スポーツバイク・自転車乗りの総合情報循環器系と消化器系で栄養素をエネルギーとして利用している
循環と血管の構造
循環器系は、体のすみずみの細胞まで酸素や栄養素を運び、細胞で発生した二酸化炭素や老廃物を運び去るのに使われる道路網のようなものです。心臓と血管から構成されています。
血液が体内をめぐることを循環といいます。循環は、心臓から出た血液が肺に行って戻ってくる「月箭盾環」と、肺を除く全身をめぐる「体循環」に大別されます。
全身から戻ってきた二酸化炭素を多く含む静脈血は、心臓の右心房に入り、右心室から肺に送り出されます。肺では血液中の二酸化炭素を肺胞に排出し、酸素を受け取ります。こうして、酸素を豊富に含む動脈血となって、心臓の左心房に戻ります。
肺から戻った動脈血は、左心房から左心室に入り、大動脈に送り出されます。大動脈から次々と枝分かれした動脈は、全身のさまざまな臓器(筋肉を含む)に分布していて、動脈血を送り届けます。
それぞれの臓器では、毛細血管の薄い膜を通して、酸素と二酸化炭素、栄養素と老廃物の交換が行われます。臓器に分布する細い静脈は、合流を繰り返して最終的に大静脈となり、心臓の右心房に戻ります。こうした循環の中には、腎臓と肝臓への循環が含まれています。体にとって不要な物質は肝臓で分解され、腎臓から排泄されます。
血管には「動脈」と「静脈」があります。動脈は体のすみずみまで血液を送るため、圧力(血圧)に耐えられるように、筋肉(平滑筋)や弾性線維を含んだ中膜が厚くなっています。これに対し、静脈は中膜が薄く、全体としても動脈に比べて壁が薄いのが特徴です。
心臓の構造と役割
健康な人の心臓は、握りこぶしよりやや大きい程度で、重さは300gくらいあります。肋骨と胸骨に囲まれた胸郭の、正中よりやや左に寄った位置にあります(まれに心臓や内臓が左右逆転した人もいます)。
心臓は左心系と右心系に分けられ、それがさらに、心房と心室に分けられます。心房と心室の間、心室の出口には弁があり、血液が逆流するのを防いでいます。心臓の壁は心筋という筋肉でできています。
心房の壁に比べ、血液を送り出す心室の壁は厚く、特に全身に血液を送り出す左心室の壁は最も厚くなっています。心臓を構成する筋肉である心筋は、冠動脈という血管によって血液の供給を受けています。
心筋の活動は、骨格筋とは異なり、自分の意思で変えられるものではありません。心臓の洞結節という部位で作られる刺激が、心筋の中を伝わっていくことにより、自律的に拍動が起こります。この活動を電気的に記録する検査が心電図検査です。
心臓は体の成長に伴って大きくなり、1回に拍出される血液量が増加します。また、スポーツ選手はトレーニングによって心臓の容量が大きくなり、一般の人より拍出量も多くなっています。そのため、安静時の心拍数が少なくなる傾向があります。
トレーニングによって心臓が鍛えられると、心臓の壁の筋肉が厚くなります。心筋の厚さの変化は、心電図にも現れます。
消化器系は、摂取した食べ物や飲み物を、体の中で使いやすい栄養素に分解したり、それを吸収して蓄えたり、不要な物質を排泄したりするまでの、さまざまな働きをしています。
口の中では、歯で噛み砕くという機械的消化が行われ、一部は睡液によって分解する消化が始まります。
食べた物は、食道を通って胃に入ります。胃では主にたんぱく質の分解が起こります。
小腸(十二指腸、空腸、回腸)では、胃から運ばれてきた内容物が、さらに分解されます。その際、小腸から出る腸液だけでなく、膵臓からの膵液、肝臓からの胆汁といった消化液も加わり、吸収しやすい栄養素にしていきます。
小腸の壁の粘膜は、ひだ状になっているために表面積が広く、分解された栄養素を効率よく吸収できるようになっています。
栄養素は、粘膜の壁から毛細血管やリンパ管に取り込まれます。
大腸(盲腸、結腸、直腸)は、小腸で栄養素が吸収された残りの内容物から、水分や電解質を吸収します。そうすることで残った内容物を固め、便として排泄する役割も担っています。
大腸の中には、いわゆる腸内細菌が生息していて、人間の消化液では分解できない物質の分解を助けています。腸内細菌の種類は年をとると変化しますが、薬として使われる抗生物質によっても乱されるため、下痢が起こることがあります。
虫垂
盲腸の先端にぶら下がっている小さな突起が虫垂です。子ども時代に感染に対して防御する働きをする組織です。ここに、腸を通過する内容物とともに、細菌が入り込んで繁殖すると、虫垂炎(俗にいう盲腸炎)を起こします。
虫垂炎は、強い腹痛を起こすことで知られています。通常は、右下腹部の虫垂の位置を中心に痛みが発生しますが、炎症を起こした虫垂が破れると、腹腔内に細菌や膿が広がり、腹膜炎を引き起こします。このときには、腹部が張った状態になり、腹部全体が強く痛みます。
肝臓、胆嚢、膵臓の役割
肝臓は消化器の中で最大の分泌腺で、胆汁を作っています。また、たんぱく質、糖質、脂肪というすべてのエネルギー成分の代謝に関係し、アルコールや薬物の分解(解毒)の役割も果たしています。
右の上腹部にあり、大部分は肋骨で守られていますが、下から突き上げるような腹部の打撲で損傷することがあります。
胆嚢
肝臓で作られた胆汁をためておく袋状の臓器で、胆汁を濃縮させる役割を果たしています。中年以降の年代で、栄養過多の人では、胆汁の中で胆石という結石ができることがあります。これは強い痛みを伴う胆石発作の原因となります。
膵臓
消化器として膵液を分泌するほかに、インスリンなどのホルモンを分泌する内分泌器官でもあります。
糖尿病は、インスリンの分泌や働きが不十分であるために起こります。血糖(血液中のブドウ糖)を筋肉や肝臓に取り込んで貯蔵する働きが低下し、血糖が高くなってしまうのです。
膵臓は胃の後ろから下にかけての深いところに位置しています。それでも、スポーツ中の腹部の打撲で損傷を受けることがまれにあります。