呼吸器上皮

呼吸器上皮
呼吸器上皮を描いたイラスト。基底細胞は幹細胞として分類されています。
詳細
システム	呼吸器系
識別子
メッシュ	D020545
TH	H3.05.00.0.00003
微細解剖学の解剖学用語 [Wikidataで編集]

呼吸器上皮、または気道上皮^[1]は、繊毛円柱上皮の一種で、呼吸器粘膜として気道の大部分の内側に見られ、^{[2]気道を湿潤させ保護する役割を果たします。}喉頭の声帯、または中咽頭と喉頭咽頭には存在せず、代わりに上皮は重層扁平上皮です。^[3]また、粘液の分泌と粘膜繊毛クリアランスの作用によって感染や組織損傷を防ぎ、潜在的な病原体や異物に対するバリアとして機能します。

上気道の内側を覆う呼吸上皮は、繊毛偽重層円柱上皮に分類されます。^[4]この名称は、呼吸上皮を構成する複数の細胞タイプの配置によるものです。すべての細胞は基底膜に接触しているため、単層の細胞ですが、その核は同じ平面に並んでいません。そのため、複数の細胞層が存在するように見え、上皮は偽重層（偽層状）と呼ばれます。呼吸粘膜は、肺胞管と肺胞で単純繊毛立方上皮に移行し、最終的に単純扁平上皮に移行します。^[5]

呼吸器上皮の細胞には、主に5つの種類があります。a)繊毛細胞、b)杯細胞、c) 刷子細胞、d)気道基底細胞、e) 小顆粒細胞 (NDES)です^[6]杯細胞は呼吸樹を下るにつれてますます少なくなり、終末細気管支では見られなくなります。ここでは棍棒細胞がその役割をある程度引き継ぎます。^[7]もう一つの重要な細胞タイプは肺神経内分泌細胞です。これらは神経支配細胞で、呼吸器上皮細胞の約0.5%を占めるだけです^[7]繊毛細胞は、特殊な繊毛の改変を受けた円柱上皮細胞です。繊毛細胞は上皮の50～80%を占めます^[8]

繊毛細胞の間には多数の微絨毛があり、肺の刷毛細胞と呼ばれることもある刷毛細胞に房状に付着している。 ^[9]これらは消化管の房細胞、または腸の房細胞としても知られているが、^[10] 2つのタイプには違いがあり、刷毛細胞には房細胞の微絨毛の下にある末端のウェブがない。 ^{[9]その機能はまだ完全には解明されていないが、}アセチルコリンを放出して粘液繊毛のクリアランスを活性化し、毒性に関連したクリアランスの役割を果たすことが示唆されている。^[11]

呼吸上皮は気道を湿潤させ保護する機能を持ちます。病原体に対する物理的なバリアとして機能し、粘膜繊毛クリアランスのメカニズムによって病原体を除去します。

繊毛細胞は粘液繊毛除去機構の主要構成要素です。各上皮細胞には約200本の繊毛があり、1秒間に10～20回の速度で絶えず拍動しています。その拍動の方向は咽頭に向けられており、下気道から上向き、または鼻腔構造から下向きです。^[12]

杯細胞はワインの杯のような形をしているためその名が付けられ、膜結合粘液顆粒を含む円柱上皮細胞であり、粘液を気道表面液（ASL）の一部として分泌します。ASLは上皮内層液としても知られ、その組成は厳密に制御されています。粘液は上皮の水分を維持し、気道を通って移動する粒子状物質や病原体を捕捉するのに役立ちます。粘液繊毛クリアランスがどれだけうまく機能するかを決定します。^{[13] [14]}

基底細胞は小さく、ほぼ立方体で、上皮内の他の細胞型に分化します。基底細胞は気道上皮の損傷に反応し、分化した上皮細胞が剥がれた部位を覆うように移動して、その後分化して健康な上皮細胞層を回復します。分化した上皮細胞は幹細胞に脱分化することもでき、バリアの修復に寄与します。^[15]

クラブ細胞は、より遠位の気道でも同様の機能を果たします。

中咽頭などの呼吸器官の特定の部分も、食物の嚥下による摩耗にさらされます。これらの領域の上皮の破壊を防ぐために、上皮は重層扁平上皮に変化します。これは、絶え間ない剥離と摩耗に適したものです。中咽頭の扁平上皮層は食道と連続しています。^[要出典]

呼吸器上皮は、肺に対する免疫、すなわちグルコース 恒常性維持のさらなる役割を担っている。^[16]気道表面液中のグルコース濃度は、血糖濃度の約12分の1に保たれている。^[16]タイトジャンクションは、上皮を通過して気道腔に入るグルコースの通過を制限するバリアとして機能する。一部のグルコースは通過し、気道表面液に拡散して、肺のグルコース輸送と代謝によって低いレベルに保たれる。^[17]しかし、気道の炎症によりタイトジャンクションの有効性が低下し、バリアのグルコース透過性が高まる。グルコースレベルが高いと、炭素源としてグルコースが提供され、細菌の増殖が促進される。^{[16]気道表面液中のグルコースレベルの上昇は、呼吸器疾患や}高血糖に関連している。^[17]

上皮細胞の長期的な刺激は、粘液の過剰分泌を引き起こす可能性があり、これは粘液過剰分泌として知られています。粘液過剰分泌は慢性気管支炎の湿性咳嗽を引き起こします。^[18]

肺神経内分泌細胞は、さまざまな慢性肺疾患と関連している。また、小細胞肺癌の発生源となる細胞でもある。^[19]

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  偽重層円柱上皮の断面
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  2番目の断面