視覚解剖学 Visual Anatomy

【概 要】

・保護作用：粘膜を酸・酵素・微生物・機械的刺激から守る

・潤滑作用：消化管や気道の表面を滑らかに保ち、通過を助ける

・免疫的機能：異物を捕らえ、咳・くしゃみ・排便などで排出

・pH緩衝：局所の環境を安定させる（例：胃の粘液）

 

【粘液を分泌する主な細胞】

以下粘液を分泌する細胞を簡単に一覧にしたものになる。参考：ChatGPT

	細胞名	主な分布	特徴・分泌物
1	杯細胞	消化管上皮（特に小腸・大腸）、呼吸器上皮	単細胞でムチン（mucin）を分泌。PAS染色陽性。上皮中に散在。
2	粘液腺細胞	唾液腺（顎下腺の一部、舌下腺など）、気道腺	多細胞腺を構成。白っぽく泡状の細胞質でムチンを分泌。核は基底部に扁平。
3	子宮頸部腺細胞	子宮頸部粘膜	子宮頸管粘液を分泌。排卵期と黄体期で粘度が変化。
4	Brunner腺細胞	十二指腸の粘膜下層	アルカリ性粘液を分泌して胃酸から腸壁を保護。
5	副鼻腔・鼻腔の粘液細胞	鼻腔、上気道粘膜	粘液で吸入空気中の異物・微生物を捕捉。杯細胞と腺が連携。

 

【粘液が分泌される主な場所】

以下粘液が分泌される場所を簡単に一覧にしたものになる。参考：ChatGPT

	場 所	主な働き	分泌細胞
1	呼吸器（鼻腔〜気管・気管支）	異物・病原体の捕捉と排除（線毛運動で外へ）	杯細胞、気道腺細胞
2	消化管（口腔〜肛門）	潤滑・酸や消化酵素から粘膜保護・機械的刺激の緩和	杯細胞、表層粘液細胞、腸腺
3	眼（結膜、涙液）	乾燥防止・異物排除	杯細胞（結膜）、涙腺のムチン産生細胞
4	耳（中耳、耳管）	粘膜保護・細菌の侵入防止	杯細胞、腺細胞
5	生殖器（膣・子宮頸管など）	潤滑・感染防御・精子移動の調整	頸管腺細胞、腟上皮細胞
6	泌尿器（尿道、膀胱）	尿による刺激・感染からの保護	杯細胞、尿道腺など
7	胆道・膵管などの一部導管系	粘液で内容物の流れを滑らかにし、上皮を守る	粘液細胞（胆管、膵管）

 

【ChatGPTに聞いてみた】

Q:「粘液に占めるムチンの割合は異なるのか？」

　A:はい、粘液に占めるムチンの割合は、部位によって異なる。さらに言えば、ムチンの種類や構造、糖鎖の修飾のされ方も部位ごとに異なり、その結果、粘液の粘度・機能・防御性に違いが生じる。

【ムチンの割合・性質の部位ごとの違い（例） 】

	部 位	ムチンの割合（目安）	ムチンの種類	特徴・機能
1	気道 （鼻腔・気管支）	比較的高い（2〜5%）	MUC5AC, MUC5B	粘性が高く、異物捕捉に特化。粘度の変化が疾患に関与（例：喘息、COPD）
2	胃	やや高め	MUC5AC, MUC6	胃酸から粘膜を保護。酸性環境でも粘性を保つ構造。
3	腸 （小腸・大腸）	中程度（0.5〜2%程度）	MUC2（特に大腸）	粘度よりもバリア性重視。腸内細菌と直接接触しないよう隔離する役割。
4	子宮頸管	粘度がホルモン依存	MUC5B 主体	排卵期にサラサラ、黄体期に粘稠になる。精子の通過制御。
5	涙液・結膜	ごく少量	MUC1, MUC16 など膜結合型も多い	目の表面に安定した涙液膜を形成

 

【ポイントとなる違い 】

	比較項目	消化管（腸）	呼吸器（気道）
1	ムチン濃度	比較的低い（薄いバリア）	比較的高い（ねばりのあるバリア）
2	ムチンの状態	主にゲル状バリア（MUC2）	粘液ゲル＋液層の2層構造
3	病理との関係	炎症性腸疾患で減少・構造変化	過剰分泌が喘息・慢性気道炎の要因に

 

【補足：ムチンの分類】

・分泌型ムチン：MUC2, MUC5AC, MUC5B, MUC6 など

・膜結合型ムチン：MUC1, MUC4, MUC16 など（粘液というより、細胞表面の保護）

 

Q:「分泌細胞の顆粒の中は100%ムチンか？」

　A:「「ほぼムチンが主体」ですが、「100%ムチン」とは言えません。
以下に詳しく解説します。

【分泌顆粒内の主な構成】

	成　分	割合（約）	説　明
1	ムチン	約90%以上	高分子の糖タンパク質。粘液の本体。未水和状態で濃縮されて貯蔵されている。
2	水	非常に少ない	分泌前は水を含まない「脱水状態」で貯留されている。
3	イオン・塩類	微量	ムチンの構造安定化や電荷バランスに関与。
4	タンパク質補助因子（例：酵素、分泌制御分子）	ごく微量	ムチンの折りたたみ、分泌の調整などに関与。
5	pH緩衝物質	微量	顆粒内の環境維持のため。
6	カルシウムイオン（Ca²⁺）や亜鉛	微量	ムチンの凝集や保存状態に影響。

 

顆粒内のムチンは「濃縮・脱水」された状態

・顆粒の中では水をほとんど含まない超高濃度状態のムチンが、強く折りたたまれた形（凝縮体）で存在します。

・分泌時に細胞外の水分やイオンと急速に反応して膨潤し、粘液になる、という流れです。

顆粒の中身はなぜ100%ムチンではないのか？
理由は以下のような生理的制御と構造的安定性にあります：

・ムチンの正確な折りたたみ・分泌調整に関与する補助タンパクが必要

・顆粒内のpHやイオン環境の制御がムチンの凝集や安定性に重要

・完全に純粋なムチンでは細胞内での凝集・沈殿が過剰になるリスクがある

補足：分泌顆粒はPAS染色で強陽性

・ムチンは糖タンパクなので、PAS染色（Periodic acid-Schiff反応）で赤紫色に染まります。

・杯細胞や粘液腺細胞では、細胞の上部にPAS陽性の顆粒が集積しているのが顕微鏡で確認できます。

 

Q:「粘液のほとんどは水分だがこの水分の由来は？」

　A:「粘液の水分は主に「分泌細胞自身」および「周囲の組織間液（間質液）」から供給される。そしてその源は結局、血漿（血液）となる。

【粘液中の水分の供給源は？】

	水分の供給元	説　明
1	分泌細胞内の細胞質からの移動	細胞内の水が分泌顆粒の内容物（ムチンなど）と一緒に放出される。ムチンが外に出て水を引き寄せる。
2	間質液（組織間液）からの移動	粘液腺・杯細胞の周囲の間質から水が細胞や導管に流入し、分泌液に加わる。
3	導管上皮からの再吸収／分泌	唾液腺や気道腺などでは、導管細胞がイオン（Na⁺, Cl⁻, HCO₃⁻など）を能動輸送し、浸透圧で水が引き込まれる。
4	血液（血漿）	間質液の最終的な水の供給源。血管からの水分移動によって粘液に含まれる水が供給される。

 

【ムチンと水の関係：水を「吸い寄せる」】

・ムチンは水に溶けると大きく膨潤し、非常に粘性の高いゲル状になります。

・一つのムチン分子が数百倍から数千倍の水を吸収保持できるため、少量のムチンで大量の粘液が形成されます。

例：ムチン濃度 2〜5% → 粘液全体の 95〜98% が水、という構成が可能になる。

 

【水分が出てくる流れ（模式的）】

1. 血液（血漿）から水分が毛細血管→間質液へ移動
2. 間質液から分泌細胞の周囲へ → 一部は細胞内へ取り込まれる
3. 分泌細胞がムチンを分泌 → 細胞外に放出
4. ムチンが水分を急速に吸収・膨潤して粘液になる
5. 必要に応じて導管系で水・電解質の調整が行われる（唾液腺など）

 

【補足：水分供給の調節因子】

	因　子	影　響
1	副交感神経	アセチルコリンによって粘液分泌と水分分泌を促進（例：唾液腺・気道）
2	電解質輸送	Cl⁻やHCO₃⁻の分泌が水の移動を誘導
3	炎症・サイトカイン	粘液と水分分泌の両方を変化させる（過剰粘液・乾燥の原因）