ヒトが寒冷な環境におかれると、体温が下がらないように、からだの中でさまざまな調節が行われる。寒冷時に起こる体温調節のしくみとして最も適当なものを、次のア〜エから 1 つ選べ。
- ア 皮膚の血管が拡張して、皮膚からの熱の放散が増える。
- イ 汗腺からの発汗が促進されて、熱の放散が増える。
- ウ チロキシンの分泌が減少して、肝臓や筋肉での代謝がおさえられる。
- エ 皮膚の血管が収縮して、皮膚からの熱の放散が減る。
体温と水分量の調節
寒冷・暑熱時の体温調節（チロキシン・アドレナリンによる代謝の促進、皮膚の血管の収縮・拡張、発汗）と、バソプレシン（脳下垂体後葉、集合管での水の再吸収）・鉱質コルチコイド（副腎皮質、 の再吸収）による体液の調節について、正しい記述を選べる
前提
- 内分泌系とフィードバック （高校生物 体内環境の維持と免疫（知識））
- 腎臓と肝臓のはたらき （高校生物 体内環境の維持と免疫（知識））
- 自律神経系による調節 （高校生物 体内環境の維持と免疫（知識））
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- 自律神経系による調節 （高校生物 体内環境の維持と免疫（知識））
説明
ヒトの体温はほぼ一定に保たれ、体液の量や塩類の濃度もほぼ一定に保たれています。この技能では、寒いとき・暑いときに体温を保つしくみ（ホルモンによる代謝の調節、皮膚の血管の収縮・拡張、発汗など）と、体液の濃度や量を保つしくみ（バソプレシン・鉱質コルチコイドによる腎臓での再吸収の調節）を整理し、それらについての正しい記述を選べるようにします。
なぜそうしてよいのか
体温は「からだでつくられる熱（産熱）」と「からだから逃げる熱（放熱）」のつり合いで決まります。そこで寒いときは産熱を増やして放熱を減らし、暑いときはその逆を行えば体温を保てます。体温の変化を感知して調節の指令を出すのは、自律神経系と内分泌系の中枢である間脳の視床下部です。寒いときは、交感神経のはたらきで皮膚の血管が収縮し、皮膚を流れる血液が減って放熱が減ります。同時に、交感神経が副腎髄質を刺激してアドレナリンを、視床下部→脳下垂体前葉（甲状腺刺激ホルモン）→甲状腺の経路でチロキシンを分泌させ、肝臓や筋肉などの代謝を高めて産熱を増やします。骨格筋がふるえることでも熱が生じます。暑いときは、皮膚の血管を収縮させていた交感神経のはたらきが弱まって血管が拡張し、皮膚から熱が逃げやすくなります。また発汗が促され、汗が蒸発するときに熱を奪うので放熱が増えます。
体液の調節は、腎臓で原尿から水や塩類をどれだけ再吸収するかを変えることで行われます。汗をかいたり水分が不足したりして体液の塩類濃度（浸透圧）が上がると、視床下部がこれを感知し、視床下部の神経分泌細胞でつくられたバソプレシンが脳下垂体後葉から分泌されます。バソプレシンは集合管での水の再吸収を促すので、体内に水が保たれ、尿の量は減って尿は濃くなります。逆に水を多く飲んで体液の濃度が下がると、バソプレシンの分泌が減り、うすい尿が多く出ます。
一方、副腎皮質から分泌される鉱質コルチコイドは、腎臓で の再吸収を促します。 が体内に戻ると、それにともなって水も保たれるので、体液の の量や体液量が保たれます。水そのものを動かすバソプレシンと、 を動かす鉱質コルチコイドを区別することが大切です。
手順
記述が体温の調節か、体液（水分・塩類）の調節かを決める。
体温なら、寒冷時か暑熱時かを決め、「産熱を増やす・放熱を減らす」（寒冷時）か「放熱を増やす」（暑熱時）のどちらに合うかを確かめる。
体温のしくみを対応させる。寒冷時＝交感神経で皮膚の血管が収縮、副腎髄質のアドレナリンと甲状腺のチロキシンで代謝（産熱）が促進、骨格筋のふるえ。暑熱時＝皮膚の血管が拡張、発汗の促進。
体液なら、ホルモンと分泌する場所・はたらきを対応させる。バソプレシン＝脳下垂体後葉から分泌、集合管での水の再吸収を促進。鉱質コルチコイド＝副腎皮質から分泌、腎臓での の再吸収を促進。
体液の濃度の向きと結果を確かめる。体液の濃度が上昇 → バソプレシンの分泌が増加 → 水の再吸収が増加 → 尿の量が減り、尿は濃くなる。
例題
ヒトの体温と体液の調節に関する記述として正しいものを、次のア〜エのうちから 1 つ選べ。
ア 寒冷刺激を受けると、皮膚の血管が拡張して、皮膚からの放熱が促される。
イ 体液の塩類濃度が上昇すると、脳下垂体後葉からバソプレシンが分泌され、集合管での水の再吸収が促される。
ウ 鉱質コルチコイドは副腎髄質から分泌され、腎臓での の再吸収を抑制する。
エ 暑いときは、チロキシンの分泌が増加して、肝臓や筋肉での代謝が促される。
例題の解答
手順 1 で、アとエは体温の調節、イとウは体液の調節の記述だとわかる。
ア：寒冷時の記述（手順 2）。寒いときは放熱を減らす必要があり、皮膚の血管は交感神経によって収縮する（手順 3）。拡張・放熱の促進としている点が誤り。
イ：バソプレシンは脳下垂体後葉から分泌され、集合管での水の再吸収を促す（手順 4）。体液の濃度が上がるとその分泌が増える（手順 5）。正しい。
ウ：鉱質コルチコイドは副腎皮質から分泌され、 の再吸収を促進する（手順 4）。副腎髄質・抑制としている点が誤り。
エ：チロキシンによる代謝の促進は産熱を増やすしくみで、寒冷時にはたらく（手順 2・3）。暑いときとしている点が誤り。
よって正しいものはイ。
答え: イ
よくある誤り
寒いときに皮膚の血管が拡張するとしてしまう誤り。正しくは、寒冷時は交感神経のはたらきで皮膚の血管が収縮して放熱が減り、暑熱時に血管が拡張して放熱が増える。
バソプレシンが脳下垂体前葉から分泌されるとしてしまう誤り。正しくは、視床下部の神経分泌細胞でつくられ、脳下垂体後葉から分泌される。
バソプレシンが増えると尿の量が増えるとしてしまう誤り。正しくは、集合管での水の再吸収が増えるので尿の量は減り、尿は濃くなる。
鉱質コルチコイドを副腎髄質のホルモンとしたり、水の再吸収を直接促すホルモンとしたりする誤り。正しくは、副腎皮質のホルモンで、腎臓での の再吸収を促す（副腎髄質から分泌されるのはアドレナリン）。
この説明は AI が書き、別の AI が例題を独立に解いて答えを確かめ、説明を一歩ずつ査読しました。
入口の問題
この技能を使う問題
ある成人のヒトで、甲状腺の細胞が傷害され、甲状腺がチロキシンをほとんど分泌できなくなった。このヒトの間脳の視床下部、脳下垂体、その他の内分泌腺は正常にはたらくものとする。このヒトの体内で起こると考えられることとして適当なものを、次のア〜カからすべて選べ。
- ア 脳下垂体前葉からの甲状腺刺激ホルモンの分泌量が増加する。
- イ 間脳の視床下部からの甲状腺刺激ホルモン放出ホルモンの分泌量が減少する。
- ウ からだの細胞での代謝（物質の分解とそれにともなう熱の発生）が低下し、寒冷な環境で体温を維持しにくくなる。
- エ 甲状腺刺激ホルモンを注射すると、血液中のチロキシン濃度は正常な値まで回復する。
- オ チロキシンを適量投与し続けると、血液中の甲状腺刺激ホルモンの濃度は正常な値に近づく。
- カ チロキシンの不足を補うため、脳下垂体後葉からの甲状腺刺激ホルモンの分泌量が増加する。
ヒトの腎臓と肝臓のはたらきについて述べた文として正しいものを、次のア〜オのうちから 1 つ選べ。
- ア 腎臓の糸球体では、血液中のタンパク質がボーマンのうへこし出されるため、原尿には血しょうと同じ濃度のタンパク質が含まれる。
- イ 健康なヒトでは、原尿中のグルコースは細尿管（腎細管）を通る間にほぼすべて再吸収され、尿中にはほとんど排出されない。
- ウ 脳下垂体前葉から分泌されるバソプレシンは、集合管での水の再吸収を促進し、尿量を減少させる。
- エ 肝臓では、タンパク質の分解で生じたアンモニアが毒性の低い尿素につくりかえられ、尿素は胆汁とともに十二指腸へ排出される。
- オ 胆汁は胆のうでつくられ、肝臓に蓄えられたのちに十二指腸へ分泌されて脂肪の消化を助ける。
ヒトのホルモンなどによる体内環境の調節について述べた文として正しいものを、次のア〜オのうちから 1 つ選べ。
- ア バソプレシンは脳下垂体前葉から分泌され、腎臓の集合管での水の再吸収を促進する。
- イ 血液中のチロキシン濃度が高くなると、チロキシンが視床下部や脳下垂体前葉にはたらきかけ、甲状腺刺激ホルモン放出ホルモンや甲状腺刺激ホルモンの分泌が抑制される。
- ウ 食後に血糖濃度が上昇すると、すい臓のランゲルハンス島の A 細胞からインスリンが分泌され、血糖濃度が低下する。
- エ 寒冷刺激を受けると、交感神経のはたらきによって皮膚の血管が拡張し、体表からの熱の放散が抑えられる。
- オ 鉱質コルチコイドは副腎髄質から分泌され、腎臓の細尿管（腎細管）でのナトリウムイオンの再吸収を促進する。