の動脈で測定される。
 静脈は皮膚表面近くを通っている部分が多く,皮膚の上から透けて見える。静脈にかかる圧力は比較的低いため,血管壁は動脈よりも薄い。四肢を通る静脈では血流が重力の影響を受けやすいため,一定の間隔で存在する内腔に向かう薄い帆状のひだ(静脈弁)が発達しており,血液の逆流を防いでいる。
 毛細血管は,動脈と静脈の間をつなぐように体中の組織に細かく張り巡らされている細い血管である。毛細血管の薄い血管壁を通して,酸素と栄養分が血液中から組織へ運び込まれ,それと交換に二酸化炭素や老廃物が組織から血液中へ取り込まれる。
 消化管壁を通っている毛細血管の大部分は,門脈と呼ばれる血管に集まって肝臓に入る。
 消化管ではアルコール,毒素等のように生体に悪影響を及ぼす物質が取り込まれることがあるため,消化管で吸収された物質が一度肝臓を通って代謝や解毒を受けた後に,血流に乗って全身を循環する仕組みとなっている。

(c) 血液

 血液は,血漿と血球からなり,酸素や栄養分を全身の組織に供給し,二酸化炭素や老廃物を肺や腎臓へ運ぶほか,ホルモンの運搬によって体内各所の器官・組織相互の連絡を図る役割もある。また,血液の循環によって,体内で発生した温熱が体表,肺,四肢の末端等に分配され,全身の温度をある程度均等に保つのに役立っている。
@ 血漿
 90%以上が水分からなり,アルブミン,グロブリン等のタンパク質のほか,微量の脂質,糖質,電解質を含む。
 アルブミンは,血液の浸透圧を保持する(血漿成分が血管から組織中に漏れ出るのを防ぐ)働きがあるほか,ホルモンや医薬品の成分等と複合体を形成して,それらが血液によって運ばれるときに代謝や排泄を受けにくくする。
 グロブリンは,その多くが,免疫反応において,体内に侵入した細菌やウイルス等の異物を特異的に認識する抗体としての役割を担うため,そういったものは免疫グロブリンとも呼ばれる。
 脂質(中性脂肪,コレステロール等)は,血漿中のタンパク質と結合してリポタンパク質を形成し,血漿中に分散している。なお,血液の粘稠性は,主として血漿の水分量や赤血球の量で決まり,血中脂質量はほとんど影響を与えない。
A 血球(赤血球,白血球,血小板)
赤血球】 中央部がくぼんだ円盤状の細胞で,血液全体の約40%を占め,赤い血色素(ヘモグロビン)を含む。
 ヘモグロビンは鉄分と結合したタンパク質で,酸素量の多いところ(肺胞の毛細血管)で酸素分子と結合し,酸素が少なく二酸化炭素が多いところ(末梢組織の毛細血管)で酸素分子を放出する性質がある。このようなヘモグロビンの性質によって,肺で取り込まれた酸素が,全身の組織へ供給される(二酸化炭素はヘモグロビンとほとんど結合せず,血漿中に溶け込んで末梢組織から肺へ運ばれる)。
 赤血球は骨髄で産生されるが,赤血球の数が少なすぎたり,赤血球中のヘモグロビン量が欠乏すると,血液は酸素を十分に供給できず,疲労や血色不良などの貧血症状が現れる。その原因としては,食事の偏りや胃腸障害等のため赤血球の産生に必要なビタミンが不足することによる場合(ビタミン欠乏性貧血)や,月経過多や消化管出血等による血液損失等のためヘモグロビンの生合成に必要な鉄分が不足することによる場合(鉄欠乏性貧血)などがある。
白血球】 体内に侵入した細菌やウイルス等の異物に対する防御を受け持つ細胞である。
 形態や機能等の違いにより,数種類に細分類される。
@) 好中球は,最も数が多く,白血球の約60%を占めている。血管壁を通り抜けて組織の中に入り込むことができ,感染が起きた組織に遊走して集まり,細菌やウイルス等を食作用によって取り込んで分解する。
A) リンパ球は,白血球の約1/3を占め,血液のほかリンパ液にも分布して循環している。リンパ節,脾臓等のリンパ組織で増殖し,細菌,ウイルス等の異物を認識したり(T細胞リンパ球),それらに対する抗体(免疫グロブリン)を産生する(B細胞リンパ球)。
B) 単球は,白血球の約5%と少ないが最も大きく,強い食作用を持つ。血管壁を通り抜けて組織の中に入り込むことができ,組織の中ではマクロファージ(貪食細胞)と呼ばれる。
C) これらのほか,アレルギーに関与する白血球もある。
 これら種々の白血球が協働して,生体の免疫機能が発揮される。感染や炎症などが起きると全体の数が増加するとともに,種類ごとの割合も変化する。
血小板】 血管が破れたり切れたりすると,血液が血管外に漏れ出す。血管だけでなく皮膚まで傷ついて血液が体の外に流れ出す出血(外出血)に対し,血液が組織の隙間や器官の内部に流れ込むことを内出血という。生体には損傷した血管からの血液の流出を抑える仕組みが備わっており,血小板がその仕組みにおいて重要な役割を担っている。
 損傷した血管は,血管壁が収縮することで血流を減少させ,大量の血液が流出するのを防ぐ。同時に,損傷部位に血小板が粘着,凝集して傷口を覆う。このとき血小板から放出される酵素によって血液を凝固させる一連の反応が起こり,血漿タンパク質の一種であるフィブリノゲンが傷口で重合して線維状のフィブリンとなる。フィブリン線維に赤血球や血小板などが絡まり合い,血の凝固物(血餅xxx)となって傷口をふさぎ,止血がなされる。

(d) 脾臓

 握りこぶし大のスポンジ状臓器で,胃の後方の左上腹部に位置する。主な働きは,脾臓内を流れる血液から古くなった赤血球を濾し取って処理することである。健康な赤血球には柔軟性があるので脾臓内の網目構造をすり抜けられるが,古くなって柔軟性が失われた赤血球は引っかかり,脾臓の組織に存在するマクロファージ(貪食細胞)によって壊される。
また,脾臓にはリンパ球が増殖,密集する組織(リンパ組織)があり,血流中の細菌やウイルス等の異物に対する免疫応答に関与する。

(e) リンパ系(リンパ液,リンパ管,リンパ節)

 リンパ液が循環するリンパ系は,血管系とは半ば独立した循環系として存在する。リンパ系には心臓のようにポンプの働きをする器官がなく,リンパ液の流れは主に骨格筋の収縮によるものであり,流速は血流に比べて緩やかである。
 リンパ液は,血漿の一部が毛細血管から組織の中へ滲み出て組織液(組織中の細胞と細胞の間に存在する体液)となったもので,血漿とほとんど同じ成分からなるが,タンパク質が少なく,リンパ球を含む。組織液は,組織中の細胞に酸素や栄養分を供給して二酸化炭素や老廃物を回収したのち,そのほとんどは毛細血管で吸収されて血液に還元されるが,一部はリンパ管に入ってリンパ液となる。その際,組織中に侵入した細菌,ウイルス等の異物もリンパ管に取り込まれる。
 リンパ管には逆流防止のための弁があって,リンパ液は一定の方向に流れている。リンパ管は互いに合流して次第に太くなり,最終的に鎖骨の下にある静脈につながるが,途中にリンパ節と呼ばれる結節がある。リンパ節の内部にはリンパ球やマクロファージ(貪食細胞)が密集していて,リンパ液で運ばれてきた細菌やウイルス等は,ここで免疫反応によって排除される。

4)泌尿器系

 血液中の老廃物を,尿として体外へ排泄するための器官系である。
 泌尿器のほかに,広義の排泄器官としては,二酸化炭素を排出する呼吸器や,老廃物を汗として排出する外皮等も含まれるが,生命活動によって生じた老廃物の排出のほとんどは,泌尿器系によって行われている。

(a) 腎臓

 横隔膜の下,背骨の左右両側に位置する一対の空豆状の臓器で,内側中央部のくびれた部分に尿管,動脈,静脈,リンパ管等がつながっている。
 腎臓に入る動脈は細かく枝分かれして,毛細血管が小さな球状になった糸球体を形成する。
 糸球体の外側を袋状のボウマン嚢が包み込んでおり,これを腎小体という。ボウマン嚢から1本の尿細管が伸びて,腎小体と尿細管とで腎臓の基本的な機能単位(ネフロン)を構成している。
腎小体では,肝臓でアミノ酸が分解されて生成する尿素など,血液中の老廃物が濾過され,原尿として尿細管へ入る。そのほか,血球やタンパク質以外の血漿成分も,腎小体で濾過される。尿細管では,原尿中のブドウ糖やアミノ酸等の栄養分及び血液の維持に必要な水分や電解質が再吸収される。その結果,老廃物が濃縮され,余分な水分,電解質とともに最終的に尿となる。
腎臓には,心臓から拍出される血液の1/5〜1/4が流れている。血液中の老廃物の除去のほか,水分及び電解質(特にナトリウム)の排出調節が行われており,血液の量と組成を維持して,血圧を一定範囲内に保つ上でも重要な役割を担っている。
 このほか腎臓には内分泌腺としての機能もあり,骨髄における赤血球の産生を促進するホルモンを分泌する。また,食品から摂取あるいは体内で生合成されたビタミンDは,腎臓で活性型ビタミンDに転換されて,骨の形成や維持の作用を発揮する。
【副腎】 左右の腎臓の上部にそれぞれ附属し,皮質と髄質の2層構造からなる。
 副腎皮質では,副腎皮質ホルモンが産生・分泌される。副腎皮質ホルモンの一つであるアルドステロンは,体内に塩分と水を貯留し,カリウムの排泄を促す作用があり,電解質と水分の排出調節の役割を担っている。
 一方,副腎髄質では,自律神経系に作用するアドレナリン(エピネフリン)とノルアドレナリン(ノルエピネフリン)が産生・分泌される。

(b) 尿路(膀胱,尿道)

 左右の腎臓と膀胱は尿管でつながっており,腎臓から膀胱を経て尿道に至る尿の通り道を尿路という。尿のほとんどは水分で,尿素,尿酸等の老廃物,その他微量の電解質,ホルモン等を含む。尿は血液が濾過されて作られるため,糞便とは異なり,健康な状態であれば細菌等の微生物は存在しない。
【膀胱】 下腹部の中央に位置し,尿を一時的に溜める袋状の器官である。尿が膀胱に溜まってくると刺激が脳に伝わって尿意が生じる。膀胱の出口にある膀胱括約筋が緩むと,同時に膀胱壁の排尿筋が収縮し,尿が尿道へと押し出される。
【尿道】 膀胱に溜まった尿が体外に排泄されるときに通る管である。女性は尿道が短いため,細菌などが侵入したとき膀胱まで感染を生じやすい。高齢者では,膀胱や尿道の括約筋の働きによって排尿を制御する機能が低下し,また,膀胱の容量が小さくなるため,尿失禁を起こしやすくなる。また,男性では,膀胱の真下に尿道を取り囲むように前立腺がある。加齢とともに前立腺が肥大し,尿道を圧迫して排尿困難等を生じることがある。

第2章 人体の働き T 人体の構造と働き