人体の発電システムとその仕組み

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人体の発電システムとその仕組み

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2018/03/11 人体の発電システムとその仕組み

光合成とは電子の移動

光合成が水と二酸化炭素からデンプンと酸素を作ることを思い出して頂けますか?こんな風に書きます。

 

6H2O + 6CO2 → C6H12O6 + 6O2

 

植物は葉緑体で光合成を行いますが、ここで何が起きているかというと電子の移動なのです。

 

2H2O + 光エネルギー → 4H+ + 4e- + O2

 

太陽光のエネルギーが自ら電子を取り出します。

ご存知のとおりHというのは水素原子ですが、他のページで記したように水素原子は陽子と電子(e-)からできていますから、電子を失った水素原子はハダカの陽子となって、これがH+、水素イオンです。

「プロトン」とも言います。

 

太陽のエネルギーが、水を酸素とプロトンと電子に分解することが光合成の始まりなのです。

プロトン水素水生成器ケアウォーターシリーズのメーカー株式会社プロトンコーポレーションが言っている「プロトン水素水」という言葉は、プロトン誘導体という意味で使っておられると聞きました。いわゆるプロトンを動かせる水という意味であるとのこと。

また、社名や生成水に「プロトン」という名称を用いた理由は唯一、酸化還元反応で生じた活性酸素を消去するのが「プロトン(水素)」の他にないからだと云います。

 

 

体内の発電

お話しを電子の移動に戻しましょう。
陽子というのがプラスの電荷を帯び、電子というのがマイナスの電気をもつことですが、ということは葉緑体、いわゆる葉っぱに電流が流れているということなのです。

私たち人間という生命体にも電気が流れています。

 

その証拠に、毎日ドクッドクッと1日に約10万回も鼓動を打ってくれている心臓がなぜ動くかといえば、乾電池の10分の1~100分の1程度の電気が流れているからなのです。

 

心電図という言葉を聞かれたことがあると思いますが、あの装置は心臓の電流を測っているのです。心臓の電流が切れると鼓動が止まり死んでしまいます。

こうした体内の電気はどこからくると思いますか?

私たちの身体はコンセントにつながっていることもなく、充電することもありませんから、不思議といえば不思議ですね。

細胞内外の体液
実は、体内の電気は細胞膜のプロトン勾配によって生じる電位差がプロトンを起電力として生み出しています

 

心臓の鼓動は、電気信号が1回発信すると心臓の筋肉が1回収縮する仕組みになっていますから、電気信号が規則正しい鼓動のリズムを刻む役目も果たしていると云えますね。

 

これらの電気がどのようにして起きているかといえば、細胞膜の電位差なのです。

 

細胞はそれぞれ膜に囲まれていて、細胞内液と細胞外液は成分が違います。細胞内液はカリウムイオンの濃度が高く、細胞外液はナトリウムイオンの濃度が高くなっています。この状態ですと、細胞内の電位はマイナス70mVで外に比べるとマイナス80mVくらいに保たれているのですが、細胞内が刺激を受けるとナトリウムチャンネルが開いてナトリウムイオンが細胞内に入ってきます。すると膜の電気がプラスに上がっていくのです。そうなると今度はカリウムチャンネルというのが開いて細胞内にあったカリウムイオンが細胞の外に出ていき、そして細胞内がプラス40mVになるとナトリウムイオンの流入が止まるという仕組みになっています。これが、細胞が刺激を受けたとき瞬時に行われているのです。

 

ここまでで細胞内液はマイナス70mVからプラス40mVまで上昇しましたが、電位が高いままでは信号にならないので今度は通常の状態に戻るために逆の動作をします。ナトリウムイオンを外に出して、カリウムイオンを取り込むわけですが、これを行なっているのがナトリウムポンプ。正式に申し上げると「ナトリウムーカリウムATPアーゼ」と呼ばれる酵素で、これが細胞膜を貫通します。このナトリウムポンプというのは、ATPが1分子加水分解されるたびにカリウムイオンを2つ汲み上げて3つのナトリウムイオンを排出するのですが、これによって細胞が刺激を受ける前の状態になり、電位もまたマイナス70mVに戻ります。

 

こうした信号の伝搬が正常に行われているからこそ、身体も頭脳も機能するというわけです。

 

上記のようなチャンネルを通る流れとしては、イオン濃度の濃いほうから薄いほうへ移動する性質があり、これを受動輸送といいますが、こうした性質にそって流れる分にはエネルギーは要りません。川上から川下に流れるようなものです。しかし、その逆の流れにはエネルギーが必要です。これまでにも何度か出てきたポンプと呼ばれるチャンネルが稼働するエネルギーもその1つです。これは、電気化学的ポテンシャルの勾配に逆らった能動輸送ですからエネルギーが必要になるわけです。このイオンの移動がうまく働かないと健康に大きな影響を与えます。

 

たとえば、フグの毒はナトリウムチャンネルを閉じてしまいます。逆に、サソリの毒は根トリウムチャンネルを開きっぱなしにしてしまうのです。これで、人間が死に至ることもあるわけですから、細胞膜のチャンネルが誤作動した場合にどんな影響が及ぶかご想像いただけるのではないでしょうか。

 

こうした作用を利用して薬品が作られているんですね。たとえば不整脈や狭心症といった心臓病の場合には、カルシウムチャンネルの働きを制御して、細胞内にカルシウムが流入するのを防ぐ「カリウシム拮抗剤」が出されることがあれば、逆にカリウムチャンネル開口薬というのもあります。また、胃薬の中には「プロトンポンプ阻害剤」というのがありますが、これが出て来てから胃潰瘍は切らなくて済むようになりました。

 

以上

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