息を吸う時は主に酸素を吸って、息を吐く時は主に二酸化炭素を吐くみたいですが、どうして酸素が二酸化炭素に変わったのでしょうか?
普通に考えたら吸った酸素はそのまま吐き出される気がするのですが・・・

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A 回答 (3件)

そもそも、この質問を考えるには、人はなぜ酸素を吸うのか、吸った酸素で何をするかを知っていなくてはなりません。



酸素と二酸化炭素の運搬の化学的な説明はほかの方がされているので省きます。

人が酸素を吸う理由:
生きていくためのエネルギー、具体的にはATPを得るためです。
赤血球から運搬されてきた酸素は全身の細胞に運ばれます。そして、細胞が保有する糖分や脂肪分と結合します。
このとき「解糖系」「クエン酸回路」「水素伝達系」という3段階の反応が起きます。細かく説明するとややこしいし長くなるので、興味があればご自分で検索するか専門書で調べてみてください。

大雑把に説明すると、糖分や脂肪分と酸素が化学反応を起こして結合すると、エネルギーがでます。これは化学的には燃焼と同じ反応です。通常の燃焼なら発生したエネルギーは熱や光、場合によっては衝撃波などの形で放出されますが、細胞内では、化学エネルギーの形に変換され、具体的にはATPという物質を作るのに使われます。
ATPは人が生きていくための基本的なエネルギー源であり、「エネルギーの通貨」とも例えられます。筋肉が動くのも、神経が情報伝達するのも、内臓が働くのも全てATPが保有する化学エネルギーを利用しています。

そして、エネルギーを生み出すのに使われた糖分と脂肪ですが、これは酸素と結合して酸化され、最終的に水と二酸化炭素にまで分解されます。
水の水素と二酸化炭素の炭素は糖分や脂肪由来です。この二酸化炭素は細胞から血液によって肺に輸送され、呼気として放出されます。

これは非常に大雑把な説明で、実際はもっと複雑です。
まだ疑問点があれば補足してください。
では、失礼しました。
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この回答へのお礼

やっぱり体の仕組みは相当複雑なんですね。
しかも、また新たな専門用語が登場してるし、追求すれば追及するほどキリが無さそうですね。
しかし、質問内容に対する答えは大体分かりました。
水素や炭素は糖分や脂肪から出てきたのですね。

回答有難うございました。

お礼日時:2011/04/28 20:22

血液中に取り込まれた酸素というのは、赤血球の中のヘモグロビンにつかまれます。

酸素は赤血球に取り込まれて血流に乗り、輸送されますね。当たり前のようですがすごい仕組みです。

酸素が全身でエネルギー生産に使われて、水(H2O)になります。
二酸化炭素はエネルギー生産などの代謝の過程で出てきますが、とりあえずは自然に体液に溶けるしかなく、水に溶けるのは大変時間のかかる反応です。二酸化炭素が水に溶けると、二酸化炭素と水は、炭酸水素イオンと水素イオンになります。そこに赤血球があると、赤血球の中にはそれ用の酵素があって、二酸化炭素はよく溶けるようになり、どんどん炭酸水素イオンになります。この時、水素イオンの方がヘモグロビンに取り込まれて、ヘモグロビンは酸素を放出します。水素イオンが取り込まれることは、二酸化炭素が溶けると生じる物が減ったことになるので、さらに二酸化炭素を水に溶けやすくします。
二酸化炭素は主に赤血球内の炭酸水素イオンとして運ばれ、二酸化炭素濃度の低い肺で二酸化炭素に戻り、息の中の気体として吐き出されます。血漿中にも炭酸水素イオンはありますが、肺において炭酸水素イオンの少なくなった赤血球に、その血漿中の炭酸水素イオンが取り込まれ、これもまた同様に二酸化炭素になります。肺の赤血球におけるヘモグロビンは酸素とまた結びつきやすくなります。赤血球もヒトも寿命が尽きるまで、これの繰り返しです。
赤血球の中に、上手く働いてくれるタンパク質などが用意されているのですね。
いずれにしても答えは赤血球という細胞になると思います。
吸う空気の中身に関してはヒトは吸う前だから当然、関係しません。二酸化炭素は、ほとんどありません。吐く空気の方は、その二酸化炭素の薄い空気に対して、体から二酸化炭素が出るから、二酸化炭素が多くなるということです。肺としては気体を出し入れしているだけで、吸った息と吐く息の内容が変るのですね。

この回答への補足

頭が混乱してきたので、内容を自分なりに整理してみました。
自分なりに解釈したので合っているかどうかは自身がありませんが、下のような解釈で合っているでしょうか?


・酸素を吸って、二酸化炭素が吐き出されるまでの過程

(1)酸素を吸う。
体の外→口

(2)酸素を肺に送る。
口→のど→気管→気管支→肺

(3)酸素が血液中に取り込まれる。
肺→肺静脈

(4)血液中に取り込まれた酸素が、全身を巡って二酸化炭素になって返ってくる。
肺静脈→心臓→全身→心臓→肺動脈

(5)二酸化炭素が血液から放出される。
肺動脈→肺

(6)二酸化炭素を口に送る。
肺→気管支→気管→のど→口


・(4)で酸素が二酸化炭素に変わるまでの過程

(1)酸素が水になる。

水は(H2O)なので、どこかから水素(H)が現れて、酸素と水素が結合して、一部の酸素は水になった。
この時点では血液中には酸素・水などがある。

(2)酸素が二酸化炭素になって、二酸化炭素と水になる。

二酸化炭素は(CO2)なので、どこかから炭素(C)が現れて、酸素と炭素が結合して、一部の酸素は二酸化炭素になった。
この時点では血液中には酸素・二酸化炭素・水などがある。

(3)二酸化炭素と水は、炭酸水素イオンと水素イオンになる。

二酸化炭素が水に溶けて、炭酸水素イオンと水素イオンになる。
二酸化炭素と水は炭素・酸素・水素が含まれているので、一部の酸素を使ってそのまま炭酸水素イオンと水素イオンになる。
この時点では血液中には酸素・炭酸水素イオン・水素イオンなどがある。

(4)水素イオンが取り込まれて、酸素を放出する。

う~ん、どうして水素イオンが取り込まれると酸素が放出されるんだろう?
もしかして水素イオンと酸素が混ざって水(水素+酸素)になって血液中から放出されるということだろうか?
よく分からないが、この時点で水素イオンと酸素が無くなるんだと思う。
この時点では血液中には炭酸水素イオンなどがある。

(5)炭酸水素イオンが二酸化炭素になる。

炭酸水素イオンから水素がどこかに行って、炭素と酸素で二酸化炭素が出来る。
・・・もしかして(1)の時に現れた水素はこの水素だったのだろうか?
水素は常に血液中を巡回しているのだろうか?


・・・あれ、後記の(2)の炭素はどこから現れたんだ?
う~ん、分からない。

補足日時:2011/04/25 22:53
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この回答へのお礼

確かに体の仕組みって凄いですね。これほど仕組みが難しかったとは・・・
少々頭がこんがらがってしまいましたよ。

回答有難うございました。

お礼日時:2011/04/25 22:49

空気を肺に吸引することで空気中の酸素は血液中に取り込まれますが、取り込まれなかった酸素と血液から放出された二酸化炭素は吐き出されます。


呼吸は、この繰り返しですが、頭がスッポリ入るポリ袋を被って呼吸を続けてると酸素濃度が低下するので息苦しくなります。
子供の頃、実際に実験したので間違いないですが、酸欠状態は大変危険なので真似をしないでください。

この回答への補足

血液中に取り込まれた酸素は一体どこに消えたのでしょうか?
血液から放出された二酸化炭素は一体どこから現れたのでしょうか?

補足日時:2011/04/24 17:08
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この回答へのお礼

え?子供の頃試したのですか。驚きました。
自分はそんな危険な真似をしようなどとは思いませんけどね。
苦しいのは嫌ですし・・・

回答有難うございました。

お礼日時:2011/04/24 17:15

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Q二酸化炭素と炭酸ガスの違いは何でしょうか?

アーク溶接をしています。
シールドガスにCO2を使っていますが、
人によって、二酸化炭素や炭酸ガスをを使って溶接すると
呼び方が違います。
いったい違いは何でしょうか?

Aベストアンサー

二酸化炭素は物質名であり、炭酸ガスは気体の二酸化炭素を呼ぶ際の呼称です。工業用や食品など幅広い用途で使われますので、性質を分かりやすく、また呼びやすいように炭酸ガスと呼んでいるようです。
他にも、水酸化ナトリウムも工業等に使われる場合、苛性ソーダと呼ばれたりもします。

Q酸素濃度が85%(救急車の中で)

5月5日に祖父(93歳)が吐血して救急車で運ばれました。
それでも5日6日は元気そうにしていたそうです。
7日は誰も付き添いもお見舞いもできず、8日に病院へ行ったところ、祖父があまりにも変わっていてびっくりしたそうです。顔つきも変わっていたし、ずっと目を閉じていて、ご飯を食べるときも目を閉じたまま(食べたのはお粥を10口と牛乳1口)で、「目を開けて」と何度呼びかけても閉じたままだったそうです。
祖父は以前からボケていたのですが、5日6日は点滴などのチューブを抜こうとしたり導尿しているのにトイレに行こうとしたりして危険なので7日は縛られていたそうです。
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脳細胞がやられるのに2日も要するのでしょうか。
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(吐血は噴門部からのもので検査の結果はまだ出ていません。)

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Aベストアンサー

おっしゃっているのは、酸素"飽和度"のことだと思います。他の症状については分かりませんので、酸素飽和度と私の入院中の経験談だけ。

健康な人なら、安静時はこの酸素飽和度は98~99%あるようです(100%でないのは、表示が二桁だからです)。

私は喘息持ちで、酸素飽和度も普段から低くて、安静時で94~95%です。
階段などを上り下りして息切れしたりしていると92~93%。
ちょっと発作をおこせば、安静時でも88~90%になり、その状態で歩いたりすると84~85%になります。
かなりひどい状態になると安静時でも85~86%になって、身動きすると、本当に苦しくなります。
この位になると主治医に、このまま泊まっていきなさい(=入院しなさい)といわれて、酸素チューブで酸素を鼻からすって、しばらく病院にごやっかいになります。

今まで一番低かった酸素飽和度は、大発作をおこして、真夜中に救急車で運ばれていた時で、70%台だったと思います。さすがにチアノーゼといって体中が真っ青になっていました。意識もちょっと朦朧としていて、数値を思い出すことはできません。
救急車内で、すぐ酸素マスクをさせられましたが、それでも85~86%。この時は、病院でも一晩酸素マスクさせられました。(マスクはチューブより酸素吸収率が高いのです、息苦しくて大嫌いですが。そしてもっとひどい呼吸困難者は、酸素テントに入らされるはずです)

この時は高濃度の酸素を長期間吸いすぎると、二酸化炭素が体内から排出されにくくなるからと、安静時でも94~95%になる程度の酸素量しか許してもらえませんでした。

……などとえらく自分語りをしてしまいました。

ま、つまり酸素飽和度が一時的に85%になったからといって、それで脳細胞がやられてぼけたと言われると、じゃあ今の私は、何なんだ?ってことで。実際、倒れた次の日は元気そうだったんですよね?

あと入院をよくする者の経験談として……

入院すると高齢者の方は呆けることが多いです。特に個室に入った人などで身内の付き添いさんがいない人は、ぼけやすいです。
もともと認知症(痴呆)の治療として、最近は老人ホームでも身の回りに思い出になるものを置き、小さな家具などは家で使っていたものを使用することが望ましいといわれるくらいです。
それがいきなり、無個性な病院の、見知らぬ部屋、見知らぬ人(医者・看護婦・入院患者など)、窓の外の身知らぬ風景、そんな中に入れられるのですから、ぼけやすくなるというもの。
しかも、もともとかなりの高齢で痴呆もあったんでしょう?痴呆が一気にすすんだとしても仕方がないかも知れません。

できれば、細かいものでもいいので、家で普段使っていた思い出に繋がるものをどんどん持参し、ベッド周りに置くとか、短時間の見舞いではなく、なるべく長い時間いて、色々横で話してきかせるとか、してあげた方がいいですよ。
そして、病気も心配でしょうが、退院してよいとなれば、早く家に連れて帰ってあげてください。思い出の家で生活すれば、改善の余地があると思います。

かつて、同じ大部屋の入院して一気に呆けたおばあちゃまが、退院して次の通院時に、私のいる大部屋に遊びにきてくれたら、まともになっていて、驚いたこともあります。

ではでは、どうか、大切にしてあげてくださいね。

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Qなぜ空気中に窒素あ80%もあるのか

 なぜ空気中には窒素が80%近くもあるか。

 酸素が多すぎ(60%以上)ると酸素中毒になるとか、窒素が多すぎると、文字通り窒息死する、というところまでは分かったのですが、なぜ、地球上には窒素がこんな(約80%)にも多いのでしょうか。
 もっと酸素の割合が多くてもよさそうなものですが。

 『酸素が約20%+窒素約80%』前後というのが、生態系において、最も快適あるいは都合のいいバランスなのでしょうか。


 どうか教えてください。

Aベストアンサー

たぶん、ですが窒素の量は最初から決まっているんでしょうね。
堆積岩などに閉じ込められる分も多少はあるのかもしれませんけど。

で、酸素のほうですが、何億年というスパンで見ると酸素濃度はそれなりに上下しているようです。
古生代は酸素が現在の2倍近くあって、昆虫や動物は現代より活発に動き回っていたなんて話も聞きます。現代では考えられないような巨大なムカシトンボなどが飛べたのも、ひとえに生体が豊富な酸素を使えたから‥という話です。
逆に火山活動や気候変動の影響で酸欠気味の時代もあったようです。

窒素はどうか分かりませんが、酸素・炭素については、海に溶けたり、鉱物に形を変えたり、空気中の炭酸ガスになったり、いろいろなので生態系・気候・太陽活動などのバランスで酸素や二酸化炭素の濃度は上下してもおかしくはないはずです。
いずれにせよその都度適応した生物が栄えた訳でしょう。

あと酸素が多すぎると何でもかんでも燃えやすくなるので、山火事などで酸素が消費されて、結局それほど濃度はあがらない‥という話も聞いたような気がします。

何だか自信なさげな回答で恐れ入りますが。

たぶん、ですが窒素の量は最初から決まっているんでしょうね。
堆積岩などに閉じ込められる分も多少はあるのかもしれませんけど。

で、酸素のほうですが、何億年というスパンで見ると酸素濃度はそれなりに上下しているようです。
古生代は酸素が現在の2倍近くあって、昆虫や動物は現代より活発に動き回っていたなんて話も聞きます。現代では考えられないような巨大なムカシトンボなどが飛べたのも、ひとえに生体が豊富な酸素を使えたから‥という話です。
逆に火山活動や気候変動の影響で酸欠気味の時代もあ...続きを読む

Q呼気の成分

呼気で風船を膨らませて液体窒素に入れました。呼気は液体になりました。もし呼気の大部分が二酸化炭素だったらドライアイス(粉末)になると思うので、液体の成分は空気とあまり変わらない窒素と酸素なのでしょうか。ぜひ教えてください。よろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

(長くなっちゃいました)
実際に膨らませた風船を液体窒素内に入れると、風船内の空気が冷えて体積が少なくなるのでは?

でも多少なりと液体部分はありますんで、空気中の主成分とその気体の沸点を調べてみると…


空気中の割合
窒素  約78%
酸素  約21%
その他  約1%(うち二酸化炭素は0.036%)


呼気の割合
窒素    約79% ※
酸素    約16%
二酸化炭素(炭酸ガスを含む)
       約4%
その他    約1%


気体の沸点
窒素    約-196℃
酸素    約-183℃
二酸化炭素  約-57℃

※窒素の割合が増えているのは、吸った酸素の量のうち数%が、体内に取り込まれるため。


ちなみに二酸化炭素の融点は約-78.5℃です。
ということは、二酸化炭素の液体は-57℃~-78.5℃の間のみとなります。

液体窒素は-196℃ですので、二酸化炭素は固体(ドライアイス)になっています。

ほかの融点と変化は…
窒素の融点は約-210℃。といっても、-196℃液体窒素に入れるのでどんなに冷やしても-196℃なので、窒素は液体。
酸素の融点約-219℃。こちらも-196℃の液体窒素内に入れても、固体にはならず液体のまま。

風船中の気体が、窒素79%、酸素16%、二酸化炭素4%とすると…
sakura54さんの質問内と同様になるかと思われます。

(長くなっちゃいました)
実際に膨らませた風船を液体窒素内に入れると、風船内の空気が冷えて体積が少なくなるのでは?

でも多少なりと液体部分はありますんで、空気中の主成分とその気体の沸点を調べてみると…


空気中の割合
窒素  約78%
酸素  約21%
その他  約1%(うち二酸化炭素は0.036%)


呼気の割合
窒素    約79% ※
酸素    約16%
二酸化炭素(炭酸ガスを含む)
       約4%
その他    約1%


気体の沸点
窒素    約-196℃
酸...続きを読む

Q有機物と無機物の違いはなんですか?

稚拙な質問ですいません。
有機物の定義とはなんでしょうか?
無機物とどこで線が引かれるのでしょうか?
有機化学と無機化学の違いはなんですか?
髪の毛は有機物?無機物?
ご教授ください

Aベストアンサー

有機物とは基本的に生物が作るもので炭素原子を含む物質です。また、それらから派生するような人工的で炭素を含む化合物も有機物です。ただ、一酸化炭素や二酸化炭素は炭素原子を含みますが無機物に分類されます。
無機物とは水や空気や金属など生物に由来しない物質です。

Q窒素は呼吸で吸引後どこに行く?

たしか窒素って空気中の空気分子の80%くらいを占めていましたよね
そんなにあるなら当然呼吸として人体に入ってきてると思うのですが
あんまり活用されてるとは思えないので、呼吸として入った後はどこに行ってしまうのか?
教えてください。

Aベストアンサー

 こんばんは。聞きかじりですが……

 人間は常に呼吸しています。酸素を吸って、炭酸ガスを吐いています。おっしゃるとおり、空気の約2割は酸素で空気の残りの8割は殆ど窒素です。人間が窒素を吸っても、そのまま出て行きます。

 でも、不思議なことなんですが、人間をある密封容器の中に入れて、容器の中から窒素をいくらか抜き取り、まわりの空気が通常時の空気よりも窒素量が低い状態にしてみますと容器中の窒素は外側から補われることがないにもかかわらず、容器中の窒素量の割合は通常と同じく元通りになるそうです。
 ということは人間の内部から窒素が補充されたということになります。人はこれまで慣れ親しんできた通りの量の窒素がまわりにできるように、自分の持っていた窒素を空気中に放出するということです。人は身体の内部と、人を取り囲む窒素との間に正しい平衡関係を作り出さなければならないからだそうです。外部の窒素量が不均衡に少ないことは人にとって許されないことなのです。窒素を呼吸するという必要は無いのかも知れませんが、窒素は人にとって大切なもので、空気中に存在するだけの量の窒素がどうしても必要なのだそうです。
 自然あるいは人間って不思議ですね。ん~

 こんばんは。聞きかじりですが……

 人間は常に呼吸しています。酸素を吸って、炭酸ガスを吐いています。おっしゃるとおり、空気の約2割は酸素で空気の残りの8割は殆ど窒素です。人間が窒素を吸っても、そのまま出て行きます。

 でも、不思議なことなんですが、人間をある密封容器の中に入れて、容器の中から窒素をいくらか抜き取り、まわりの空気が通常時の空気よりも窒素量が低い状態にしてみますと容器中の窒素は外側から補われることがないにもかかわらず、容器中の窒素量の割合は通常と同じく元通...続きを読む

Q「幕府」と「朝廷」の違いを教えて

中学校1年生の子供からの質問なのですが、

・「幕府」と「朝廷」の違いが分からない。
・そもそも「幕府」って何?「朝廷」って何?

と言われました。
お恥ずかしながら的確に説明できません。
教科書には説明が載ってないし、「先生に聞いてみたら?」と言うと
「先生は授業が終わるとすぐに職員室に戻ってしまうし、あまり質問しやすい先生じゃないもん!o(;△;)o 」
とのこと・・・(´_`;)

どなたか教えていただけますか?
私も勉強したいです。よろしくお願いします。<(_ _;)>

Aベストアンサー

朝廷というのは天皇を頂点とした政府のことですが、ここが日本全国を完全に支配していたのはせいぜい平安時代までで、その後紆余曲折はありますが、鎌倉時代、室町時代、戦国時代(この時代は全国を支配した政権はありません)、安土桃山時代から江戸時代まで、ほとんどは武士が支配することになります。
ただ、ややこしいのは武士が支配していた時代でも一貫して朝廷は存在していたことです。幕府の長は征夷大将軍ですが、これは形式的には天皇の部下なんですね。ただ、現実には天皇が将軍を自由に選べるということはほとんどなく、武士に言われるがままに任命していたわけですから、実権は武士の側にあったということになります。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%BE%81%E5%A4%B7%E5%A4%A7%E5%B0%86%E8%BB%8D
これを端的にお子さんに説明するのは難しいかもしれません。
ただ、今の天皇陛下も政治的な実権はまったくなくて象徴として存在しているわけなので、それとちょっと似ているというような説明は、できるかもしれませんね。(今でも首相を任命するのは天皇と決まっています。ただし天皇が首相を選ぶことはできず、国会が選んだ人を形式的に任命するだけです)

朝廷というのは天皇を頂点とした政府のことですが、ここが日本全国を完全に支配していたのはせいぜい平安時代までで、その後紆余曲折はありますが、鎌倉時代、室町時代、戦国時代(この時代は全国を支配した政権はありません)、安土桃山時代から江戸時代まで、ほとんどは武士が支配することになります。
ただ、ややこしいのは武士が支配していた時代でも一貫して朝廷は存在していたことです。幕府の長は征夷大将軍ですが、これは形式的には天皇の部下なんですね。ただ、現実には天皇が将軍を自由に選べるという...続きを読む

Q紀元前と紀元後をなぜ分けるの?

タイトル通りの疑問なのです。当たり前すぎなことなのかもしれませんが、教えてくださいお願いします。どういういきさつで分ける必要になったのでしょうか?
またいつから分ける様になったのですか?

Aベストアンサー

つまりは、西暦に関するご質問ですね?

いま現在、我々が使っている西暦は、イエス・キリストが生まれた年を紀元(はじまり。すなわち西暦1年)としています。(ところが後日、実際には何年か違うらしいことがわかった。)
この西暦を考え出したのは、数学と天文学に通じていたローマの修道院長、ディオニシウスで、6世紀半ばのことです。
それまでは、日本の元号のように、何皇帝の何年というような呼び方をしていました。
しかし、それでは年数の計算が不便なので、ディオニシウスは、キリストが生まれた年を紀元とすることにしました。
これが、現在我々が使っている西暦の始まりです。
何故西暦0年が存在しないかと言うと、西暦が作られた6世紀半ばのヨーロッパは、まだ数学が発達していなかったためか、「0」の概念が無かったのです。
そのため、「西暦0年」ではなく、「西暦1年」から始まったのです。これは平成0年がないのと同じですね。
だから、紀元1年より前の年をあらわすには、0がないので当然ながらマイナスを使えず、「紀元前」とするしかないわけです。
この西暦は、まず教会で用いられ、それがヨーロッパの一般人に定着するのはそれから数世紀経ってからで、 実際に世界的に使われるようになったのは、18世紀になってからです。
日本に至っては、明治以降、つまり19世紀に入ってから、やっと使い始めました。

つまりは、西暦に関するご質問ですね?

いま現在、我々が使っている西暦は、イエス・キリストが生まれた年を紀元(はじまり。すなわち西暦1年)としています。(ところが後日、実際には何年か違うらしいことがわかった。)
この西暦を考え出したのは、数学と天文学に通じていたローマの修道院長、ディオニシウスで、6世紀半ばのことです。
それまでは、日本の元号のように、何皇帝の何年というような呼び方をしていました。
しかし、それでは年数の計算が不便なので、ディオニシウスは、キリストが生まれ...続きを読む

Q元素と原子の違いを教えてください

元素と原子の違いをわかりやすく教えてください。
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

難しい話は、抜きにして説明します。“原子”とは、構造上の説明に使われ、例えば原子番号、性質、原子質量などを説明する際に使われます。それに対して“元素”というのは、説明した“原子”が単純で明確にどう表記出来るのか??とした時に、考えるのです。ですから、“元素”というのは、単に名前と記号なのです。もう一つ+αで説明すると、“分子”とは、“原子”が結合したもので、これには、化学的な性質を伴います。ですから、分子は、何から出来ている??と問うた時に、“原子”から出来ていると説明出来るのです。長くなりましたが、化学的or物理的な性質が絡むものを“原子”、“分子”とし、“元素”とは、単純に記号や名前で表記する際に使われます。

Q脳の「錐体路」と「錐体外路」の役割と違いについて

錐体外路は錐体路の運動刺激を微調整する?というようなことは少し理解できましたが、今ひとつはっきり分かりません。役割や違いについて簡単に教えて下さい。位置する場所などは分かります。よろしくお願いします。

Aベストアンサー

筋肉の運動を起こすには最終的には脊髄などに存在しているαモーターニューロンを発火させることで可能です。
では、どの様に発火させるのかと言うところがこの質問に答える近道だと思います。

このαモーターニューロンへは、実は、平均しても一個のαモーターニューロンあたり数万個のニューロンからの入力つまり調節を受けています。
これらのニューロンからの信号の総和が閾値を超えるとαモーターニューロンが発火し特定の数の筋線維が収縮し、全体で見ると筋肉がぴくっとするわけです。

さて、錐体外路と錐体路の件ですが、
一般的には錐体路が随意運動錐体外路が不随意運動と言います。
しかし、前の説明を見ていただくとおり、どちらも、数万のうちの一つにすぎません。特に錐体路は、全体に占める役割は本当はとても少ないのです。これは、高校などで習う事実とかなり相反するかと思います。

では、本題の説明に入ります。
錐体路は、大脳皮質から始まるニューロンが直接αモーターニューロンを支配している物です。一方、錐体外路は、大脳皮質からの直接投射はなく、脳幹の網様体などから投射される物です。前者は意識運動というイメージと繋がりやすいですね。
しかし、後者は何か??簡単に理解できる例として、、
1.腕を曲げる時は伸ばす筋肉は弛緩するでしょ??誰がしてるの?頭(大脳皮質)では考えていません。
2.コップに水をくみます。だんだん重くなりますが、腕は下がりません。誰がしてるの?頭(大脳皮質)では考えていません。
3.空気椅子で一分間我慢、、、。でも、人間の筋線維は連続して収縮できないのです。じゃあどうするの?それは、沢山ある筋線維を、入れ替わり立ち替わり収縮させて、見かけ上連続して収縮しているように見せかけるだけ、現に、疲れてくるとぷるぷるするでしょ? じゃぁ、誰が入れ替わり立ち替わりを制御してるの?頭(大脳皮質)では考えていません。

つまり、この辺のことをうまくやってくれているのが錐体外路系なのです。現にこの制御が壊れると、じっとしているのが出来なくなるんですよ。マイケルJフォックスさんのパーキンソン病もその一つです。

前の方で錐体路の働きは少ないといいましたが、それでも多くのかたは、錐体路は随意運動には欠かせない!!とおもうでしょ?
でもね、進化の上で錐体路はごく最近出来たんですよ。
現には虫類にはありません、ほ乳類でも錐体路の構成は極めて不安定です。
ヒトでも完全に純粋に錐体路のみを障害しても、時期随意運動は出来るようになると聞いています。

個人的には、錐体路と錐体外路で単純に機能分けをするのはどうかと思いますし、この考え自体少々古い考え方になっていると思います。元々corticospinal tract(皮質脊髄路)が錐体(延髄にある膨らみ)を通るので錐体路と呼び、それ以外にも運動に関わる神経路があるから錐体外路と呼んだだけですので、敢えて機能云々言わないほうがいいと思います。
また、両者は常に一緒に働きますから、それぞれが運動制御の一部分を構成して居るんだと思えばいいのです。

錐体路=随意運動
錐体外路=不随意運動
と言うのは、強いて言えばアメリカ人と日本人の気質を一言で断言するのに近いかもしれません。
ただ、多くの教科書や、先生方はそのように断言するかもしれません。完全に正しくはありませんが、大きく間違っても居ませんから、素直にそう思いつつ、世の中は、(特に生物は)そんなに簡単には割り切れないんだけどね、、。とニヒルに笑っておけばいいと思いますよ(^^;

PS錐体外路の全体像が(解剖学的にでも)解っているならたいした物ですよ!!

筋肉の運動を起こすには最終的には脊髄などに存在しているαモーターニューロンを発火させることで可能です。
では、どの様に発火させるのかと言うところがこの質問に答える近道だと思います。

このαモーターニューロンへは、実は、平均しても一個のαモーターニューロンあたり数万個のニューロンからの入力つまり調節を受けています。
これらのニューロンからの信号の総和が閾値を超えるとαモーターニューロンが発火し特定の数の筋線維が収縮し、全体で見ると筋肉がぴくっとするわけです。

さて、錐体外路...続きを読む


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