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| 表皮 | |
|---|---|
 皮膚の外側の層を構成する表皮の顕微鏡画像（ここでは白いバーで表示） | |
 表皮の層を示す顕微鏡画像。サンプルの準備方法が異なるため、この画像では角質層が上の画像よりもコンパクトに見えます。 | |
| 詳細 | |
| の一部 | 肌 |
| システム | 外皮系 |
| 識別子 | |
| ラテン | 表皮 |
| メッシュ | D004817 |
| TA98 | A16.0.00.009 |
| TA2 | 7046 |
| TH | H3.12.00.1.01001 |
| ＦＭＡ | 70596 |
| 微細解剖学の解剖学用語 [Wikidataで編集] | |
表皮は皮膚を構成する3つの層のうち最も外側にあり、内側の層は真皮と皮下組織です。[1]表皮層は環境病原体による感染に対するバリアとして機能し[2] 、経表皮水分損失を通じて体から大気中に放出される水分量を調節します。[3]
表皮は、垂直に並んだ円柱状の細胞からなる基底層（基底層）の上に、扁平化した細胞の複数の層[4]が重なってできています。細胞層は基底層の幹細胞から発達します。表皮の厚さは、陰茎の 31.2 μm から足の裏の 596.6 μm まで様々ですが、ほとんどが約 90 μm です。厚さは男女差はありませんが、加齢とともに薄くなります。[5]ヒトの表皮は、上皮、特に重層扁平上皮の一例です。
表皮という言葉は、ラテン語の古代ギリシャ語 epidermisから派生したもので、古代ギリシャ語 epiは 「上に、上に」、古代ギリシャ語 dermaは 「皮膚」を意味します。表皮に関連するもの、または表皮の一部は、epidermal と呼ばれます。
構造
細胞成分
表皮は主にケラチノサイト[4]（増殖する基底細胞と分化した基底上細胞）で構成され、その細胞の90%を占めていますが、メラノサイト、ランゲルハンス細胞、メルケル細胞、[6] ： 2–3 、炎症細胞も含まれています。レテリッジ（またはレテペグ）と呼ばれる表皮の肥厚は、真皮乳頭の間を下方に伸びています。[7] 毛細血管 は表皮の下にあり、細動脈と細静脈につながっています。表皮自体には血液供給がなく、周囲の空気から拡散した酸素によってほぼ独占的に栄養を供給されています。[8]水分とナトリウムのレベルを調節する細胞メカニズム（ENaC）は、表皮のすべての層に見られます。[9]
細胞結合
表皮細胞は、外部環境に対する堅固なバリアとして機能するため、密接に相互接続されています。表皮細胞間の接合部は、カドヘリンと呼ばれる膜貫通タンパク質によって形成される接着結合型です。細胞内では、カドヘリンはアクチンフィラメントに結合しています。免疫蛍光顕微鏡では、アクチンフィラメントネットワークは細胞を囲む太い境界として現れますが、 [9]アクチンフィラメントは実際には細胞内に位置し、細胞膜と平行に走っています。隣接する細胞が近く、接合部が密であるため、アクチン免疫蛍光は細胞間の境界として現れます。[9]
レイヤー
表皮は、皮膚の部位に応じて4層または5層で構成されています。[10]最外層から最内層までの層は次のとおりです。[2]
- 角質層
角質層の共焦点画像 - 透明/半透明の層（透明層、手のひらと足の裏のみ）
- この狭い層は、手のひらと足の裏にのみ存在します。この 2 つの領域の表皮は、この余分な層があるため、皮膚の表皮層が 4 層ではなく 5 層になるため、「厚い皮膚」として知られています。
- 顆粒層（顆粒層）
顆粒層の共焦点画像 - 有棘層（有棘層）
有棘層の共焦点画像では、すでにいくつかの基底細胞のクラスターが見られている。 - 基底層/胚芽層
すでにいくつかの乳頭が見られる基底層の共焦点画像 - マルピーギ層( stratum malpighii )
- これは通常、基底層と有棘層の両方として定義されます。[4]
表皮は基底膜によってその下にある組織である真皮から分離されています。
細胞運動学
細胞分裂
重層扁平上皮である表皮は、基底層内の細胞分裂によって維持されています。分化細胞は基底膜から剥離し、表皮層を通って外側に移動しながら、複数の分化段階を経て、角質層で核を失い、扁平上皮シートに融合し、最終的に表面から剥がれ落ちます（落屑）。分化したケラチノサイトはケラチンタンパク質を分泌し、皮膚バリア機能の不可欠な部分である細胞外マトリックスの形成に寄与します。正常な皮膚では、ケラチノサイトの生成率は損失率に等しく、[4]細胞が基底層から顆粒層の最上部まで移動するのに約2週間かかり、角質層を通過するのにさらに4週間かかります。[2] 表皮全体が約48日間かけて新しい細胞の成長によって置き換えられます。 [13]
カルシウム濃度
表皮全体のケラチノサイトの分化は、カルシウム勾配によって部分的に媒介されており、カルシウムは基底層から外側の顆粒層まで増加し、そこで最大に達し、角質層で減少します。角質層のカルシウム濃度が非常に低いのは、比較的乾燥した細胞がイオンを溶解できないことが一因です。このカルシウム勾配はケラチノサイトの分化と並行しており、表皮層の形成における重要な調節因子であると考えられています。[3]
細胞外カルシウム濃度の上昇は、細胞内の遊離カルシウム濃度の上昇を引き起こします。[14]細胞内のカルシウム濃度上昇の一部は、細胞内貯蔵庫から放出されたカルシウムによるものであり[15]、他の部分は、カルシウム感受性塩素チャネル[17]とカルシウム透過性の電位非依存性陽イオンチャネルの両方を介した膜貫通カルシウム流入によるものです [ 16 ]。 [18]さらに、細胞外カルシウム感知受容体(CaSR) も細胞内カルシウム濃度の上昇に寄与することが示唆されています。 [19]
発達
表皮器官形成、つまり表皮の形成は、中枢神経系の形成である神経管形成の後に、胚を覆う細胞で始まる。ほとんどの脊椎動物では、この最初の一層構造はすぐに二層組織に変化する。一時的な外層である胚周皮は、内側の基底層または胚芽層が形成されると除去される。[20]
この内層はすべての表皮細胞を生み出す胚上皮で、分裂して外側の有棘層（有棘層）を形成します。これら2層の細胞はマルチェロ・マルピーギにちなんでマルピーギ層と呼ばれ、分裂して表皮の表層顆粒層（顆粒層）を形成します。 [20]
顆粒層の細胞は分裂せず、代わりにケラチンの顆粒からケラチノサイトと呼ばれる皮膚細胞を形成する。これらの皮膚細胞は最終的に角質層（角質層）となり、最も外側の表皮層となり、細胞は平らな袋状になり、その核は細胞の一端に位置する。出生後、これらの最も外側の細胞は顆粒層の新しい細胞に置き換えられ、生涯を通じて毎時30～90ミリグラムの皮膚片、つまり1日あたり0.720～2.16グラムの割合で剥がれ落ちる。[21]
表皮の発達はいくつかの成長因子の産物であり、そのうちの2つは以下の通りである: [20]
- 形質転換成長因子アルファ ( TGFα ) は、基底細胞が自身の分裂を刺激する自己分泌成長因子です。
- ケラチノサイト増殖因子（KGF またはFGF7）は、基底細胞の増殖が調節される真皮線維芽細胞によって生成される傍分泌増殖因子です。
関数
バリア
表皮は、微生物病原体、酸化ストレス（紫外線）、化学物質から体を守るバリアとして機能し、軽度の損傷に対する機械的抵抗力も備えています。このバリア機能の大部分は角質層によって担われています。[12]
- 特徴
- 物理的バリア：表皮ケラチノサイトは細胞骨格タンパク質に関連する細胞間結合によってしっかりと結合しており、表皮に機械的強度を与えています。[3]
- 化学的バリア：高度に組織化された脂質、酸、加水分解酵素、抗菌ペプチド[3]は、外部の化学物質や病原体が体内に侵入するのを阻害します。
- 免疫学的に活性なバリア：表皮に存在する免疫系の体液性および細胞性成分[3]は、感染と積極的に戦います。
- 角質層の水分量は表面に向かって低下し、病原微生物の増殖にとって不利な条件を作り出します。[12]
- 酸性のpH（約5.0）と水分量が少ないため、表皮は多くの微生物病原体に対して敵対的になります。[12]
- 表皮表面の非病原性微生物は、食物をめぐって競争し、食物の入手可能性を制限し、病原性微生物叢の増殖を阻害する化学分泌物を産生することで、病原体に対する防御に役立ちます。 [12]
- 透過性
肌の水分補給
皮膚の水分保持能力は主に角質層によるもので、健康な皮膚を維持するために重要です。[24]皮膚の水分補給は、角質測定法を使用して定量化されます。[25]角質層の細胞間に勾配と組織化された方法で配置された脂質は、経表皮水分損失に対するバリアを形成します。[26] [27]
肌の色
表皮中のメラニン 色素の量と分布は、ホモサピエンスの肌の色の違いの主な原因です。メラニンは、メラノサイトで形成された小さなメラノソームに含まれ、そこから周囲のケラチノサイトへと運ばれます。メラノソームのサイズ、数、配置は人種によって異なりますが、メラノサイトの数は体の部位によって異なるものの、すべての人間の体の部位におけるメラノソームの数は一定です。白人やアジア人の肌ではメラノソームは「集合体」に詰まっていますが、黒人の肌ではメラノソームはより大きく、より均等に分布しています。ケラチノサイト内のメラノソームの数は紫外線への曝露とともに増加しますが、その分布はほとんど影響を受けません。[28]
触る
皮膚にはメルケル細胞と呼ばれる特殊な表皮触覚受容体細胞が含まれています。歴史的に、メルケル細胞は神経終末と密接な関係があるため、触覚を感知する役割は間接的であると考えられてきました。しかし、マウスやその他のモデル生物を対象とした最近の研究では、メルケル細胞が触覚を電気信号に変換し、神経系に伝達することが実証されています。[29]
臨床的意義
表皮の特性のほとんどを再現する3D 構造 (人工皮膚) を形成するためのケラチノサイトの実験室培養は、医薬品の開発と試験のツールとして日常的に使用されています。
過形成
表皮増殖症（細胞増殖による肥厚）にはさまざまな形態があります。
- アカントーシスはびまん性表皮 増殖症（皮膚の肥厚であり、アカントサイトと混同しないでください）です。[30]これは、マルピーギ層（基底層と有棘層）の厚さの増加を意味します。[31] 黒色表皮腫は、黒くて境界が不明瞭なビロードのような色素沈着したアカントーシスで、通常、首の後ろ、腋窩、および皮膚の他の折り畳まれた領域に観察されます。
- 局所性上皮増殖症（ヘック病）は、口腔内にびまん的に発生する白色からピンク色の丘疹が多数出現する無症状の良性腫瘍性疾患である。 [32] [6] : 411
- 偽上皮腫性増殖症（PEH）は、表皮および皮膚付属器の上皮の増殖を特徴とする良性疾患であり、[33]不規則な扁平上皮線維が真皮まで伸び、[34]扁平上皮癌（SCC）に酷似している。[33]
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偽上皮腫性増殖症 (PEH)、低倍率、棘突起扁平上皮と、その下の真皮への不規則な厚い指状の下方成長を伴う。 -
PEH、高倍率、反応性の扁平上皮下方増殖を伴うが、顕著な細胞異型はない。
対照的に、角質増殖症は角質層の肥厚であり、必ずしも過形成によるものではありません。
追加画像
-
人間の皮膚の表皮と真皮 -
すべての皮膚層の断面 -
表皮層のイラスト -
指先光干渉断層撮影
参照
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