「未分類」カテゴリーアーカイブ

Stryer Biochemistry ストライヤー生化学

自分が大学のときにストライヤーを読みました。正直、そのときはそれほど面白いとは思えませんでした。

生化学を教えるためにあらためて生化学の教科書をいろいろ買って読みました。最初は入門書を読んで全体像をつかみ、それから大著を開いたりしています。いろいろ読み比べていて、やはりストライヤーは詳細で、しかもコンセプトを言語で伝えるのがうまくて、説明も明快で素晴らしいい本だなと改めて思いました。

ストライヤー生化学第１０版　２０２３年

キンドルがあればキンドルで買いたいと思ったのですすが、アマゾンではハードコピーとルーズリーフの版しかないようでした。マクミラン社ではE-BOOKが売られていますが、どのような形態なのかがよくわかりません。日本円にすると２６０００円くらいで、かなり高価。

Biochemistry ペーパーバック – 2023/5/15 英語版 Jeremy Berg (著), Gatto Jr. Gregory (著), Hines Justin (著), Tymoczko John (著), Stryer Lubert (著) 出版社 ‏ : ‎ W.H.Freeman & Co Ltd; Tenth版 (2023/5/15)　ISBN-13 ‏ : ‎ 978-1319498504

ストライヤー生化学第９版　２０１９年

Biochemistry ハードカバー – 2019/3/25 英語版 Jeremy M. Berg (著), Lubert Stryer (著), John Tymoczko (著), Gregory Gatto (著) 4.7 5つ星のうち4.7 (152)

ストライヤー生化学第８版　2015年

  1. https://dn790008.ca.archive.org/0/items/JeremyM.BergJohnL.TymoczkoGregoryJ.GattoJr.LubertStryerBiochemistry_201708/Jeremy%20M.%20Berg%2C%20John%20L.%20Tymoczko%2C%20Gregory%20J.%20Gatto%20Jr.%2C%20Lubert%20Stryer%20Biochemistry.pdf (1227 pages)

ストライヤー生化学第７版　２０１０年

ストライヤー生化学第５版　２００２年

Biochemistry ハードカバー – 2002/2/1 英語版 Jeremy M. Berg (著), Lubert Stryer (著), John L. Tymoczko (著)

ストライヤー生化学第３版　１９８８年

  1. Book review https://iubmb.onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1016/0307-4412%2888%2990210-5

カラー化電子ペーパー富士通QUADERNO、その他の類似ガジェット

自分はソニーのデジタルペーパーを長年愛用してきましたが、白黒というのがネックでした。カラーの図表入りの論文を読むときに困るわけです。しかしPDFをじゃんじゃン放り込んで、電車の中など隙間時間で論文を読んだり、ＰＤＦ化した教科書を読んだり、メモをとったりと重宝してきました。今もまだ使っていますが、ソニーはデジタルペーパー製品の販売を終了し、開発もやめたみたいで、同様の製品は富士通から出ています。ＱＵＡＤＥＲＮＯ（クアデルノ）という商品名です。このＱＵＡＤＥＲＮＯのカラー版が昨年の年末に発売されたようで、2025年の3月の時点では品切れ状態でした。4月末に出荷再開予定という案内が出ていましたが、現在どうなっているのでしょうか。ＰＤＦ文書を読むという利用目的に特化している自分としては、Ａ４サイズ（13.3インチ）でＰＤＦが大量に詰め込めてそれが読めれば十分です。ＰＣの液晶モニタは眼に悪いので、自分は発光しない電子ペーパーであることは必須です。

Ａ４サイズ、電子ペーパー、カラーとなると、現在の市場では富士通のＱＵＡＤＥＲＮＯ一択になると思います。

  1. QUADERNO A4 (Gen.3C) FMVDP43CA4　https://www.fmworld.net/digital-paper/top.html

ビジネスマン向け多機能電子ペーパーというものもあるようです。こちらは会議の音声を録音、自動文字起しまでやってくれる優れもの。自分も会議や講義の音声を文字起ししたいことがありますが、ICレコーダーをPCにつないで、と結構面倒で、億劫になります。会議中にリアルタイムで録音と文字起しをこなしてしまうというのは、仕事の効率化という点でかなり画期的だと思います。サイズが8.2インチまでしかないので、もちろんその小ささが携帯に便利なのでしょうが、論文をほぼフルサイズで読むことが一番重要な用途である自分の場合には、ちょっと向いていません。まあ、軽ければ2つもつというのもアリかも。

  1. AINOTE Air 2 電子ペーパー 音声文字起こし・テキスト変換・多言語翻訳・ChatGPT搭載 超軽量 8.2インチ E-Ink タブレット　https://store.iflytek.co.jp/products/iflytek-ainote-air-2

知能は母親から遺伝するのか？

昔からよくきく議論として、息子の知能は母親譲りだというものがあります。知能の遺伝子はX染色体上にあるので、息子の遺伝子型は男性だからXYで、そのX染色体は母親から伝わったものだからという説明です。

そういういえばそんな気がするなあといろいろな家庭を見ていてなんとなく思っていたのですが、科学的な根拠がどれくらいあるのかはわかりません。

  1. Children inherit their intelligence from their mother not their father, say scientists Genes for cleverness are carried on the X chromosome and may be deactivated if they come from the father Charlotte England　independent.co.uk

自閉症スペクトラム症とは

◆ 自閉症スペクトラム（ASD）とは

正式名：Autism Spectrum Disorder（ASD）
日本語：自閉スペクトラム症、または自閉症スペクトラム障害

どんなものか？
👉 社会的なコミュニケーションの苦手さと、
👉 行動や興味がすごく限定的・反復的になる、
という特徴を持つ発達障害のことだよ。

  • たとえば
    ・相手の表情を読み取るのが難しい
    ・暗黙のルール（空気を読む、など）が苦手
    ・興味の範囲がすごく狭い（例：電車、恐竜だけが好き、など）
    ・手をパタパタさせるなどの反復行動をする
    などが見られることがあるよ。

スペクトラム（連続体）という言葉がついているのは、
重い・軽いがグラデーション状に幅広く存在するから。
だから、「重度の人」もいれば、「日常生活はほぼ問題ない人」もいるんだよ。

◆ 知能は遅れるの？

結論からいうと、

「知能が遅れる場合もあるけど、必ずではない」

つまり、人それぞれだよ！

具体的には：

  • 知的障害を伴わないASD（高機能自閉症とも呼ばれてた）も多い。
  • 一方で、ASDのうち約30〜40％くらいの人は、
    知的障害（IQ70未満）を併せ持つと言われている。
  • また、知的障害がなくても、**言語や学習に独特の困難さ（学習障害、言語発達遅滞）**を持つ人もいる。

だから、
📝 ASDだから必ず知能が低い、とは全く限らない
し、むしろ**すごく得意な分野を持つ人（サヴァン症候群的才能）**も一部にいるよ！

◆ まとめ

項目 内容
ASDとは 社会性の困難＋興味・行動の偏り
知能との関係 知的障害を伴うこともあるが、伴わないことも多い
ポイント スペクトラム＝重さ・タイプに幅がある

ちなみに、
最近は**「個性の一つ」として捉える考え方（ニューロダイバーシティ）」**もすごく広がってるよ。
ASDの人たちの得意なところを活かせる社会にしていこう、っていう流れね！

 

◆ 自閉スペクトラム症（ASD）の診断基準（DSM-5版）

ASDと診断されるには、2つの大きな柱が必要だよ。

① 社会コミュニケーションと対人関係の障害（すべて必要）

以下のうち、全部がみられることが求められる。

  1. 対人相互反応の障害
    たとえば、普通の会話のやり取りがうまくできない、興味や感情を共有することが難しい、など。
  2. 非言語的コミュニケーション行動の障害
    たとえば、目を合わせない、表情やジェスチャーが乏しい、身振りをうまく使えない、など。
  3. 人間関係の構築・維持・発展の困難
    たとえば、友だち作りや集団の中でのふるまいが苦手、想像的な遊びができない、興味を共有する遊びができない、など。

② 限定された、反復する行動パターンや興味（2つ以上必要）

以下のうち、最低2項目以上がみられること。

  1. 反復的な行動・言語パターン
    例：同じ言葉を繰り返す（エコラリア）、物を回す、手をひらひらさせる。
  2. 同一性への固執、ルーティンへの強いこだわり
    例：日課の変更にパニックになる、道順や物の並び順に強くこだわる。
  3. 非常に限定された、強烈な興味
    例：特定の物や話題にだけ異常に集中する（電車、恐竜など）。
  4. 感覚刺激への過敏または鈍感
    例：音、光、触覚への異常な反応（すごく敏感だったり、逆に鈍感だったり）。

③ 発症時期について

  • 症状は発達初期から存在していること。
    （ただし、社会的要求が高くなって初めて明らかになる場合もある）

④ 機能障害の有無

  • 日常生活（学校生活、仕事、人間関係など）に臨床的に意味のある障害を引き起こしていること。

⑤ 他の障害による説明ではないこと

  • 知的障害や発達遅滞だけでは説明できないこと。
    （ただし、ASDと知的障害は重複することもある）

◆ 簡単にまとめると…

柱 内容 ポイント
① 社会性の障害 対人関係・非言語コミュニケーション・人間関係の困難 全部必要
② 限定的行動 同じ行動・強いこだわり・限定的興味・感覚異常 2項目以上
発症時期 幼児期から
生活影響 実生活に支障があること
他の障害除外 単なる知的障害ではない

◆ 注意！

DSM-5では、それまで別々に扱われていた

  • 「自閉性障害（古典的自閉症）」
  • 「アスペルガー症候群」
  • 「広汎性発達障害（PDD）」

などを**ぜんぶ統合して「自閉スペクトラム症（ASD）」**と一括りにしたんだよ。 （これが、DSM-4からDSM-5に変わったときの大きな違い！）

🌟まとめ

ASD診断には、社会性の障害＋限定的行動パターンが必須
そして、発達早期から存在し、実生活に支障が出ていることが必要だよ！

 

統合失調症とは

質問：統合失調症って遺伝的な要因ある？

ChatGPT 4o：はい、統合失調症には遺伝的な要因があることが知られています。

ただし、少し丁寧に説明すると──

  • 遺伝だけでは決まらない：
    統合失調症の発症リスクは遺伝的な素因（脆弱性）によって高まりますが、遺伝だけで発症するわけではありません。環境要因（出生前・出生後のストレス、感染症、生活環境など）も重要です。
  • 家族歴があるとリスクが上がる：
    たとえば、一般人口の発症率は約1％ですが、親や兄弟に統合失調症の人がいるとリスクは5〜10倍に上がると言われています。
  • 一卵性双生児の研究：
    同じ遺伝情報をもつ一卵性双生児でも、**両方が発症する確率は約50％**程度。つまり、たとえ遺伝子が完全に同じでも、必ずしも発症するわけではない＝環境要因も大きいと考えられています。
  • 関与する遺伝子は複雑：
    統合失調症に関与する単一の「統合失調症遺伝子」というものは見つかっていません。多くの遺伝子がわずかずつリスクに関わっている「多因子遺伝」と考えられています。最近では、脳の神経回路形成やシナプスの働きに関わる遺伝子群が注目されています。

要するに、

「遺伝の影響は確かにあるけど、それだけではなく、環境との組み合わせで発症する」
というのが、いまの科学的な結論だよ。

 

目的と目標の違い：科研費申請書において

科研費の実験計画書（申請書）には、研究目的を書くことが指示されています。しかし、申請書を書いて人に見てもらったときに、目標は書いてあるけど目的が書かれてないよねという指摘を受けることがあります。目標と目的って同じじゃなかったんでしょうか？違うとすればどう違うのでしょう？ChatGPT 4oに訊いてみました。

自分：目的と目標の違い？

ChatGPT 4o：

いい質問ですね。「目的」と「目標」は似たように使われることが多いですが、実は少し違う意味を持っています。それぞれの違いをわかりやすく説明しますね。

✅ 「目的」とは？

最終的に達成したい状態や意図のこと。
つまり「なぜそれをするのか？」という理由やゴールです。

  • 例：「健康的な生活を送りたい」が目的。
    • → なぜ運動するの？→ 健康的な生活を送りたいから。

✅ 「目標」とは？

目的を達成するために設定する具体的なステップや到達点。
「何を」「いつまでに」「どのくらい」やるかを示す、行動の指針です。

  • 例：「週に3回、30分ジョギングをする」が目標。
    • → 目的（健康的な生活）のために何をする？→ ジョギング！

🔁 違いをまとめると：

項目 目的 目標
意味 最終的なゴール（なぜ） ゴールへの具体的ステップ（なにを・いつまでに）
抽象度 高い 具体的
例 英語が話せるようになりたい 毎日30分英語を勉強する

何か具体的なシチュエーションで使い分けたいケースがあれば、それに合わせて説明もできますよ！

自分：科研費申請書における研究目的と目標の違いは？どう書き分けるの？具体例も出して説明して。

ChatGPT 4o：

科研費申請書（科学研究費助成事業）では、「研究目的」と「研究目標」は明確に書き分けることが求められます。審査員はこの2つの違いを重視して読みますので、それぞれの役割を理解し、論理的に整合性のある記述が重要です。

🔍 研究目的と研究目標の違い（科研費申請書の場合）

項目 研究目的 研究目標
定義 研究を行う理由や背景、何を明らかにしたいかという根本的な問い（Why） 目的を達成するために設定された、達成可能かつ具体的な成果（What, How）
抽象度 高い（理論的） 具体的（実践的）
内容 社会的・学術的意義、既存研究とのギャップ、課題設定の意図など 解明する仮説、到達すべき成果、研究ステップ、方法論など
時間軸 長期的視点 短期〜中期的ステップ

✍️ 書き分け方のポイント

【研究目的】

  • なぜこの研究を行うのか？という大きな問いを明確にする
  • 既存研究の限界、学術的課題、社会的背景を踏まえて、意義深い理由付けを行う
  • 「◯◯のメカニズムを解明し、△△分野の発展に貢献すること」が目的

💡 書き方の例：

本研究の目的は、都市におけるヒートアイランド現象の進行メカニズムを明らかにし、持続可能な都市設計の基盤を提供することである。

【研究目標】

  • 上記の目的を達成するために、どこまで成果を出すかを具体的に記述
  • 方法や分析内容、得られるデータ・知見を明示する
  • SMART原則（Specific, Measurable, Achievable, Relevant, Time-bound）を意識すると良い

💡 書き方の例：

本研究では以下の3点を目標とする。

  1. 大都市圏における地表温度変化の高解像度データを取得・解析する
  2. 植生や建物配置と温度変化の相関関係を定量的に明らかにする
  3. 気候適応型都市モデルの初期設計指針を提示する

🧠 具体的な事例（分野別）

◼️ 生命科学の例

  • 研究目的
    アルツハイマー病における神経変性の初期メカニズムを分子的に解明し、新規治療戦略の基盤を提供すること。
  • 研究目標
    1. ヒトiPS細胞由来ニューロンを用いたin vitroモデルの確立
    2. 初期段階で発現変動する候補分子群の同定
    3. 標的分子の機能阻害による細胞機能の回復可能性の評価

◼️ 工学系の例

  • 研究目的
    持続可能な建築材料の開発に向けて、廃棄物由来のバイオ複合素材の構造的特性を明らかにする。
  • 研究目標
    1. 廃棄セルロースと樹脂による複合材料の成形プロセスの最適化
    2. 各種力学特性（引張強度、耐衝撃性）の評価
    3. リサイクル可能性および環境負荷の定量分析

✅ コツと注意点

  • 「目的」と「目標」の間に論理の飛躍がないようにする（目標を達成すれば目的が達成できる関係性を作る）
  • 研究目標は定量的・段階的に分けて書く（1, 2, 3と箇条書きが好ましい）
  • 「目的だけ高尚で、目標が実現可能に見えない」と評価されるのはNG

必要なら、あなたの研究テーマに合わせて目的・目標の文案も一緒に考えますよ！テーマを教えてくれたら、すぐ対応できます。

 

う～ん、どうなんでしょう。自分の理解、考え方とはだいぶ違う回答が返ってきました。自分も科研費の申請書を書いた経験は多くありますが、このＣｈａｔＧＰＴのような意図で書いたことはありません。

「◯◯のメカニズムを解明し、△△分野の発展に貢献すること」と書くと、それは確かに日常的な日本語の意味としては「目的」です。しかし、申請書における「研究目的」といった場合には、日常的な目的のことではなくて、あくまで研究期間内で成し遂げられる具体的なことと自分は理解しています。自分の感覚でいうと、「△△分野の発展に貢献すること」は研究目的とは言えません。それは社会的な意義、波及効果です。これを研究目的として書いたら採択されないと思います。「◯のメカニズムを解明すること」と、研究目的に書いていいか？というと、やはりこれだけでは足りません。メカニズムはどこまで深く細かく考えるかでいくらでも違いが出てきますので、こういう漠然とした言い方は研究目的の書き方としては不適切だと思います。「因子○○が現象××にどのように関与しているかを△△の手法を用いて明らかにすることを本研究目的とする」程度の具体性な記述が必要でしょう。

実は、「目標」という言葉は科研費の申請書には出てきません。ＡＭＥＤなどの申請書だと中間ゴールなどを設定させられたりするので、数値目標を書かされることが多いと思います。

2型糖尿病でインスリンは上昇しているのか減少しているのか？

1型糖尿病ではインスリン産生細胞である膵臓ランゲルハンス島のβ細胞が自己抗体で破壊されているため、インスリンが分泌されていません。それに対して2型糖尿病では、インスリンは分泌されているがその作用が弱まっている状態です。その場合に、インスリン量は正常と比べてどうなっているのでしょうか。読む文献によってまちまちのように感じて、混乱したのでＣｈａｔＧＰＴに訊いてみました。

ChatGPT 4o:

とても鋭い質問ですね。その違いは病態の段階や原因の違いによるものなので、両者は一見矛盾しているようで、実はちゃんと説明がつきます。

✅【人の2型糖尿病（セシル内科学の記述）】

  • 2型糖尿病は インスリン抵抗性（insulin resistance） と インスリン分泌の相対的不足 が合わさって起きる。
  • 初期ではインスリンはむしろ高い（耐糖能異常、pre-diabetesの段階）。
  • しかし病気が進行すると、膵β細胞の機能が低下して、インスリン分泌が追いつかなくなり低下する。
  • → セシル内科学が述べている「インスリンが低め」は、進行した2型糖尿病の典型像を反映している可能性が高いです。

✅【ob/obマウスの糖尿病】

  • 遺伝的にレプチンが欠損していて、過食と肥満を引き起こすモデル。
  • その結果として重度のインスリン抵抗性が起き、膵臓はそれに対応しようとインスリンを大量に分泌する（高インスリン血症）。
  • つまり、ob/obマウスの糖尿病は “インスリンは出ているのに効かない”＝典型的な初期のインスリン抵抗性型。

🤔 なぜ違って見えるか？

  • 時間軸の違い：ob/obマウスの糖尿病は進行前または進行中の段階。ヒトの2型糖尿病はすでに進行した段階の病態を説明していることが多い。
  • 病因の違い：ob/obは遺伝性の重度肥満モデル。ヒトの2型糖尿病は生活習慣・加齢・遺伝などが複雑に絡む多因子疾患。

🧠補足：学術的にはどう説明されるか？

  • ヒトでも肥満による糖尿病の初期には、**インスリン分泌が増加（compensatory hyperinsulinemia）**します。
  • それでも血糖が上がってくると「糖尿病」と診断される。
  • その後、β細胞が疲弊し、インスリン分泌も低下していく。

なので、ob/obマウスの“高インスリン”も、ヒト2型糖尿病の“インスリン低下”も、病態のフェーズや原因が異なるだけで矛盾していません。

 

✅ ob/obマウスでも病態が進行するとインスリン分泌は低下します。

つまり、ob/obマウスは最初は高インスリン血症（hyperinsulinemia）を呈しますが、進行すると膵β細胞が機能不全に陥り、インスリン分泌が低下する段階に至ることが報告されています。

🔍【参考になる文献・記述】

以下は、この事実を裏付ける代表的な報告です：

📘 Hummel et al., 1966

“Spontaneous diabetes in genetically obese mice (ob/ob)… in later stages of life, islet degranulation and decreased insulin secretion are observed.”
→ 高齢のob/obマウスでは、膵島の脱顆粒やインスリン分泌の低下が見られる。

📗 Porte & Kahn, 1981

  • 膵β細胞は、初期には過活動（インスリン高分泌）していても、**慢性的な高血糖（glucotoxicity）や高脂血症（lipotoxicity）の影響を受けて機能低下し、最終的にはβ細胞破綻（β-cell failure）**に至ると記載。

📄 Modern review example

例えば最近の総説（例：2020年以降の “Diabetologia” や “Journal of Endocrinology”）でも、

  • ob/obマウスは年齢とともにインスリン分泌が低下すること、
  • **病期によって病態が異なる（early hyperinsulinemia → late hypoinsulinemia）**ことが明示されています。

🧠【補足】

  • ob/obマウスは一般に 生後4週〜12週くらいまでがインスリン高値期。
  • その後、β細胞の機能が徐々に衰え、場合によっては膵島の構造変化（脱顆粒、アポトーシス）を伴います。
  • ヒトの2型糖尿病と同じように、「インスリンは出ているが効かない」時期を経て、「そもそもインスリンが出ない」段階に進むというモデルです。

🔍まとめ

病期 ob/obマウスのインスリン 病態
初期（〜10週） 高インスリン インスリン抵抗性に対する代償反応
中期 高インスリン〜徐々に低下 β細胞に負荷がかかりはじめる
後期（12週〜） インスリン低下 β細胞機能不全（failure）

 

インスリンの量

2型糖尿病では、1型のようなインスリンの絶対的欠乏はありませんが、相対的なインスリンの作用不足が存在し、そのインスリン分泌能においては、2つのタイプに分けられます。

(A)　1型と同様に分泌が障害されている（分泌が少ない）タイプ

(B)　逆にインスリンが正常～過剰に分泌されているタイプ：インスリンが効きにくくなった状態（インスリン抵抗性）のため、インスリンを過剰に分泌

https://www.sakuragi-clinic.net/poco/1836.html

インスリン抵抗性とは

インスリン抵抗性は、それ自体が糖尿病の原因になりますが、同時に、インスリンが効きにくくなったのを補うためにインスリンが多量に分泌され、「高インスリン血症」を招きます。高インスリン血症では、交感神経の緊張、腎臓でナトリウム（塩分）が排泄されにくい、血管壁を構成している細胞の成長が促進される、といった現象が起きて、血管が広がりにくくなり、血液量も増え、血圧が高くなります。

糖尿病と高血圧　糖尿病ネットワーク　https://dm-net.co.jp/seminar/27_/index_2.php

呼吸で肺に吸い込んだ酸素分子は、その後どこに行くのか？どうやって目的地に行くのか？

私たちが息を吸ったり吐いたりしているときに、何をしているのかというと、空気中の酸素を取り込んで、二酸化炭素を吐き出しているわけです。では、吸い込んだ酸素はその後、どこに行ったのでしょうか？高校で生物を履修していれば、その答えは明らかなはずですが、意外と、教科書的な知識と実際の呼吸とが結びついていない人が多いです。肺に吸い込んだ酸素はその後どこに行くのか？肺から吐き出す二酸化酸素はどこから来たのか？という質問に答えられる人がいたら、生化学をばっちり学んで血肉となっている人でしょう。

答えを先に言ってしまうと、肺に吸い込んだ酸素分子は、肺胞の血管から血流に入り赤血球のヘモグロビンに結合して、血流にのって全身くまなく運ばれます。人間の体は、どの部分を切っても血が出ます。つまり、そこまで酸素が運ばれてきているということです。末梢までいくと、酸素分子はヘモグロビンから離れて末梢の組織の細胞の中に入っていき、さらにミトコンドリアの中にまで入り、そこで酸化還元反応の電子を受容する（つまり還元される）働きがあります。還元された酸素分子（O2）は、水（H2O)になります。

なぜ酸素分子は、このようにヘモグロビンに結合したり離れたり、ミトコンドリアのところに行ったりできるのかというと、全ては、酸素の濃度（酸素分圧）の差が酸素分子の移動を決める原理となっています。濃度の高いところから低いところに拡散するという単純な話で、全ての説明がつきます。赤インクを水に垂らすと、拡散する（赤インクの色素分子の濃度が高い部分から低い部分に赤インクの色素分子が移動する）という話と、同じことです。

ChatGPT 4oに説明をまかせてみます。

動脈、静脈、動脈血、静脈血の定義

動脈は心臓から外に向かう血管のことで、動脈血は酸素をたっぷり含んだ血液のことです。左心室から全身に血液が送り出される場合には、これで問題ないのですが、肺動脈、肺静脈に関しては、酸素濃度に関して逆になるため、肺動脈を流れるのは静脈血、肺静脈を流れるのは動脈血ということになります。言葉を整理しておきましょう。

ChatGPT 4o：
混乱しやすい「動脈」「静脈」「動脈血」「静脈血」について、正確な定義を以下に整理します。

✅ 基本の定義（大事なのは“方向”です）

用語 定義（どこからどこへ） 含まれる血液 例
動脈 心臓から出ていく血管 ふつうは酸素が多い（=動脈血） 大動脈、肺動脈（←例外）
静脈 心臓へ戻る血管 ふつうは酸素が少ない（=静脈血） 上大静脈、肺静脈（←例外）

🩸 血液の種類としての定義

用語 定義（酸素の量） 色・状態 主に通る血管
動脈血 酸素が多く含まれている血液（赤い） 鮮紅色 大動脈、肺静脈（←例外）
静脈血 酸素が少なく、二酸化炭素が多い血液（暗赤色） 暗赤色 大静脈、肺動脈（←例外）

❗ ややこしくする例外：肺動脈と肺静脈

血管名 心臓との関係 血液の種類 説明
肺動脈 右心室から肺へ向かう → 動脈 静脈血 心臓から出るけど酸素が少ない（例外）
肺静脈 肺から左心房へ戻る → 静脈 動脈血 心臓に戻るけど酸素が多い（例外）

🧠 覚え方のコツ

  • 動脈 vs 静脈 → 血液が「心臓から出るか戻るか」で決まる！
  • 動脈血 vs 静脈血 → 血液中の酸素量で決まる！

 

 

酸素はどうやって血中に入るのか

ChatGPT 4o：

肺に吸い込まれた酸素が血中に入るのは、基本的に「酸素分圧の差」によるものです。以下、順を追って説明しますね。

🌬️ 肺から血中へ：酸素が取り込まれる仕組み

🫁① 吸気により肺胞に酸素が到達

  • 空気中の酸素は約21%
  • 吸い込まれた空気は、気管→気管支→肺胞へと届きます

🧪② 肺胞内の酸素分圧（PAO₂）は高い

  • 肺胞内の酸素分圧はおおよそ 100 mmHg
  • 一方、肺に入ってきた静脈血（肺動脈を流れる血液）の酸素分圧（PvO₂）は 約40 mmHg

⬇️③ 酸素分圧の差によって拡散が起こる

  • この **分圧差（100 → 40）**により、酸素は：
    • 肺胞 → 肺胞壁 → 間質 → 毛細血管の血漿 → 赤血球内のヘモグロビン
      の順で、濃度勾配に従って自然に拡散します
  • 拡散はエネルギーを使わない「単純拡散」

❤️④ 赤血球内のヘモグロビンと結合

  • 拡散してきた酸素は、赤血球内でヘモグロビンと結合
  • これにより酸素は効率よく運搬されます（O₂運搬能力アップ！）

✅ まとめ：肺→血中 酸素取り込みの流れ

ステップ 内容
1. 吸気 空気が肺胞に到達（酸素分圧 高）
2. 血流 肺胞に面した毛細血管の血中は酸素分圧 低
3. 拡散 分圧差によって酸素が血中に拡散
4. 結合 赤血球のヘモグロビンと酸素が結合

🔍 ちなみに：

この拡散はFickの法則で定量的に説明できます：

 

酸素拡散量∝（肺胞PO2−血中PO2）×拡散面積拡散距離\text{酸素拡散量} \propto \frac{（肺胞PO₂ – 血中PO₂） \times 拡散面積}{拡散距離}

 

つまり、**酸素分圧の差が「原動力」**なんです。

 

 

酸素分子はどうして血中から出て組織に入っていけるのか

ChatGPT 4o：

「酸素はどうやって**ヘモグロビンから離れて細胞の中に入るのか？」という点を、ステップごとに説明します。

🔬 ステップで理解する：酸素が組織に届くまで

🩸① 酸素は肺でヘモグロビンに結合する

  • 肺胞では酸素分圧が高く（約100 mmHg）
  • → 酸素は赤血球内のヘモグロビン（Hb）に結合
  • → 酸素飽和度はほぼ100%

🧬② 血流に乗って組織へ運ばれる

  • 酸素を積んだ赤血球は動脈から毛細血管へ

🧪③ 末梢組織では酸素分圧が低い（約40 mmHg）

  • 組織の細胞は酸素を消費しているので、酸素濃度が低い
  • ヘモグロビンの性質として：
    • 酸素分圧が低いところでは、酸素を放しやすくなる
    • これを酸素解離曲線といいます

📉 ⇒ 低酸素の環境では、ヘモグロビンは酸素を離す（解離）

📤④ 酸素は単純拡散で毛細血管から細胞内へ

  • ヘモグロビンから離れた酸素（O₂）は血漿中に溶ける
  • 溶けた酸素は：
    • 毛細血管 → 組織液 → 細胞膜 → ミトコンドリア
    • すべて 「濃度勾配」に従った単純拡散で動く
    • 細胞内のミトコンドリアが酸素を使うので、常に濃度勾配がある

✅ ポイントまとめ

プロセス 説明
解離 酸素は末梢の低酸素環境でヘモグロビンから離れる（酸素解離）
拡散 血中→組織液→細胞内へは、単純拡散で自然に移動する（エネルギー不要）

💡 さらに：

  • pHが低い（酸性）
  • CO₂濃度が高い
  • 温度が高い

こうした条件も酸素を「離しやすくする」＝ボーア効果と呼ばれます。

 

DNAの塩基はなぜ「塩基」と言う？どこが塩基性？

DNAの塩基はA,C,G,Tの4種類というのはもはや誰でも聞いたことがある当たり前のことだろうと思います。しかし、中学や高校で習う、酸性、塩基性の「塩基」と、DNAの「塩基」とがどう結びつくのか、よくわからずにいました。塩基とはブレンステッドの定義によれば、水素イオン（プロトン）を受け取ることができる物質と言う意味ですが、DNAの塩基のどの部分がプロトンを受け取るのでしょうか。

塩基は5員環と6員環が合わさった形をしていますが、この環のなかに窒素原子が含まれています。窒素原子は手が3本あって、一つの非共有電子対を持っていますが、この非共有電子対がプロトンを受け取る（Ｈ＋と結合する）ことができるわけです。複数のＮが存在する場合、塩基性の強さには差があるようです。

DNAの塩基の環の中のNに結合しているHの向きは？平面内かどうかについて

分子模型でDNAの塩基の部分を作っていて疑問に思ったのは、環を構成するNに結合するHの向きです。Nの模型には穴が３つあいているので、必然的に平面上には水素は来ません。しかし、それでいいのでしょうか。どうやら、この水素はｓｐ２軌道（ｓｐ３ではなく）にあるため、平面上に位置するようです。

  1. https://chem.libretexts.org/Courses/Purdue/Purdue%3A_Chem_26200%3A_Organic_Chemistry_II_%28Wenthold%29/Chapter_14.__Aromaticity/14.04%3A_MO_description_of_aromaticity
  2. http://nsgene-lab.jp/dna_structure/acid-base/
  3. https://www.sciencedirect.com/topics/biochemistry-genetics-and-molecular-biology/nitrogenous-base プリン、ピリミジンの環を構成する原子（CまたはN)の番号の振り方
  4. https://chemistry.stackexchange.com/questions/27309/sp%C2%B2-hybridized-orbital
  5. https://chemistry.stackexchange.com/questions/50266/why-is-the-lone-pair-of-pyridines-nitrogen-atom-not-part-of-the-aromatic-ring
  6. https://www.reddit.com/r/chemhelp/comments/htjd8u/which_n_is_the_most_basic_in_this_molecule_can/