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体内環境の維持と免疫の問題

難易度 3共通テストレベル高校生物 体内環境の維持と免疫

ヒトの A, B, C の 3 人に、空腹時に一定量のグルコースを含む水溶液を飲ませた。飲む直前(0 分)と、飲んでから 30 分後、60 分後、120 分後に、血糖濃度と血しょう中のインスリン濃度を測定したところ、次の表のようになった。

0 分30 分60 分120 分
A の血糖濃度 (mg/100 mL)9015012595
A のインスリン濃度 (μU/mL)6484012
B の血糖濃度 (mg/100 mL)150250290270
B のインスリン濃度 (μU/mL)2343
C の血糖濃度 (mg/100 mL)108190230205
C のインスリン濃度 (μU/mL)15527870

A, B, C のうち、1 人は血糖濃度の調節が正常な人、1 人はインスリンを分泌する細胞のはたらきが失われている人、1 人はインスリンは分泌されているが、インスリンに対する標的細胞の反応性が低下している人である。

ここで、空腹時(0 分)の値を用いて、次の式で指標 を定める。

ただし、血糖濃度は mg/100 mL、インスリン濃度は μU/mL で表したときの数値を用いる。

インスリンに対する標的細胞の反応性が低下していると考えられる人について、 の値を求めよ。

この問題で使うもの

この問題を解けるようになるまで(12 技能)
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  1. 刺激と反応、骨格と筋肉
  2. 細胞のつくり
  3. 生物の共通性と原核細胞・真核細胞
  4. 細胞膜の構造と受動輸送・能動輸送
  5. 静止電位と活動電位
  6. シナプスでの興奮の伝達
  7. 中枢神経系と反射
  8. 内分泌系とフィードバック
  9. 自律神経系による調節
  10. 血糖濃度の調節
  11. 血糖濃度とホルモンのデータ比較
  12. 糖尿病の型の判別

ヒント

行き詰まったら、上から順に 1 つずつ開いてください。

ヒント 1

まず、表から 3 人がそれぞれどのタイプにあたるかを見分けよう。グルコースを飲んだ後に「インスリン濃度が増えたか」と「血糖濃度がもとに戻ったか」の 2 点に注目する。

ヒント 2

インスリンが十分に分泌されている(濃度が大きく増えている)のに血糖濃度が高いままなら、標的細胞がインスリンに反応しにくくなっていると考えられる。

ヒント 3

B はインスリンがほとんど増えていないので分泌する細胞の異常、C はインスリンが A より多く増えているのに血糖濃度が下がらない。C の空腹時の値(108 mg/100 mL、15 μU/mL)を式に代入する。

答えと解説

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解説を読む

インスリンはすい臓のランゲルハンス島の B 細胞から分泌され、細胞へのグルコースの取りこみや肝臓でのグリコーゲンの合成を促進して、血糖濃度を下げるはたらきをもつ。血糖濃度が上がるとインスリンの分泌が増え、その結果、血糖濃度はもとの値に近づく。

A について:グルコースを飲んだ後、インスリン濃度は μU/mL と大きく増え、血糖濃度は 30 分後に 150 mg/100 mL まで上がったあと、120 分後には 95 mg/100 mL と空腹時の値(90 mg/100 mL)近くまで戻っている。よって A は血糖濃度の調節が正常な人である。

B について:血糖濃度が 150 mg/100 mL から 290 mg/100 mL まで大きく上がっているのに、インスリン濃度は μU/mL とほとんど増えていない。血糖濃度が上がってもインスリンが分泌されないので、B はインスリンを分泌する細胞のはたらきが失われている人と考えられる。

C について:インスリン濃度は μU/mL と、正常な A よりも高い値まで増えている。それにもかかわらず、血糖濃度は 230 mg/100 mL まで上がり、120 分後も 205 mg/100 mL と高いままである。インスリンは十分に分泌されているのに血糖濃度が下がらないので、C はインスリンに対する標的細胞の反応性が低下している人と考えられる。

したがって、C について を求める。C の空腹時の血糖濃度は 108 mg/100 mL、インスリン濃度は 15 μU/mL なので、

(参考:A は であり、C の値は A のおよそ 3 倍になっている。)

答え:

別解

表から 3 人を判別する。

A:血糖濃度は 90→150→95 と、糖の摂取後に上がっても 120 分後にはほぼ空腹時の値に戻る。インスリンも 6→48→12 と十分に増減している。したがって A は正常な人。

B:空腹時の血糖濃度が 150 と高く、糖を飲んだ後は 290 まで上がり、270 と高いままである。インスリン濃度は 2→3→4→3 とほとんど増えない。したがって B はインスリンを分泌する細胞のはたらきが失われている人。

C:血糖濃度は 108→230→205 と高いままである。一方、インスリン濃度は 15→52→78→70 と多量に分泌されている。したがって C はインスリンは分泌されているが、標的細胞の反応性が低下している人。

反応性が低下している人は C である。C の空腹時の値は、血糖濃度 108、インスリン濃度 15 である。

検算:、 で一致する。

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