光

光をみずから発するモノは少ない

自然　太陽

人口　照明

光の正体は電磁波

電磁波の中でも目で感知できる周波数の範囲

太陽が放出する全エネルギーの99%がニュートリノで1%が電磁波として放射している

太陽からでる電磁波はさまざま

紫外線は波長が短い

物質と相互作用しやすく地球の大気で拡散されやすく地表に届くのはごくわずか

皮膚表面に作用し日焼けを引き起こす

目に到達したら水晶体と相互作用し悪影響を与えるが網膜まで届かないため見ることが出来ない

赤外線やマイクロ波は波長が長い

物質と相互作用しずらく大気をすり抜け地表に届きやすい

皮膚の少し奥まで届き熱を発生し暖かさを感じる

目に到達すると水晶体も網膜もすりねけるため見ることはできない

可視光線

紫外線と赤外線の間の波長であり

目に到達すると水晶体をすり抜け網膜と相互作用することで風景がみえている

　　　　　　粒子

光の波動説　波　

光電効果　物質に光を照射すると電子が飛び出たり電流が流れる現象

高量子仮説　粒子と波の二重性が混合状態である考え方

光の素粒子をフォトン(光子)とした。

現代物理学においては、この世のあらゆる現象は2つの理論で説明できる

1.一般相対性理論

2.標準理論

光の正体は2.標準理論で説明されている

この世の最小単位をサイズがない点であると取り決めたことで素粒子を理論的に計算できるようにした。

素粒子2つ

1.物質を構成しる素粒子

2.素粒子間の力を媒介したり質量を与える素粒子

光の特徴

◾︎光の速度

秒速30万kmで光が最速(質量がないため)

つまり電磁波は全て同じ速さ

質量のあるのは光の速度になれない

真空中の光りの速さをCとする

空気中を進む光はCより秒速90kmほど遅い

光ファイバーの中を進む光はCよりも30%遅い

金属ケーブルの中を進む光はCよりも45%遅い

物質の中を進む光は屈折率でかわり高いほど遅い

エネルギー

暖かさはエネルギーの働きによるものでエネルギーではない

エネルギーが熱や電気を働かせているため熱や電気はエネルギーではない

1.化学的なポテンシャルエネルギー

化学結合

ゴムの結合を破壊すると、それまで溜まっていたエネルギーを放出されると、、、

石油や石炭は火をつけると化学結合が破壊されエネルギーが放出され熱として現れて感じている

2.運動エネルギー

大きな物体も小さな分子も同じく働く

原子や分子の運動エネルギーは移動、振動、回転そのもの

水分子や原子は振動している

コップ一杯の水の中には大量の水分子が入っている

各分子は大小さまざまな振動をしているため持っているエネルギーの大きさもさまざま

平均したものが水の温度となり飲んだ時に暖かさや冷たかを実感する

温度は相対的なものである

冷たい水をコップに注ぐ

水分子より空気の分子の方が大きな運動エネルギーを持ち水分子にぶつかり水分子の振動を促進するため水の温度は上がる

お湯をコップに注ぐ

水分子が空気中の分子を振動させ部屋の温度が上がりコップのお湯が冷める

つまり、エネルギーは減ったり増えたりしない

エネルギーは移動することはあっても量は常に一定である

これは、宇宙全体をみても同じ

宇宙が誕生した瞬間に宇宙が持つエネルギーの合計はすでに決まっている

エネルギーはどこに、どのような形で存在しているか

E=mc2 質量はエネルギーであり、質量とエネルギーは変換が可能であることを表す

(一粒の水をエネルギーに変換すると90兆ジュールで原子爆弾一発分)

質量からエネルギーへの変換　爆発

エネルギーから質量への変換　密度

エネルギーの密度が大きくなると物質が誕生する

莫大なエネルギーを極めて狭いエリアに凝縮すると素粒子が生まれる

素粒子が生まれるときはペアとなる

例)電子

1.電子(素粒子)　　　　　負の電荷をもつ

2.陽電子(反粒子)　　正の電荷をもつ

※全ての素粒子に対して反粒子が存在する

つまり、反粒子でつくられた反原子も反物質もある

地球上に反物質はない。

宇宙誕生　突如エネルギーだけで満たされた熱い空間が出現した

宇宙誕生から時間ぎ経つにつれて冷えてきた空間に素粒子と反粒子が生まれている(50対50)そして絶えずぶつかり合いながら再びエネルギーとなり、エネルギーから粒子が生まれては消える現象が絶えず起こっていた。

素粒子と反粒子が衝突するとエネルギーは電磁波として放出される

この電磁波が現在マイクロ波ほどの波長に引き伸ばされ宇宙の背景放射として観測可能です

よって宇宙誕生初期にあった反物質は全て消失している

エネルギーから生まれるのは50対50だが生まれた素粒子はすべて電磁波となっているはず

しかし、物質が大量に存在しているため何かが原因で10億個に1個の割合で物質の方が多かった

理由は解明されていない

cp対称性の破れ　物質と反物質が半分にならない現象で100億個に1個の割合

小林益川理論によりcp対称性の破れが説明された

そのため、解明が進んではいる

※宇宙はエネルギーから生成された物質で構成される

◾︎宇宙に散らばるエネルギー量

宇宙にある物質の質量を合計する(質量はエネルギーに変換可能だから)→5%

ダークマター　銀河を繋ぎ止める。光をださず光と相互作用する。質量を持つか、重力に直接作用する。粒子、反物質、ブラックホールでは無い。→27%

ダークエネルギー

→68%

※物質とダークマターは時空と相互作用しており、重力の到達距離は無限大よって無限の時間を考えれば2つは1点に集まる。

しかし実際には遠方の銀河は互いに離れ、しかも加速している

つまり宇宙は加速膨張している。

重力の力を振り切り宇宙を加速させるエネルギー

そして宇宙誕生からエネルギー量は一定であるため正体不明のエネルギーであるダークエネルギーは宇宙最大の力を持っている

私たちは物質に囲まれて生活している

エネルギーを直接感じれないが

物質として実感しているエネルギーは宇宙のたった5%

判明していない95%のエネルギーが私たちの周りに存在しないことが不思議

実感がないだけで、実は物質以上に身近な存在かもしれない、

人工知能

1.研究分野としての人口知能

人間の行為をどうやって機械に処理させるかを研究する分野

知的な行為をどうやって機械に行わせるかを研究する分野

2.商品サービスとしての人口知能

研究成果を実用化させたモノ

※分ける理由は研究者と消費者の理解の食い違いがあるため

研究者の目線では、脳の処理を機械に処理させる研究

消費者の目線では、ロボットやアプリやキャラクター

(電気工学では研究分野と商品名が違い理解のズレがない)

重力

重力＝万有引力一遠心力

◾︎引力(万有引力)

物体同士の間で働く、互いを引っ張り合う力

※質量があるものなら必ず発生する

質量が大きいほど強く働く

距離が近いほど強く働く

よって地球ほどの大きさでないと引き寄せている実感はない。

◾︎落体の法則

真空中では、どんな物体も同じ速度で落下する

※空気中では軽くて大きいモノほど空気抵抗の影響が大きく落下速度が低下する

◾︎月

Q.地球上の物体は落ちるのに月はなぜ落ちないのか

A.それはずっと落ち続けているから

解説

月は、地面とは並行に動いて地球から離れようとする

月は、地球から万有引力をうけ地面に向かって落ちる

月は、これらを繰り返すことで地球の周りをまわっている

よって太陽系の惑星は太陽に落ち続けてながら周っている

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初出掲載：2021年01月15日
最終更新：2021年05月18日

肌の黒ずみ

肌の黒ずみは手の甲から背中・おしりまで全身で起こり得る症状
肌の黒ずみは顔だけでなく、全身に起こる現象です。

肌荒れやかゆみによって肌を強くこすったり、背中ニキビによる炎症、下着の擦れによるおしりの黒ずみ、紫外線による手や腕の色味の変化など、

皮膚

健康な皮膚は、表面に適度な皮脂膜と水分が保持され、角層の状態が整っています。角質層は天然保湿因子（NMF）が含まれる角層細胞とその間を埋める角層細胞間脂質で構成され、これらの組織が水分の透過に対するバリアや外的刺激から皮膚を守る重要な役割を果たしています。

皮膚はターンオーバーを繰り返しながら新しい細胞に生まれ変わるため、組織の修復やバリア機能が維持されます。

◾︎構造

表皮→角質層

真皮

◾︎図

角質層　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

表皮

-------------------------------------------------------------------------------

真皮

-------------------------------------------------------------------------------

原因

機械的刺激（圧迫、摩擦など）による炎症

メラニン形成→黒ぽくなる

過剰角化→分厚い皮ふとなる

乾燥

対策

1.機械的刺激（圧迫、摩擦など）の軽減
そのため、机や床、地面に当たることが多いひじ・ひざは特に黒ずみになりやすいのです。

メラニン

メラニン色素は、肌を構成する表皮の基底層とよばれる部分で生成されますが、皮膚の新陳代謝、いわゆるターンオーバーによって角層へ押し出されて皮膚から剥がれ落ちることで、健康な肌では生成と排出のバランスが保たれています。ところが、皮膚のターンオーバーがうまく働かないと、色素が肌に蓄積しやすくなり、黒ずみにつながってしまいます。
ターンオーバーの乱れはさまざまな要因で起こります。外的な刺激（たとえば、過剰な皮膚刺激、紫外線、乾燥など）によって皮膚がダメージを受けると、皮膚のターンオーバー機構が無理に働き、皮膚の生まれかわりが不十分になってしまうことがあります。また、日常の生活習慣が関連することも多く、寝不足、食生活の乱れ、過度なダイエット、たばこ、飲酒、ストレスなどは肌トラブルを引き起こすことがあるために注意が必要です。

黒ずみの濃さによって、色素沈着を起こしている位置に違いがあります。色素の沈着が肌の表面付近で起こっている場合にはこげ茶や黒い色調をしており、皮膚のターンオーバーを整えることによって黒ずみを改善できることが多いのですが、一方で、青色や灰色の色調をしている場合には、肌の奥深くで色素沈着が起こっているため、黒ずみを改善することは困難であると考えられています。

乾燥

油分や水分が不足した乾燥肌は、皮膚の表面から角片が剥がれやすくなっており、角層が乱れた状態です。触れるとカサカサした状態を呈し、衣服が触れるなど外部からの刺激を受けると、チクチクとした刺激感やかゆみを感じやすくなっています。入浴後や洗顔後に肌がつっぱった感じがするのも乾燥肌の特徴的な症状です。

相対性理論

時系列

1905年　特殊相対性理論　時間と空間についての理論

1975年　一般相対性理論　特殊相対性理論に重力を含めた理論

特殊相対性理論

モノが動くことで発生する現象

1.動くものの時間は遅れる

2.動くものの長さは縮む

※動きぁ光速に近づくほど顕著にあらわれていく

  よって日常生活で感じられる時間や長さのずれはない

【例】　光速で動くロケットを地球から眺める

地上での1秒を計測するとロケット内では0.8秒

地上でロケットを観測すると縮んだようにみえる

光速度不変の原理により時間と空間は絶対的なものではなく観測者によって変化する

光速度不変の原理 : 光の速さは誰かみても変わらない

相対速度 : 2つのモノを比べた速度

1.対向車の速度

車50km→　　　←車50km

車内の人は100kmで近づいて来ていると感じる

50+50 =100

2.並走車の速度

車50km→

車50km→

車内の人は0kmで動いていないように感じる

50-50 =0

※地上に立っている人では全て50kmだが車内の人では感じ方がちがう。

つまり、速度は相対的であり誰が何処で測るかが重要

しかし光の速度は違う

光は秒速30万km(1秒で地球7周半)

1.静止した人の観測

秒速30万kmで進んでいるように感じる

2.光と並走して観測

さらに秒速30万km速く進んでいるように感じる

3.光りに向かって観測

秒速30万kmで進んでいるように感じる

4.光りから遠ざかる

秒速30万kmで迫ってくるように感じる

現段階での観測技術でも、、、

光りが特別ではなく光りの速度が特別

光りは質量をもたない

質量が軽い方が速く動く

つまり秒速30万kmが、この世界の上限と考えられる

だから、光の速さは一定であり特別である

速さ=距離÷時間　距離と時間が絶対的

↓光の速さに置き換える

光の速さ=距離÷時間　光の速さが絶対的

つまり、光りの速さが一定であるため

観測者によって時間の進み方や空間が縮む

例　動くものの時間は遅れる

地球外に光速で移動するロケットが存在する

ロケット内には高さ30万kmの箱と上向きのライトを置く

つまり、ライトの光は1秒後に箱の高さに到達する

ロケット内部の観測者は光は30万kmで移動する

地上での観測者はロケットが移動するため光りは斜めに動いているようにみえ内部の観測者よりも速く30万kmに達する

ロケットが秒速25万kmで移動すると地上での1秒が内部では0.6秒

例　動くものの長さは縮む

　　　　→ロケット秒速25万km→

A地点　　　　　　　　　　　　　　　　B地点

　　　　　　　地上の観測者

式　　　　速さ=距離÷時間

地上　　　秒速25万km = 25万km ÷ 1秒

ロケット　秒速25万km = 15万km ÷ 0.6秒

※「動くものの時間は遅れる」で地上が1秒経過するときロケット内では0.6秒経過する

計算式に当てはめると距離は15万kmとなる

つまり、ロケット側からすると地上が空間ごと縮んだように見える

速さは相対的である

aとbを比べて初めて発生するため

ロケットからみると地球が移動しているようにみえるため地球が縮んでみえるし

地上から見るとロケットご移動しているようにみえるためロケットが縮んでみえる

ミクロの世界

あらゆる物質は原子や分子から成り立つ

物質→分子→原子

原子

万物をつくりだす何か

◾︎構造

原子→原子核→陽子(+)

　　　　　　→中性子

　　→電子(-)

※構造は3次元的である

◾︎サイズ感

原子核　ブルーベリー1粒

原子　　野球場

りんご　地球と太陽の距離

つまり野球場にブルーベリーと更に小さな電子だけで

ほとんどが何もない空間でスカスカした構造をしている

だが原子核の密度は大きいい

◾︎重さ

電子が軽いため質量のほとんどは原子核が持つ

◾︎速さ

質量とは"動かしにくさ"を表わす

・軽いと速くなる

・重いと遅くなる

つまり、原子のような軽い質量は速く動いており

空気中では目にみえない空気分子が常に周りを飛び回る

室温では秒速500mで室内をぶつかりながら飛び回る

原子核より軽い電子はさらに速く動く(秒速2000km)

電気

「電気」とは電荷がもたらした物理現象

電気とは力の一種

電気は原子の電子と陽子に存在する

電気の性質は(-)と(+)は引きつけ合う

　　　　　　(-)と(-)は反発し合う

　　　　　　(+)と(+)は反発し合う

本来、電子と陽子の数が同じであり電気的な力はない

さまざまな刺激により電荷が移動することで電流となる

※電流の方向は陽子の運動方向に一致する

　　　　　　　電子の運動方向とは逆向きになる

そして電子と陽子の数が違くなり原子が帯電する

物質は原子の集まり

共有結合、原子同士は電子を共有して繋ぎ合わせている

さらに、一番外側の電子は他原子へと自由に動きまわっているのが自由電子とよばれている

自由電子は動き回っているが常に各原子の電子数は変わらない

その自由電子を一方方向に動かして電流を発生させる

原子

万物をつくりだす何か

【構造】

物質 → 分子 → 原子 → 原子核 → 陽子(+) → 素粒子

　　　　　　　　　　　　　　→ 中性子 → 素粒子

　　　　　　　　　  → 電子(-)ーーーーー→ 素粒子

※陽子と中性子は素粒子の集まり、電子は素粒子の一種。

【粒子】

素粒子の集まり

◾︎陽子

陽子の数で原子は117種類に分かれる(陽子数＝原子番号)

◾︎中性子

【素粒子】

◾︎電子

◾︎

【電荷】

電気を荷つ粒子や素粒子

・陽子は(+)を帯びた粒子

・電子は(-)を帯びた素粒子

電子軌道

電子が存在しうる範囲

不確定性原理によりミクロな世界を正確に観測できない

そのため電子の位置は確率でしか判断できない(90%)

【ツール】

そこで電子の位置を理解しやすくする2つのツールを使う

1.電子殻は、電子配置をわかりやすくするツール

2.電子雲は、電子配置を3次元的にするツール

※これらのツールは互いに変換できる

◾︎電子殻

原子核に近い側からK殻L殻M殻、、、

◾︎電子雲

原子核に近い側からs.p.d.f.g.h.i.k.あとアルファベット順

s　丸い球形で球が大きくなる

p　二葉の形で3方向まで増える

d　四葉の形で5方向まで増える

f　六葉の形で7方向まで増える

※葉数に+1で方向数が決まる

◾︎変換

電子殻　　電子雲　　　　　　　　　　　　　　　　　　

k核　　　1s軌道　

l核　　　　2s軌道　2p軌道

m核　　　3s軌道　3p軌道　3d軌道

n核　　　4s軌道　4p軌道　4d軌道　4f軌道

o核　　　5s軌道　5p軌道　5d軌道　5f軌道　5g軌道

p核　　　6s軌道　6p軌道　6d軌道　6f軌道　6g軌道　‥

q核　　　7s軌道　7p軌道　7d軌道　7f軌道　7g軌道　‥

：　　：　　　：　　　：　　　：　　　：　　

【電子の入り方】

1.パウリの排他原理　1つの軌道の中に逆回転の電子が2つ入る

2.フントの規則　別の軌道に並行に電子がはい

3.構成原理　エネルギーが低い順に電子が入る

【早見表】

電子殻　　大きさ　s軌道　p軌道　d軌道　f軌道　g軌道

k　　　　  1　　　1位

l　　　　   2　　　2位　　3位

m　　　　 3　　　4位　　5位　　7位

n　　　　  4　　　6位　　8位　　10位　　13位

o　　　　  5　　　9位　　11位　　14位　　17位　21位

p　　　　  6　　　12位　　15位　　18位　　22位　26位

エネルギーレベルが低い方から電子は入る。

エネルギーレベルは数字と形状で決まる

数字が大きいほどエネルギーレベルは高い

1つの電子殻に入れられる電子数は決まっている

(式)2n2

nにエネルギーレベルを入れ収容可能な電子数を割り出す

電子殻　　エネルギーレベル　　電子数

K殻　　　　　1　　　　　　　　　2

L殻　　　　　2　　　　　　　　　8

M殻　　　　　3　　　　　　　　　18

N殻　　　　　4　　　　　　　　　32

※閉殻構造→電子殻に電子が全て収容された状態(安定状態)

電子を失い閉殻構造になる元素は陽イオンとなり安定化

電子を受取り閉殻構造になる元素は陰イオンとなり安定化

数字は軌道の区分けをし、エネルギーレベルを表す

(数字が大きいほどエネルギーレベルが高い)

電子は(-)に帯電しているため(-)→(+)へ移動する

陽子と電子は同じ数であるため釣り合い帯電しない

刺激により電子数が変わり(+)や(-)を原子に帯電させる

つまり電子が移動することで原子が(+)と(-)に帯電する

(+)か(-)に帯電するかは原子の種類や接触の組み合わせで決まる

イオン化エネルギーとは原子の安定性

原子の種類により持ちあわせている安定性は違う(周期表でわかる)

そして原子は常な安定性を求め高い方へ移動する

安定性を高めるため、電子を手放して安定性の高い原子の電子と同じ数にしようとする

そのため電子を手放すとき貰い手がいないと特定の原子に所属しない自由電子として周りにある原子を自由に動きまわる

※自由電子による原子間の結合を金属結合

自由電子は不規則に動いているだけであり、決まった方向に流れると電流となる

方法は大量の電子を流しこんで流れをつくる

陽イオン　( + )に帯電した原子

陰イオン　( - )に帯電した原子

自由電子　原子に属していない電子

電流　自由電子による移動

電気抵抗　自由電子の通りずらさ

◾︎電流

片側は電子を放出し、もう片側では電子を受けとると電流が発生する

電子の速さは1秒間にmm単位でしか動かないため

電子が増え密度が高くなって放出されると

空いたスペースに電子が移動していくため一瞬で伝わる

◾︎光

どんな物質でも高温になると少しずつ光出す

少しでも熱をもつ物質は電磁波を発生させる

電流の通りみちにある原子に電子がぶつかり合い

激しく振動することで高温となり光を出す

電解液、電解質

電解液、電解質が溶けている液体

電解質、水に溶けたときに電気を流す物質

→塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩酸、硫酸、など

非電解質、水に溶けたときに電気を流さない物質

→砂糖、エタノール、メタノール、など

※電解質と非電解質は水への溶けかたが違う

溶解　分子単位で溶ける

電離　イオン単位で溶ける

電解質は原子がイオンに分離する

非電解質は分子の形が変わらずに散り散りになる(分子は小さいため溶けたように見える)

分子　2つ以上の原子が集まったもの(電気的に中立)

イオン結合　イオンが静電気により結合した状態

イオン　電解質が電離した状態(電子と陽子の数が違うため+か-に帯電する)

イオン化傾向　金属がイオンへのなりやすさ

つまり、

分子は電気的に中立であるため電気が流れない

イオンは+か-に帯電しているため電気が流れる

熱放射

熱運動に合わせて電磁波が放出される現象

熱運動は原子の振動

電磁波は熱運動に合わせて電子が放出する

常温では赤外線に近い電磁波を発生させる

温度が高いほど多くの電磁波を発生させる

物質の温度により波長が変わる

↪︎温度が高くなるほど波長が短くなる

どんな物質でも温度により発する色は同じ

常温では赤外線で温度が高くなると可視光線の赤→黄→紫へと移り変わる

温度

セルシウス温度　水を基準に決めた温度

水の融点を0℃

水の沸点を100℃

絶対零度を-273℃　すべての原子が熱運動をしなくなる温度

絶対温度　絶対零度を基準に決めた温度

セルシウス温度に273を足せば求められる

500℃を超えると赤くなり始める

3000℃近くで白ぽくなる

6000℃が太陽の表面温度

8000℃が夜空の青白い星の表面温度

光

電磁波の一種

波長の違いで種別される

　　　→波長が長い→

γ線　x線　紫外線　可視光線　赤外線　電波

　　　←エネルギーが高い←

目に視えている電磁波(可視光線)を光と呼んでいる

さらに可視光線の中で波長が違いにより色が違う(紫から赤)

ちなみに紫外線と赤外線の由来は可視光線の色より外側となる

物理現象

【白熱電球】

フィラメントに繋がるコードに電流を流すと電気抵抗により大量の熱が発生して光りを発生させる

フィラメントは細いため電気抵抗が高いため高温になりやすい

【雷】

雲は上昇気流により空高く上がると積乱雲となる

上空では気温が低下し水蒸気が氷へと変化していく

小さな粒は上へ大きな粒は下へ移動する

大きさの違う氷が、ぶつかり合い電子の移動が発生し

大きな粒は(-)へ、小さな粒は(+)に帯電する

集まった大きな粒(-)により地面では(+)が引き寄せられる絶縁体である大気により電子が移動できないが

電気量が積みかさなり限界値を超え大きな粒(-)から地面(+)へと大量の電子が放出される

さらに大地と接触し(+)が積乱雲へと昇っていく

電子がぶつかりながら通った空気は激しく振動し高温となり光りを放つ

【ボルタ電池】

金属と電解液の化学反応で電気を発生させる電池

一次電池　再利用できない電池

二次電池　再利用できる電池

亜鉛と銅を硫酸に浸し、その間を同線で繋いである

亜鉛は硫酸に溶けやすく銅は硫酸に溶けにくい

金属は溶けるときに陽イオンへ変化するため

亜鉛から銅へ自由電子が流れていく

銅へ辿りついた電子は水素(+)と繋がり水素ガスとなり出ていく

亜鉛が溶けだし電子が増え密度が高くなる

銅は水素イオンに電子を渡しやすいため

空いスペースにどんどん電子が移動していき電流が発生する

◾︎電池

電池のなかでは常な凸に＋凹に−の電気が偏っている

導線の金属の自由電子が凸に引き合う、

逆に凹は反発し合う

電子の移動がおこるが電流は逆向きに流れる

副腎疲労

疲労

急性疲労　１日睡眠すれば解消するレベル

慢性疲労　寝ても疲れがとれないレベル→副腎疲労

副腎

コルチゾールを分泌　元気の源

早朝にもっとも多く分泌され昼にかけてなだらかに減少する夕方や夜になるとほとんど分泌されない

分泌が正常だと朝起きれて夜眠れる

副腎疲労

副腎が酷使され疲れる状態

年齢問わず発症するが特に30-40代の働き盛りに起こりやすい

第一段階　ストレスに対処するため常にコルチゾールを放出する

第二段階　疲労により風邪やアレルギーを引き起しやすい　肩こり腰痛を感じやすくなる

第三段階　疲れ果てて動けなくなる

原因

休息の不足

過剰なストレス

忙しい生活

食生活

腸内環境の悪化、栄養不足、免疫力低下

さまざまな炎症を放置すると

副腎はストレスと炎症の対応をする

常なコルチゾールを出し続けないといけない

回復

栄養、ミトコンドリア、腸、脳

ミトコンドリア

副腎にいるミトコンドリアが機能低下するとエネルギー不足になるためコルチゾールがつくられなくなる

コレステロールがコルチゾールに代謝される過程をミトコンドリアが手助けしている

1.運動　身体にエネルギーが必要になるため活性化する

　　　　筋肉量が増えるとミトコンドリアの数が増える

　　　　ミトコンドリアに適度な刺激がつづくと融合し大きくなる

2.リラックス　交感神経が優位だと呼吸が浅くなり酸素が行き渡らない

3.呼吸　酸素の、90%以上はミトコンドリアが消費する

4.ファスティング

腸の炎症

過剰なストレスで消化力がさがる

そこに暴飲暴食すると腸内環境が悪化する

炎症が起こると副腎がコルチゾールを上乗せで放出する

深刻になるとリーキーガットを引き起こす

リーキーガットては腸壁に小さな穴があいた状態

異物が入ってきて腸内環境が炎症を起こす

するとアレルギー症状がでやすい

栄養

マグネシウム　

　↪︎ほぼ全ての殻類、豆類、ナッツ類、海産物、野菜

　↪︎経皮吸収の方が吸収率がよい

　　エプソムソルト、マグネシウムスプレー

亜鉛

　↪︎牡蠣、動物性タンパク質、ナッツや豆類、野菜

　汗と一緒に排泄されるため意識的に補助

ビタミンB群

　タンパク質や野菜

ビタミンD

 太陽光線を浴びる

　動物性食品、干し椎茸

流体

流体

一定の形を持たず外力で自由に形を変える物質

◾︎種類

液体と気体

物質の3態 : 固体　液体　気体

◾︎表現

流線　　多くの流体粒子による動きをつないだ線

　　　　定常流の観察に使用する

流跡線　一つの流体粒子が動いた線

　　　　非定常流の観察に使用する

時間　定常流　流れの様子が時間とともに変化しない流れ

　　　非定常流　流れの様子が時間とともに変化する流れ

性質

粘性、圧縮性

【粘性】

流体が動くときに抵抗力が働く性質

↪︎抵抗力の発生は摩擦応力によるもの

↪︎摩擦応力 : 流体内部の摩擦力

◾︎ニュートンの粘性法則

摩擦応力は速度勾配に比例して大きくなる

↪︎速度勾配 : 速度の変化率

◾︎種類

1.粘性流体　　粘性がある流体

2.非粘性流体　粘性がない流体(仮想的)

非粘性流体を導入するのは流れる様子を簡易化するため

粘性の影響は境界層のみで大部分は非粘性で問題ない

◾︎境界層

粘性の摩擦で物体表層にできる流れが遅い層

非粘性流体は摩擦がなく境界層はできない

◾︎流れに対する粘性の影響を考える

粘性係数：摩擦応力の大きさを表す

動粘性係数：摩擦応力の伝わりやすさを表す

動粘性係数は流体の重さによって異なる

↪︎重い流体は止まりにくい ＝ 伝わりにくい

↪︎軽い流体は止まりやすい ＝ 伝わりやすい

【圧縮性】

流体が外部かの圧力や温度変化で圧縮・膨張する

　　　　　圧力を加える　　　　圧力を減らす　　　　　

質量　　　　変化なし　　　　　　変化なし

体積　　　　減少　　　　　　　　増加

圧力　　　　増加　　　　　　　　現象

密度　　　　増加　　　　　　　　現象

層流 : 流体が層状になって規則正しく運動する流れ

　　　流体左互いに混ざり合うことはありません

乱流 : 流体が不規則に乱れながら運動する流れ

　　　流体は互いに混ざるが平均すると流れの方向へ進む

遷移 : 層流から乱流に変化する

　　　遷移はレイノルズ数・圧力勾配・表面荒さで変化する

◾︎レイノルズ数

流れにおける粘性の影響を表す

1.層流から乱流への遷移

レイノルズ数が大きいと粘性力の割合が小さくなる

2.粘性の影響範囲　

レイノルズ数が大きいと粘性の影響範囲が狭くなる

範囲は物体のごく表層とその後ろの流れに限られていく

3.レイノルズの相似則 

レイノルズ数が同じであれば流れの様子は相似形になる

※マッハ数0.3以上の流れでは圧縮性の影響があるため、

  レイノルズ数とマッハ数の両方を合わせる必要がある

◾︎圧力勾配

流れる方向の静圧の変化の割合

↪︎負の圧力勾配：流れ方向に圧力が低くなる変化の傾き
↪︎正の圧力勾配：流れ方向に圧力が高くなる変化の傾き

圧力勾配は物体形状が丸みを帯びていると発生する

物体の最も膨らんでいる位置が正負の切り替わりポイント

負の圧力勾配の流れ

負の圧力勾配は層流を維持する効果がある

高い圧力から低い圧力に向かって圧力の押す方向に流れる

そのため流れはアシストされるから

正の圧力勾配の流れ

正の圧力勾配は乱流への遷移促進や境界層の剥離の原因となる

低い圧力から高い圧力に向かって圧力に対抗して流れる

ため流れは止められ乱流に遷移しやすくなる

また流れを止める働きは境界層の剥離の原因にもなる

◾︎表面荒さ

物体表面の荒さ

表面が荒いほど流れが乱れるので境界層は乱流に遷移しやすくなります。

したがって、遷移位置は物体表面が荒いほど翼型の前縁に近づいてきます。

デメリット　乱流には摩擦抵抗が増える

メリット　物体から剥離しにくく圧力抵抗を減らす

定理

◾︎連続の式

流体の質量流量は流線上のどの断面でも常に一定である

(質量流量とは単位時間あたりに断面を通過する流体の質量)

↪︎圧縮性流体では流線上で質量流量が一定である。
↪︎非圧縮性流体では流線上で体積流量が一定である。
  (単位時間あたりに断面を通過する流体の体積)

質量

体積

◾︎ベルヌーイの定理

流体内のエネルギーの和が流線上で常に一定である(流体におけるエネルギー保存則)

※ベルヌーイの定理では、定常流・摩擦のない非粘性流体を前提としています。

流体のエネルギーには運動・位置・圧力・内部エネルギーの4つ

非圧縮性流体であれば内部エネルギーは無視できます。

圧力

静圧　流体の圧力

動圧　流体の持つ運動エネルギーを圧力の単位で表したもの

全圧　静圧と動圧の和

摩擦のない流れでは全圧は常に一定になります。

同じ流線上で静圧と動圧は互いに交換し合う関係があり、圧力が下がると流れは加速し圧力が上がると流れは減速します。

・よどみ点圧

物体によって流れがせき止められた点の圧力のこと。

速度を持った流れが停止したときの圧力

すなわち全圧=よどみ点圧
・よどみ点

速度が停止した点

動圧が全て静圧に変換される。
 

圧力係数

流体の静圧を無次元で表した係数

圧力を無次元で表す理由は物体形状の影響を見ることができます。

血圧

血圧は、

循環器系

血液を循環させるシステム

筋肉で出来ている

心臓　ポンプ

血管　ホース

↪︎動脈

↪︎静脈

↪︎毛細血管

血管　外膜　平滑筋　内膜

心周期

一回の拍動における収縮と弛緩のサイクル

右心は肺に血液をおくる左心は肺以外に血液をおくる

左心が動きの基準となり特に送り出す左心室が基準となる

右心は左心とくらべて圧力が高いただし拍動量はおなじ

収縮期　心室の収縮で血液を動脈へ送り出す

↪︎2.等容性収縮期　心室収縮の開始から動脈弁が開くまで

心室に血液が満たされるため内圧が高まり房室弁が閉じ第一心音が発生しる

さらに心室収縮も発生しているため容積はかわらない

出口を止めることで内圧がたがまり弁がしまる

心室が膨らんで容積が大きくなると内圧が上がらず弁がしまらない

↪︎3.駆出期　動脈弁の解放から閉鎖まで

　　　　　心室内圧>動脈圧　動脈弁が開く

　　　　　心室内圧<動脈圧　動脈弁が閉まる

拡張期　心室が弛緩して血液が心房から戻る

↪︎4.等容性弛緩期　動脈弁閉鎖から房室弁が開くまで

心室の容積は一定で内圧は減る

心房に血液が流れてくるため内圧が高まる

↪︎5.充満期　房室弁の開放から心房収縮まで

　　　　　心房内圧>心室内圧　房室弁が開く

　　　　　心房内圧<心室内圧　房室弁が閉じる

心房にある血液の2/3を心室に送る

↪︎1.心房収縮期　心房収縮から心室収縮の開始まで

　　　　　　心房にある血液の1/3を心室に送られる

拡張期の方が時間が長い

1分間に75回の拍動をすると

1回の拍動は0.8秒

収縮期が0.3秒

弛緩期が0.5秒

心音

第一心音

やや低い周波数がやや長く続く音

しんせんぶで聴取される

房室弁が閉まる音

心房の血液が心室へ移ると内圧が高まり弁が閉まる

等容性収縮期に音がなる

第二心音

やや高い周波数が短く続く音

しんていぶで聴取できる

等容性弛緩期

動脈弁が閉まる音

拡張期　　　　　房室弁　動脈弁　心室筋　血流　　　　

4.等容性収縮期　　閉　　　閉(II音)　弛　　静脈→心房

5.充満期　　　　　開　　　閉　　　弛　　心房→心室

1.心房収縮期　　　開　　　閉　　　弛　　心房→心室

収縮期　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

2.等容性弛緩期　　閉(I音)　閉　　　収　　心室

3.駆出期　　　　　閉　　　開　　　収　　心室→動脈

※等容性と心室の容積が一定という意味

血圧

血液が動脈を押す力

血圧＝心拍出量×抹消血管抵抗

心拍出量＝1回拍出量×心拍数

1回拍出量→心収縮力、循環血管量

心拍数→運動、緊張

抹消血管抵抗→血管の弾性、血管の内腔径、血液の粘性

収縮期血圧(最高血圧)　心臓が収縮するときの血圧

　　　　　　　　　　　動脈から血液を出すタイミング

拡張期血圧(最低血圧)　心臓が拡張するときの血圧

　　　　　　　　　　　静脈から血液が戻るタイミング

拡張期にも血圧がかかるのは収縮期に伸張された動脈がもとに戻る動きで起こる

動脈には弾性繊維があるから元に戻ろうとする

場所によって血圧は差がある

差があるから動脈から静脈へ血液が流れる

　高い　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　低い

心臓→大動脈→動脈→細動脈→毛細血管→細静脈→静脈→大動脈

※細動脈からガクと下がる→別名、抵抗血管

　静脈全般はほぼ0ねため血液が溜まりやすい→別名、容量血管

式　血圧＝心拍出量×抹消血管抵抗

心拍出量　心臓が送り出す血液量(約5ℓ)

　1回拍出量(約70ml)×心拍数(約70回/分)

　1回拍出量

　　↪︎心臓による1回の収縮でヤクルト1本分

　　↪︎心臓の収縮力が低下すると1回拍出量も低下する

　　↪︎静脈還流量が多いと1回拍出量も増加する→スターリングの法則、心臓に戻ってきた血液量

　　↪︎脱水や出血があると血圧は下がる

心拍数

　　↪︎心臓による1分間の拍動数

　　安静時で約70回/分

　　運動や緊張時に上がりやすい

抹消血管抵抗　血流に対する血管の抵抗力(血液の流れにくさ)

血管の弾性　柔らかいと圧力をにがす

　　　　　　硬いと圧力を受け止める

血管の内腔径　広いと流れやすい

　　　　　　　狭いと流れにくい

血液の粘性　　サラサラしている

　　　　　　　ネバネバしている

浸透圧

むかし海中から単細胞生物が誕生し多細胞生物へ進化した

さらに陸上で生活を営むため体内に海を蓄えるようになる

溶液

溶液 = 溶質 + 溶媒

溶液　溶質と溶媒が混ざった液体

↓↪︎溶質　液体に溶けている物資
溶媒　溶質を溶かしている液体

濃度　溶液中の溶質の割合

↪︎高張液　濃度が高いほうの溶液

↪︎等張液　濃度が同じ溶液

↪︎低張液　濃度が低いほうの溶液

拡散

物資の移動により濃度が均一になる現象

物質は濃度が高い方から低い方へ移動する

【図】
物質
　↓　　　
　↓　　　　　　　　　溶液　　　　　 　　　　　　　　
　↓↘︎　
　↓↘︎　↘︎　　
　↓↘︎　↘︎　↘︎　
　↓↘︎　↘︎　↘︎　↘︎　　　　　　　　　　　　　　　　　

　濃度が高い　　　　　　　　　濃度が低い

浸透

液体の移動により濃度が均一になる現象

液体は半透膜により濃度が低い方から高い方へ移動する

よって濃度に差がなくなるまで移動し最終的に均一となる

【図】
　　　　　　　　　　　半透膜
　　　高張液　　　　　　|
　　　　　　　　　　←　|
　　　　　　　　浸　←　|　　　　　低張液　　　　　　
　　　　　　　　透　←　|　　　
　　　　　　　　圧　←　|　　　　　
　　　　　　　　　　←　|　　　　　　　　　　　　　　

半透膜　小さい分子だけを通過させる膜

浸透圧　浸透により生じた圧力

拡散により左右の濃度は均一になろうとするが

半透膜により拡散が制限されてしまっている

そのため通過できる水が移動し濃度は均一になる

濃度が高いほど浸透圧も高くなる

◾︎血漿膠質浸透圧

アルブミンにより引き起こされた浸透圧

血漿　血液の液体成分(タンパク質のアルブミンが1番多い)

膠質　成分が液体に分散している様子

【図】

　　　　　　　　　　　血管壁(半透膜)
　血漿（濃度が高い） 　  　|　　組織液（濃度が低い）　
　　　　　　　　　　　←　|
　　　　　　　　　浸　←　|
　アルブミン　　　透　←　|
　　　　　　　　　圧　←　|
　　　　　　　　　　　←　|　　　　　　　　　　　　　

※血管壁でアルブミンは通過できないため血管内に多い

　そのため血漿の方は組織液と比べて濃度が高くなる

◾︎毛細血管

血漿は血圧により血管外に押し出される

組織液は血漿膠質浸透圧により血管内に引き入れり

動脈は血管 > 血漿膠質浸透a → 酸素や栄養素

静脈は血管 < 血漿膠質浸透圧 → 二酸化炭素や老廃物

リンパ管は静脈が回収しきれない組織液を取り込む

リンパ管は最終的に静脈へ合流する

◾︎浮腫

組織液の量が増えている状態

過剰に血漿が押し出される

組織液を引き戻せない

リンパ管が回収でない

血管内静水圧の上昇

血管の外に水分を押しだす圧力

心不全、腎不全、静脈血栓、妊娠

血管透過性の亢進

血管の炎症により白血球を通すため隙間が大きくなる

そのためアルブミンも押し出される

炎症やアナフィラシキーショック

リンパ管の閉塞

腫瘍、乳がんによる腋窩リンパ節郭清

血漿膠質浸透圧の低下

肝硬変、ネフローゼ症候群

低アルブミン血症　アルブミン量が下がり血漿膠質浸透圧が弱まる

1.摂取不足　食事による摂取が少ない

2.肝臓障害　アルブミンの合成場所

3.腎臓障害　濾過する粗目が大きくなる

体液

体内にある全ての液体

割合

体液 体重の約60%→細胞内液 40％

　　　　　　　　　→細胞外液 20％→間質液 15％

　　　　　　　　　　　　　　　　　→血漿 5%

成分

細胞内液　K+

細胞外液　陽イオン→Na+90％(腎臓が調整)

　↪︎血漿　アルブミン(タンパク質)

低張液　体液よりも浸透圧が低い溶液　細胞が溶血する

等張液　体液と浸透圧が等しい溶液　細胞に変化はない

高張液　体液よりも浸透圧が高い溶液　細胞がしぼむ

体液は生理食塩水の0.9%と同じ濃度です

膜

毛細血管や細胞は半透膜であるため自由に通過できる物質と選別される物質がでてくる

毛細血管

通過できる物質

水、酸素、二酸化炭素、栄養素、ホルモン、電解質、etc

通過できない物質

アルブミン、etc

細胞膜

酸素、二酸化炭素、脂質は通過できる

脂でできているため水溶性の物質は自由に通過できないため輸送タンパク質により特定の物質を通過させる

水溶性の物質→水、電解質

輸送タンパク質→タンパク質の通路

生体防御

異物から"物理的•化学的防御"と"免疫"の2つの仕組みで守る

『目次』

• 生体防御
• 物理的•化学的防御
• 免疫
• 血球
• 異物

『生体防御』

異物から生体を守る仕組み

【種類】

◾︎物理的•化学的防御　異物の侵入を防ぐ仕組み

◾︎免疫　侵入した異物を除去する仕組み

　1.自然免疫　生まれつき備わっている

　2.獲得免疫　生まれたあとに備わっていく

　　↪︎体液性免疫　細胞外の異物を抗体で処理する

　　↪︎細胞性免疫　細胞内の異物を細胞ごと破壊する　　

【順番】

第1の防御機構　物理的•化学的防御　異物の侵入を防ぐ

第2の防御機構　自然免疫　　　　　  侵入した異物を排除

第3の防御機構　獲得免疫　　　　　  侵入した異物を排除

【疾患】

◾︎アレルギー

  自己にも影響を与える過剰な免疫反応

◾︎自己免疫疾患

  自己の細胞を異物として攻撃してしまう反応

『物理的•化学的防御』

異物の侵入を防ぐ仕組み

皮膚、粘膜、分泌物、血液凝固

【皮膚】

◾︎構造

  最外層は角質層を形成している(死細胞とケラチン)

◾︎機能

  分泌物で皮膚表面を弱酸性に保ち病原体の繁殖を防ぐ

  汗にはリゾチームという殺菌酵素が含まれているから

【粘膜】

   異物に対してさまざまな防御のし くみをもっています。

　涙・鼻水、だ液etc

【分泌物】

【血液凝固】

『免疫』

侵入した異物を除去する仕組み

【仕組み】

白血球と異物の戦い

【白血球】

◾︎種類

単球・顆粒球・リンパ球に大別される

◾︎自己と非自己

白血球は自己と非自己を識別している

↪︎自己 : 自分の体内にある細胞

↪︎非自己 : 自己以外の細胞

【異物】

◾︎種類

病原体(細菌、ウイルス、新菌)

　↪︎抗原　病原体の表面にある突起物

原虫

【戦い方】

◾︎免疫の種類

自然免疫　　　　　　　　　獲得免疫　　　　

貪食細胞、NK細胞　　　　  T細胞、B細胞

先天性の免疫　　　　　　　後天性の免疫

特異性が低い　　　　　　　特異性の高い

抵抗性が低い　　　　　　　抵抗性が高い

◾︎細胞の能力

貪食　異物を食べる→マクロファージ、樹状細胞、好中球

殺傷　感染した細胞を倒す→NK細胞、キラーT細胞

無力化　異物の毒性を失わせる→形質細胞

細胞外にいる病原体の処理→貪食、無力化

細胞内にいる病原体の処理→殺傷

◾︎抗体

無力化　異物の毒素を中和させる

オプソニン化　異物を貪食させる

補体の活性化　病原体の細胞膜に穴を空けて破壊する

　　　　　　　(補体は抗体を補助するタンパク質)

【自然免疫】

生まれつき備わっている免疫

・貪食細胞(マクロファージ、樹状細胞、好中球)

・NK細胞

◾︎貪食細胞

細胞外にいる病原体の処理

貪食作用、異物をみつけたら遊走し貪食する

特異性が低い(無差別に貪食する)そのため対応は早い

貪食した異物はリソソームで分解、消化する

死んだ自己細胞も異物として貪食する

皮下組織で病原体の侵入を監視している

マクロファージは所在するとこで名前がかわる

　中枢神経　ミクログリア

　肺　　　　肺胞マクロファージ

　肝臓　　　クッパー細胞

　骨　　　　破骨細胞

1.マクロファージの貪食でサイトカインとケモカイン放出

　サイトカインで血管を拡張させる

　ケモカインで好中球を集める

2.血管内にいる好中球が集まり貪食するメンバーが増える

　(好中球は貪食すると共倒れして膿となる)

3.血管内にいる単球を集めマクロファージに分化させる

　この単球由来のマクロファージは残骸を貪食する

◾︎NK細胞

細胞内にいる病原体の処理

感染した細胞をそのまま破壊する

【獲得免疫】

生まれたあとに備われる免疫

1.細胞性免疫　感染細胞を攻撃する反応　キラーT細胞

2.液体性免疫　病原体を抗体で攻撃する反応　形質細胞

◾︎関係図
　　　　　　　　　　形質細胞・メッセンジャーB細胞
　　　　　　　　　　↑
　　　　　　　　　B細胞
　　　　　　　　　　⇅
　　　　樹状細胞→ヘルパーT細胞⇆マクロファージ
　　　　　　↓　　　↓　
　　　　　　キラーT細胞　

抗原提示　食べた断片を抗原として提示する行い

◾︎ルート1

ナイーブT細胞に提示しナイーブT細胞はエフェクターT細胞に分化(ヘルパーT細胞、細胞傷害性T細胞)

樹状細胞がリンパ節に向かいヘルパーT細胞に抗原提示する

ヘルパーT細胞がT細胞受容体で危険かどうかを判断する

ヘルパーT細胞が増殖し一部が自然免疫の反応場所へ合流

マクロファージから抗原提示を受け同一人物かを判断する

同じだとサイトカインが放出され貪食細胞を活性化させる

◾︎ルート2

ヘルパーT細胞はB細胞からも抗原提示を受けている

樹状細胞からの抗原提示と同一人物か判断したら

サイトカインを放出しB細胞を増殖させ形質細胞へ分化させる

形質細胞は抗体をつくり体液で流し病原体を処理していく

一部はメモリーB細胞になり抗原を記憶しリンパ節に滞在

ルート3

樹状細胞はキラーT細胞にも抗原提示しており

ヘルパーT細胞からの刺激で増殖し活性化してNK細胞を手助け

樹状細胞からの抗原提示がないと作動しないため遅いが反応強度は高い

初めての抗原には記憶させる時間があり反応が遅い

二回目移行は記憶されているため反応が早くなる

 

『血球』

血液の中にいる細胞たち

血液は血球と血漿でできている。

↪︎血球 : 血液の細胞成分(45%)　赤血球  白血球  血小板

↪︎血漿 : 血液の液体成分(55%)　水  電解質  蛋白質  その他

※白血球は単球・顆粒球・リンパ球に大別される

◾︎種類

血球は骨髄にいる造血幹細胞が分化している

1.骨髄系幹細胞→白血球→単球(マクロファージ.樹状細胞)

　　　　　　　　　　　→顆粒球(好中球.好酸球.好塩基球)

　　　　　　　→赤血球

　　　　　　　→血小板

2.リンパ系幹細胞→リンパ球(T細胞.B細胞.NK細胞)

※分化の過程は違うがリンパ球も白血球の一種である

◾︎顆粒球

※顆粒とは殺菌作用のある成分

好中球.好酸球.好塩基球

※好とは色素でよく染まること。

好中球、中性の色素で染まる

好酸球、酸性の色素で染まる

好塩基球、塩基性の色素で染まる

好中球

白血球の中で1番多い

普段は血管内にいてマクロファージにより病原体のとこまで呼ばれる

貪食作用と非得意的貪食でリソソームで分解消化

貪食後は死んで膿になる

好酸球.好塩基球

白血球の中で占める割合はほんのわずか

寄生虫を排除→好酸球はMBP

　　　　　　　好塩基球はヒスタミン

1型アレルギーに関与する

◾︎リンパ球

T細胞とB細胞には抗原受容体がある

抗原と結合するためであり形が細胞ごとで違うため1種類の抗原としか結合できない

あらかじめ多種多様の抗原受容体のリンパ球を用意しているため多様性がある

一次リンパ組織　骨髄と胸腺

リンパ球が分化して成熟するまでの組織

二次リンパ組織　リンパ節と脾臓

免疫として働くための組織

血球は血液やリンパ液により全身を循環し病原体がいないかパトロールしリンパ節や脾臓に立ち寄り免疫の働きを行う

血液の血漿は毛細血管から染みだし細胞に栄養と酸素を運ぶ。

運び終わると静脈に回収されるが、回収しきれない分をリンパ管で回収され最終的に静脈と合流する

骨髄

造血幹細胞→未熟リンパ球→未熟B細胞→成熟B細胞

　　　　　　　　　　　　→未熟T細胞

脾臓

成熟B細胞→B細胞

胸腺

未熟T細胞→成熟T細胞→ヘルパーT細胞やキラーT細胞

※B細胞は骨髄で成熟するためBone marrowの頭文字がつく

　T細胞は胸腺で成分するためThymusの頭文字がつく

◾︎T細胞

リンパ節

樹状細胞がナイーブヘルパーT細胞とナイーブキラーT細胞に抗原提示する

ナイーブヘルパーT細胞はエフェクターヘルパーT細胞に分化する

とナイーブキラーT細胞はエフェクターヘルパーT細胞からの刺激によってエフェクターキラーT細胞へ分化する

エフェクターキラーT細胞

細胞内に入ってしまった病原体を処理

全身を循環してゆき感染した細胞を細胞ごと破壊する

エフェクターヘルパーT細胞

まだ細胞外にいる病原体を処理

全身を循環してゆき病原体を処理するマクロファージの場所にゆきマクロファージが抗原提示してくる樹状細胞と同じ断片と認識するとサイトカインを放出する

マクロファージと好中球を活性化させる

メモリーT細胞

◾︎B細胞

リンパ節

抗原を食べてエフェクターヘルパーT細胞に抗原提示

樹状細胞からの抗原提示と同じ断片だとサイトカインを放出しB細胞を活性化して形質細胞とメモリーB細胞へと分化する

形質細胞は抗体をつくり発射させる

メモリーB細胞は記憶してリンパ節に待機し2度目移行の侵入のときに抗体を発射させる

◾︎NK細胞

細胞ごと破壊する

MHCの有無で自己と非自己を区別している

正常な細胞はMHCと呼ばれる身分証明書があるが感染した細胞はなくなる

キラーT細胞は樹状細胞を経由するため遅れて働きだすためNK細胞がつないでくれている

異物

◾︎種類

病原体(細菌、ウイルス、新菌)

　↪︎抗原　病原体の表面にある突起物

原虫

炎症

生体防御による反応

侵入した異物の除去と損傷した自己組織の修復

原因

1.物理的に起こる→外傷、温熱

2.化学的に起こる→酸、アルカリ

3.生物学的に起こる→細菌、ウイルス

◾︎生物学的

急性期

1.異物の侵入により炎症を引き起こす物資が放出される

マクロファージが放出する炎症性サイトカイン

マスト細胞が放出する脂質メディエーター

感染細動が放出するヒスタミン

2.上記の物資により血管が拡張し炎症反応が起こる

血流の増加→熱感や発赤

血管透過性の亢進→浮腫や疼痛

(血漿が増え浮腫、血漿にあるブラジキニンが疼痛を誘発)

慢性期

1.リンパ球がくる

2.傷ついた組織を修復

組織

組織

各細胞とマトリックスで連携し機能する仕組み

形や機能が似た細胞が集まっており4つの組織に分かれている

上皮組織　身体の内外を覆う組織

結合組織　細胞同士の間をうめる組織

筋組織　みずから収縮する組織

神経組織　情報伝達をおこなう組織

上皮組織　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

◾︎構造

基底膜とよばれるシートの上に細胞が密接に並んでいる。

分泌物質が外界に出ていくため密接になる

　層の構造　　単層 : 細胞が一層に並ぶ　　　　　
　　　　　　　重層 : 細胞が二層以上に並ぶ
　細胞の形　　扁平 : 平たい
　　　　　　　立方 : 立方体
　　　　　　　円柱 : 丸い筒状

◾︎種類

1.単層扁平上皮　

　↪︎物質の交換を行う場所にある

　↪︎血管内皮、リンパ管、肺胞etc

　↪︎細胞の形や層を薄くして物資を通過させやすい

2.単層立方上皮　

　↪︎Energieを多く使い物質を動かす場所にある

　↪︎甲状腺、尿細管etc

　↪︎ミトコンドリアの量が多いため細胞が高くなる

3.単層円柱上皮

　↪︎物質を分泌や吸収する場所にある

　↪︎胃腸の粘膜etc

　↪︎分泌物を細胞内に溜めこむので細胞が高くなる

　　微絨毛は表面積を広げて吸収しやすくする

4.線毛上皮(単層円柱上皮の一種)

　↪︎物質を運搬させる場所にある

　↪︎鼻腔、気管、気管支、卵管

　↪︎線毛により液体を波たたせ物質を移動させている

5.移行上皮

↪︎液体を貯蔵する場所にある

↪︎腎盂、腎杯、尿管、膀胱etc

↪︎内腔容積の変化にあわせて伸び縮みして形をかえる

6.重層扁平上皮　

↪︎外部の力から保護する場所にある

↪︎皮膚、口腔、食道

↪︎細胞を何層にもかさねて厚みをだしている

結合組織　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

種類　1.固有な結合組織　細胞とマトリックスで構成する

　　　　　疎性結合組織　細胞が多く

　　　　　　　　　　　　生体防御に対応

　　　　　密性結合組織　線維が多く

　　　　　　　　　　　　伸長力に対応

　　　　　脂肪組織　脂肪細胞が多く

　　　　　　　　　　エネルギーを蓄える

　　　　　　　　　　物理的衝撃を吸収

　　　　　　　　　　断熱して体温を維持

　　　　　細網組織　網状の繊維と細胞

　　　2.特殊な結合組織

　　　　　軟骨　

　　　　　骨

　　　　　血液　赤血球と血漿で輸送を行う

筋組織　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　骨格筋
　心筋
　平滑筋

神経組織　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　中枢神経系
　末梢神経系