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PNA 410
ま え が き 生理学は,生命現象を対象とする学問として発展し,その中で疾患を扱う病理学,構造 を扱う形態学,生体を構成する物質を分離同定する生化学が分かれた.それ故,現在の生 理学は主に生体の機能を様々な角度から極める学問として発展している. 20世紀末には,ヒトの遺伝子の全構造が解読された.ATGCという4個の核酸の配列が すべて解析されたが,その配列が意味するものがすべてわかった訳ではない.核酸の配列 から予想されるタンパク質の研究は,今まさに進められているところである.これらの研 究は,生理学から分かれた生化学,分子生物学の対象である. 生理学は,神経系,内臓,循環器の機能を物理化学的な手法を用いて解析してきた.人 体の機能を個体レベルで,組織/器官レベルで,細胞レベルで解析するときに,どのよう な手法を用いようが機能を知ることは生理学の対象となる.良く考えてみると,生化学・ 分子生物学の対象である分子レベルの解析も,個体を構成する要素の機能を知ることに繋 がり,生理学の重要な課題でもある.言い換えると,生理学は,生命現象を知ることと言 えよう. 生体の機能を知る学問は生理学であると言った.その機能が発現する生体の構造は,機 能を考えるうえで当然重要な要因となる. ヒトの身体の構成要素がどのようになっているのか,またその構成要素がどのように作 られてくるのかは解剖学(形態学)の対象である. 人体の構造がわからなければ機能を追究することはできない.筋や骨格,循環器,内臓, 内分泌器官,感覚器と神経系を知るには長い歴史を必要とした.肉眼的な解析からレンズ を通した光線顕微鏡による解析によって,人体を構成する組織・器官は細胞からなること が明らかにされ,細胞レベルの生理学の解析も進んだ.20世紀の中頃になると,磁石のレ ンズで電子顕微鏡が作られ,ナノメートルの単位で構造を解析することができるようにな り,細胞の詳細な機能と構造の解析が飛躍的に進んだ.現在では,構造を分子レベルで解 析することも可能になっている. このように,現代の生命科学は非常な勢いで解析が進められている.これを理解する第 一歩として,人体の基本的な成り立ちと機能を理解することは最も必要とされる.解剖学 と生理学の基本を学ぶと良くわかることであるが,社会における“ヒト”=“人間”を考 えることにも繋がる. 医療を支える職種は多岐にわたるが,それに携わる多くの人達にとって,このヒトの基 本的な成り立ちとその機能を知ることは非常に重要である. 本書では,構造と機能を同時に考えられるように工夫した.細胞の構造と機能,器官の i 構造と機能を同じ章で学べる.新しい試みであるが,いまだ十分とは言えない.不十分な 点にはご意見を戴ければ幸甚である. 最後に,本書は,『新版看護学全書1 解剖学』(養老孟司著),および『新版看護学全書 2 生理学』 (森田之大,他著)によるところ大である.記して御礼申し上げる. 2002年11月 内山 安男 ii 目次 第1章 解剖生理学で何を学ぶか 1 1 1 解剖学とは ―――――――――――― 2 D 解剖学の範囲 ……………………………… 5 A 解剖学の歴史 ……………………………… 2 2 2 生理学とは ―――――――――――― 7 B 解剖学の対象と目的 ……………………… 4 A 生理学の歴史 ……………………………… 7 C 解剖の種類 ………………………………… 5 B 生理学の目的と対象 ……………………… 7 第2章 人体の基本単位―細胞,組織,器官 1 1 細胞とは ―――――――――――― 10 A 細胞の構成要素 …………………………… 10 D 神経組織 …………………………………… 31 1.神経細胞(ニューロン) 31 1.細胞膜(原形質膜) 12 2.神経細胞の種類 33 2.核 13 3.シュワン細胞 33 3.細胞内小器官(細胞内オルガネラ) 13 4.神経膠細胞 34 4.細胞骨格 15 B 細胞の増殖 ………………………………… 16 1.細胞増殖の制御 16 2.細胞周期 17 9 3 3 細胞の生理学 ―――――――――― 36 1.生 体 膜 36 2.細胞の生体エネルギー論 36 3.細胞の生体情報論 37 3.減数分裂 18 4 4 血液・体液・電解質 ――――――― 37 4.細胞の一生 18 A 血 液 …………………………………… 37 2 2 組織と器官 ――――――――――― 18 1.血液の凝固 37 A 上皮組織 …………………………………… 19 2.血液の組成と働き 39 1.上皮の種類 19 2.腺 上 皮 20 B 支持組織 …………………………………… 22 3.血液型と輸血 47 B 体 液 …………………………………… 49 1.体液の区分と役割 49 1.結合組織 22 2.体液の制御 51 2.骨と軟骨 24 3.体液バランスの異常 53 3.血液とリンパ 26 C 筋 組 織 …………………………………… 28 C 電 解 質 …………………………………… 55 1.電解質の組成と役割 55 1.骨 格 筋 29 2.電解質の調節機構(酸塩基平衡) 56 2.心 筋 30 3.電解質異常 57 3.平 滑 筋 31 iii 第3章 人体―特徴と成り立ち 59 1 1 系統解剖学 ――――――――――― 60 1.臓性系と体性系 65 A 系統解剖学とは …………………………… 60 2.分 節 性 66 B 解剖学の諸分野の関係 …………………… 60 C 生後発生の概略 …………………………… 67 2 2 人体の特徴 ――――――――――― 62 1.発生過程の区分 67 A ヒトの身体的特徴 …………………………62 2.ヒトと動物の生後発生 68 B 脳の発達に由来する特徴 …………………63 4 4 人体の体位と区分 ―――――――― 69 3 3 人体の形成 ――――――――――― 64 A 体位を示す用語 …………………………… 69 A 個体発生,系統発生,遺伝子 …………… 64 B 体部・部位 ………………………………… 71 B 個体発生と系統発生の用語 ……………… 65 第4章 骨 格 系 1 1 骨と骨格 ―――――――――――― 76 A 骨の機能 …………………………………… 78 75 6.顎 関 節 95 B 脊 柱 …………………………………… 95 B 骨の構造 …………………………………… 78 1.椎 骨 96 C 骨の発生と成長 …………………………… 80 2.脊柱の連結 99 1.骨の発生 80 2.骨の成長 81 D 骨の連結 …………………………………… 81 1.不動結合 81 2.関 節 82 C 胸 郭 …………………………………… 99 1.胸 骨 99 2.肋 骨 100 D 上 肢 骨 ………………………………… 101 1.上肢帯骨 101 2 2 骨格の構成 ――――――――――― 85 2.自由上肢骨 102 A 頭 蓋 …………………………………… 85 3.上肢の関節 105 1.頭 蓋 骨 86 2.顔 面 骨 90 1.下肢帯骨 107 3.脳頭蓋と頭蓋腔 90 2.自由下肢骨 110 4.眼 窩 93 3.下肢の関節 113 5.骨 鼻 腔 94 iv E 下 肢 骨 ………………………………… 107 目 次 第5章 筋 系 1 1 筋(筋肉)とは何か ――――――― 118 117 E 背 筋 ………………………………… 131 A 筋 の 形 ………………………………… 119 1.浅 背 筋 131 B 筋の作用 ………………………………… 120 2.深 背 筋 133 C 筋の発生と系統発生 …………………… 122 F 上肢の筋 ………………………………… 134 D 筋の補助装置 …………………………… 122 1.上肢帯筋 134 2 2 筋系の構成 ――――――――――― 123 2.上腕の筋 134 A 頭 筋 ………………………………… 124 3.前 腕 筋 135 1.表情筋(顔面筋) 124 2.咀 嚼 筋 125 B 頸 筋 ………………………………… 126 4.手 筋 138 G 下肢の筋 ………………………………… 139 1.下肢帯筋 139 1.皮下頸筋 126 2.大Ùの筋 141 2.側 頸 筋 126 3.下Ùの筋 143 3.前 頸 筋 126 4.足 筋 145 4.後 頸 筋 127 C 胸 筋 ………………………………… 127 3 3 神経・シナプス・筋肉 ―――――― 146 A ニューロンとシナプス ………………… 146 1.浅 胸 筋 127 1.神経の活動 147 2.深 胸 筋 128 2.シナプス伝達 150 3.横 隔 膜 129 3.神経筋接合部の特徴 152 D 腹 筋 ………………………………… 129 B 筋収縮のメカニズム …………………… 152 1.前 腹 筋 129 1.骨 格 筋 152 2.側 腹 筋 130 2.心 筋 155 3.後 腹 筋 131 C 平 滑 筋 ………………………………… 156 第6章 消化器系 1 1 消化器系の解剖 ――――――――― 160 159 C 口 腔 ………………………………… 165 A 内臓とは何か …………………………… 160 1.口 唇 165 B 消化器の構成と機能 …………………… 160 2.歯 166 1.消化管の基本構造 161 3.口 蓋 168 2.実質性器官の構造 162 4.舌 169 3.消化管全体の構成 163 5.口腔腺(唾液腺) 171 4.消化管の発生 163 D 咽 頭 ………………………………… 172 5.消化管の機能 164 E 食 道 ………………………………… 173 目 次 v F 胃 ………………………………………… 174 1.胃 間 膜 187 1.胃の形状 174 2.小腸間膜 188 2.胃の位置 175 3.結腸間膜 188 3.胃の構造 175 G 小 腸 ………………………………… 176 2 2 栄養と消化・吸収の生理学 ―――― 189 A 咀嚼と唾液 ……………………………… 189 1.十二指腸 176 B 嚥下運動 ………………………………… 189 2.空腸と回腸 177 C 胃の消化作用 …………………………… 191 3.小腸の構造 177 H 大 腸 ………………………………… 178 1.胃の運動 191 2.胃液の分泌 191 1.盲 腸 178 D 胃の消化作用 …………………………… 192 2.結 腸 179 E 膵臓の消化機能 ………………………… 193 3.大腸の構造 179 1.膵液の分泌調節 193 4.直 腸 180 2.膵臓による消化 193 I 肝 臓 ………………………………… 180 1.肝臓の構造 181 2.肝臓の機能 184 F 肝臓と胆汁 ……………………………… 197 G 小腸での消化・吸収 …………………… 198 1.小腸での消化 198 J 胆Nと胆汁分泌経路 …………………… 184 2.栄養物の吸収 199 K 膵 臓 ………………………………… 185 3.腸管運動の自律性調節 201 L 腹 膜 ………………………………… 186 H 大腸の運動と吸収 ……………………… 202 第7章 呼吸器系 1 1 呼吸器系の解剖学 ―――――――― 206 A 呼吸器とは何か ………………………… 206 205 E 喉 頭 ………………………………… 210 1.喉頭軟骨 211 1.呼吸器系の構成 206 2.喉 頭 筋 212 2.呼吸器系の発生 207 3.喉 頭 腔 213 3.呼吸器系の機能 208 F 気管,気管支 …………………………… 214 B 外 鼻 ………………………………… 208 1.気 管 214 C 鼻 腔 ………………………………… 209 2.気 管 支 214 1.鼻 前 庭 209 2.鼻腔(固有鼻腔) 209 D 副 鼻 腔 ………………………………… 209 1.上 顎 洞 210 2.前 頭 洞 210 3.篩 骨 洞 210 4.蝶形骨洞 210 vi 目 次 G 肺 ………………………………………… 216 1.肺の形状 216 2.肺の構造 218 H 胸膜と縦隔 ……………………………… 219 1.胸 膜 219 2.縦 隔 219 2 2 呼吸の生理学 ―――――――――― 220 A 呼吸器官の形態学 ……………………… 220 B 呼吸運動 ………………………………… 223 1.胸式呼吸と腹式呼吸 223 2.肺 容 量 225 C 正常呼吸と異常呼吸(病的呼吸)……… 232 1.呼吸パターン 232 2.異常呼吸 233 D 人工呼吸と酸素治療 …………………… 235 3.血液ガス分圧 226 1.人工呼吸 235 4.呼吸運動のメカニズムとコントロール 2.酸素治療 236 229 第8章 泌尿器系 237 1 1 泌尿器系の解剖学 ―――――――― 238 2 2 腎臓の生理学 ―――――――――― 247 A 泌尿器とは何か ………………………… 238 A 腎臓の形態 ……………………………… 247 1.泌尿器の構成と機能 238 2.泌尿器の発生 239 B 腎 臓 ………………………………… 240 B 腎臓の機能と尿の生成 ………………… 249 1.尿の生成 249 2.腎機能の調節 252 1.腎臓の形状 240 C 腎機能測定法 …………………………… 252 2.腎臓の構造 241 D 尿の一般的性質と化学的性状 ………… 255 C 尿 管 ………………………………… 245 1.尿の一般的性質 255 D 膀 胱 ………………………………… 245 2.尿の化学的性状 257 E 尿 道 ………………………………… 246 3.尿の沈 260 1.男性尿道 246 E 異 常 尿 ………………………………… 260 2.女性尿道 246 F 膀胱と排尿 ……………………………… 262 第9章 生殖器系 1 1 男 と 女 ―――――――――――― 264 263 B 精路(輸送路)…………………………… 270 A なぜ雌雄があるか ……………………… 264 1.精巣上体 270 B 男女の違いはいかにして生じるか …… 264 2.精 管 270 1.染色体による男女差 264 3.精 N 271 2.生殖腺による男女差 265 4.精 索 271 3.生殖腺以外の生殖器系の性差 265 C 付 属 腺 ………………………………… 271 4.生殖器系の分化の機構 266 1.前 立 腺 271 5.生殖器系以外の性差 267 2.尿道球腺 272 2 2 男性生殖器 ――――――――――― 267 A 精 巣 ………………………………… 268 D 外 陰 部 ………………………………… 272 1.陰 茎 272 目 次 vii 2.陰 N 272 1.卵 管 276 E 精液と精子 ……………………………… 272 2.子 宮 277 3 3 女性生殖器 ――――――――――― 273 3.腟 279 A 卵 巣 ………………………………… 274 1.卵胞発育と卵巣周期 274 B 生 殖 管 ………………………………… 276 C 女性外陰(部)…………………………… 280 D 会 陰 ………………………………… 280 E 骨盤腔の腹膜 …………………………… 281 第10章 発 生 学 283 1 1 生殖子形成 ――――――――――― 284 3 3 初期発生 ―――――――――――― 288 A 原始生殖細胞 …………………………… 284 4 4 胎盤と臍帯 ――――――――――― 290 B 精子発生と卵子発生 …………………… 284 A 胎 盤 ………………………………… 290 2 2 受精と着床 ――――――――――― 285 B 臍 帯 ………………………………… 290 A 受 精 ………………………………… 285 5 5 外形の発生 ――――――――――― 291 B 着 床 ………………………………… 286 A 大きさの成長 …………………………… 291 C 絨毛膜と脱落膜 ………………………… 288 B 各胎生月の状態 ………………………… 291 第11章 内分泌系 1 1 内分泌系の形態学 ―――――――― 296 295 C 下垂体による調節 ……………………… 312 A 内分泌器とは何か ……………………… 296 1.前 葉 312 B 松 果 体 ………………………………… 297 2.後 葉 313 C 下 垂 体 ………………………………… 298 3.中 葉 313 D 甲 状 腺 ………………………………… 300 D 甲 状 腺 ………………………………… 313 E 上皮小体 ………………………………… 302 E 上皮小体 ………………………………… 314 F 胸 腺 ………………………………… 302 F 膵 臓 ………………………………… 315 G 膵臓ランゲルハンス島 ………………… 304 G 副 腎 ………………………………… 315 H 心房筋内分泌細胞 ……………………… 305 1.副腎髄質 315 I 副 腎 ………………………………… 305 2.副腎皮質 316 2 2 内分泌系の生理学 ―――――――― 308 A 内分泌性調節の特徴 …………………… 308 H 性 腺 ………………………………… 317 1.女性ホルモン 317 1.ホルモンによる各種の調節 308 2.男性ホルモン 317 2.標的細胞での効果 311 3.性周期と妊娠 318 B 視床下部―下垂体系 …………………… 311 viii 目 次 第12章 循環器系 321 1 1 循環器系の形態学 ―――――――― 322 G 脾 臓 ………………………………… 349 A 循環器とは何か ………………………… 322 2 2 循環器系の生理学 ―――――――― 350 B 血管の構造と種類 ……………………… 324 A 心臓の働き ……………………………… 350 1.血管壁の構造 324 1.心筋の特徴 350 2.血管の種類 325 2.心臓の周期的活動 350 C 血管系の成り立ち ……………………… 326 D 心 臓 ………………………………… 326 3.拍動リズムの異常 352 B 心機能の調節 …………………………… 353 1.心臓の外形 326 1.スターリングの法則 353 2.心臓壁の構造 327 2.神経性調節 354 3.心臓の内腔 329 3.心臓反射 354 4.心 膜 331 E 循環系各論 ……………………………… 331 1.肺循環(小循環)系 331 C 心 音 ………………………………… 355 D 心 電 図 ………………………………… 356 E 血 圧 ………………………………… 358 2.体循環(大循環)系 332 1.血圧の測定法 359 3.胎児の循環(胎生循環) 343 2.血圧に影響を与える要因 360 F リンパ系 ………………………………… 345 1.リンパ系とは何か 345 3.血圧の正常と異常 361 F 循 環 系 ………………………………… 363 2.リンパ管の構造 345 1.体循環と肺循環 363 3.リンパ節 346 2.循環系の血流調節 363 4.リンパ管とリンパ節各論 347 3.特殊な循環系 365 第13章 中枢神経系 1 1 中枢神経系の解剖学 ――――――― 368 A 中枢神経とは何か ……………………… 368 367 2.脊髄の内部構造 380 E 伝導路(神経路)………………………… 382 B 中枢神経系の発生と区分 ……………… 369 1.伝導路の種類 383 C 脳 ………………………………………… 371 2.上行性伝導路 384 1.終 脳 372 2.間 脳 376 3.下行性伝導路 387 F 髄 膜 ………………………………… 390 3.小 脳 377 1.硬 膜 390 4.脳 幹 378 2.ク モ 膜 391 D 脊 髄 ………………………………… 380 1.脊髄の外形 380 3.軟 膜 391 2 2 中枢神経系の生理学 ――――――― 391 目 次 ix A 脊髄の伝導路と反射 …………………… 391 D 大脳基底核 ……………………………… 398 1.主な伝導路 392 E 小 脳 ………………………………… 399 2.脊髄反射 393 F 大脳皮質 ………………………………… 400 B 脳 幹 ………………………………… 396 G 記 憶 ………………………………… 404 C 間 脳 ………………………………… 398 H 睡 眠 ………………………………… 406 1.視 床 398 I 脳とリズム ……………………………… 407 2.視床下部 398 第14章 末¯神経系 409 1 1 末¯神経の解剖学 ―――――――― 410 A 自律神経系の構造と機能 ……………… 429 A 末¯神経とは何か ……………………… 410 B 自律神経反射 …………………………… 431 B 脳脊髄神経 ……………………………… 411 1.脊 髄 432 1.脳 神 経 411 2.延 髄 432 2.脊髄神経 418 3.自律神経系のシナプス伝達 432 3.脳脊髄神経の皮膚支配 423 C 自律神経系 ……………………………… 424 C 体温調節 ………………………………… 433 1.体熱の放散 433 1.交感神経 426 2.熱産生反応 434 2.副交感神経 428 3.体温のセットポイント説 435 2 2 自律神経系の生理学 ――――――― 429 第15章 感 覚 器 1 1 感覚器の解剖学 ――――――――― 438 A 感覚器とは何か ………………………… 438 B 外 皮 ………………………………… 439 1.皮 膚 439 2.皮膚の付属器官 443 C 視 覚 器 ………………………………… 446 1.眼 球 447 2.副 眼 器 453 3.涙 器 454 D 平衡聴覚器 ……………………………… 455 x 437 3.内 耳 458 E 味覚器・嗅覚器 ………………………… 461 1.味 覚 器 461 2.嗅 覚 器 461 2 2 感覚の生理学 ―――――――――― 462 A 感覚の基礎 ……………………………… 462 1.感覚刺激は神経線維の興奮にどう変 えられるのか 462 2.刺激の強さはどのように伝えられる のだろう 464 1.外 耳 456 3.遅い順応と速い順応 466 2.中耳(鼓室) 457 4.異なる感覚の種類はどう伝えられる 目 次 のか 466 B 視 覚 ………………………………… 468 1.視覚系の形態学的・生理学的特徴 468 2.調節と屈折 469 2.内耳での感音機構 479 3.聴力の検査 480 4.平衡感覚 481 D 味覚と嗅覚 ……………………………… 483 3.瞳孔と(対)光反射 471 1.味 覚 483 4.光受容と視機能 471 2.嗅 覚 484 5.視路と視覚中枢 475 E 体性感覚と内臓感覚 …………………… 485 6.色覚とその異常 475 1.皮膚感覚 485 7.視覚と電気生理学 476 2.深部感覚 486 C 聴 覚 ………………………………… 477 3.内臓感覚 487 1.中耳の役割 478 索 引 ――――――――――――――――――――――――――――――――――――― 489 目 次 xi 1 第 章 解剖生理学で何を学ぶか 解剖学を学ぶ目的は,人体とその構造を知ることである.人体とは何か を知るためには,人体を形成している骨や筋,臓器などの位置,構造を理 解することは大切であるが,なぜ大切なのかについても考えることができ るようにしたい.解剖学で使われる用語が医学の共通の言語として使われ, その用語のもつ概念を理解することが最も大切である.形を扱う解剖学は 生物の全体を対象とする広い意味の生理学から分かれた学問である.ここ で学ぶ生理学は生命体の形態がどのように機能し,生命体が維持されてい るかを学ぶ.そのため,本書では,形とその機能を系統立てて学べるよう に工夫した. 1 解剖学とは A 解剖学の歴史 人体の解剖が始まったのは,西欧ではギリシャ時代からとされる.ロー マ時代になると,観察と実験に根ざしてガレヌス(AD.130−201)が古代 医学の集大成を成し,ルネッサンスに至るまでの10数世紀の間,解剖学の 知識を支配した.しかし,きちんとした記録が残されるのは,13世紀から である.当時は図の描き方も定まらず,そのため,解剖の結果を正しく伝 えることは困難であった.遠近法を用い,見事な解剖図を最初に描いたの は,レオナルド・ダ・ヴィンチ(1519年没)である(図1-1) .当時の画家 図1-1●レオナルド・ダ・ヴィンチの解剖図 2 第1章 解剖生理学で何を学ぶか 図1-2●ヴェサリウスの解剖図 にとっては,人体の解剖は,必修すべきものだった.しかし,ダ・ヴィン チの解剖図は出版されることなく,19世紀に再発見されるまでは,埋もれ てしまう. 近代解剖学の始まりは,アンドレアス・ヴェサリウスの『人体構造論』 である.この大きな書物は,当時の習慣としてラテン語で書かれ,1543年 に出版されている(図1-2) .この年に,わが国では種子島に鉄砲が伝来し, ヨーロッパでは,コペルニクスの本が初めて出版された.当時ヴェサリウ スは,28歳だった.この本は,17世紀にわが国にも輸入されたが,そのと きは,日本医学に直接の影響は与えていない. その後,解剖学は医学の一部として,次第に一般的になる.わが国でも 山脇東洋:1759年, 『臓志 並附録』2巻を出版.日本 人の手による初めての解剖 1754年,京都の六角刑場で,山脇東洋*により最初の官許の解剖が行われ た.その20年後には,杉田玄白らによって, 『解体新書』が江戸で出版さ 図を載せた.杉田玄白らの れる.これは, 『ターヘル・アナトミア』という,オランダ語教科書の翻訳 解剖の端緒となった. であり,翻訳の際の苦労は,玄白の『蘭学事始』に生き生きと描かれてい る.江戸時代の末期には,解剖は頻繁に行われた.たとえば『解剖存真図』 の著書は,各臓器について1体の解剖を行うこととし,30体を超える死体 について,解剖所見を得ている(図1-3) . 明治になると,解剖学は医学校の正規の課目とされ,急速に発展する. 西欧でも,この時期は,解剖学の発達の頂点であり,多くの著名な教科書 が書かれている.その後,人体をメスとピンセットで解剖し,肉眼で観察 する古典的な人体解剖学は,実験的な基礎医学に次第に道を譲る.また解 剖学の内部でも,顕微鏡を利用する組織学が発展し,近年は生化学や分子 生物学と結びついた細胞生物学が盛んである. 図1-3●解剖存真図 1 解剖学とは 3 B 解剖学の対象と目的 解剖学の対象は,人体の形や構造であり,肉眼あるいはレンズを通して 拡大して(光学あるいは電子顕微鏡など)これら対象を観察する. 形や構造の特徴とは,時間を止めていることである.写真や絵は,ある 「瞬間」を示している.これに時間を含ませるには,映画やテレビのように, コマ送りをしなくてはならない.そうすれば,対象は「動く」ように「見 える」 .動きは,時間を含まなくては成り立たない. 構造と並ぶのは機能,すなわち働きである.機能は生理学が扱うが,こ れは初めから時間を含んでいる.消化,循環,呼吸,生殖,どれも時間が なくては成立しない.形のように,瞬間を示すものではないのである. われわれが人体を構造と機能,つまり解剖と生理の両面から見るのは, われわれの身体が,構造と機能を,別々に備えているからではない. 「時間 を止めて」見ると構造が見え, 「時間を流して」観察すると機能が見える. われわれの脳が,こうした見方の,どちらかを採るのを便利だとするので ある.つまり,構造と機能の分離は,われわれの脳の側,物の見方の側に あり,必ずしも対象にあるのではない. 解剖学を学ぶ目的は,人体を知ることである.これは詳しくやれば,際 限がない.しかし,解剖学をいくらかでも学べば,人体について,あるイ メージが生じる.それをことばと図とで説明できるであろう.そうしたイ メージをつくるのが,解剖学を学ぶ目的である.こうしたイメージは,実 は人によって異なる.それはそれでよい. 解剖学そのものの目的は,また少し違う.学生は,解剖学そのものを研 究するわけではなく,解剖学の結果を勉強する.解剖学で学ぶ多くの名称 は,医療に携わる人にとって共通の言語でもある.それゆえ,解剖学を学 ぶなかでそれらの名称のもつ概念を身に付けることが重要であり,それに よって人体の構造をよりよく理解できる. 解剖学は,実は人体の認識論である.つまり身体とは何かを知り,ひい ては人とは何かを,それをもとにして考える.その意味では,解剖学は, きわめて奥が深く,有益な学問である.ただ,暗記もの,古臭い学問と思 う人が最近は多い.それは,解剖学の目的をよく理解していないからであ る.自分の身体について,解剖学が教える程度のことは,本当は,だれで も心得ておく必要があろう.それは,いわば人としての常識である.身体 は,幽霊ででもない限り,必ずだれでももっている.われわれは,それを 利用して生きている.それについて,きちんとした知識をもつことは,医 師でなくても十分に必要なことではないか. 4 第1章 解剖生理学で何を学ぶか C 解剖の種類 人体の解剖は,実際には1種類ではない.人体解剖が必要な基礎医学の 分野は,3つある.解剖学,病理学,法医学である. ①系統解剖:解剖学では,正常な人体構造の研究と教育のために,解剖 を行う.これが,解剖学の基礎になる解剖である.人体を神経,血管, 筋肉など,いくつかの系統に分けて考えるので,系統解剖ともよばれ る.また,正常解剖ともよばれる. ②病理解剖,司法解剖:病理解剖は,死亡した患者について,病因や症 状の原因を確定するために行う.法医学での解剖は,司法ないし行政 解剖とよばれ,死因が不確定の場合や犯罪の疑いのある場合に行われ る.この2つは,固定操作をしないで,人体の解剖を行う. 固定とは,ホルマリンなどの化学薬品を用いて,タンパクを凝固させる 操作である.簡単にいえば,生卵をゆで卵に変えることである.ゆでると, 白身は固くなって,形がよく保たれ,卵が本来もっている「構造」 ,たとえ ば白身と黄身の区別は,はっきりしこそすれ,なくなることはない.この 操作は,防腐効果もあるので,2,3か月かけて行う系統解剖のためには, どうしても必要である. D 解剖学の範囲 1)扱う大きさの幅 解剖学では,メスとピンセットを用いて肉眼で見るだけでなく,様々な 方法を用い,人体を理解しようとする.そのための一つの方向は,対象を どんどん細かく,逆にいえば拡大して見ていくことである.それによって, たとえば生物体は細胞という小さな単位で構成されることがわかる. 細胞は,生物体をつくる基本的な単位である.ところが,細胞の大きさ はほぼ10μm(マイクロメートル,1/1000mm)だから,細胞を単位と して構造を見るためには,光学顕微鏡が必要である.しかし,光学顕微鏡 では,光の波長(平均で0.53μm,緑色光)より小さいものは見えないの で,0.2μmが実際に見える限度である.そこで,細胞内の構造を見るため には,電子顕微鏡を利用する.電子顕微鏡は,光の代わりに電子線(波長 は0.005nm)を,レンズの代わりに電磁石を使った顕微鏡で,0.15nm(ナ ノメートル,1/1000μm,100万分の1mm)ほどが,見える限度である. タンパク質分子であれば,これより大きいものも多いので,分子を見るこ 1 解剖学とは 5 図1-4●顕微鏡で見える限界 裸眼で見える 限界 光学顕微鏡で見える 限界 10μm 0.15mm(150μm) 電子顕微鏡で見える 限界 200nm 0.2nm 細 胞 細胞内小器官 分 子 原 子 とができるといってよい.人体の構成を,こうした細かい方向へ追究して いくのが,組織学や細胞生物学である. こうした方法を利用すれば,現在の解剖学では,約1nmから人体の大 きさまでを見ることができることになる.ということは,見ている範囲は, 最小で1nmから,最大でヒトの身長すなわち約2mまでだから,その間 に,10億という桁数の幅を含むことになる(図1-4) .ゆえに,本書に出て くる構造についても,その対象の大きさを理解するだけでも,容易ではな いことがわかるであろう. 2)比較解剖学 顕微鏡は小さいものを見るが,これを縦方向の追究だとすれば,解剖学 ではさらに,横の方向へも追究する.すなわち,動物のからだを調べる. ネズミやゾウは,ヒトとはずいぶん違うように思えるかもしれない.しか 解剖学用語:現在用いられ ている用語は,1955年に パリで決められた国際解剖 学用語(P.N.A.)に基づい ている.このパリ解剖学名 はその後,修補・改訂がな されている.解剖学用語は ラテン語が世界共通で用い られている. し,ヒトで使われる解剖学用語*を使えば,こうした動物のからだも,十 分表現できる.つまり,筋肉や骨,器官の数や種類は,動物とヒトとで, 基本的には違わない.もちろん,細胞の構造も,細かい点を別にすれば, ほとんど同じといってよい. ヒトのからだも動物のからだも,進化のうえでは,共通の祖先から生じ たものである.したがって,ヒトを含めた動物間で,構造を比較すると, ヒトのからだがどのような歴史を踏んで成立したかが,よく理解できる. だから,動物のからだを知ることも,ヒトを理解するためには,大切なこ とである.こうした学問を,比較解剖学という. 6 第1章 解剖生理学で何を学ぶか 2 生理学とは A 生理学の歴史 生理学の歴史は古く,本来,自然を対象とする学問に由来し,生物学全 般を対象とする学問として発達してきた.現在,医学,特に,基礎医学の なかには様々な学問領域が存在するが,その出発点はすべて生理学に根を 発している.病気の原因を追求する学問は病理学として,形を中心とした 学問は形態学(解剖学)として,さらに生命体を構成する物質を分離し, 同定する学問は生化学として,それぞれ生理学から分かれて発展した. B 生理学の目的と対象 ここで学ぶ生理学は,狭い意味の生理学で,生体の機能,つまりからだ の働きを考える科学で,消化や感覚のように身近な現象を対象とする学問 である.解剖学や組織学など形態についての学問を基礎として,生命を保 つための機能を研究する.したがってその範囲はきわめて広く,科学の進 歩とともにその内容や分類も変化している.前述したように,化学的な研 究方法を用いた分野は生化学として独立・発展したし,主として物理学的 な手法を用いる領域は生物物理学として進展している.病気と直接関連す る部分は病態生理学,または臨床生理学といわれる.それに対して,生命 現象一般に共通する機構を分析する立場は一般生理学,基礎生理学といわ れている. このように生理学は分子から細胞,器官にいたるまで広範囲な生命現象 を対象としている.それぞれの専門分野の新しい成果を取り入れ,相互に 関連づけながら,特に個体全体としての統合的な働きに関心をもって,生 命現象の理解を志すのが生理学の立場である.生理学は,元来臨床医学に 対置した学問であり,その意味でノーベル賞でも“生理学医学”賞を設定 している. 2 生理学とは 7 ご注 文はこちらから http://www.medical-friend.co.jp/