調節と調整

体内には2つの調整システムがあります。内分泌系は血液中に化学的なホルモン（例：ADH、グルカゴン、インスリンなど）を送ります。神経系は神経細胞に沿って速やかな電気信号を送ります。

**神経線維（ニューロン）**とは神経細胞のことです。3種類あります：

• 感覚性神経線維は、受容体からの信号を脳または脊髄へ運びます。
• 運動性神経線維は、筋肉などの効果器へ信号を運びます。
• 中間性神経線維は、感覚性神経線維と運動性神経線維をつなぎます。

神経線維には長い線維（軸索）があり、信号はこの上を伝わります。

これが染色された脳組織スライスに見られる実際の神経線維の姿です：

感覚受容体細胞は刺激を検出し、感覚性神経線維に信号を始めます。例えば、味覚受容体細胞は味蕾内にあり、食品中の化学成分を検知すると、感覚性神経線維で活動電位を引き起こします。

神経冲动とは、神経線維の膜を挟む電圧の変化のことです。

• 静止電位 — 信号が伝わっていない時、内部は外部に対して負の電位になります。これはナトリウムイオンを外へ、カリウムイオンを内へ運ぶポンプと、膜のカリウムイオンに対する透過性の高さによって維持されています。
• 活動電位 — 刺激によってナトリウムチャネルが開き、ナトリウムイオンが急激に流入して一時的に内部が正の電位になります（脱分極）。その後、カリウムチャネルが開き、カリウムイオンが外へ流出して膜電位が再び負の電位に戻ります（再分極）。
• 不応期 — 活動電位直後、ナトリウムチャネルが短時間再び開かない。これにより静息電位が回復し、インパルスの送信頻度の上限が設定される。

インパルスの高速伝達：ミエリン

一部のニューロンは脂肪性のミエリン鞘に包まれている。インパルスはこの鞘を直接通過できないため、隙間（ランヴィエ節）から次の隙間へ飛び移る。この「ジャンプ」を跳躍伝導といい、インパルスの伝達速度を大幅に速める。

シナプスとは2つのニューロンの間の微小な隙間である。コリン作動性シナプスでは、信号は以下のように伝達される：

1. インパルスが到達し、最初のニューロンへのカルシウムイオンの流入を引き起こす。
2. これにより小胞体が神経伝達物質であるアセチルコリンを放出する。
3. アセチルコリンは隙間を拡散して移動し、次のニューロンの受容体に結合する。
4. これにより次のニューロンで新しいインパルスが発生する。

神経筋接合部はシナプスと似ているが、運動ニューロンと筋肉の間にある。

横紋筋は長い線維からなる。各線維はサルコメアと呼ばれる反復単位に分割されている。内部には2種類のフィラメントがあり、太いもの（ミオシン）と細いもの（アクチン）がある。T管系はインパルスを線維の奥深くまで運び、サコプラズム小胞体はカルシウムイオンを貯蔵・放出する。

*これが「横紋（ストリエート）」という名の由来である。各暗明の繰り返しブロックは1つのサルコメアであり、縞模様は異なる割合で重なり合う太いフィラメントと細いフィラメントである。筋肉が収縮すると、フィラメント同士が滑り合い、各サルコメアは短くなる。

滑走フィラメント説は以下の通り収縮を説明する：

1. インパルスによりサコプラズム小胞体からカルシウムイオンが放出される。
2. カルシウムイオンはトロポニンに結合し、トロポミオシンを動かしてアクチン上の結合部位を露出させる。
3. ミオシンの頭部がアクチンに結合し、ATP由来のエネルギーを使って内側へ引っ張る。
4. 細いフィラメントが太いフィラメントの上を滑り、各サルコメアが短くなり筋肉が収縮する。

バイオネシア

バイオネシアの捕虫葉には微細な毛が生えている。昆虫がこの毛に触れると、急速な電気信号が広がり、細胞が素早く水分を失って形を変え、捕虫葉が昆虫を捕らえるために閉じる。

*開いた捕虫葉。周囲の長い棘は昆虫を檻に闭じ込める役割のみを持ち、赤い表面上に立っている短い硬い刺激毛が触れられて初めて信号が発火する。

オーキシンと成長

オーキシンは、細胞を長くする伸長成長を促す植物ホルモンである。これは、細胞がプロトン（水素イオン）を細胞壁へポンピングすることで達成される。これにより壁は酸性化され、緩むことで、水分が流入する際に細胞が伸びられるようになる。

ジベレリンと発芽

ジベレリンは大麦の種子の発芽を制御する。アミラーゼを合成する遺伝子をオンにし、その結果、貯蔵デンプンを糖に分解して成長中の胚芽に栄養を与える。

** worked example.**神经冲动为何只能单向通过突触，以及髓鞘化如何加速轴突上的传导？在突触处，神经递质的囊泡仅存在于突触前神经元中，而受体仅位于突触后膜上——因此递质只能单向通过，使突触成为单向阀门。在髓鞘化的轴突上，髓鞘对膜起绝缘作用，离子只能在朗飞结处通过；因此冲动以跳跃方式从一结传至下一结（跳越传导），而非依次使膜的每一部分去极化，这要快得多且消耗更少的ATP。找出负责每种效应的结构：囊泡和受体决定方向，绝缘层和朗飞结决定速度。

• 解释静息电位（Na+/K+泵；内部更负）和动作电位（去极化→复极化）作为全或无现象。
• ** saltatory伝導**（ミエリン、ランヴィエの節）はインパルスの伝達を速め、不応期がそれを一方向かつ離散的なものにする。
• シナプスの仕組みを以下のように記述する：Ca2+が流入 → 小胞体と融合 → 神経伝達物質 → 受容体 → 新しいインパルス。
• 筋収縮は滑走フィラメント説に従う（アクチン、ミオシン、ATP、Ca2+）。