核心解説
この問題は、
毛細血管 (Capillary) における物質交換のメカニズム、特に水と低分子溶質の主要な通過経路を問うています。看護師国家試験では、
組織への酸素・栄養供給と老廃物除去の理解に直結する基礎的な解剖生理学の問題です。
1. **
核心概念の分析 (Key Concept)**:
毛細血管壁は、血管内皮細胞とその周囲を支える基底膜から構成されています。全身に最も多く存在する
連続性毛細血管 (Continuous Capillary) では、この内皮細胞同士が隣り合う部分に
細胞間隙 (Intercellular Cleft) と呼ばれる非常に狭い隙間(約4nm)が存在します。この隙間は、水やナトリウムイオン、ブドウ糖などの低分子物質が血管内と間質液の間を自由に移動するための主要な通路となります。これは
最重要! 理解すべき点です。
2. **
正解の根拠 (Answer Rationale)**:
⑤番の
細胞間隙 (Intercellular Cleft) が正解です。この構造は、分子量が小さく脂溶性ではない物質が、エネルギーを使わずに濃度勾配に従って拡散(濾過)するための物理的な通路です。これにより、毛細血管の動脈側で血圧により組織へ水分と栄養が押し出され、静脈側では膠質浸透圧により老廃物を含んだ水分が再吸収されるという、
スターリングの法則 (Starling's Law) の基盤が成立します。
3. **
誤答の分析 (Distractor Analysis)**:
- ①番
混同注意! 開口部 (Fenestration):これは有窓性毛細血管に見られる直径50-80nmの穴で、腎臓の糸球体や腸管粘膜など、活発な濾過や吸収が必要な臓器に特化した構造です。水と低分子の通過経路ではありますが、「主要な」経路としては、全身に普遍的に存在する細胞間隙が優先されます。
- ②番
飲作用 (Pinocytosis):これは細胞が液滴を取り込む能動的なプロセスで、主にタンパク質などの高分子を輸送するために使われます。水や低分子が受動的に通過する主要な経路ではありません。
- ③番
単純拡散 (Simple diffusion):これは物質の移動様式であり、「経路」を指す言葉ではありません。酸素や二酸化炭素などの脂溶性物質は、この単純拡散によって内皮細胞の細胞膜そのものを通過しますが、水や低分子の溶質は細胞膜を通過できず、細胞間隙という経路を利用します。
- ④番
能動輸送 (Active transport):これはエネルギー(ATP)を消費して物質を濃度勾配に逆らって輸送する機構です。毛細血管レベルでの水と低分子の交換は受動的な拡散と濾過が主体であり、能動輸送は関与しません。
4. **
関連概念の整理 (Related Concepts)**:
毛細血管の種類(連続性、有窓性、不連続性(洞様毛細血管))と、それぞれの構造的差異、そして存在する臓器の特徴を整理しておきましょう。
| 種類 | 構造の特徴 | 主な存在部位 | 物質交換の特徴 |
|---|
| 連続性毛細血管 | 細胞間隙が主要経路 | 筋肉、肺、皮膚、中枢神経 | 水・低分子の通過。血液脳関門(BBB)では密着結合が強固。 |
| 有窓性毛細血管 | 開口部(Fenestration)あり | 腎臓、腸、内分泌腺 | 水・低分子の濾過・吸収が非常に活発。 |
| 不連続性毛細血管 | 細胞間に大きな隙間 | 肝臓、骨髄、脾臓 | 血球やタンパク質などの高分子も通過可能。 |
概念整理:
毛細血管 (Capillary) の物質交換は、
スターリングの力 (Starling Forces)(毛細血管静水圧 vs 膠質浸透圧)によって調節されます。水と低分子は主に
細胞間隙 (Intercellular Cleft) を通り、脂溶性物質(酸素、二酸化炭素)は
単純拡散 (Simple Diffusion) で内皮細胞を直接通過します。
一目で比較!: 「水と低分子の経路 = 細胞間隙」と「脂溶性物質の経路 = 細胞膜(単純拡散)」を混同しないでください。
暗記のコツ: 「細胞の間の隙間」と覚えましょう。「細胞間隙」=「隙間」とイメージし、そこを通るのは「水と小さな粒(低分子)」と関連付けると記憶に残りやすいです。
国試頻出ポイント: この問題は基礎医学の基本的な知識を問うものです。さらに発展して、
浮腫 (Edema) の病態生理(スターリングの力の破綻)や、
輸液療法 (Fluid Therapy) の際に、なぜ晶質液と膠質液を使い分けるのかという臨床応用へとつながります。