No.1ベストアンサー
- 回答日時:
難しい質問ですね。
正しい解答ができるかどうか自信ないんですけど。
ナトリウム-カリウムポンプのことはご存知ですよね?
その上で、なぜ「細胞内にカリウム、外にナトリウム」?
(どうして赤血球限定なのか、わからないんですけど)
細胞膜は、何でも出入りできるようにはできていないので、
細胞がほしい物質を内部に取り込もうとするとき、
イオンの電気勾配を利用して、マイナスを帯びた細胞内に引っ張り込む、
これがエネルギー輸送ですよね。
カリウムもナトリウムもプラスイオンですが、
何でも入ってきてしまわないようにコントロールしたいので、
細胞膜の孔は、できるだけ小さくしておきたい。
ナトリウムよりも小さいカリウムの方が出し入れしやすい、ということだと思います。
また、このシステムは太古の原始生物時代から使われているシステム
ということも、重要だと思います。
生物の体液や細胞液は、原始時代の海水とよく似た組成だと言います。
初めの生物は、海水の中にいて、細胞膜一枚で海と仕切ったようなものでした。
細胞膜の孔から、栄養と老廃物を透過させて交換して代謝してたのでしょうから、
内も外も海水、というのが、一番手間のかからないものだったと思います。
なぜ、何の役割のために……誰かがシステムを作り上げたのではなく、
海という素材から作られてきた成り立ち……だから、カリウムとナトリウム、
ということではないでしょうか。
生物はみんな、体の中に海を持っているんですよ。ステキですよね。
質問して、自分でも考えたのですが、実際には下記のような質問内容と答えでした。(高校の生物Iの内容)
Q生体内で、細胞の内側にカリウム、細胞外にナトリウムが多いのは何の役割を担う為ですか?
A活動電位や静止電位を作り出す為。
しかしながら、回答頂けてとても嬉しいです。
どうして赤血球限定のなのか。
高校生物の教科書で取り上げられているナトリウム-カリウムポンプの例は赤血球です。
なので、赤血球を選びました。とくに限定した意図はありません。
・イオン半径(参考Wikipedia)
11Na 113(4配位)116 (6配位)pm
19K 152 (6配位)165 (8配位)pm
小さいのはナトリウムイオンです。
何でも入ってきてしまわないようにコントロールしたい為に、
細胞膜の孔は、できるだけ小さくしておく。
原始生物時代の生物は、海水中におり、海との仕切りは細胞膜一枚だった。
細胞膜の孔から、栄養と老廃物を透過させ代謝していたと考えられる。
その場合、内も外も海水の組成が一番効率的。
・海水中に含まれる主なイオン組成(参考Wikipedia)質量パーセント
ナトリウムイオン Na+ 1.0556
マグネシウムイオン Mg2+ 0.1272
カルシウムイオン Ca2+ 0.0400
カリウムイオン K+ 0.0380
ここで、何故マグネシウムイオン、カルシウムイオンが使われていないのかという新たな疑問発生。
mrsamamaさまのおかげで、今までより考えを深める事ができました。
自分の中に海があるなんて本当に素敵です。
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