Q51
青い目と空の青とは同じ？

空の青と海の青とは理由が違うことを Q 41 で説明しました。それでは、青い目はどうでしょうか？日本人の目の色は黒ですが、外国の人は青い目の人が多いですね。白目はどうして白いのでしょう？白ウサギの目が赤いのはなぜでしょう？フラッシュで写真を撮ると赤目になるのはどうして？このような目の不思議が沢山あるので、目の構造からこれらの問題を考えて見ましょう。

ラーゲン（collagen）の丈夫な膜で眼球の形を保っています。コラーゲンとは、強い繊維状のタンパク質で、髪の毛、骨、皮膚などの硬い部分に含まれているものです（補足説明）。
角膜と強膜は連続していますが、角膜は透明です。
角膜のはたらきは、光を眼球内に透過させるとともに、レンズと同じように光を屈折させています。強膜は角膜とつながっていますが、透明ではなく白色をしています。眼球の白目の部分が強膜です。
角膜と強膜はコラーゲン繊維（屈折率 n=1.44）が目の構造
眼球は直径約 25mm の球で、大きく分けて外膜・中膜・内膜の３層構造になっています。

ムコ多糖類（mucopolysacharride、コンドロイチン硫酸など、屈折率 n = 1.35）に埋め込まれた構造ですが、透明と白色の異なった性質です。これは、コラーゲン繊維の太さの違いによるものです。角膜では直径約 29 nm の繊維が約 59 nm の間隔で 200 250 層にわたって並んでいますが、可視光線の波長よりも短いので透明です。一方、強膜では、直径約30-300 nm の繊維が約 285 nm の間隔で並んでいて、可視光線の波長と同じぐらいですので、光が散目の構造
外膜

角膜(Cornea)・強膜(Sclera)

中膜

虹彩(Iris)・毛様体(ciliary)・脈絡膜(choroidea)

内膜

網膜(Retina)・視神経(Optic nerve)乱して白く見えます。ミルクや豆腐が白いのと同じ理由です。

水晶体(Lens)・硝子体(Vitreous)外膜
眼球の外側は角膜(Comea)と強膜(Sclera)で、コ透明な角膜と白い強膜（白目）1角膜と水晶体の間は房水と呼ばれる液で満たされ内膜ています。房水は水晶体、角膜などの血管のない目

脈絡膜の内側には網膜(Retina)があり，眼球の壁の組織に栄養を与えるなどの代謝のはたらきと、眼のもっとも内側です。網膜には視神経乳頭と呼ばれ球内の圧力（眼圧）の調整をしています。

る目と脳をつないでいる神経の接合部があります。
網膜は稈体と錐体という二種類の光を感じる細胞中膜からできています。

中膜は血管の豊富な３つの部分（虹彩・毛様体・網膜は眼球の内壁で、カメラのフィルムにあたる部分脈絡膜）からなっています。虹彩・毛様体・脈絡膜です。網膜に光があたると化学反応がおこって、光のは連続した組織で，褐色のメラニン色素が多く存在エネルギーを電気的なエネルギーに変化させ、脳に伝します。メラニン色素は髪の毛や皮膚にある黒い色えます。

素です（Q 24 参照）。

網膜にはカラーテレビの 3 原色と同じように、赤、緑、虹彩(Iris)は透明な角膜を通して肉眼でも見えます

青の 3 色にそれぞれ反応する 3 種類の細胞と、薄が、 目の色は虹彩に含まれる色素の量によって決ま

暗いところでも敏感に反応する白黒系の細胞とが複り、日本人の場合、茶目にあたるところが虹彩です。

雑に配置されていて、微妙な色具合や明暗がわかる

含まれる色素の量が少ない白人は青色をしていましくみになっています。網膜のもっとも後方の部分はす。虹彩の中央部は穴があいていて瞳孔(Pupil)で中心窩といい、ここがものをみる中心となります。眼す。 いわゆる黒目の部分です。 ここを通って光が目底では黄斑部の中心にあたります。のなかに入っていきます。虹彩と瞳孔のはたらきはカ
メラの絞りと同じように目のなかに入る光量を調節しています。虹彩の周囲は強膜に付着していて，虹彩のうしろには毛様体(ciliary)があります。毛様体のなかには 眼のピントあわせをするための毛様筋という筋肉があります。 毛様筋が緊張すると水晶体が厚くなり，近くのものにピントがあうようになります。
毛様体のうしろには脈絡膜(choroidea)があります。
脈絡膜の外側は強膜が取り囲み，脈絡膜の内側には網膜があります。 脈絡膜は網膜に栄養を供給します。脈絡膜は色素に富んだ黒い組織で 瞳孔以外の部分から眼内に光が入るのを防いでいて、カメラのケースにあたります。また、眼球へ血液を運ぶ血管が豊富で、眼球の各部位に養分を補給する役割も果します。

水晶体
水晶体(Lens)はカメラのレンズにあたり、厚くなったり薄くなったりしてピント合わせをします。この水晶体の厚さの変化は、毛様体の筋肉の伸縮によっています。水晶体は全体が一種類の細胞とこの細胞が変化してできた繊維からできているという 特異な組織で、その成分は水分６６％、タンパク質３３％、ミネラル１％で構成されています。
水晶体はタンパク質に富む組織ですが、その 98％は水晶体に特有のクリスタリン（crystallin、α、β、γ の３種類が存在）というタンパク質で占められ、水晶体の重量の 20～60％を占めています。
光は水晶体で屈折し、網膜に集光する必要があります。このようなレンズの屈折率を考えると、その中には高濃度のタンパク質が含まれている必要があります（0.4 g/l)。もし多くのタンパク質を詰め込むと、タ2

ンパク質は会合して濁ってしまいます。α クリスタリン
はこのようなタンパク質の会合を抑制する働きがあるタンパク質なのです。硝子体の屈折率は水と同じで約 1.33 ですが、角膜は約 1.37、水晶体の屈折率は約 1.43 で、光学ガラスの 1.5 にはおよびませんが、プラスチックレンズの 1.49 に近い屈折率です。

α-クリスタリンはタンパク質の凝集を抑えて透明にする

硝子体
硝子体(vitreous)は水晶体の後方の眼球内容の大部分を占め、無色透明のゼリー状をしています。硝子体のはたらきはまだよくわかっていませんが、目のな屈折率(n)かの代謝物質の通り道、目に対する外力をやわらげ

空気1

角膜 1.37

水1.33

水晶体 1.43

光学レンズ 1.5

硝子体 1.33

プラスチックレンズ 1.49

る作用などがあると考えられています。
硝子体は 99%が水で、透明で安定なゲルであり、人ではヒアルロン酸(hyaluronic acid)を含んでいます。ヒアルロン酸は高分子量ですが、硝子体中の濃度（約２mg/ml）においてはゲル化せずどろどろのα-クリスタリンは部分的に変性した β-および γ-クリスタリンを元の状態に戻す機能（シャペロン機能）を持っています。タンパク質が変形して集まると不透明になるので、集まりを抑えて透明性を保つ必要があります。一方、β-と γ-クリスタリンは水晶体の透明性の維持や光の屈折率を高める働きをしています。

液体です。そこで、眼球の形を保つため、コラーゲンが使われています。硝子体は、線維で強化された複合物なのです。
細い（10 nm の）コラーゲン繊維がアニオン性のコンドロイチン硫酸で接着されていて、その中に水を沢山含んだヒアルロン酸が入っているのです。

つまり、水晶体の機能や透明性はこれら３種類のクリスタリンの働きによって維持されているわけです。人間の場合、α クリスタリンは 45%、β クリスタリンは20%、γ クリスタリンは 35%です。

ヒアルロン酸

コンドロイチン硫酸
α-クリスタリン
硝子体のモデル
3構成成分

目の色

由（レイリ－散乱）でブルーに見えるのです。メラニ

人間の場合、人種によって目の色が違います。日本

ンの小さな粒子では、波長の短い青の光を多く散乱人だと「黒目」と呼んでいる部分ですが、角膜自体しますが、波長の長い赤の光はあまり散乱しないためは透明です。黒く見えるのは、その下の虹彩の色でに、青く見えるのです。

す。虹彩の色は、メラニン色素の量で決まります。メ
ラニン色素が多いと黒く見え、少ないと茶色や青い目になります。白色人種は色素が少ないので青っぽく見え、日本人は色素が多いので褐色や黒に見えます。

青い色素が入っているわけではありません。黒い目は暗雲が立ち込めた時と同じで、雲が光を全て吸収してしまうので黒いのです。目は空と同じですね。

赤目
目の球の真ん中（瞳）は黒いですが、眼球の中まで光が入らないので、黒く見えます。しかし、暗いとこ
ろでは瞳孔が広がって光を多く入れるようにしますの

黒い大きな

茶色の大きなメラニンがメラニン

メラニン少ない

メラニンが小さくほとんどないで、そこでフラッシュで写真を撮ると目の血管が赤く写るのです。白ウサギは瞳が無いので、血管が見えて赤目になります。カメラで赤目軽減のスイッチを入れると、フラッシュが一度光って瞳孔を閉じ、次のフラ黒茶

緑

青（BLACK）（BROWN）（GREEN）（BLUE）

メラニン色素は髪の毛にあるものと同じです。毛根にッシュで写真を撮るので、赤目にはなりません。ブルーの目の人の写真を撮ると、可視光線は虹彩を通過するので、フラッシュをたくと眼球の血管が写り赤に見えます。

あるメラノサイトという色素細胞が、髪の毛にメラニン色素を送り出します。色素の量が多ければ髪の色は黒色になり、少ないと茶色やブロンドになります。
紫外線の強い所に住んでいる人は、紫外線から目虹彩が虹彩が開いているので、内部の血管がを守るためにメラニン色素で保護しています。メラニン

閉じている

写る（赤目）

色素は髪の毛や皮膚にもあって、紫外線から守っています。
白人、特に北欧の人は紫外線が弱いので、髪の毛、肌、目に保護するメラニンは必要がなく白いので子どもの目
もし黒い目の日本人の女性と、青い目の欧米人がす。ブルーに見えるのは、虹彩にメラニンが少なくて非結婚した場合、その子どもの目は何色になるでしょ常に小さな粒になっているので、空が青いのと同じ理う。子供の性質は 23 対で 46 の染色体により決め4

られます。子供は 46 の染色体を持っていますが、１つは父親から、もう１つは母親からのものです。目の色は虹彩のメラニン色素の量で決まりますから、目の色は黒いメラニンを作る遺伝子を持っているかどうかで決まります。このような遺伝子は違うもの（対立遺伝子）ですから、どちらかの遺伝子が優勢になり他が劣勢になります。混ぜ合わした中間の色になることはありません。目の色の場合、メラニン色素を作ることができる黒目(brown eyes)が優勢になります。したがって、どちらかの親が黒目の場合、子供の目は黒になるはずです。
しかし、本当はそんなに簡単ではなく、もっと複雑です。日本人は黒い目ですが、欧米では茶、緑、青

目の色

Brown

GreenBlue

Brown/Green

Brown-Brown

Blue-Blue

Blue-Blue

Green-Green

Green-Green

Blue-Blue

Green-Blue

Green-Blue

遺伝子
Green/Blue
遺伝子

Brown-Blue

Blue-Blue

両親の遺伝子を考えて、どちらかに Brown の遺伝子があれば、子どもの目は Brown になります。
Brown の遺伝子が無く、Green があれば、子どもの目は Green になります。Brown の遺伝子も Greenの遺伝子も無ければ、子どもの目は Blue になります。

（brown, green, blue）３つの目の色が主流で、その遺伝子が研究されています。人間の茶、緑、青の目を見ることはあまり無いと思いますが、ペットで飼っているシャム猫やハスキー犬ではよく見かけると思います。

母父子

髪の毛では、黒い色素（ユーメラニン）と赤い色素
シャム猫

Brown

Green

Blue

（犬）

（犬）

（犬）

子どもの目の色は、Brown/Green 遺伝子とGreen/Blue 遺伝子の２つの遺伝子で考えられています。茶は緑に対して優勢で、緑は青に対して優勢です。茶の遺伝子を持っていると、緑や青の遺伝子があっても、茶の目になります。茶の遺伝子が無く緑の遺伝子があると、緑の目になります。茶や緑の遺伝子が無いと青の目になります。緑の目は、メラニン色素が少し有る時の色です。遺伝子は、虹彩のメラニンを作る酵素を持っているのです。

5（フェオメラニン）があって、黒髪、茶髪、金髪になると説明しました（Q 24 参照）。したがって、赤の色素の遺伝子も考える必要があるかも知れません。
また、東洋人と欧米人の場合は簡単ではないように思えます。このように、子供の目の色については、ある程度遺伝子の場所や優劣について明らかにはなっているのですが、すべてを説明することはできていないようです。

補足：目の成分
目や内臓などの組織の多くは、タンパク質繊維であるコラーゲンと糖質が結合したプロテオグリカン(PG) からできています。タンパク質部分に結合したムコ多糖鎖であるグリコサミノグリカン(GAG)にはいろいろな種類がありますが、いずれも分子量数万の直鎖状の硫酸化多糖鎖です。

コンドロイチン

Chondroitin［成分］D-ｸﾞﾙｸﾛﾝ酸,N-ｱｾﾁﾙ-D-ｶﾞﾗｸﾄｻﾐﾝ［由来］角膜・骨

コラーゲン
身体のタンパク質の約４分の１はコラーゲンです。
骨、皮膚、内臓などの構造を保つためには硬い組織と柔らかな組織が必要です。魚には骨があるので、魚の形を保つことができます。コラーゲンはこのような構造を保つタンパク質です。骨や歯などはヒドロキシアパタイトという無機の材料をコラーゲンに加えて、硬い組織にしています。また、皮膚にはヒアルロン酸を加えて、保湿性の柔らかい組織にしています。タンパ

コンドロイチン硫酸Ａ

Chondroitin Sulfate A(ｺﾝﾄﾞﾛｲﾁﾝ 4-硫酸)［成分］D-ｸﾞﾙｸﾛﾝ酸,N-ｱｾﾁﾙ-D-ｶﾞﾗｸﾄｻﾐﾝ-4-硫酸［由来］軟骨ク質には α らせん構造や β 構造等がありますが、それでは硬くすることはできません。コラーゲンは３本のタンパク質が水素結合で結ばれて３重らせん構造になり、それが集まって強いコラーゲン繊維になっています。
コンドロイチン硫酸Ｃ

Chondroitin Sulfate C(ｺﾝﾄﾞﾛｲﾁﾝ-6-硫酸)

ムコ多糖類［成分］D-ｸﾞﾙｸﾛﾝ酸,N-ｱｾﾁﾙ-D-ｶﾞﾗｸﾄｻﾐﾝ-6-硫酸

ヘテロ多糖類の中で、動物の結合組織や体液中に［由来］軟骨存在するものです。

ヒアルロン酸Hyaluronic Acid

［成分］D-ｸﾞﾙｸﾛﾝ酸,N-ｱｾﾁﾙ-D-ｸﾞﾙｺｻﾐﾝ［由来］皮下・眼の硝子体・関節液
6デルマタン硫酸

Chondroitin Sulfate B(ｺﾝﾄﾞﾛｲﾁﾝ硫酸Ｂ)［成分］L-ｲｽﾞﾛﾝ酸,N-ｱｾﾁﾙ-D-ｶﾞﾗｸﾄｻﾐﾝ-4-硫酸［由来］皮膚

は何千と直鎖状に連なった高分子です。関節や皮膚などの柔らかい部分に含まれ、鶏のトサカもヒアルロン酸です。ヒアルロン酸は高分子量ですが、硝子
コンドロイチン硫酸 D

Chondroitin Sulfate D［成分］D-ｸﾞﾙｸﾛﾝ酸-2 (or 3)硫酸, N-ｱｾﾁﾙ-D-ｶﾞﾗｸﾄｻﾐﾝ-6-硫酸［由来］軟骨体中の濃度（約２ mg/ml）においてはゲル化せずどろどろの液体です。これは、細いコラーゲン線維の非常に希薄な網目構造により超吸水性樹脂のように硬くて柔らかくなっています。硝子体は、線維で強化された複合物である。その結果光路にはなるべく固形分が減少した状態になっています。細い（10 nmの）コラーゲン線維がコンドロイチン硫酸であるアニオン性 GAG の橋渡しされて保持されています。コンドロ

コンドロイチン硫酸 E

Chondroitin Sulfate E［成分］D-ｸﾞﾙｸﾛﾝ酸,N-ｱｾﾁﾙ-D-ｶﾞﾗｸﾄｻﾐﾝ-4, 6-二硫酸［由来］軟骨イチン硫酸はコラーゲン繊維を結び付ける接着剤の働きをしています。
コンドロイチン硫酸
動物の細胞・線維・組織・器官の間をしっかり結びつけて、それらの支持・保護・栄養補給の役目を果たしている組織を結合組織といい、その主要部分はケラト硫酸 Keratan Sulfate

ムコ多糖体と呼ばれる粘性物質である。コンドロイチ(ｹﾗﾀﾝ硫酸)

ン硫酸はグルコサミンと同じようにムコ多糖体の重要［成分］D-ｶﾞﾗｸﾄｰｽ,N-ｱｾﾁﾙ-D-ｸﾞﾙｺｻﾐﾝ-6-硫酸［由来］角膜・軟骨な構成成分の１つです。
コンドロイチン硫酸は、体内ではタンパク質と結びついてコンドロムコタンパクという形で、主に皮膚・血管

グルコサミンは、体内にあるアミノ酸の一種で、軟骨を作っている主成分の１つです。ムコ多糖の構成成壁・軟骨・靱帯・関節・眼球・角膜・粘液・各臓器に分布しています。

分として、自然界にも広く分布し、カニ・エビなど甲殻を形成するキチン質に多く含まれています。

ヘパリン
Heparin

ヒアルロン酸D-ｸﾞﾙｸﾛﾝ酸, L-ｲｽﾞﾛﾝ酸-2-硫酸,N-ｽﾙﾎ-D-ｸﾞﾙｺｻﾐﾝ-

ヒアルロン酸は、N―アセチルグルコサミンとグルクロン6-硫酸酸の２種類の単糖が交互に２糖単位で、何百またヘパリンはウロン酸とグルコサミンの繰り返し構造から7なる酸性ムコ多糖類で、ウシ肺または ブタ腸粘膜などから作製され，分子量も約 3,000-35,000 と種々のものが混在します。
それ自体に抗凝固作用はありませんが、生理的凝固阻止因子のアンチトロンビンによるトロンビン， Xaなどの不活性化作用を促進します。

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