人体の構造と機能

人体は細胞構造、血液、筋肉、骨、脳など、さまざまな構造で構成されています。構造が異なれば機能も異なり、これらの構造のおかげで人体は正常な機能とさまざまな能力を備えています。もちろん、これらの部分が病気になれば、当然人体の健康にも影響を及ぼします。以下では、人体の構造と機能について詳しく紹介します。

1. 細胞構造

細胞は細胞膜、細胞質、核の3つの部分に分けられます。細胞膜は主にタンパク質、脂質、炭水化物で構成されており、細胞を保護し、細胞内の安定性を維持し、細胞内外の物質の交換を制御します。細胞質は細胞代謝の中心であり、主に水、タンパク質、RNA、酵素、電解質などで構成されています。細胞質内にはさまざまな細胞小器官も浮遊しています。主な細胞小器官には、ミトコンドリア、小胞体、リソソーム、中心体などが含まれます。細胞核は核膜に囲まれており、核小体とクロマチンを含んでいます。クロマチンには核酸とタンパク質が含まれています。核酸は生物の遺伝を制御する物質です。

2. 血

人体全体の血液量は体重の約8％です。一度に失血量が体内の血液量の20％を超えると、生命活動に支障をきたします。健康な人の場合、一度に失う血液の量が 10% 未満であれば、通常は早く回復できます。

3. 筋肉

人間の体にはおよそ639個の筋肉があります。約60億本の筋繊維で構成されており、最長のものは60cm、最短のものはわずか1mm程度です。大きな筋肉の重さは 2000 グラムですが、小さな筋肉の重さはわずか数グラムです。平均的な人の筋肉は体重の 35% ～ 40% を占めます。筋肉内の毛細血管の全長は10万キロメートルに達し、これは地球を2周半するのに十分な長さです。

4. 骨

骨は、人間や動物の体の内部または表面にある硬い組織です。骨格には2種類あります。人間や高等動物の骨格は体内にあり、多くの骨で構成されており、内骨格と呼ばれます。節足動物や軟体動物の体の外側にある硬い殻や、一部の脊椎動物（魚やカメなど）の表面にある鱗や殻は外骨格と呼ばれます。骨格は通常、内骨格を指します。骨は脊椎動物の骨格を構成する硬い器官です。骨の機能は、体を動かし、支え、保護すること、赤血球と白血球を生成すること、そしてミネラルを蓄えることです。骨はさまざまな形状で構成されており、複雑な内部構造と外部構造を持っているため、重量を減らしながらも骨の強さを保つことができます。骨の構成要素の一つは、内部に硬いハニカム状の三次元構造を持つ石灰化した骨組織です。その他の組織には、骨髄、骨膜、神経、血管、軟骨などがあります。人間の骨格は体を支える役割を果たしており、人間の筋骨格系の一部です。成人には206個の骨があります。骨は一般的に関節と靭帯によってつながっています。

5. 脳

脳は約140億個の細胞から構成され、重さは約1,400グラム、大脳皮質の厚さは約2～3ミリ、総面積は約2,200平方センチメートルです。毎日1,000～10万個の脳細胞が死んでいると推定されています（脳をあまり使わないほど、脳細胞の死滅が多くなります）。人間の脳の情報記憶容量は、1,000万冊の本を収めた図書館1万館分に相当します。脳を最も上手に使う人でも、生涯で脳容量の10%しか使いません。人間の脳の主成分は水で、80%を占めています。脳は体重のわずか2%を占めるに過ぎませんが、その酸素消費量は全身の酸素消費量の25%を占め、その血流は心臓の血液出力の15%を占めています。1日あたり2,000リットルの血液が脳を流れています。脳が消費するエネルギーは、電力にして約25ワットに相当します。