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理由で解く 柔道整復師
QJ33A096 生理学
酸素は脂溶性の小さな分子で、毛細血管の内皮細胞の膜をそのまま通り抜け、分圧の差に従って間質へ単純拡散する。
毛細血管の壁を物質が越える道筋はいくつかある。酸素や二酸化炭素のような脂溶性のガスは内皮細胞の細胞膜を直接通過し、分圧の高い側から低い側へ単純拡散する。水・ブドウ糖・電解質などの水溶性の小分子は、内皮細胞どうしのすきま（細胞間隙）を通って移動する。これに対しアルブミンや免疫グロブリンといった血漿タンパク質は分子が大きく、通常の連続型毛細血管の壁をほとんど通れない。そのおかげで血管内に留まって膠質浸透圧を生み、静脈側で水を血管内へ引き戻す力になる。白血球はそもそも拡散する物質ではなく、炎症時に接着分子を介して内皮のすきまを能動的にすり抜ける（血管外遊走）。「何が、どうやって通るのか」を分子の大きさと脂溶性で整理しておくと、この種の問題は理屈で解ける。
🔗 関連図（かずひろ解剖学 図解ライブラリ）
毛細血管における濾過と拡散▶ この図の説明を読む
この図の解説
図は毛細血管を横から見て、左の細動脈側から右の細静脈側へ流れる血液の水分移動を示す。上向きの赤い矢印「濾過」は細動脈側で水分が組織へ漏れ出すこと、右の青い矢印「再吸収」は細静脈側で水分が血管内へ戻ることを表す。有効濾過圧は血圧から膠質浸透圧(25mmHg)を引いた値で、細動脈側は血圧35mmHgなので＋10mmHg(濾過)、細静脈側は血圧15mmHgなので−10mmHg(再吸収)、中央では0mmHgとなる。膠質浸透圧は血漿タンパク質が生む圧で毛細血管の全域で一定である点に注目したい。濾し出された間質液の約90%は細静脈側で血管に再吸収され、残り約10%が毛細リンパ管に回収される。一方、酸素や二酸化炭素などのガス成分は圧差に関係なく拡散によって自由に毛細血管壁を通過する。
学習の要点
- 有効濾過圧＝血圧−膠質浸透圧。細動脈側は＋10mmHgで濾過、細静脈側は−10mmHgで再吸収と、入口と出口で水分の向きが逆転する。
- 覚え方のコツ: 血圧は35→15と下がるが膠質浸透圧は25で終始一定。血圧が浸透圧を上回る入口(細動脈側)は濾過、下回る出口(細静脈側)は再吸収。
- 関連知識: 膠質浸透圧は血漿タンパク質(主にアルブミン)が生む圧で、大きな分子が壁を通れず血管内に残ることで水分を引き寄せる。組織液は毛細血管から漏れた血漿成分。
- よくある間違い: 濾過と再吸収を左右で取り違えない(細動脈側=濾過/細静脈側=再吸収)。またガスは濾過ではなく拡散で移動し、圧差に依存しない。
- 臨床応用: 血漿タンパク質が減ると(低栄養・肝硬変など)膠質浸透圧が低下し再吸収が滞って浮腫を生じる。リンパ管が回収する約10%の経路が閉塞してもリンパ浮腫となる。
比較表
| 部位 | 血圧 | 膠質浸透圧 | 有効濾過圧 | 水分の動き |
|---|---|---|---|---|
| 細動脈側 | 35mmHg | 25mmHg | ＋10mmHg | 濾過(組織へ) |
| 中央部 | 25mmHg | 25mmHg | 0mmHg | 平衡 |
| 細静脈側 | 15mmHg | 25mmHg | −10mmHg | 再吸収(血管へ) |
確認問題（その場で確認・記録には残りません）
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単純拡散▶ この図の説明を読む
この図の解説
この図は、脂溶性物質などが細胞膜をどのように通り抜けるかを、時間の流れとともに示している。上が細胞外、下が細胞内で、中央で向かい合う緑色の粒の二列が脂質二重層（細胞膜）である。左端では青い六角形の物質が細胞外に多く細胞内にはほとんどないが、「経過時間」の矢印に沿って右へ進むにつれ、物質が膜を通り抜けて細胞内へ移り、最後は膜の内外で数がならされていく。濃度が高い方から低い方へ物質が自然に移動する現象が拡散で、そのうち酸素・二酸化炭素・アルコールのような脂溶性物質が、担体やチャネルを介さず脂質二重層をそのまま通過するものを単純拡散という。濃度勾配に従って進むためエネルギーを必要としない点と、通れるのは脂溶性物質や水・小さな気体である点をまず押さえたい。
学習の要点
- 単純拡散は、酸素・二酸化炭素・アルコールなどの脂溶性物質や水が、濃度勾配に従って脂質二重層をそのまま通過する物質移動である。
- 覚え方のコツ: 「脂に溶ければそのまま通る」。見分けるのは数でなく“脂溶性かどうか”。脂質二重層は脂となじむ物質を素通りさせる。
- 関連知識: 細胞内で水が欠乏すると濃度勾配に従って外から水が入ってくる現象が浸透で、赤血球を薄い液に入れると水が入って膨らむのもこの浸透による。
- よくある間違い: グルコースやアミノ酸を単純拡散と混同すること。これらは担体タンパクによる促通拡散で運ばれ、ナトリウムなどのイオンはチャネルやポンプを使う。
- 臨床応用: 多くの薬物や麻酔薬は脂溶性が高いほど細胞膜を単純拡散で通りやすく、体内への吸収や組織への浸透のしやすさに関わる。
比較表
| 物質・イオン | 主な輸送方式 | エネルギー |
|---|---|---|
| 酸素・二酸化炭素・アルコール（脂溶性）・水 | 単純拡散 | 不要 |
| グルコース・アミノ酸 | 促通拡散（担体タンパク） | 不要 |
| ナトリウム・カリウム（汲み出し） | イオンポンプ | 必要（ATP） |
| ナトリウム・カリウム・カルシウム（流入） | イオンチャネル | 不要 |
確認問題（その場で確認・記録には残りません）
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毛細血管▶ この図の説明を読む
この図の解説
図はまず毛細血管の壁が「血管内皮細胞」と、その外側を裏打ちする「基底膜」の2要素だけでできていることを示す。動脈や静脈にある中膜(平滑筋)と外膜は毛細血管には欠如する。この薄い壁こそが、血液と周辺組織の間でガス・栄養・組織液をやりとりできる理由である。図の3本の管は、内皮のつながり方によって毛細血管を3型に分類したものだ。左の連続型は内皮細胞どうしが接合部(タイト結合)で密に閉じ、脳などにみられる。中央の有窓型は内皮細胞自体に多数の小孔(窓)が開き、内分泌腺や腎糸球体にみられる。右の非連続型は内皮細胞間に隙間があり基底膜も不完全で、肝臓の類洞(洞様毛細血管)がこれにあたる。左から右へ、壁の「透過性」が段階的に高まる並びと読むとよい。
学習の要点
- 毛細血管壁は内皮細胞＋基底膜のみで構成され、中膜・外膜を欠く。この薄さが物質交換の場となる。
- 覚え方のコツ: 透過性は「連続<有窓<非連続」の順に高まる。図の左→右で壁の隙間が増えていくと結びつける。
- 関連知識: 洞様毛細血管(非連続型)は内腔が広く、肝臓・脾臓にみられる。脾臓では赤血球が壁を通り抜ける。
- よくある間違い: 毛細血管に平滑筋があると誤答しやすいが、平滑筋・弾性線維は欠如する(細動脈には中膜がある)。
- 臨床応用: 腎糸球体は有窓型で濾過に適し、脳の連続型はタイト結合で血液脳関門を形成する。
比較表
| 型 | 内皮の特徴 | 基底膜 | 代表的な部位 | 透過性 |
|---|---|---|---|---|
| 連続型 | 内皮細胞がタイト結合で密着 | 連続 | 脳内の毛細血管など | 低い |
| 有窓型 | 内皮細胞に多数の窓(小孔) | 連続 | 内分泌腺・腎糸球体など | 中〜高 |
| 非連続型(類洞) | 内皮細胞間に隙間 | 不完全 | 肝臓の類洞・脾臓 | 高い |
確認問題（その場で確認・記録には残りません）
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- 酸素・二酸化炭素は脂溶性のため内皮細胞膜を直接通過し、分圧勾配に従って単純拡散する。
- 水・電解質・ブドウ糖などの水溶性小分子は内皮細胞間のすきまを通る。
- アルブミンなどの血漿タンパク質は通過しにくく、血管内に残って膠質浸透圧を生む。低下すると浮腫が起こる。
- 白血球の血管外への移動は拡散ではなく遊走（能動的な運動）。
- 毛細血管での水の出入りは、押し出す静水圧と引き戻す膠質浸透圧の差（スターリングの法則）で決まる。
| 物質 | 移動の仕組み | 通る場所 |
|---|---|---|
| 酸素・二酸化炭素 | 単純拡散 | 内皮細胞の細胞膜を直接通過 |
| 水・電解質・ブドウ糖 | 拡散・濾過 | 内皮細胞間のすきま |
| アルブミン・抗体 | ほとんど通過しない | 血管内に留まり膠質浸透圧を生む |
| 白血球 | 能動的な遊走 | 内皮のすきまをすり抜ける |
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