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1 2010 年動物生理学 Ⅱ( 前期 2010 年 7 月 30 日 神経 内分泌 ) 時間 90 分出席番号氏名点数 獣医以外は問題 4と問題 5にはそれぞれ選択問題があります 選択した方で解答欄を使用してください 問題 1: 次の ( ) の中に適当な語句を入れなさい ( 全員必須 )( 30 点 ) 1 細胞膜の平衡電位を求める式を ( ア ) の式という 細胞膜の静止電位は ( イ ) イオンの平衡電位に近い値を取る しかし厳密には ( ウ ) イオンと ( エ ) イオンも多少の流れがあるためこの 3 つのイオンで補正した ( オ ) の式があり 後者の式の方が前者より実測値に近い値を示す 2アミノ酸の中にはそれ自体で神経伝達物質になるものがあり その例として抑制性神経伝達物質の ( ア ) と ( イ ) および興奮性伝達物質( ウ ) と ( エ ) が挙げられる 3( ア ) は大脳の機能局在を示すための地図を作成しており これが一般的に認められている それによると第 1 次視覚野は ( イ ) 野であり 第 1 次聴覚野は ( ウ ) 野と42 野にある 4 梨状葉 扁桃体 海馬 歯状回あるいは帯状回などを含む部分は ( ア ) 系と言われ 喜怒哀楽などの情動や本能的行動を制御している この部分には刺激を受けると快感として作用する ( イ ) 系と不快として作用する嫌悪系が存在する また海馬や扁桃体は ( ウ ) の保持でも重要な役割を果たしている 5 視床下部は本能中枢と言われ 性中枢 摂食中枢などの他に体温中枢としての ( ア ) 中枢と ( イ ) 中枢があり 前者は前視床下部に後者は後視床下部に存在する また摂食中枢では腹内側核にある ( ウ ) 中枢と ( エ ) にある ( オ ) 中枢があり ( オ ) を破壊すると食べなくなり痩せて行く また ( カ ) には生体時計が局在している 6 成長ホルモン (GH) の産生細胞ソマトトロフは下垂体前葉の約 ( ア )% を占め 視床下部の ( イ ) から分泌される GHRH によって分泌が促進され 一方室周囲核から分泌される ( ウ ) により抑制される GH は肝臓に作用し ( エ ) の合成 分泌を促す ( エ ) には IGF1 と IGF2 がある GH の標的は肝臓以外に主に ( オ ) と筋肉であり 体の長さや臓器の重量を増やす作用は主に ( エ ) が行う 筋肉ではグルコースの取り込みを ( カ ) し アミノ酸の取り込みは ( キ ) される 7 甲状腺ホルモンには T3( トリヨードサイロニン ) と T4( サイロキシン ) がありその構造式は前者が ( ア ) 後者が( イ ) である いずれもサイログロブリンに結合しているチロシン分子にヨードが結合し縮合によって合成される 甲状腺機能亢進症には 1

2 ( ウ ) 病がり 機能低下症には ( エ ) 病がある 8オキシトシンと ( ア ) は下垂体後葉ホルモンであるが 実際には視床下部の室傍核と ( イ ) で合成される 両者ともに軸索輸送の際には ( ウ ) と結合して運ばれる オキシトシンの主な作用はほ乳類では ( エ ) と ( オ ) で ( ア ) の作用は ( カ ) であり 豚では ( ア ) のアルギニンが ( キ ) に代わっている ハ虫類では類似したホルモンとして ( ク ) がある 9 膵臓のランゲルハンス島は幾つかの染色性の異なる細胞群からなり α 細胞からは ( ア ) が ( イ ) からはインシュリンが またδ 細胞からは ( ウ ) が分泌される またインシュリンは同じ前駆物質からできる ( エ ) と一緒に分泌される インシュリンはホルモンの中で唯一 ( オ ) を下げる作用があり この作用は筋肉や ( カ ) におけるグルコースの取り込みの ( キ ) や筋肉や ( ク ) においてのグリコーゲン合成の ( ケ ) によるところが大きい またインシュリンのシグナル伝達は細胞膜上の ( コ ) を活性化する事から始まる 10 交感神経系は ( ア ) と ( イ ) の側柱から始まり 一方副交感神経系は中脳 橋 延髄および ( ウ ) の側柱から始まる 一つの臓器は両者の支配を受けていることが多く 内臓に関しては 交感神経系は ( エ ) 神経を介して胃や腸の運動や消化液の分泌を ( オ ) し 一方副交感神経は ( カ ) 神経を介してそれらを ( キ ) する しかし すべてが相反的とは限らない 唾液腺ではいずれも分泌を促進し 交感神経は ( ク ) に富む唾液を また副交感神経系は ( ケ ) に富む唾液の分泌を亢進させる 問題 2: 次の問いについて解答欄の枠内で答えなさい ( 全員必須 )( 20 点 ) 1シナプスの促通について説明しなさい 2 一般的な神経の活動電位 ( 興奮性 ) についてチャネルとイオンの動きで説明しなさい 3Na-K ATPase について説明しなさい 4 交感神経と副交感神経の神経節および組織における神経伝達物質について説明しなさい 5cAMP をセカンドメッセンジャーにするシグナル伝達について受容体からの流れを説明しなさい 6 大脳基底核と中脳の役割の特徴について説明しなさい 7ステロイドホルモンのシグナルトランスダクションについて説明しなさい 8 橋 延髄に存在する中枢を5つ挙げなさい 9 血糖値が低下したときの感知 ( 受容器 ) から反応まで ( 反射 ) について説明しなさい 10 甲状腺ホルモンの作用を説明しなさい ( 箇条書きでも良い ) 問題 3: 次の文章を読んで下記の問いに答えなさい ( 全員必須 )( 25 点 ) 体内の Ca は体重の約 1.5% を占め そのうち A99% 近くは骨に存在する 血液中の Ca 2

3 には遊離イオン型と血漿タンパク質に結合したものがある 血液中の B 遊離 Ca には様々な重要な役割があることからその濃度は極めて一定に維持されている 腸からの Ca の吸収や排泄あるいは尿における排泄や再吸収の調節が血中 Ca 濃度を維持する上で重要であるが C 骨との間にも維持機構が働いている 血中 Ca の維持には主に 3 つのホルモンが重要な役割を果たしている 血中 Ca 濃度の上昇を起こすものは ( ア ) と ( イ ) で ( イ ) は体内での合成以外に食べ物からも摂取できる 一方 血中 Ca を低下させるホルモンは ( ウ ) である ( ア ) と ( ウ ) は D 血中 Ca 濃度に応じて分泌が制御される これら 3 者のホルモンは Ca と同時に E 血中無機リンの濃度の維持にも働く 1 下線部 A について次の問いに答えなさい A-1: 骨に存在する Ca はどのような形で存在しているか説明しなさい A-2: 骨の形成を促進するホルモン ( 上記ア イ ウを除く ) を 5 つ ホルモン以外の因子を 2 つ挙げなさい 2 下線部 B についてその例を3つ挙げなさい 3 下線部 C に関して 骨の細胞を 3 つに分けてそれぞれを簡単に説明しなさい 4( ア )( イ )( ウ ) の名称 およびそれらの合成 分泌部位を書きなさい 5 下線部 D について 血中 Ca 濃度を横軸に ( ア ) と ( ウ ) のホルモン濃度を縦軸に取ると どのような分泌相関が見られるか ( ア ) を実線で ( ウ ) を点線で図に入れなさい 6 下線部 E について ( ア )( イ )( ウ ) の役割を書きなさい 7 家畜では分娩後 72 時間以内に失神 麻痺を主徴とした低 Ca 血症 ( 産褥麻痺 あるいは乳熱と呼ばれる ) が起こりやすく これはと畜場法で切迫と殺 ( 殺処分 ) の対象にされており 経済的損失は極めて大きい そのため 農家は予防策として 泌乳末期と乾乳期の Ca 摂取量を減少させたり 分娩時にリン酸 Ca を投与し 分娩後は高 Ca 飼料を給与したりする ( 乾乳期とはそれまで働いてきた乳腺を一休みさせ 次のお産に向けての準備をするために採乳をしばらく休止している期間の事 ) それでは なぜ 泌乳末期と乾乳期の Ca 摂取量を減少させるのでしょうか? 考えられる事を書きなさい 問題 4と問題 5は 獣医以外の学生は 5 頁以降の選択問題の問題 4と問題 5を取ることができます ( 但し 選択した場合には 4と5の両方を選択しなければなりません ) 問題 4: 次の文章を読んで下記の問いに答えなさい ( 15 点 ) 睡眠の取り方は動物によって著しく異なり 1 日の 70% 近くを睡眠に費やすネコや 家 3

4 畜のように 20% 以下のものもいる ほ乳動物の睡眠は時間帯の長い ( ア ) と短い ( イ ) が1セットとして取られているが 海洋性ほ乳類では ( イ ) は存在しない また空中や水中を長期移動する動物の多くは A 脳半球睡眠を取る 一般に草食動物 ( シマウマなど ) は肉食動物から襲われた時にすぐに逃げられるように B うとうと状態での睡眠を取っている 睡眠は睡眠中枢によって起こるものでは無く ( ウ ) 賦活系の機能が低下にすることによると考えられており C 脳波には特徴的なパターンが現れる ( イ ) 中には夢を見ることが多く D 体には様々な変化が起こる 睡眠制御には色々な神経伝達物質が関与していると考えられており 青班核から分泌される ( エ ) や ( オ ) から分泌されるドーパミン あるいは縫線核から分泌される ( カ ) などがそれに当たる 例えば ネコでは 青班核の破壊は昏睡を起こし 縫線核の破壊は不眠を起こす 1 ( ア )~( カ ) に適当な語句を入れなさい 2 下線部 A はどういう睡眠かを推測して説明しなさい 3 下線部 B について どういう脳波がみられるか説明しなさい 4 下線部 C について脳波とは何か また深い睡眠時とはっきり目覚め状態ではどのような特徴の脳波が出現しているか説明しなさい 5 下線部 D について どのような特徴の変化が起こっているか特徴的な変化を 3 つ挙げなさい 問題 5: 次の文章を読んで下記の問いに答えなさい ( 10 点 ) 雌の性腺系は視床下部の ( ア ) から A パルス状に分泌される GnRH によって支配される GnRH が下垂体前葉に作用すると ( イ ) と ( ウ ) の分泌が亢進するが これらは必ずしも同時に分泌亢進されるものでは無く B 性周期によってそれぞれの分泌パターンは異なる C( イ ) は主に卵胞の発達を促進し 一方 ( ウ ) は排卵を誘起して黄体の形成を促す 卵胞からはエストロジェン 黄体からはプロジェステロンが分泌されるが これらの卵巣ステロイドホルモンは D GnRH や ( イ ) および ( ウ ) の分泌を抑制したり促進したりする 1( ア )~( ウ ) に適当な語句を入れなさい 2 下線部 A について A-1:GnRH のパルスを生じさせる部位は何と言われているか? カタカナで書きなさい A-2:GnRH はアミノ酸何個からできたペプチドか? A-3: パルスに対してエストロジェンとプロジェステロンはどのように作用するかパルスの頻度と大きさ ( 振幅 ) の面から書きなさい 3 下線部 B について ( ウ ) の排卵直前の一過的多量分泌を何と言うか 4 下線部 C について このような作用を示すホルモンが馬と人の妊娠時に分泌される それらのホルモンは家畜の過剰排卵を誘起する上で有効なものである ( イ ) と類似した作用を強く持つホルモンの名称 および ( ウ ) と類似した作用を強く持つホ 4

5 ルモンの名称をそれぞれ書きなさい 5 下線部 D について このような機構を何と言うか? 選択問題 問題 4:( 各 3 点 15 点 ) 1 ホルモンの細胞内情報伝達系に関係する酵素をすべて選びなさい a アデニル酸シクラーゼ b グルタミン酸デヒドロゲナーゼ c プロテインキナーゼC d アセチルトランスフェラーゼ e ホスホリパーゼ C 2 部位と機能の関係で正しい組合せはどれか すべて選びなさい 部位 機能 a 視床下部 体温の中枢 膝蓋腱反射中枢 b 延髄 ひっかき反射の中枢 屈曲反射の中枢 c 大脳皮質 高次感覚の統合 d 小脳 平衡感覚 眼瞼反射 e 視床 求心情報の大脳皮質への投射 3 シナプスの伝達に関して正しいものをすべて選びなさい a 跳躍伝導 b 収束と発散 c 閉塞と促通 d 一方向性伝達 e 促進拡散 4 交感神経系に関する記述で正しいものをすべて選びなさい a 胸髄および腰髄の側柱から出る b 小腸の運動を促進する c 節後繊維終末から一般臓器への伝達はアセチルコリンを介する d 副交感神経に比べて 節前線維が短く 節後線維が長い e 気管支を拡張し 心拍数を増加させる 5 能動輸送 ( 一次性あるいは二次性 ) に該当するものをすべて選びなさい a Na + チャネルを介した Na + の移動 b Na + -K + ATPase による Na + の移動 5

6 c 腸上皮細胞での Na + 共役型トランスポーターによるグルコースの取り込み d 肺胞上皮での酸素や二酸化炭素の移動 e リンパ液による脂肪の輸送 問題 5:( 各 2 点 10 点 ) 1 以下の文章で正しいのはどれか 1. プロラクチンは下垂体前葉から分泌され 骨に作用して骨形成を促進する 2. オキシトシンは下垂体後葉から分泌され ほ乳類では排卵を誘発する 3. リバース T3 は T3 よりも強力な作用を示す 4. エリスロポエチンは脾臓から分泌され 骨髄に作用して赤血球形成を促進する 5.ACTH は下垂体前葉から POMC のプロセッシングで分泌される 2 脳脊髄液を最も多く分泌している部位はどれか 1. 第 3 脳室周囲の毛細血管 2. クモ膜絨毛 3. 血液 脳関門 4. モンロー (Monro) 孔 5. 脈絡叢 3 神経の活動電位において 以下のどれが脱分極を停止させ 再分極を起こすか ( 他のチャネルへの影響は考えないものとする ) 1. Na + チャネルの開口 2. Na + チャネルの閉鎖と K + チャネルの開口 3. Na + チャネルの開口と K + チャネルの閉鎖 4. K + チャネルの開口 5. K + チャネルの閉鎖と Na + チャネルの閉鎖 4 自律神経系に関する記述で正しいのをすべて選びなさい a b c d e 心拍数の増加や血圧の上昇を起こすのは副交感神経系である 副交感神経系の節後神経 ( 節後繊維 ) と標的器官の間の神経伝達物質はアセチルコリンである 副交感神経系は一般的には活動時に消化管の機能を亢進する 副交感神経系に比べると 交感神経系の節前神経 ( 節前繊維 ) は一般的に短く 節後神経 ( 節後繊維 ) は長い 交感神経系の節後繊維は発散が大きい 6

7 5 次のホルモンでその受容体が細胞質内あるいは核内にあるのをすべて選びなさい a テストステロン b インスリン c 性線刺激ホルモン放出ホルモン d グルココルチコイド e 甲状腺ホルモン 7

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4. 発表内容 : 研究の背景 イヌに お手 を新しく教える場合 お手 ができた時に餌を与えるとイヌはまた お手 をして餌をもらおうとする このように動物が行動を起こした直後に報酬 ( 餌 ) を与えると そ の行動が強化され 繰り返し行動するようになる ( 図 1 左 ) このことは 100 年以 ドーパミンの脳内報酬作用機構を解明 依存症など精神疾患の理解 治療へ前進 1. 発表者 : かさいはるお河西春郎 ( 東京大学大学院医学系研究科附属疾患生命工学センター構造生理学部門教授 ) やぎしたしょう柳下祥 ( 東京大学大学院医学系研究科附属疾患生命工学センター構造生理学部門特任助教 ) 2. 発表のポイント : 快楽中枢である側坐核 ( 注 1) の神経細胞において グルタミン酸とドーパミン刺激を独立に制御し

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