Human Physiology: An Integrated Approach（ヒト生理学　統合的アプローチ）

引用

Silverthorn, D. U. (2018). Human Physiology: An Integrated Approach (8th ed.). Pearson.

章の要約

第8版は4つの単元に分かれた26章、約840ページで、解答、物理・数学、遺伝学の付録が付く。各章は「Running Problem」と呼ばれる短い臨床症例で始まり、章が進むにつれて解決されていく。章末には章のまとめと復習問題がある。この版で最も大きな変更点は免疫系の章の全面改訂であり、神経生理学の章（第8–11章）の更新と、しばしば古典的な実験に基づくデータの解釈を求める新しい「Try It!」活動も加わっている。4つの単元は、基本的な細胞過程：統合と協調（第1–6章）、恒常性と制御（第7–13章）、機能の統合（第14–20章）、代謝・成長・老化（第21–26章）である。

第1章：Introduction to Physiology（生理学入門）

生理学を統合的な科学として紹介し、4つのテーマを示す。構造と機能は密接に関連する、生物はエネルギーを必要とする、情報の流れが身体の機能を調整する、恒常性が内部の安定を保つ、である。物質収支、制御系とフィードバック、そして実験計画や「Focus on Graphing」（グラフ作成に焦点）という項目を含む生理学の科学的方法を扱う。

第2章：Molecular Interactions（分子間相互作用）

分子と結合、非共有結合性の相互作用、そしてタンパク質の結合を扱い、質量作用の法則と解離定数も含まれる。

第3章：Compartmentation: Cells and Tissues（区画化：細胞と組織）

体液のコンパートメント、生体膜、細胞内のコンパートメント、組織と組織のリモデリング（アポトーシスと幹細胞を含む）。

第4章：Energy and Cellular Metabolism（エネルギーと細胞の代謝）

エネルギーと熱力学、化学反応、酵素、そして代謝を、ATP の産生からタンパク質の合成と選別まで扱う。

第5章：Membrane Dynamics（膜のダイナミクス）

浸透と張度、タンパク質を介した輸送と小胞輸送、上皮輸送、静止膜電位を扱い、統合された例としてインスリン分泌で締めくくる。

第6章：Communication, Integration, and Homeostasis（情報伝達・統合・恒常性）

細胞間の情報伝達、シグナル伝達経路とその調節、そしてそれらを身体全体に結びつける恒常性の反射経路。

第7章：Introduction to the Endocrine System（内分泌系入門）

ホルモン、その分類、分泌の制御、相互作用、内分泌の病態。

第8章：Neurons: Cellular and Network Properties（ニューロン：細胞とネットワークの性質）

神経系の細胞、ネルンスト式と GHK 式、段階的電位と活動電位、そして長期増強を含むシナプスでの情報伝達。

第9章：The Central Nervous System（中枢神経系）

解剖、脳の機能、そして睡眠、情動、学習と記憶、言語、人格。

第10章：Sensory Physiology（感覚生理学）

感覚系の一般的な性質、体性感覚、嗅覚と味覚、聴覚、平衡感覚、視覚。

第11章：Efferent Division: Autonomic and Somatic Motor Control（遠心性区分：自律性および体性運動の制御）

自律神経系と体性運動系の2つの区分、それらの神経伝達物質と受容体。

第12章：Muscles（筋）

骨格筋、平滑筋、心筋。

第13章：Integrative Physiology I: Control of Body Movement（統合生理学 I：身体運動の制御）

反射、運動の統合的制御、内臓筋の制御を扱い、それまでの神経系と筋の章をまとめる。

第14–16章：Cardiovascular Physiology（心血管生理学）、Blood Flow and the Control of Blood Pressure（血流と血圧の制御）、Blood（血液）

ポンプとしての心臓、血管と血圧の調節、そして血液と止血。

第17–18章：Mechanics of Breathing（呼吸のメカニクス）、Gas Exchange and Transport（ガス交換と輸送）

気体の法則と換気、肺の力学、空気と血液の間でのガスの移動。

第19–20章：The Kidneys（腎臓）、Integrative Physiology II: Fluid and Electrolyte Balance（統合生理学 II：体液と電解質のバランス）

腎臓のろ過、再吸収、分泌、そして量、浸透圧、血圧、pH の統合的制御。

第21–23章：The Digestive System（消化器系）、Metabolism and Energy Balance（代謝とエネルギーバランス）、Endocrine Control of Growth and Metabolism（成長と代謝の内分泌制御）

消化、エネルギーバランスと体温、そして成長、代謝、カルシウムと骨に対するホルモンによる制御。

第24–26章：The Immune System（免疫系）、Integrative Physiology III: Exercise（統合生理学 III：運動）、Reproduction and Development（生殖と発生）

自然免疫と獲得免疫、運動の統合的な考察、そして生殖と発生。

主要概念

第1–6章：基礎

• 恒常性：内部の安定の維持で、物質収支と制御系を通じて学ぶ。
• フィードバックループ：恒常性の仕組みである負のフィードバックと、対比される正のフィードバックおよびフィードフォワード。
• 質量作用と解離定数：タンパク質の結合を記述する量。
• 静止膜電位：細胞膜をはさむ電圧で、第5章で展開され、全体を通じて使われる。

第7–13章：制御系

• ホルモンの分類：ペプチド・タンパク質、ステロイド、アミノ酸由来のホルモン。
• ネルンスト式と GHK 式：第8章での膜電位の定量的な記述。
• 自律性および体性運動の制御：第11章の遠心性経路。

第14–26章：統合された系

• 圧受容器反射：血圧の制御（第15章）。
• 糸球体ろ過：腎機能の最初の段階（第19章）。
• 酸塩基平衡：第20章での pH の恒常性。
• 自然免疫と獲得免疫（第24章）。

批判的分析

長所

• 各章に臨床の糸がある。 「Running Problem」は嚢胞性線維症やバセドウ病から肺気腫や低ナトリウム血症まで及び、糖尿病は「Clinical Focus」（臨床の焦点）として各単元に繰り返し現れ、インスリンの発見から自律神経障害や浸透圧利尿まで扱われる。
• 統合の章。 第13、20、25章は統合生理学 I–III と名づけられ、運動、体液と電解質のバランス、運動負荷について、複数の系をまとめる。
• アクティブラーニングの工夫。 この版では、経口補水療法につながった研究のような古典的実験に基づく「Try It!」活動が加わった。「Focus on Graphing」と「Focus on Mapping」はそれぞれデータの解釈と概念地図の作成を訓練し、図版には復習用の図、解剖のまとめ、概念地図も含まれる。
• 本書内の補助資料。 付録には解答、物理と数学の復習、遺伝学の復習があり、準備が十分でない学生に役立つ。

短所

• 範囲はヒトに限られる。 本書はヒトの生理学を扱っており、比較生理学は Hill、Cavanaugh、Anderson の Animal Physiology のような他の教科書の領分である。
• 分量。 出版社の説明は1学期用の教科書としているが、約840ページ、26章あり、それでも教員や学生は扱う内容を選ぶ必要がある。
• 定量的な扱いの深さ。 ネルンスト式や GHK 式のような式は第8章に出てくるが、出版社は本書を1学期用の教科書と説明している。より定量的で分子レベルの扱いは、Boron と Boulpaep の Medical Physiology が与えてくれる。
• コースウェアは別売。 Google Books にある出版社の説明によると、Mastering A&P のコース教材（Interactive Physiology 2.0 のチュートリアルと Phys in Action のビデオ指導を含む）と Pearson eText は、単体の書籍には同梱されていない。

コースにおける位置づけ

本サイトの解剖学・生理学の書籍のなかで、Silverthorn の本は中級のヒト生理学の教科書である。Ross & Wilson Anatomy and Physiology in Health and Illness は、系ごとの疾患の概説を備えた、コンパクトで図版の豊富な入門書であり、OpenStax の Anatomy and Physiology 2e は、人体を系ごとに記述する、2学期の科目向けの無料の教科書である。生物学の素養がない学生は、どちらかを Silverthorn の前に読むとよい。

その次の段階が Boron と Boulpaep の Medical Physiology で、各系を細胞・分子レベルの機構の上に築き、定量的に扱う包括的な教科書である。Hill、Cavanaugh、Anderson の Animal Physiology は比較生理学の選択肢であり、Taiz らの Plant Physiology and Development は植物を扱う。

本書の使い方

入門的な生物学と基礎的な化学が前提で、細胞生物学は第1単元で復習される。本書はヒトの生理学の科目向けに書かれ、生物学や健康関連分野の学部生に向いている。

実践的な計画は次のとおり。

• 中心： 第1単元（第1–6章）、続いて内分泌系の第7章、そしてニューロン・筋・心血管系の第8、12、14–15章。後の章はこれらの上に築かれている。
• 器官系： 第16–22章を順に読む。血液と呼吸から腎臓を経て、消化と代謝へと進む。
• 任意または選択： 神経科学を重視する科目では第9章と第10章を詳しく。第24–26章は、免疫、運動、生殖が他の科目で教えられるかどうかによる。
• 統合の章： 第13、20、25章を総まとめとして読む。

章のまとめを読む前に各章の Running Problem に取り組み、Focus on Graphing と Mapping の活動を試し、復習問題と解答の付録で理解を確かめるとよい。本書と組み合わせて使う Mastering A&P は、追加の練習を提供する。