組織レク：呼吸

肺系 (Pulmonary System)

以下は気管 (trachea) から肺胞嚢 (alveolar sac) までの空気の流れです：

  1. 気管 (trachea)
  2. 気管支 (bronchi)
  3. 大気管支 (larger bronchi)
  4. 小気管支 (smaller bronchi)
  5. 大細気管支 (larger bronchioles)
  6. 小細気管支 (smaller bronchioles)
  7. 終末細気管支 (terminal bronchioles)
  8. 呼吸細気管支 (respiratory bronchioles)
  9. 肺胞管 (alveolar duct)
  10. 肺胞嚢 (alveolar sac)

組織の基本構造 (Basic Tissue Types)

人間の体は4つの基本組織から成り立っています：

  1. 筋肉組織 (Muscular tissue)
  2. 上皮組織 (Epithelial tissue)
  3. 神経組織 (Nervous tissue)
  4. 結合組織 (Connective tissue)
Tissue (組織)Cells (細胞)Extracellular Matrix (細胞外マトリックス)Main Functions (主な機能)
Epithelial (上皮組織)Aggregated polyhedral cells (多面体の細胞が密集)Small amount (少量)Lining of surface or body cavities; glandular secretion (表面または体腔の裏打ち、腺の分泌)
Connective (結合組織)Several types of fixed and wandering cells (固定細胞と移動細胞)Abundant amount (豊富な量)Support and protection of tissues/organs (組織や臓器の保護と支持)
Muscle (筋組織)Elongated contractile cells (伸長した収縮性細胞)Moderate amount (適度な量)Strong contraction; body movements (強い収縮、体の運動)
Nervous (神経組織)Elongated cells with extremely fine processes (非常に細かい突起を持つ伸長細胞)Very small amount (ごく少量)Transmission of nerve impulses (神経インパルスの伝達)

上皮組織の役割 (Epithelial Tissue Functions)

上皮組織は、多くの臓器の表面や体内外の表面を覆う細胞シートです。以下のような機能があります：

  • 表面の覆い、保護 (Covering, lining, and protecting surfaces, e.g., epidermis)
  • 吸収 (Absorption, e.g., intestinal lining)
  • 分泌 (Secretion, e.g., glands’ parenchymal cells)

特定の上皮細胞は、収縮性を持つことがあり（筋上皮細胞 myoepithelial cells）、または感覚に特化した細胞（味覚芽 taste buds や嗅上皮 olfactory epithelium）であることもあります。

実質 (Parenchyma) と間質 (Stroma)

  • 実質 (Parenchyma) は、臓器の特定の機能を担う細胞で構成されています。
  • 間質 (Stroma) は、臓器を支える役割を果たす結合組織で構成されています。

肝臓 (Liver) の場合、実質は肝細胞 (hepatocytes)、間質は血管、結合組織です。 気管 (Trachea) では、実質は上皮細胞 (epithelial cells) が含まれ、間質は周囲の結合組織です。

上皮細胞の極性 (Polarity of Epithelial Cells)

上皮細胞は極性を持ち、以下の3つの主要な部分に分けられます：

  • 頂端側 (Apical pole): 細胞の空間に面した部分
  • 基底側 (Basal pole): 基底膜 (basement membrane) に接する部分
  • 側面 (Lateral surfaces): 隣接する細胞に接する部分

基底膜 (Basement Membrane)

上皮細胞の基底側は、基底膜と呼ばれる薄い細胞外マトリックス（ECM）のシートに接しています。基底膜は、上皮細胞の下部にある物質の選択的フィルターとして機能します。

基底膜は顕微鏡で観察されるとき、2つの主要な部分に分けられます：

  1. 基底板 (Basal lamina): 上皮細胞に最も近い薄い電子密度の高い層。微細な繊維で構成されています。
  2. 網状板 (Reticular lamina): 基底板の下にあるより拡散的で繊維性の層。

基底膜とIV型コラーゲン (Basement Membrane and Type IV Collagen)

基底膜は、主にIV型コラーゲン (Type IV collagen) を含み、これにより強力な構造が提供されます。

基底膜と基底板は時折同義に使用されることがありますが、基底板は通常電子顕微鏡で見える微細な細胞外層を指し、基底膜は光学顕微鏡で見える全体構造を指します。

専門化された頂端細胞表面 (Specializations of the Apical Cell Surface)

上皮細胞の頂端（アピカル）部分には、特殊な構造が見られます。これらの構造は、吸収面積を増加させたり、物質を上皮表面に沿って移動させる機能を持っています。代表的な構造には以下の3つがあります：

  1. 微絨毛 (Microvilli): 吸収を助けるために表面積を増やす小さな突起。
  2. ステレオシリア (Stereocilia): 微絨毛に似た長い突起で、特定の器官（精巣上体など）に見られます。
  3. 繊毛 (Cilia): 物質を表面に沿って移動させるための動的な突起。

上皮の種類 (Types of Epithelia)

上皮組織は大きく2つのグループに分けられます：

  1. 被覆上皮 (Covering or lining epithelia): 体や器官の表面を覆う。
  2. 分泌上皮 (Secretory or glandular epithelia): 分泌機能を持つ細胞が集まっている。

これは機能的な区分で、胃の内壁のように、全ての細胞が分泌機能を持つ被覆上皮もあれば、小腸や気管のように、分泌細胞（杯細胞 goblet cells）が被覆上皮の中に散在している場合もあります。

偽重層上皮 (Pseudostratified Epithelium)

偽重層上皮は見かけ上いくつかの層に見えますが、全ての細胞の基底端は基底膜に接しています。上気道の偽重層円柱上皮 (Pseudostratified columnar epithelium of the upper respiratory tract) には、繊毛を持つ細胞や、異なる高さに核を持つ他の細胞が含まれています。この構造により、多層に見える外観を持ちます。

重層立方上皮と重層円柱上皮 (Stratified Cuboidal or Columnar Epithelium)

これらの上皮は比較的まれで、主に特定の腺（汗腺など）の排泄管で見られます。二重層の細胞が追加の機能を提供します。

杯細胞 (Goblet Cells)

単細胞腺（unicellular glands）とも呼ばれる分泌細胞が、単層立方上皮、単層円柱上皮、偽重層上皮の中に散在しています。小腸や呼吸器系の内壁に豊富に見られる杯細胞は、粘液を分泌し、臓器の機能を助けます。

臓器の識別方法 (Steps to Identify Organs)

1. 上皮による識別 (Identification through Lining Epithelium)

  • 気管 (Trachea)、気管支 (Bronchi)、大細気管支 (Larger bronchioles): 偽重層繊毛上皮 (Pseudostratified ciliated epithelium)
  • 小細気管支 (Smaller bronchioles)、終末細気管支 (Terminal bronchioles)、呼吸細気管支 (Respiratory bronchioles): 単層立方繊毛上皮 (Simple cuboidal ciliated epithelium)

2. 軟骨による識別 (Identification through Cartilage)

  • C字型軟骨 (C-shaped cartilage): 気管 (Trachea)
  • 不規則な軟骨 (Irregular cartilage): 気管支 (Bronchi)、大細気管支 (Larger bronchioles)、小細気管支 (Smaller bronchioles)

3. 肺胞の有無による識別 (Presence of Alveoli)

  • 肺胞 (Alveoli) が存在するかどうかで、呼吸部位かどうかが判断できます。

A. Conducting Portion (気道部分):

Organs/Portion (器官/部分)Lining Epithelium (上皮組織)Cartilage (軟骨)
Trachea (気管)Pseudo stratified ciliated epithelium with goblet cells (偽重層繊毛上皮、杯細胞あり)C-shaped hyaline cartilage rings (C字型軟骨)
Bronchi (気管支)Respiratory epithelium (呼吸上皮)Irregular hyaline cartilage plates (不規則な軟骨板)
Larger Bronchioles (大細気管支)Simple cuboidal ciliated epithelium (単層立方繊毛上皮)Irregular hyaline cartilage plates (不規則な軟骨板)
Smaller Bronchioles (小細気管支)Simple cuboidal ciliated epithelium (単層立方繊毛上皮)Irregular hyaline cartilage plates but size decreased (不規則な軟骨板だがサイズ減少)
Terminal Bronchioles (終末細気管支)Simple cuboidal ciliated epithelium without goblet cells but with Clara cells (杯細胞なし、クララ細胞あり)Cartilage completely disappears (軟骨が完全に消失)

B. Respiratory Portion (呼吸部分):

Organs/Portion (器官/部分)Lining Epithelium (上皮組織)
Respiratory Bronchioles (呼吸細気管支)Simple cuboidal ciliated epithelium with Clara cells (クララ細胞あり)
Alveolar Ducts (肺胞管)Simple squamous epithelium (単層扁平上皮)
Alveolar Sacs (肺胞嚢)Simple squamous epithelium (単層扁平上皮)
  • 気管や気管支の上皮は繊毛を持ち、杯細胞によって粘液を分泌し、異物を排出します。
  • 終末細気管支や呼吸細気管支では、杯細胞がなくなり、代わりにクララ細胞が登場します。クララ細胞は表面活性物質を分泌して、気道を保護します。
  • 呼吸部分に入ると、ガス交換が行われるため、上皮は非常に薄くなり、肺胞管や肺胞嚢では単層扁平上皮に変わります。

臓器を識別するための手順

  1. 上皮の種類を確認する：気管や気管支などは偽重層繊毛上皮、小細気管支や終末細気管支は単層立方繊毛上皮。
  2. 軟骨の種類を確認する：C字型軟骨は気管、不規則な軟骨は気管支や細気管支。
  3. 肺胞の存在を確認する：肺胞が存在する場合は、呼吸細気管支や肺胞管、肺胞嚢が含まれる部分。
Lining Epithelium (上皮組織)Respiratory (呼吸上皮)Simple Cuboidal (単層立方上皮)
Trachea (気管)Respiratory epithelium (呼吸上皮)C-shaped cartilage (C字型軟骨)
Bronchi (気管支)Respiratory epithelium (呼吸上皮)Irregular cartilage (不規則な軟骨)
Larger Bronchioles (大細気管支)Respiratory epithelium (呼吸上皮)Irregular cartilage (不規則な軟骨)
Smaller Bronchioles (小細気管支)Simple cuboidal with goblet cells (杯細胞あり)Irregular cartilage (不規則な軟骨)
Terminal Bronchioles (終末細気管支)Simple cuboidal without goblet, with Clara cells (杯細胞なし、クララ細胞あり)None (軟骨なし)
Respiratory Bronchioles (呼吸細気管支)Simple cuboidal with Clara cells (クララ細胞あり)None (軟骨なし)

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