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投稿日: カテゴリー: 栄養のガイドブック

体のしくみ

体の構成と機能の維持

人体は60兆個の細胞から出来ています。体はさまざまな働きをする器官や臓器が集まって出来ています。

その器官や臓器を作っているのは「組織」。細胞の集合体です。

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体のひときわミクロ構成単位は「細胞」で、人体はおおよそ60兆個の細胞から出来ているのです。

細胞の表面は細胞膜に取り囲まれ、内側には核と細胞質など、細胞内小器官と呼ばれる顆粒成分が存在します。

1.上皮組織
皮膚や粘膜など体の外表面と、消化管や呼吸器官、腹腔といった表側をおおう組織。内側を保護しつつも、栄養素の吸収・汗や消化液といった分泌・排泄、感覚などの働きを果たしてるのです。

2.結合・支持組織
組織や器官のすき間を結合する結合組織。骨や軟骨など体を支えている支持組織。脂肪組織、血液、リンパも含まれます。

3.筋組織
細長い筋線維といった伸び縮みする特殊な細胞で出来ている。食道や胃、腸血管などの内臓壁は平滑筋という筋組織で作られ、収縮運動をする。
骨格筋は骨に付着して体を動かす筋肉であり、心筋は心臓壁を作り上げている筋肉。この2つは横縞がみられるので横紋筋という。
骨格筋は意思で動かすことが可能な髄意筋であって、平滑筋と心筋は意思で動かすことができない不随意筋。

4.神経組織
脳や脊髄などの中枢神経と脊髄から外に出入りする末梢神経がある。神経組織を作り上げているのは神経細胞(ニューロン)で、痛みなどのような刺激を伝える働きを営んでいる。

器官および器官系

こういった組織が集まって、大脳、小脳、心臓、肺、胃、小腸、肝臓、脾臓、膀胱などの器官が作られています。

おんなじ働きがある器官の集まりを器官系(系統)という。骨格系、筋系、消化器系、呼吸器系、循環器系、泌尿器系、生殖器系、神経系、感覚器系、内分泌系がある。

これらの器官が集まって統合的に働くことから、体内の機能が調節されているわけです。

A.細胞の微細構造 細胞はどのような形をしているのだろうか
核:核膜に包まれ、遺伝情報を持つDNAを含む。核の内部には核小体があり、この中にRNAが見られる。

細胞膜:細胞内外の物質の移動に選択的透過性を示す。
リン脂質とたんぱく質からできており、特定の物質だけを細胞に取り込んだり、細胞から放出したりする「選択的透過性」という特性が存在する。

細胞質:細胞の細胞膜で囲まれた部分(原形質)のうち、核以外の領域。

・核小体
核内にあり、RNAを含む。

・祖面小胞体
リボソームが付着している小胞体。たんぱく質の合成にかかわる。

・滑面小胞体
リボソームが付着している小胞体。ステロイドホルモンの合成やグリコーゲン代謝にかかわる。

・リボソーム
祖面小胞体に付着し、RNAの情報を読み取ったたんぱく質を合成する。

・リソソーム
細胞内の異物や老廃物を処理する。

・ミトコンドリア
細胞の生命活動に必要なエネルギー源となるATPを合成、供給する。

・中心体
細胞分裂のとき、染色体の移動にかかわる。

・コルジ装置
祖面小胞体から出たたんぱく質を細胞の外に分泌する。

体の機能を支える器官系の種類と働き

・骨格系
骨と軟骨。身体の支持を行う。

・筋系
骨格に付着した筋。身体の運動を行う。

・消化器系
口腔から肛門までの消化管と、唾液腺、肝臓、胆のう、膵臓などの付属腺(消化腺)、栄養素の消化・吸収を行う。

・呼吸器系
鼻・咽頭・喉頭・気管・気管支・肺など。外気から空気を取り入れ、二酸化炭素を排出する。

・循環器系
心臓・血管・リンパ管など。血液、リンパ液などの循環を行う。

・泌尿器系
腎臓・尿管・膀胱・尿道など。尿を作り出して体外へ排泄する。

・生殖器系
精巣・卵巣・卵管・子宮など。生殖に関係した系。

・神経系
中枢神経系(脳と脊髄)と末梢神経系(脳神経、脊髄神経、自律神経)。外からの刺激や情報を受け取り神経系に伝える。

・内分泌系
ホルモンの産生と分泌。体の機能や恒常性を維持する。

消化器系の構造と働き

消化器系とは、食物を消化・吸収して、排泄する働きをするのが、消化器です。

口から肛門までつづく曲がりくねった消化管と、消化液を分泌する消化腺からできています。

1.口腔でデンプンを消化
口の中は口腔という器官で、舌・歯・唾液腺があります。舌の表面のざらざらした突起には、味を感じる味蕾(みらい)があります。
口腔では、食物をかみ砕いて唾液を混ぜ合わせて、唾液に含まれるアミラーゼがデンプンを消化します。唾液と混ざってやわらかくなってきた食物は、喉を通り食道に入れられます。食道は食物の通り道です。食道は蠕動運動を行い、食物を胃に送り込んでいます。

2.胃でたんぱく質を消化
食道から胃につながる部分を噴門、胃から小腸につながる部分を幽門、これ以外にの大部分を胃体という。
胃の内側をおおっている胃粘膜には、胃腺という小さな穴が数多く存在して、酸性の胃液がしみ出しています。
食物が、胃に入ると胃の蠕動が起こり、食物と胃液を混ぜ合わせてます。このとき、胃液の中のペプシンで食物の中のたんぱく質が一部消化されます。
食物をいったん溜めて置いて、少量ずつ小腸へ送り出すのも胃の一番の役割りです。

3.小腸は消化と吸収を行う
小腸は、長さ6~7mの細長い管で、十二指腸、空腸、回腸に分かれ、十二指腸には肝臓から出た総胆管と膵臓から出た膵管につながり、ひとつひとつ胆汁と膵液を分泌しています。
胆汁は脂肪を乳化し、消化吸収をお手伝いします。膵液には糖質、脂質、たんぱく質を消化するたくさんの酵素が含まれています。
小腸は蠕動運動や分節運動(収縮してくびれ、いろいろな文節に分かれたようになる動き)を通して食べた物を消化液を混ぜ合わせながらも、大腸に向けて送って行きます。

このとき、小腸粘膜にギュッと生えたじゅう毛の表面に存在している酵素により、糖質はグルコースに、たんぱく質はアミノ酸に分解され、じゅう毛内に吸収されます。これを「膜消化」と呼びます。
ほぼすべての栄養素は、小腸で消化吸収されていきます。

4.大腸で排泄
大腸は盲腸、結腸、直腸からなり、肛門につながっています。小腸で栄養素の吸収が終った後、大腸で余分な水分が吸収され、食物の残りかすが糞便となって排泄されます。

5.栄養素の吸収
小腸のじゅう毛から吸収された栄養素のうち水溶性の栄養素は、毛細血管に入り門脈を経て肝臓に運ばれます。脂溶性の栄養素はリンパ管、胸管を通って静脈血管に入っていきます。

栄養素の消化過程

この様にして、食物に含まれていた栄養素は、消化管内から小腸粘膜を通って血管内に吸収され、体成分が生じたりエネルギー源として利用できるようになります。

ここまでの消化作用は、何の目的で必要なのでしょう。食品に含まれる栄養素の多くの場合は高分子物質で、自然のままでは吸収ができないためです。

そうならないように、吸収できる低分子物質に分解するのを、消化といいます。

1.糖質の消化
デンプンは、まず唾液や膵液に含まれるアミラーゼによって、マルトースに分解され、小腸のじゅん毛上にあるマルターゼによってグルコースに分解されて、体内に吸収されます。
スクロース、ラクトスなどの二糖類は、それぞれグルコースとフルクトース、グルコースとガラクトースに分解され、単糖として吸収されます。

2.たんぱく質の消化
たんぱく質は、多数のアミノ酸が結合した高分子化合物質です。まず、胃液に含まれるペプシンや膵液に含まれるトリプシンなどで分解され、ペプチドになります。
さらに、カルポキシペプチターゼやアミノペプチターゼなどの酵素により、ペプチドの両端から1個ずつアミノ酸が切り離されて、吸収されます。

3.脂質の消化
食物に含まれる脂質のほとんどはトリアシルグリセロールという物質です。そのままでは、水に溶けないので消化できません。
まず、胆汁の中の胆汁酸で乳化されて分解されやすくなり、膵液に含まれるリパーゼで、モノアシルグリセロールと2分子の脂肪酸に分解されます。
切り離された脂肪酸のうち、分子の長さが短い短鎖と中鎖の脂肪酸は、水に溶けるのでそのまま小腸粘膜から吸収され肝臓に運ばれます。
一方、モノアシルグリセロールと長鎖の脂肪酸は小腸上皮細胞に取り込まれ、ふたたびトリアシルグリセロールに合成され、水に溶けないので油滴になります。
小腸上皮細胞に取り込まれた脂溶性ビタミンなどの脂溶性物質は、油滴に溶け、たんぱく質が組み込まれてキロミクロンを作り、いったんリンパ管に入ってから血中に入って、全身に運ばれます。

消化器系は、消化管とその付属器である唾液腺、膵臓、肝臓などで構成されています。

唾液腺は、口の中の左右に3対(耳下腺、舌下腺、顎下腺)あり、唾液を作って分泌します。

膵臓は、胃の後ろ側にある細長い器官で、膵液を十二指腸に送り出します。

肝臓は、右上腹部にある大きな器官です。肝臓から出る総胆管の途中に胆のうがあり、肝臓で作られた胆汁を蓄えて濃縮しています。食物が十二指腸に入ると、胆のうが収縮し胆汁を送り出します。

・水溶性栄養素
単糖類、アミノ酸、ミネラル、ビタミン(水溶性)、脂肪(短鎖・中鎖)

・脂溶性栄養素
脂肪、脂肪酸(長鎖)、ビタミン(脂溶性)

小腸粘膜にはたくさんの輪状ヒダがあり、その上に無数のじゅん毛が生えています。じゅん毛の表面には、さらに細かい微じゅん毛がブラシのように並んでいて、小腸の粘膜上皮の表面積はとても広くなっています。

微じゅう毛の表面には消化酵素があり、じゅん毛の表面で栄養素を消化し、吸収していきます。

・膜消化
小腸じゅん毛の上皮細胞微じゅん毛膜に分布する酵素による消化をいいます。膜消化によりじゅん毛上でグルコースやアミノ酸が切り離され、それと同時に効率よく吸収されます。

栄養素が、消化酵素の働きで分子の小さい化合物に分解された後、血液またはリンパ液へ送られるまでのしくみを「吸収」といいます。

消化管の吸収能力は場所によって違い、胃ではアルコールと薬剤が吸収されます。栄養素の大部分は小腸で吸収され、大腸では主に水が吸収されます。

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