杯細胞

杯細胞の才能は、電解質の溶液に懸濁されたムチンと呼ばれる高度にグリコシル化されたタンパク質で主に構成される粘液である粘液を分泌することです。粘液は、せん断応力や化学的損傷からの保護、特に呼吸器系での粒子状物質や微生物の捕捉と除去など、多くの機能を果たします。

分布と形態

杯細胞多くの臓器の上皮、特に腸管や気道に散在する他の細胞に見られます。一部の領域では、それらの数は他の細胞タイプに比べてかなり少ないですが、結腸などの組織では、それらははるかに豊富です。

下の画像は、マウスの小腸の絨毛です。 。切片は、ムチンを含む糖タンパク質を明るい紫色に染色する過ヨウ素酸シッフ法を使用して染色されました。

絨毛を覆う細胞の大部分は吸収性上皮細胞ですが、いくつかの杯細胞がはっきりと見えます。同様のタイプの状況が気管支および気管上皮で観察されます。

杯細胞という名前は、従来の固定組織におけるこれらの細胞の特徴的な形状に由来しています。狭い基部と拡張された頂端部分は、時には内腔に伸びます。この形態は、猫の小腸のセクションの右側に見られるように（H & E染色）、粘液を含んだ顆粒が頂端にある固定のアーティファクトであることが知られています。細胞の一部が膨張し、細胞が膨らみます。固定中に特別な注意を払うと、杯細胞は円柱状の細胞と見なされます。

固定に関係なく、杯細胞は明確に分極した形態をしています。それらの核は、ミトコンドリア、小胞体、ゴルジなどの細胞小器官とともに、細胞の基部にあります。細胞の残りの部分は、粘液で満たされた膜結合分泌顆粒で満たされています。

粘液の分泌

杯細胞からの粘液の分泌は、応答ではなく刺激によって主に誘発されますホルモンに。腸管の内腔には必然的に多数の刺激物が含まれ、肺では、ほこりや煙などが杯細胞分泌の強力な誘導因子です。

粘液の分泌は、分泌顆粒のエキソサイトーシスによるものです。興味深いことに、杯細胞には2つの分泌経路があります。

• 構成的または基礎的な分泌：低レベル、無秩序、本質的に継続的な分泌。この経路は、分泌顆粒の細胞骨格運動に依存しています。
• 刺激された分泌：細胞外刺激に応答した顆粒の調節されたエキソサイトーシス。この経路は、粘液分泌を劇的に増加させる能力を提供します

杯細胞顆粒の粘液は凝縮しますが、分泌されると、途方もなくほぼ瞬時に体積が拡大します（シェービングフォームの加圧缶またはホイップクリーム）。研究されたいくつかのシステムでは、ムチンゲルはわずか20ミリ秒の間に500倍の体積増加します！

このような急速な体積膨張のために提案されたメカニズムは次のとおりです。ムチンは豊富な負（ポリアニオン）電荷で覆われており、分泌顆粒内ではカルシウムイオンによってマスクまたは「中和」されています。エキソサイトーシスの間、膜の細孔が細胞の外側に開き、カルシウムが拡散することを可能にします。これにより、ポリアニオン電荷の反発と水和に基づく非常に急速な相変化が起こり、ムチンゲルが膨張します。

病態生理学

杯細胞は他の細胞に分化する能力がありますタイプ。このよく研究された例は、杯細胞が繊毛上皮細胞の前駆細胞であるように見える気道に見られます。

杯細胞の数の増加がいくつかの病状で観察されています。慢性気管支炎および嚢胞性線維症は、杯細胞の過形成または化生が発生する疾患の例です。