組織（生物学）

生物学では、組織とは、同じ胚起源の類似の細胞とその細胞外マトリックスの集合体であり、一緒になって特定の機能を果たします。^{[1] [2]}組織は、細胞と完全な臓器の間の生物学的組織レベルを占めます。したがって、臓器は複数の組織が機能的にグループ化されて形成されます。^[3]

生物は次の階層構造に従います。

細胞< 組織 <臓器<臓器系<生物

英語の「ティッシュ」という単語は、フランス語の「 tissu 」という単語に由来しており、これは「織る」という意味の動詞 tisser の過去分詞です。

組織の研究は組織学として知られ、病気に関連しては組織病理学として知られています。ザビエル・ビシャは「組織学の父」と考えられています。植物組織学は植物解剖学と生理学の両方で研究されています。組織を研究するための古典的なツールは、組織を包埋して切片にする パラフィンブロック、組織学的染色、および光学顕微鏡です。電子顕微鏡、免疫蛍光法、および凍結組織切片の使用の発達により、組織で観察できる詳細が向上しました。これらのツールを使用すると、健康時と病気時の組織の古典的な外観を検査できるため、医療診断と予後を大幅に改善できます。

植物の解剖学では、組織は表皮、基質組織、維管束組織の 3 つの組織系に大まかに分類されます。

• 表皮–葉と若い植物体の外側の表面を形成する細胞。
• 維管束組織– 維管束組織の主成分は、木部と師管です。これらは、内部で体液と栄養素を輸送します。
• 基質組織– 基質組織は他の組織よりも分化が進んでいません。基質組織は光合成によって栄養素を生産し、栄養素を蓄えます。

植物組織は、次の 2 つのタイプに分けられます。

1. 分裂組織
2. 永久組織。

分裂組織は活発に分裂する細胞から成り、植物の長さと太さの増加につながります。植物の一次成長は、茎や根の先端など、特定の領域でのみ発生します。分裂組織が存在するのはこれらの領域です。このタイプの組織の細胞は、ほぼ球形または多面体から長方形で、細胞壁が薄いです。分裂組織によって生成される新しい細胞は、最初は分裂組織自体の細胞ですが、新しい細胞が成長して成熟するにつれて、その特性は徐々に変化し、分裂組織の構成要素として分化し、次のように分類されます。

分裂組織には2つの種類がある

1.一次分裂組織。

2.二次分裂組織。

• 頂端分裂組織: 茎と根の成長先端に存在し、茎と根の長さを増加させます。根と茎の先端に成長部分を形成し、長さの増加、つまり一次成長を担っています。この分裂組織は、器官の直線的な成長を担っています。
• 側方分裂組織: 主に 1 つの平面で分裂し、器官の直径と胴回りを増加させる細胞。側方分裂組織は通常、樹皮の下にコルク形成層として、また双子葉植物の維管束内に維管束形成層として発生します。この形成層の活動によって二次成長が形成されます。
• 中間分裂組織: 永久組織の間に位置し、通常は節の基部、節間、および葉の基部に存在します。植物の長さの成長と節間のサイズの拡大に関与しています。枝の形成と成長をもたらします。

分裂組織の細胞は構造が似ており、セルロースでできた薄くて弾力のある一次細胞壁を持っています。それらは細胞間空間なしに密集して配置されています。各細胞には、密な細胞質と目立つ細胞核が含まれています。分裂組織の細胞の密な原形質には、液胞がほとんど含まれていません。通常、分裂組織細胞は楕円形、多角形、または長方形の形をしています。

分裂組織細胞は、細胞間空間を持たずに増殖し、植物の胴回りと長さを増やす機能とは対照的に、何も貯蔵する必要がないため、液胞が小さいか全くない大きな核を持っています。

永久組織は、分裂組織によって形成され、分裂能力を失い、植物体内の固定位置に永久的に配置されている生細胞または死細胞のグループとして定義できます。特定の役割を担う分裂組織は分裂能力を失います。永久的な形状、サイズ、および機能を獲得するこのプロセスは、細胞分化と呼ばれます。分裂組織の細胞は分化して、さまざまな種類の永久組織を形成します。永久組織には 2 つの種類があります。

1. 単純な永久組織
2. 複雑な永久組織

単純永久組織は、起源、構造、機能が類似した細胞のグループです。次の 3 つのタイプがあります。

1. 実質
2. 軟組織
3. 石壁組織

実質組織（ギリシャ語、para – 「横」、enchyma –注入– 「組織」）は、物質の大部分です。植物では、比較的未分化の生細胞で構成され、通常、細胞壁が緩く詰まっているため、この組織の細胞間には細胞間空間があります。これらは通常、等直径の形状です。少数の液胞が含まれますが、液胞がまったく含まれない場合もあります。含まれている場合でも、液胞は通常の動物細胞よりもはるかに小さいサイズです。この組織は植物を支え、食物も貯蔵します。葉緑素は、クロロフィルを含み光合成を行う特殊なタイプの実質組織です。水生植物では、通気組織、つまり大きな空気腔が浮力を与えて水に浮かぶための支えになっています。異形細胞と呼ばれる実質細胞には、代謝廃棄物があります。この細胞には、それらを支えている紡錘形の繊維もあり、前細胞、多肉質実質とも呼ばれます。乾生植物では、柔組織が水を蓄えます。

Collenchyma（ギリシャ語で「Colla」はゴム、「enchyma」は注入を意味する）は、柔組織のような一次体の生きた組織である。細胞は薄壁だが、多数の細胞が結合する角にセルロース、水、ペクチン物質（ペクトセルロース）の肥厚がある。この組織は植物に引張強度を与え、細胞はコンパクトに配置され、細胞間の空間がほとんどない。主に茎と葉の皮下組織に発生する。単子葉植物や根には存在しない。

軟壁組織は若い植物の茎の支持組織として機能します。植物体に機械的支持、弾力性、引張強度を提供します。糖の製造とデンプンとしての貯蔵に役立ちます。葉の縁に存在し、風による裂傷を防ぎます。

石壁組織（ギリシャ語で、Sclerous は硬い、enchyma は注入を意味する）は、壁が厚い死んだ細胞で構成され、原形質はごくわずかです。これらの細胞は、リグニンが均一に分布し、大量に分泌されるため、硬くて非常に厚い二次壁を持ち、機械的なサポートを提供する機能があります。細胞間には細胞間空間がありません。リグニンの沈着が非常に厚いため、細胞壁がより強く、硬くなり、水を通さなくなり、石細胞または石壁組織としても知られています。これらの組織は、主に石壁繊維と石壁組織の 2 種類に分けられます。石壁繊維細胞は、内腔が狭く、長くて細い単細胞です。繊維は細長い細胞で、強くて柔軟性があり、ロープによく使用されます。石壁組織は非常に厚い細胞壁を持ち、もろく、ナッツの殻や豆類に見られます。

植物の表面全体は、表皮または表面組織と呼ばれる単層の細胞で構成されています。植物の表面全体に、この表皮の外層があります。そのため、表面組織とも呼ばれます。表皮細胞のほとんどは比較的平坦です。細胞の外壁と側壁は、内壁よりも厚いことがよくあります。細胞は、細胞間空間のない連続シートを形成します。これは、植物のすべての部分を保護します。外側の表皮は、水分の損失を防ぐクチンと呼ばれるワックス状の厚い層で覆われています。表皮には、蒸散を助ける気孔（単数形：stoma）もあります。

複合永久組織は、共通の起源を持つ複数の種類の細胞で構成され、ユニットとして連携して機能します。複合組織は主に、ミネラル栄養素、有機溶質 (食品材料)、および水の輸送に関係しています。そのため、伝導組織や血管組織としても知られています。複合永久組織の一般的な種類は次のとおりです。

• 木質部（または木材）
• 師管（または靭皮）。

木部と師部は一緒に維管束を形成します。

木部（ギリシャ語でxylos = 木）は、維管束植物の主要な伝導組織として機能します。木部は、水と無機溶質の伝導を担っています。木部は 4 種類の細胞で構成されています。

• 仮道管
• 血管（または気管）
• 木部繊維または木部厚壁組織
• 木部柔組織

道管組織は、茎と根の主軸に沿って管状に組織化されています。これは、柔細胞、繊維、道管、仮道管、放射細胞の組み合わせで構成されています。個々の細胞で構成された長い管は仮道管で、道管メンバーは両端が開いています。内部には、開いた空間を横切る壁材の棒がある場合があります。これらの細胞は端と端が結合して長い管を形成します。道管メンバーと仮道管は成熟すると死んでしまいます。仮道管は厚い二次細胞壁を持ち、端が先細りになっています。道管のような端の開口部はありません。端は互いに重なり合っており、一対のピットが存在します。一対のピットにより、細胞から細胞へと水が通過できます。

木部組織における伝導のほとんどは垂直ですが、茎の直径に沿った横方向の伝導は放射を介して促進されます。^[要出典]放射は維管束形成層から発生する長寿命の実質細胞の水平列です。

師管は以下のものから構成されます:

• ふるい管
• コンパニオンセル
• 師管繊維
• 師管実質。

師管も同様に重要な植物組織であり、植物の「配管システム」の一部でもあります。主に、師管は溶解した食物を植物全体に運びます。この伝導システムは、二次壁のない篩管メンバーと伴細胞で構成されています。維管束形成層の親細胞は、道管と師管の両方を生成します。これには通常、繊維、実質、放射細胞も含まれます。篩管は、篩管メンバーを端から端まで並べて形成されます。道管メンバーとは異なり、端壁には開口部がありません。ただし、端壁には小さな孔がたくさんあり、細胞質が細胞から細胞へと広がっています。これらの多孔質の接続は篩板と呼ばれます。篩管メンバーの細胞質は食物物質の伝導に積極的に関与しているにもかかわらず、成熟時には核がありません。篩管メンバーの間にある伴細胞は、何らかの方法で食物の伝導をもたらす働きをします。生きている篩管メンバーには、カルス パッド/カルス (篩板を覆う無色の物質) を形成する炭水化物ポリマーであるカロースと呼ばれるポリマーが含まれています。カロースは、細胞の内容物が圧力を受けている限り、溶液中に留まります。師管は、必要に応じて植物内の食物や物質を上下に輸送します。

動物の組織は、結合組織、筋肉組織、神経組織、上皮組織の4つの基本的なタイプに分類されます。^{[4]共通の機能を果たすためにユニットに結合された組織の集まりが器官を構成します。ほとんどの動物は一般的に4種類の組織を含むと考えられますが、これらの組織の現れ方は生物の種類によって異なる場合があります。たとえば、特定の組織タイプを構成する細胞の起源は、動物の分類によって発達的に異なる場合があります。組織は}二胚葉細胞で初めて出現しましたが、現代の形態は三胚葉細胞でのみ出現しました。

すべての動物の上皮は外胚葉と内胚葉（または海綿動物ではそれらの前駆細胞）に由来し、中胚葉がわずかに寄与して内皮を形成し、血管系を構成する特殊なタイプの上皮を形成します。対照的に、真の上皮組織は、タイトジャンクションと呼ばれる閉塞結合を介して一緒に保持された単層の細胞のみに存在し、選択透過性バリアを形成します。この組織は、皮膚、気道、消化管など、外部環境と接触する生物のすべての表面を覆っています。保護、分泌、吸収の機能を果たし、基底膜によってその下の他の組織から分離されています。

結合組織と筋肉は中胚葉から生まれます。神経組織は外胚葉から生まれます。

上皮組織は、皮膚の表面、気道、軟部臓器の表面、生殖管、消化管の内層などの臓器表面を覆う細胞によって形成されます。上皮層を構成する細胞は、半透性の密着結合を介して結合しているため、この組織は外部環境とそれが覆う臓器との間にバリアを提供します。この保護機能に加えて、上皮組織は分泌、排泄、吸収の機能に特化している場合もあります。上皮組織は、臓器を微生物、損傷、体液喪失から保護するのに役立ちます。

上皮組織の機能：

• 上皮組織の主な機能は、自由表面の被覆と裏打ちである。
• 体の表面の細胞が皮膚の外層を形成します。
• 体内では、上皮細胞が口と消化管の内壁を形成し、これらの臓器を保護します。
• 上皮組織は老廃物の排出を助けます。
• 上皮組織は腺の形で酵素やホルモンを分泌します。
• 一部の上皮組織は分泌機能を果たします。汗、唾液、粘液、酵素など、さまざまな物質を分泌します。

上皮には多くの種類があり、命名法は多少異なります。ほとんどの分類体系では、上皮の上層の細胞の形状の説明と、層の数を表す単語を組み合わせています。層の数には、単層 (細胞が 1 層) または重層 (細胞が複数層) があります。ただし、繊毛などの他の細胞の特徴も分類システムで説明されることがあります。一般的な上皮の種類をいくつか以下に示します。

• 単純扁平上皮（舗装上皮）
• 単純立方上皮
• 単純円柱上皮
• 単純繊毛（偽重層）円柱上皮
• 単純腺円柱上皮
• 重層非角化扁平上皮
• 重層角化上皮
• 重層移行上皮

結合組織は、細胞外マトリックスと呼ばれる非生物物質によって分離された細胞で構成されています。このマトリックスは液体または硬質です。たとえば、血液にはマトリックスとして血漿が含まれており、骨のマトリックスは硬質です。結合組織は臓器に形を与え、臓器を所定の位置に保持します。血液、骨、腱、靭帯、脂肪、および輪状組織は結合組織の例です。結合組織を分類する方法の 1 つは、線維性結合組織、骨格結合組織、および流動性結合組織の 3 種類に分けることです。

筋細胞（ミオサイト）は、身体の活動的な収縮組織を形成します。筋肉組織は、力を生み出し、運動（移動または内臓内の運動）を引き起こす機能を持ちます。筋肉は収縮性フィラメントで形成され、平滑筋、骨格筋、心筋の3つの主なタイプに分けられます。平滑筋は、顕微鏡で観察すると横紋がありません。収縮は遅いですが、広範囲の伸長長さにわたって収縮性を維持します。イソギンチャクの触手やナマコの体壁などの器官に見られます。骨格筋は急速に収縮しますが、伸長範囲は限られています。付属肢や顎の動きに見られます。斜横紋筋は、他の2つの中間です。フィラメントは互い違いになっており、これはミミズに見られるタイプの筋肉で、ゆっくり伸びたり急速に収縮したりできます。^[5]高等動物では、横紋筋は骨に束になって付着して運動を補助し、拮抗するセットで配置されることがよくあります。平滑筋は、子宮、膀胱、腸、胃、食道、呼吸気道、血管の壁に存在します。心筋は心臓にのみ存在し、心臓が収縮して血液を体中に送り出す役割を果たします。

中枢神経系と末梢神経系を構成する細胞は、神経組織に分類されます。中枢神経系では、神経組織が脳と脊髄を形成します。末梢神経系では、神経組織が運動ニューロンを含む脳神経と脊髄神経を形成します。

ミネラル化組織は、ミネラルを柔らかいマトリックスに組み込んだ生物学的組織です。このような組織は、植物と動物の両方に見られます。

ザビエ・ビシャは1801年までに解剖学の研究に「組織」という言葉を導入した。 ^[6]彼は「組織が人体解剖学の中心的要素であると初めて提唱し、臓器をそれ自体としてではなく、多くの場合は異なる組織の集合体とみなした」。^[7]顕微鏡なしで研究していたにもかかわらず、ビシャは人体の臓器を構成する21種類の基本組織を区別したが、^[8]その後、他の著者によってその数は減らされた。

• 生成組織 – 医療で使用される材料の種類
• レーザーキャプチャーマイクロダイセクション - レーザーの助けを借りて顕微鏡レベルで解剖するPages displaying wikidata descriptions as a fallback
• 組織マイクロアレイ – 多数の組織学的組織サンプルを分析するための装置Pages displaying wikidata descriptions as a fallback
• 組織ストレス

• レイヴン、ピーター H.、エバート、レイ F.、アイヒホルン、スーザン E. (1986)。植物の生物学(第 4 版)。ニューヨーク: ワース パブリッシャー。ISBN 087901315X。 
• Roeckelein, Jon E. (1998)。心理学の理論、法則、概念辞典。Greenwood Publishing Group。ISBN 978-0313304606. 2013年1月1日閲覧。

• ウィキメディア・コモンズの生物組織に関連するメディア
• ExPASy の組織リスト 2011-06-04 にWayback Machineでアーカイブされました