体内環境の維持と免疫の問題

ある成人の安静時について、次のことがわかっている。

• 心臓の左心室が1回の収縮で送り出す血液の量（1回拍出量）は $70\text{mL}$ である。
• 心拍数は1分間に $75$ 回である。
• 左心室から送り出された血液のうち $20\%$ が腎臓に流れる。
• 体内を循環している血液の総量（全血液量）は $5.25\text{L}$ である。

この人が安静時の状態を1日（24時間）続けたとき、1日の間に腎臓を流れる血液の量は、全血液量の何倍か。整数で求めよ。

激しい運動をしているあるヒトについて、全身の酸素消費量と血液の酸素の運搬を調べたところ、次の表のような結果が得られた。

ここで酸素飽和度とは、全ヘモグロビンのうち酸素ヘモグロビンになっているものの割合である。この人の血液 100 mL 中のヘモグロビンがすべて酸素ヘモグロビンになると、20 mL の酸素を運ぶことができる。

次の前提のもとで考える。
- 測定中は状態が一定に保たれており、全身で消費される酸素はすべて、左心室から送り出された血液中のヘモグロビンが組織で放出したものである。
- 血しょうに溶けている酸素は無視する。
- 左心室が 1 回の拍動で送り出す血液の量（1 回拍出量）は、どの拍動でも同じである。

このとき、全血液量に等しい量の血液が左心室から送り出されるまでに、心臓は何回拍動するか。整数で答えよ。

ヒトの血液について、二酸化炭素分圧が $40\text{mmHg}$、$55\text{mmHg}$、$70\text{mmHg}$ のそれぞれの条件で、酸素分圧と、全ヘモグロビンのうち酸素ヘモグロビンになっているものの割合（%）との関係を調べた。結果は次の表のようになった。

ある人のからだの各部位について、酸素分圧と二酸化炭素分圧が次のようであったとする。

また、運動時に筋肉を流れる血液の量（単位時間あたり）は、安静時の $4$ 倍であった。

単位時間あたりに筋肉で血液から放出される酸素の量は、運動時には安静時の何倍か。整数で答えよ。

ただし、血液は肺胞を通過するときに肺胞と同じ条件になり、筋肉を通過するときにその筋肉と同じ条件になるものとする。血液中のヘモグロビンの濃度は安静時と運動時で変わらないものとする。酸素はすべて酸素ヘモグロビンとして運ばれるものとし、血しょうに溶けている酸素は考えないものとする。

ある人の安静時の左心室の容積を測定したところ、最も拡張したときは $130\mathrm{mL}$、最も収縮したときは $60\mathrm{mL}$ であった。また、このときの心拍数は 1 分間に 72 回であった。左心室は 1 回の拍動ごとに、拡張したときの容積と収縮したときの容積の差に等しい量の血液を大動脈へ送り出し、拍動ごとにこの量は変わらないものとする。このとき、左心室から 1 分間に送り出される血液の量（毎分拍出量）は何 $\mathrm{mL}$ か。

体重 60 kg のある人について、安静時と運動時の左心室の容積と心拍数を調べたところ、次の表のようになった。ここで、「拡張したときの容積」は左心室が最も広がったとき、「収縮したときの容積」は左心室が最も縮んだときの、左心室内の血液の体積である。

この人の全身の血液量は体重 1 kg あたり 75 mL とする。また、左心室は 1 回の拍動で、拡張したときの容積と収縮したときの容積の差に等しい体積の血液を大動脈へ送り出し、血液の逆流はないものとする。安静時・運動時のそれぞれで、左心室の容積と心拍数は表の値のまま一定であるとする。

左心室が全身の血液量に等しい体積の血液を送り出すのにかかる時間は、運動時は安静時より何秒短いか。