臓器の機能一覧！肝臓・膵臓・胆嚢・脾臓・腎臓などの内臓の働き
2021/11/20 更新
体を構成する5種類の器官
私たちの体を構成する器官は「食べ物を消化して栄養を吸収する、不要物を排泄して栄養分を処理する、酸素を補充して血液を送り出す、体を動かしたり守ったりする、物事や周囲のことを知覚する」の5つに分類できます。
| 分類 | 項目 |
|---|---|
| 消化・吸収 | |
| 処理・排泄 | |
| 生命維持 | |
| 身体機能 | |
| 感覚機能 |
口から食べ物を摂取すると、食道を通り、胃で殺菌されて、十二指腸にて膵臓から分泌した膵液と胆嚢から流れる胆汁が混ざり、本格的な消化と分解が行われ、小腸で栄養分のほとんどが吸収されます。
小腸から吸収された栄養分は肝臓に運ばれて、貯蔵しやすい形に変換されたあと、体に必要な量のみが血液に送り出されるといった処理が行われます。
一方、吸収されなかった食べ物のかすは大腸を通って、便として体外に排出されます。水分に関しても便や汗から排出されますが、そのほとんどは腎臓が尿の量を調整することで、体内の水分量を一定に保っています。
また、生命維持には栄養分とは別に酸素が必要です。そこで肺が酸素を血液に補填して、心臓が栄養分と酸素が含んだ血液を全身に送り出しています。
このような栄養分と酸素によって、私たちは体温調節をしながら体を守る皮膚、カルシウムを貯蔵して体を支える骨、骨をくっついて体を動かす筋肉といった身体機能を有することができています。
器官① 消化・吸収
口腔
口は食べ物を噛んで飲み込みやすい形状にしながら、唾液を混ぜる役割があります。唾液は耳の下、舌の下、顎の下にある唾液腺から分泌されます。
唾液にはムチン、アミラーゼ、リゾチームが含まれており、ムチンは粘り気のあるタンパク質で食べ物に絡んで、喉を通りやすくします。アミラーゼはタンパク質を分解する酵素です。リゾチームは細菌の繁殖を防ぎます。
- ムチンが食べ物を混ざって、状態を滑らかにします。
- アミラーゼという消化酵素が炭水化物を分解します。
- リゾチームは殺菌作用があり、口腔を清潔にします。
食道
喉の途中には食道と気管の2つの入り口があります。普段は呼吸をするために気管のみが開いていますが、食べ物や飲み物を入ってくると、筋肉が動くことで気管に蓋をして、食道のみが開くようになっています。
たまにうまく切り替えができずに、気管に食べ物が入りそうになると、突発的にむせることで、食べ物が食道へと押し戻されます。
食道に食べ物が入ると、食べ物の上部の筋肉が締まって、下部の筋肉が開くために、食べ物が口側から胃側へと押されていきます。食道の長さは約25cmであり、食べてから6～7秒後に胃の入り口が開いて、胃に到達します。
胃
口から摂取して、食道を通った飲食物が胃に到達すると、pH1～2という強酸性の胃液が食べ物を包みます。
通常、食べ物を温かい場所に放置すると、徐々に腐敗が進みますが、胃では胃液が細菌を死滅させることで、食べ物が腐らなくなります。
胃液に含まれるペプシンによって、部分的にタンパク質を消化しますが、胃の主な役割は消化と吸収ではなく、このように食べ物を殺菌して一時的に貯蔵しておくことです。
基本的には胃に食べ物は2～4時間とどまり、飲み物は10～20分で胃を通過します。栄養素としては糖質は3時間、タンパク質は5時間、脂質は7時間程度貯蔵でき、それらを少しずつ十二指腸に送り出しています。
- 強酸性の胃酸を分泌して、食べ物を殺菌します。
- 胃が収縮することで食べ物がかき混ぜられ、液状化させます。
- 食べ物を一時的に貯蔵して、少しずつ十二指腸に送ります。
十二指腸
胃でドロドロになった食べ物は十二指腸に送られます。十二指腸は指12本分の長さであり、小腸の一部として先端に位置します。
十二指腸では膵液と胆汁が混じって、炭水化物、タンパク質、脂質のすべてが分解されます。十二指腸には強酸性の胃液も大量に流れてきますが、膵液がアルカリ性であるために中和されます。
膵臓
膵臓は赤色よりも黄色に近く、膵臓の左下は図のように十二指腸に囲まれています。この膵臓から膵液という消化液が1日1L分泌されます。
膵液には炭水化物を分解するアミラーゼ、タンパク質を分解するトリプシン、脂肪を分解するリパーゼなどの消化酵素が含まれています。
これらの酵素が胃から十二指腸に送られてきた液状の食べ物を分解してくれます。さらに膵臓は血糖値を上げるグルカゴンと血糖値を下げるインスリンなどのホルモンを分泌して、血糖値を調整する役割も担っています。
胆嚢
食べ物が胃から十二指腸に移動すると、食べ物を栄養素に分解するために、膵液と胆汁が流れ込んできます。
このうちの胆汁は肝臓から分泌されて、途中で胆嚢を蓄えられ、濃縮されてから十二指腸に流れる仕組みです。
胆汁には脂肪の消化を助ける胆汁酸、コレステロールやビリルビンが含まれており、胆汁酸は水に溶けない脂質を細かくして、膵液に含まれる消化酵素であるリパーゼの働きをサポートしてくれます。
また、胆嚢にあったコレステロールが固まってできた物質を胆石と呼び、自覚症状はありませんが、仮に胆石が胆管に流れてしまい、膵管と交差するところの出口を塞ぐと、膵臓が炎症を起こす急性膵炎を発症します。
小腸
小腸は消化液を分泌される十二指腸、栄養素の消化と吸収がされる空腸、消化と吸収に加えて胆汁酸が回収される回腸の総称です。
空腸の内部はヒダが多数存在しており、ヒダは絨毛と呼ばれる無数の突起物で覆われています。その絨毛も吸収上皮細胞という層をまとい、そこにはさらに無数の微絨毛が存在します。
このように空腸を拡大すると、ヒダ、絨毛、吸収上皮細胞、微絨毛で構成されていて、この微絨毛から細かく分解された栄養が吸収される構造です。
また、私たちが食べ物を摂取すると、約25cmの食道を通り、約40cmの胃に蓄えられ、約25cmの十二指腸で消化液が混ざり、2～3mの空腸で消化と吸収が始まり、3～4mの回腸で消化と吸収、胆汁酸の回収がされます。
そのあと、不要物は盲腸と虫垂を避けて、大腸である約1.4mの結腸と約20cmの直腸を経て、肛門に到着して、便で排出されるまでが消化管です。
器官② 処理・排泄
肝臓
食道と胃を通って、十二指腸で消化と分解が行われた栄養素は、その多くが小腸の粘膜から吸収されていきます。
ただ、それらが血流に乗って体中の細胞に運ばれる前に、まずは肝臓にたどり着きます。肝臓とは1.2kgもある巨大な臓器です。
肝臓の役割は栄養分の貯蔵と変換です。肝臓に集められた栄養分は貯蔵しやすい形に変換されて、肝臓に蓄えられます。
例えば、十二指腸で炭水化物が分解してできたブドウ糖を、肝臓がグルコースという物質に変換させて、さらにそれらを連結することで貯蔵しやすいグリコーゲンという化合物にします。
炭水化物＝ブドウ糖＝グルコース＝グリコーゲン
私たちがエネルギーを必要とすると、今度は貯蔵していたグリコーゲンをグルコースに分解して、体全体にエネルギーを届くように血液に放出します。
肝臓はグリコーゲン以外にも血液中のタンパク質であるアルブミン、血液を固める成分であるフィブリノゲン、赤血球の原料になる葉酸など、体に必要不可欠な物質を500種類以上も生成しています。
- 肝臓は栄養分を貯めたり、変換します。
- アルコールなどの有害物質や毒素を分解して、無害化します。
- 消化液となる胆汁を作り、胆管に放出します。
このように化学工場の役割をする肝臓は機能が複雑すぎるため、人工臓器などの代替品が存在しません。ただし、脂肪肝や肝臓がんなどで肝臓の50％を切除しても、6カ月以内には元に戻るといった強い復元力を備えています。
脾臓
血液の55％は赤血球でできており、細胞の30％は赤血球から作られます。しかし、赤血球の寿命は120日間のみです。そのため、毎日新しい赤血球が生まれ続けて、古い赤血球を排除する必要があります。
その働きをしてくれる臓器が脾臓です。脾臓の中は赤血球が詰まっており、赤血球をろ過して、古い赤血球を集め、赤血球を破壊してくれます。
- 脾臓にて古い赤血球をろ過され、それを白血球の一種が捕食します。
- 赤血球に含まれる鉄分は、新しい赤血球を作るために再利用します。
- 血液中に含まれる有害な微生物も回収して、無害化します。
ちなみに運動中に脇腹が痛くなる症状は、急に激しい運動をした結果、脾臓の中にあった赤血球が体中に一気に放出されて、脾臓の中の血液が足りなくなり、脇腹に位置する脾臓が痛むことが原因の1つです。
大腸
胃と小腸を経て、栄養分の90％以上が吸収されたあと、食べ物の残りかすである液状の消化物が大腸に運ばれます。
大腸では人が分解できない食物繊維や一部のタンパク質を、腸内細菌の力で分解して、ビタミンや脂肪酸を生産します。
大腸には大腸菌、乳酸菌、ビフィズス菌など、1000種類以上の細菌が100兆個以上存在しており、その重さは1～1.5kgにも達します。この腸内細菌のおかげで吸収できる栄養分が増えるわけです。
次に大腸は水分を吸収して、便を固形化させます。ただし、便の約80％が水分であり、下痢にならないほどの吸収量です。残りの便の成分は消化されない食べ物が約7％、腸内細菌が約7％、腸の細胞が約6％含まれています。
また、小腸であまり水分が吸収されなかったり、膵液や胆汁の量が多すぎると、大腸の水分を吸収する能力では対応しきれずに、下痢になります。
逆に大腸の動きが鈍くて、大腸に便が長く留まると、水分が吸収されすぎて便が固くなり、便秘になります。大腸の動きを活発にするためには、大腸でしか処理できない食物繊維を多く摂って、大腸に働かせることが有効です。
腎臓
食べ物や飲み物から水分を取り込むと、体内の水分量が一時的に増加しますが、それと同じ分だけ尿や便、汗として排出されるため、体内の水分量は常に一定を保っています。
その中で尿を生成している器官が腎臓です。腎臓は毎日1700Lの血液をろ過して、1～1.5Lの尿を作り、体内の水分量を調節しています。
腎臓は背中側の腰上部に左右1つずつ存在しており、大きさは約10cmです。心臓から送られてくる血液の23％がこの腎臓を通って、老廃物がろ過され、余分な水分と一緒に尿として、尿管に送られます。
尿管
腎臓で作られた尿を膀胱へ運ぶための管状の器官です。長さは約30cm、直径は4～7mmあります。
尿管の病気では尿管結石が有名ですが、これは腎臓にできた結石が移動して、尿管に詰まった状態です。腎臓にあるときは自覚症状がありませんが、尿管では腰に激痛が走り、歩くことも困難になります。
膀胱
腎臓で作られた尿は尿管を通って、膀胱に溜まり、50％程度の容量に達すると尿意を感じて、尿道から排出されます。
膀胱に何も入っていないときには3～4cmの収縮していますが、尿が溜まると約10cmまでに膨らみます。平均容積は成人男性が500mL、成人女性が400mLであり、女性は子宮があるために男性よりも容積が小さいです。
尿意を我慢することで最大600～700mLの尿を溜めることもできますが、10～15mmあった膀胱の壁は、1/5までに薄く伸びてしまうため、膀胱周辺で痛みが発生するようになります。
また、女性は体の構造上、男性よりも尿道が短く、肛門を近いために、尿道から膀胱に細菌が侵入しやすく、膀胱炎になりやすいです。
器官③ 生命維持
気管
肺は血液に酸素を充填して、心臓はその血液を全身に送り出しています。そのため、常に肺と心臓は動き続けないと、酸素不足になった細胞が死んでいってしまいます。
気管はその肺に空気を送るためのチューブであり、肺に入る直前で2つに分かれて、左と右の肺につながります。気管を通る空気の量は、安静時の1回の呼吸で平均500mL程度、深呼吸では3000～4000mLに増えます。
また、気管の病気には細菌やウイルスで気管が炎症する気管支炎、突発的に気管が細くなって呼吸しにくくなる気管支喘息、気管が拡張して単が溜まりやすくなる気管支拡張などがあります。
肺
鼻や口から吸い込んだ空気は気管を通って、肺に入ってきます。肺に入ると細かく枝分かれを繰り返し、肺の隅々まで空気が行き渡ります。
枝分かれした気管支の末端には肺胞という木苺のような形状の袋が付いていて、空気が入ると風船のように膨らみます。
1つの肺胞の大きさは0.2mm程度です。これが全部で3億個以上もあり、毛細血管に覆われながら肺を埋め尽くしています。
その結果、肺胞の空気に含まれる酸素と毛細血管の血液にある二酸化炭素がお互いに移動して、肺胞に増えた二酸化炭素は外部に吐き出され、血液に増えた酸素は再び体内に流れていきます。
吸い込んだ空気の成分は窒素79％、酸素21％、二酸化炭素0.04％ですが、吐き出された息の成分は窒素74％、酸素15％、二酸化炭素4％、水蒸気6％となり、酸素が吸収されて、二酸化炭素が排出されたことがわかります。
心臓
心臓は血液を体内に循環させる器官です。1分間に全身の血液量と同じ5Lを送り出します。つまり、血液は1分間で全身を巡って、再び心臓に戻ってくるということです。
心臓には心房と心室という2種類の機能があります。心房が血液を溜めて心室に送り込み、心室は収縮して心臓の外に血液を押し出します。
それが左右にあるため、心臓は右心房、右心室、左心房、左心室という4個の部屋に分かれています。右心房と右心室は全身から戻ってきた血液を肺に送り、左心房と左心室は肺から送られた血液を全身に戻す役割があります。
最初に上半身の血液が上大静脈から、下半身の血液が下大静脈から、右心房に流れ込みます。一定量が貯まると右心房の弁が開いて、右心室に移動し、右心室から右肺と左肺に血液が送られます。
次に右肺と左肺から酸素を補填した血液が左心房に流れ込みます。一定量が貯まると左心房の弁が開いて、左心室に移動し、左心室から上半身と下半身に血液が送られていきます。
供給先の割合は脳が15％、胃や大腸などの消化管が30％、肝臓が8％、消化管経由で肝臓に流れる血液が20％、腎臓が23％、皮膚が9％、筋肉が15％、心臓が動くときも血液が必要なために心臓が5％です。
血管
心臓から出た血液が通る血管を動脈、心臓へ戻る血液が通る血管を静脈と呼びます。厳密には心臓の右心房に入る直前までが静脈であり、右心房から右心室に血液が移動して、右心室から出た瞬間から動脈となります。
そのあと、肺で酸素を補充してから、今度は心臓の左心房に入って、左心室に血液が移動して、左心室から出る流れです。左心室から出るときは上半身へ向かう上行大動脈、下半身へ向かう下行大動脈に分かれます。
血管は動脈と静脈が枝分かれして、体の隅々まで広がっており、毛細血管レベルでは動脈と静脈はつながっています。これらすべての血管の長さを合計すると、10万kmに達します。
リンパ管
リンパ管は血液以外の体液が流れている管です。毛細血管からは水分、白血球、血漿、タンパク質などが漏れており、静脈によって血管内に再吸収されますが、すべてを吸収できないために残りがリンパ管に流れ込みます。
特に疲れが溜まっていると、リンパ管には多くの老廃物が流れるため、マッサージなどでリンパ管を流れをスムーズにすることで、疲れが取れやすいです。リンパ管の出口は鎖骨の下あたりで静脈とつながっています。
甲状腺
甲状腺は首の前面、喉ぼとけの下に位置します。甲状腺からは甲状腺ホルモンが分泌されており、新陳代謝を活発にします。
バセドウ病など甲状腺ホルモンが多すぎる甲状腺機能亢進症になると、新陳代謝が異常に進んでしまい、すぐに疲れたり、息切れや動機が起こりやすくなります。
逆に橋本病などの甲状腺ホルモンが少なすぎる甲状腺機能低下症になると、慢性疲労、食欲低下、思考力低下など全身に病的な症状が現れます。
副腎
副腎は左右の腎臓の上に1つずつ乗っている10gほどの器官ですが、腎臓とはつながっていませんし、機能を共有しているわけでもありません。
副腎の役割はアドレナリン、コルチゾール、DHEAといった生命の維持に不可欠なホルモンを分泌することです。
器官④ 身体機能
皮膚
体の表面を覆っており、物理的な刺激から守り、病原体の侵入を防いでくれます。温度変化を感じ、暑いときは汗を出して、体温調節をします。
また、皮膚から出ている毛や爪も、表皮細胞が変形してできているため、医学的には皮膚に分類されます。髪の毛が少なくなった人が皮膚科を受診する理由も、頭皮が重要であり、髪の毛が皮膚の一部だからです。
骨
成人では206個の骨が体内に存在しており、体を支えて、臓器を保護しています。骨の成分はコラーゲン、リン酸、カルシウムです。
筋肉や神経でカルシウムが使われると、骨に蓄えているカルシウムが溶かされて、血液に流れ出ることで、体中の細胞に再びカルシウムを届けることができます。
日常的に骨からカルシウムが減っても、骨は骨芽細胞によって修復されるために問題ありません。骨は1年間に成人で約20％が入れ替わっており、老化が進むほど骨の形成力が衰えていきます。
骨を太くするためにはカルシウムを摂取したいですが、筋肉を鍛えることがかなり効果的です。私たちは筋肉を使うことで骨からカルシウムが流れ出ますが、それ以上に太い骨を形成しようと骨芽細胞が活性化されるためです。
また、骨の中には骨髄があり、骨髄には骨髄液が詰まっています。骨髄液からは血液の成分である赤血球、白血球、血小板が造られます。
関節
指や膝などで連結されている骨同士は、弾力性のある関節でつながっています。関節の成分はグルコサミン、コンドロイチン、オメガ3脂肪酸であるため、これらを多く含む食品を摂ると、関節痛が緩和されやすいです。
筋肉
筋肉の重さは体重の40～45％が平均です。体重が60kgの成人男性の場合では、骨は9kg、筋肉は24kg、脂肪は11kg、皮膚は3kg、血液は5kg、内臓は8kgの割合で構成されています。
筋肉は筋繊維という細胞が集まってできていますが、筋繊維は骨芽細胞や皮膚細胞のように栄養分や酸素を与えても、細胞分裂しません。
筋肉を大きくするには、筋肉に過剰な負荷をかけて、筋繊維を損傷させることが必要です。筋繊維が損傷すると、筋繊維の周りにサテライト細胞が増殖して、それが筋繊維に付着して、筋繊維を太くしていきます。
器官⑤ 感覚機能
脳
脳は左右に分割されていて、左脳が右半身を、右脳が左半身をコントロールしています。ただし、左右の脳に違いはありません。
過去には「左脳は論理、右脳は創造を管理している」とされてきましたが、実際は理論的に話すときも絵を描くときも両方が使われます。
脳の構造は五感を担う大脳、感情を中継したり内臓を制御する間脳、感覚を中継したり運動を制御する中脳、運動を行うときに必要な小脳があります。
さらに大脳は思考や創造をする前頭葉、知覚や感情を処理する頭頂葉、記憶、判断、感情、神経、聴覚などを司る側頭葉、視覚を判断する後頭葉の4つの部位に分かれます。
また、すべての器官からは神経を通じて、脳に情報が運ばれています。そのため、眼、耳、鼻、口、肌などが正常に機能していても、脳が異常をきたすと、視覚、聴覚、嗅覚、味覚、触覚は正しく知覚されません。
眼
光を察知して、脳に視覚情報を伝える器官です。眼は薄くて硬い角膜と対象物によって厚みが変化する水晶体という2つのレンズを持っています。
このレンズを通して、光を受け取る箇所が網膜であり、光を電気信号に変えて、視神経から脳へ信号を送っています。
耳
音や平衡感覚を察知して、脳に聴覚情報を伝える器官です。音は空気の振動であり、その振動が鼓膜を震わせます。鼓膜の震えはツチ骨、キヌタ骨、アブミ骨という3つの小さな骨を順番に振動させます。
アブミ骨は蝸牛（かぎゅう）にはまっていて、蝸牛にも振動が伝わると、蝸牛の中を満たしているリンパ液が震えて、それが最終的に振動を捉えて、脳に伝達する仕組みです。
また、耳は回転方向や平衡感覚も検知します。先ほどの蝸牛には三半規管と呼ばれる3つの半規管とつながっていて、前半規管が前転と後転方向の回転、後半規管が側転方向の回転、外側半規管が水平方向の回転を感知します。
鼻
においを察知して、脳に嗅覚情報を伝える器官です。人は通常、2秒かけて鼻から空気を吸い込み、3秒かけて呼気を吐きます。
ただし、においを嗅ぎ分けられる時間は最初の1秒だけであり、それ以上はにおいの分子を検知する嗅粘膜がにおいに順応してしまいます。
口
味を察知して、脳に味覚情報を伝える器官です。舌先が最も敏感に味を感じ取ることができます。味は苦味、酸味、甘味、塩味の順に判別しやすいです。
ただし、舌の部位によって、味の感じ方に違いはありません。過去には「舌先は甘味、側面は酸味、根本は苦味」が指摘されてきましたが、舌の部位による感受性の違いには、医学的な根拠がないです。
