小さな構造から働きの変化を予測する

細胞のつながりには役割の違いがある

隣り合う細胞のつながりは一種類ではない。密着結合は細胞と細胞の間の通過を制限し、接着の仕組みは引っ張る力に耐え、ギャップ結合は小さな分子やイオンのやりとりを可能にする。ある結合だけが働かなくなるモデルを考えると、透過性、機械的な強度、電気的な連携を分けて説明できる。

細胞の形と線維の向きを読む

膀胱の移行上皮は膨らむと表面の細胞が平たくなり、重層扁平上皮は重なる層によって摩擦に耐える。核が違う高さに見えても全細胞が基底膜へ接する偽重層上皮は、真の重層とは違う。腱の平行な線維と真皮の多方向へ向く線維は、どの方向の引っ張りに強いかという違いに結び付く。

支える組織も交換を必要とする

軟骨は内部に血管がなく、栄養は周囲から拡散して届く。骨の硬い基質に囲まれた骨細胞にも、骨細管の連絡を通じた栄養の移動がある。骨の硬さはミネラル、しなやかさはコラーゲンにも支えられ、片方だけでは同じ強さを保てない。骨の長さと太さの成長も異なる場所の仕組みで起こる。

感覚は動きを受け取る仕組みである

耳管は鼓膜を挟む気圧を整え、卵円窓と正円窓は内耳の液の振動に関わる。蝸牛では場所によって反応する周波数が異なる。耳石のある膜は直線的な加速度や傾き、半規管は回転に応答する。眼では視神経が出る部位に視細胞がなく、中心窩では細かい情報を分けて伝える構造が高い視力を支える。

通り道の一部が変わると何が起こるか

髄鞘の絶縁性が損なわれると、軸索が残っていても電気信号が伝わりにくくなる。脊髄の後根と前根は感覚入力と運動出力を分担するため、一部だけの障害を仮定すると影響の違いを予測できる。脳脊髄液は脳室から外側へ一定の通路を流れる。模型で通路を塞ぐ思考実験では、産生が続くことと流れの方向を合わせて上流側の変化を考える。

関連する知識