肝臓は栄養分を蓄える、と覚えたとします。それなら、肝臓から出る血液には、いつも入る血液より栄養分が少ないのでしょうか。蓄える場所には、必要なときに送り出す働きもあります。中学入試で肝臓の前後の血液を比較するときは、食後なのか、それ以外の時間なのか、何の物質を比べているのかを読み落とさないようにします。
倉庫の出入口として考える
消化・吸収されたブドウ糖は、血液で運ばれます。肝臓は、その一部をグリコーゲンという形で蓄え、必要に応じてブドウ糖を血液へ送り出す働きを持ちます。ここでは、ブドウ糖を取り込む場合と放出する場合があることに注目します。グリコーゲンの詳しい化学構造を暗記することが目的ではありません。
倉庫に十個の荷物が入り、六個が外へ出たら、ほかの出入りがなければ倉庫の中は四個増えます。逆に、三個入って五個出たら、以前に蓄えた荷物が二個減ったことになります。肝臓をこのような出入口のある場所として見ると、「出る方が多いのは計算間違い」と早合点せずに済みます。
濃さだけを引けばよいとは限らない
血液一ミリリットル当たりに含まれる量が示されているとき、それは濃度です。一定時間に運ばれた量を求めるには、その時間に流れた血液の体積も必要です。濃さが低い血液でも、流れる体積が大きければ運ぶ総量は大きくなり得ます。比較する表に「百ミリリットル当たり」「一分間当たり」が混ざっていたら、単位を書き添えてから計算を始めます。
実際の肝臓には複数の血液の入口があり、取り込んだ物質を肝臓自身が使うこともあります。以下では、入った量と出た量の差だけを考える単純な模型にします。体の仕組みを学ぶ計算で条件が省略されている場合は、何を無視してよいと書かれているか確認しましょう。
例題1｜蓄えは増えるか減るか
一分間に、模型の肝臓へブドウ糖に相当する材料が12単位入り、血液側へ8単位出ました。模型の中で材料を使うことはなく、蓄えへ回す以外の変化もありません。蓄えは何単位変わりますか。
12−8＝4単位増えます。入ってきた十二単位の行き先を、出ていく八単位と残る四単位に分けた式です。八単位を「肝臓に吸収された量」と書くと、出口の意味を逆にしてしまいます。矢印の先が肝臓なのか、肝臓の外なのかを確認してください。
例題2｜前の蓄えを使う場合
初めに蓄えが20単位あります。次の三分間は、毎分3単位が入り、毎分5単位を血液側へ出します。ほかの変化がないとき、三分後の蓄えはいくらですか。
一分ごとの差は3−5＝−2単位で、蓄えは毎分二単位ずつ減ります。三分間では6単位減るので、20−6＝14単位です。出口の量が入口を上回っても、初めから蓄えがあるため、この時間の範囲では矛盾しません。ただし、この状態をいつまでも続けられるわけではありません。蓄えがなくなった後まで、同じ式をそのまま延ばさないようにします。
二つの時点のグラフを読む
食後のグラフと、食事から時間がたったときのグラフでは、蓄えの増減が逆になることがあります。「肝臓だから必ず引く」と臓器名に計算を結び付けず、流入、流出、蓄積という三つの量を見ます。同じ時刻の入口と出口を比較するのか、時間を隔てた蓄えを比較するのかによって、読む縦軸も違います。
また、食後に血液中のブドウ糖が増えたとしても、その増加分すべてが肝臓に蓄えられたとはいえません。体の組織もブドウ糖を利用します。肝臓の働き一つだけで血液全体の変化を説明できるという問題なのか、ほかの臓器を含む資料なのかを見分けます。説明が短い模型ほど、どの作用を外しているかに注意が必要です。
覚える言葉を、矢印へ直す
グリコーゲンを「植物のでんぷんそのもの」と言い換えるのは正確ではありません。どちらも糖を蓄えることに関わりますが、同一の物質ではないからです。中学受験では、肝臓のブドウ糖とグリコーゲンの関係を、蓄えるときと送り出すときの二方向の矢印で整理するところから始めます。
このページの模型の数字は、人体の正常値や食事量の目安ではありません。肝臓の入口で十二、出口で八という実測があると述べているのではなく、量の関係を練習しています。答案では、「入る量の方が四単位多いため、模型の蓄えが四単位増える」と、与えられた条件から分かる範囲を明確にしましょう。臓器を固定したラベルではなく、物質が出入りする仕組みとして扱えるようになります。
図を読み直すときの補足
蓄えを表す棒グラフを読んだとき、その高さは残高に当たります。一方、入った量や出た量は、その期間の取引に当たります。残高が十から十四になったという二点だけでは、その間に十二入って八出たのか、六入って二出たのかは区別できません。差が四である組合せは複数あるからです。肝臓へ流入した量を求めたいなら、出口の情報などを追加で知る必要があります。
このように、残った結果から途中の過程を一意に戻せない場合があります。表の空欄を埋める問題で、数字が一つ足りないと感じたら、問われている量が差だけなのか、片側の絶対量なのかを見直しましょう。『肝臓が調節する』という知識は、資料にない入口の数値を作ってよい理由にはなりません。模型の収支の式を先に立てると、何が分かり何が不足しているかを説明できます。