Oxygen’s surprisingly complex journey through your body - Enda Butler

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TED-Ed


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翻訳: Naomi Mandel 校正: Masaki Yanagishita
00:07
You breathe in about 17,000 times per day.
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7384
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人は1日に1万7千回 呼吸します
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It's a process you rarely think about,
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12824
2200
あまり気にしない事ですが
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but behind the scenes, a huge coordinated effort is playing out.
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15024
5228
その裏では 壮大な機能が 組織的に働いているのです
00:20
Your vital organs,
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20252
1401
重要な臓器である
00:21
the gut,
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21653
860
00:22
brain,
5
22513
720
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bones,
6
23233
800
00:24
lungs,
7
24033
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00:24
blood,
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722
血液
00:25
and heart
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953
心臓は
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work together to sustain your life
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酸素を体の隅々の組織まで送り込むことで
00:28
by delivering oxygen to tissues throughout your body.
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みな 共同で命を維持します
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Most of our cells need oxygen
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大部分の細胞は酸素を必要とします
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because it's one of the key ingredients of aerobic respiration.
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なぜなら酸素は好気性呼吸に 必須な要素だからです
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That's the process that produces a molecule called ATP,
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その過程はATPと呼ばれる分子を作り
00:43
which our cells use to power their many incredible functions.
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これは多くの驚くべき機能の 動力源になります
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But getting oxygen throughout our bodies is a surprisingly difficult task.
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しかし酸素を体の隅々まで送ることは 困難な作業です
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Gas enters cells by diffusing in from their surroundings.
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気体は拡散することで細胞に入りますが
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And that only happens efficiently over tiny distances.
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これは距離が短いときだけ 効率的に起こります
01:01
So for oxygen to reach the cells within our bodies,
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酸素が細胞に運び込まれるには
01:04
it needs a transportation network.
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運搬網が必要です
01:07
This is where our 20 trillion red blood cells come in.
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ここで体内の20兆個の赤血球が使われます
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Each one contains about 270 million oxygen-binding molecules of hemoglobin,
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1つの赤血球には約2億7千万の 酸素結合分子であるヘモグロビンが含まれます
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which is what gives blood its scarlet hue.
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血液が赤いのはこの分子のためです
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To make these cells, the body uses raw materials
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赤血球を作るのに 体は原材料を
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that become available from the food we eat.
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食物から得ます
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So in some ways, you could say that oxygen's journey through the body
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ですから 酸素の体内の旅は
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really begins in the gut.
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腸から始まるとも言えるでしょう
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Here, in an amazing display of mechanical and chemical digestion,
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機械的かつ化学的な消化機能が 驚異的に展開し
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food gets broken down into its smallest elements,
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食物がヘモグロビンの主成分である鉄分などの
01:42
like iron, the building block of hemoglobin.
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最小単位まで砕かれます
01:45
Iron is carried through the cardiovascular system
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鉄分は心血管系を通して
01:48
to the body's hematopoietic tissue.
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造血組織へ運ばれます
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This tissue is the birthplace of red blood cells,
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造血組織は赤血球の生まれるところで
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and it can be found enclosed within our bone marrow cavities.
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骨髄腔に位置します
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The kidneys regulate our levels of red blood cells
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腎臓は
02:01
through the release of erythropoietin,
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骨髄での赤血球産生を増やすホルモンである
02:04
a hormone which causes marrow to increase production.
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エリスロポエチンを分泌することで 赤血球数を調節します
02:08
Our bodies churn out roughly 2.5 million red blood cells per second,
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128527
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人は1秒に約250万個の赤血球を生産し
02:13
a number equivalent to the entire population of Paris,
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4119
その数およそパリの総人口に及びます
02:17
so that oxygen that makes it to the lungs will have ample transportation.
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137796
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肺に到達した酸素に 十分な運搬体を届けるためです
02:22
But before oxygen can even reach the lungs,
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しかし酸素が肺に到達するには
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the brain needs to get involved.
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2151
脳の関与が必要です
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The brainstem initiates breathing
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2016
脳幹は呼吸を開始するのに
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by sending a message through your nervous system,
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2584
神経系を通して
02:31
all the way to muscles of the diaphragm and ribs.
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横隔膜と肋骨の筋肉まで 信号を送ります
02:35
This causes them to contract,
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155568
2151
神経刺激は筋肉の収縮を起こし
02:37
thus increasing the space inside the rib cage,
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157719
3109
これが胸郭内部の容積を増大させ
02:40
which allows the lungs to expand.
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2889
肺を拡張させます
02:43
That expansion drops your lungs internal air pressure,
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3241
その拡張は肺内部の空気圧を下げ
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making air rush in.
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166958
2460
空気が流れ込みます
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It's tempting to think of our lungs as two big balloons,
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肺は2つの大きな風船のように 考えられがちですが
02:52
but they're actually a lot more complicated than that.
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172569
3359
実際はそれよりもっと複雑です
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Here's why.
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1170
なぜかというと
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The red blood cells in the vessels within your lungs
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肺内部で 血管内の赤血球は
02:59
can only pick up oxygen molecules that are very close to them.
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179638
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ごく近くの酸素分子だけを掴むことが可能で
03:04
If our lungs were shaped like balloons,
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184583
2095
肺が風船の形だと
03:06
air that was not in direct contact with the balloon's inner surface
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186678
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風船の内側表面に 直接触れていない酸素は
03:10
couldn't diffuse through.
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190629
3040
拡散できません
03:13
Luckily, our lungs' architecture ensures that very little oxygen is wasted.
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193669
6090
幸いに肺の構造は 極微量の酸素も 無駄にしないようにできています
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Their interior is divided into hundreds of millions
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2662
肺の内部は 何億もの微小な風船のような
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of miniature balloon-like projections called alveoli
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202421
4007
肺胞に分かれており
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that dramatically increase the contact area
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2322
それが肺の表面積を劇的に増やし
03:28
to somewhere around 100 square meters.
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208750
4520
100平方メートルにも及びます
03:33
The alveolar walls are made of extremely thin flat cells
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4180
肺胞の壁は 極めて薄い平らな細胞でできており
03:37
that are surrounded by capillaries.
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217450
3021
毛細血管で囲まれています
03:40
Together, the alveolar wall and capillaries make a two-cell thick membrane
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220471
5120
肺胞の壁と毛細血管で 細胞2枚の厚さの膜を形成し
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that brings blood and oxygen close enough for diffusion.
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225591
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血液と酸素を接近させ 拡散を可能にします
03:49
These oxygen-enriched cells are then carried from the lungs
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229980
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このような酸素を多く取り込んだ細胞は肺から
03:53
through the cardiovascular network,
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2405
膨大な血管の集合である心血管系を通して
03:55
a massive collection of blood vessels that reaches every cell in the body.
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235710
4630
体の隅々の細胞に運ばれます
04:00
If we laid this system out end to end in a straight line,
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240340
3370
この心血管系を一直線に伸ばしてみると
04:03
the vessels would wrap around the Earth several times.
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243710
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地球を何回も巻くことができます
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Propelling red blood cells through this extensive network
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3329
体の隅々まで行きわたる こんな血管系に 赤血球を送り込むには
04:11
requires a pretty powerful pump,
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2542
大変強力なポンプが必要です
04:13
and that's where your heart comes in.
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253712
2430
そこで心臓の登場です
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The human heart pumps an average of about 100,000 times per day,
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256142
4829
人の心臓は1日に平均10万回も収縮し
04:20
and it's the powerhouse that ultimately gets oxygen where it needs to go,
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260971
4840
酸素を必要な場所まで運びます
04:25
completing the body's team effort.
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265811
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体の共同作業を全うしているのです
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Just think - this entire complex system is built around the delivery
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268712
4360
小分子である酸素を運搬するために
04:33
of tiny molecules of oxygen.
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273072
3220
このように複雑なシステムが 作られているのです
04:36
If just one part malfunctioned, so would we.
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276292
3809
1つでも機能しないと 人も機能しません
04:40
Breathe in.
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280101
1192
「息を吸って」
04:41
Your gut, brain, bones, lungs, blood, and heart
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281293
3280
腸、脳、骨、肺、血液、心臓
04:44
are continuing their incredible act of coordination that keeps you alive.
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284573
5420
それらが信じられないような共同作業を 続けることで人を生かしています
04:49
Breathe out.
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289993
1660
「息を吐いて」
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