II型肺胞上皮細胞(にがたはいほうじょうひさいぼう)
II型
肺胞上皮細胞、別名として大
肺胞上皮細胞や顆粒
肺胞上皮細胞とも呼ばれるこの細胞は、哺乳類の
肺において、
ガス交換が行われる終末構造である
肺胞を構成する主要な細胞群の一つです。
肺胞の壁は、主にI型
肺胞上皮細胞とII型
肺胞上皮細胞という二種類の細胞によって裏打ちされており、これらが
肺胞被覆層を形成しています。
構造的特徴
II型
肺胞上皮細胞は、I型細胞と比較して、より立方体に近い、あるいは丸みを帯びた形状をしています。
肺胞壁の広い面積を占めるI型細胞とは異なり、II型細胞は主に
肺胞の「コーナー」の部分や、I型細胞同士の間に点在するように存在します。
細胞の表面、特に
肺胞腔に面する側には、多数の
微絨毛が観察されます。この
微絨毛は細胞の表面積を増加させる役割を持つと考えられています。
細胞の内部、すなわち
細胞質には、この細胞の最も特徴的な構造物である層板体(ラメラ体)と呼ばれる特殊な分泌顆粒が豊富に含まれています。この層板体は、
リン脂質やタンパク質に富んだ構造をしており、後に
肺サーファクタントとして分泌される物質の貯蔵形態です。
主要な機能:肺サーファクタントの分泌
II型
肺胞上皮細胞の最も重要な機能は、
肺サーファクタントの合成、貯蔵、そして分泌です。
肺サーファクタントは、
肺胞の内側を薄く覆う液体層の表面張力を低下させる働きを持つ複合物質です。
合成と貯蔵: 細胞内の小胞体やゴルジ体で
リン脂質やサーファクタント関連タンパク質が合成され、層板体として
細胞質内に貯蔵されます。
分泌: 層板体はエキソサイトーシスと呼ばれるプロセスによって
肺胞腔内に放出されます。放出された層板体は、
肺胞表面に広がり、チューブリン構造(tubular myelin)を経て、最終的に液体の表面に単分子膜または多分子膜を形成します。
肺サーファクタントが表面張力を低下させることで、
肺胞の拡張が容易になり、また呼気時に小さな
肺胞が大きな
肺胞に虚脱・融合してしまうのを防ぎます。これにより、
肺胞の安定性が保たれ、効率的な
ガス交換が可能となります。
その他の機能
II型
肺胞上皮細胞は、
肺胞上皮の恒常性の維持においても重要な役割を果たしています。
肺胞上皮の再生: 肺胞上皮が損傷を受けた際、II型
肺胞上皮細胞は増殖能力を持ち、必要に応じて扁平なI型
肺胞上皮細胞に分化することができます。この再生能力は、
肺の修復プロセスにおいて極めて重要です。
輸送機能: 肺胞腔内の液体や異物のクリアランスにも関与していると考えられています。
I型肺胞上皮細胞との関係
肺胞上皮は、大部分(約95%の表面積)が非常に薄いI型
肺胞上皮細胞で覆われており、これが血液との
ガス交換の主要な場となります。一方、II型細胞は表面積としては少数派ですが、
肺胞の機能維持、特にサーファクタント供給と細胞再生という、生存に不可欠な役割を担っています。I型細胞とII型細胞は協調して働き、健全な
肺の機能が維持されています。
臨床的な意義
II型
肺胞上皮細胞の機能不全や損傷は、様々な
呼吸器疾患と関連しています。例えば、新生児呼吸窮迫症候群は、II型細胞による
肺サーファクタントの産生が不十分であるために
肺胞が虚脱しやすくなる病気です。また、急性呼吸窮迫症候群(ARDS)などにおいても、II型細胞の損傷や機能障害が病態の悪化に関与することが知られています。
II型
肺胞上皮細胞は、そのユニークな構造と機能を通じて、
肺の正常な機能と維持に不可欠な細胞であり、その研究は
呼吸器疾患の理解と治療法の開発において重要な意味を持っています。