細胞について学ぶ
人体を形づくる最小の単位とも言われる細胞についてこの記事ではお伝えをしていきます。
細胞について
人体を形作る最小の単位は細胞である。その数は体重1㎏につき約１兆個と見て、成人では約60兆個の細胞からできていると算出される。細胞の形、大きさは極めて変化に富む。
細胞の大きさの話
細胞についての概要から説明していきます。
細胞で最も小さいリンパ球は直径5μmで大きいものは約120μmです。
平均的な細胞はおおよそ10～20μmの範囲にあります。
余談ではありますが肉眼で見える限界は100μmまでと言われており、平均的な大きさの細胞は肉眼では見ることができません。
細胞を観察するためには、光学顕微鏡や電子顕微鏡を使用します。
国家試験ではもちろん出題はされませんが、普段の学校のテストでは「一般的な細胞は肉眼で見ることができる」なんて言うような問題が出題されるかもしれません…（ないか…）
では細胞の内、肉眼でも見れる細胞は何だと思いますか？
それが最初にお伝えした約120μmの細胞である「卵子」です。卵子も細胞の一つというのは覚えておくと良いと思います。
細胞の形の話
ここらへんは国家試験ではあまり問われることはないので興味ある方だけ見ていただければと思います。
細胞はその部位や器官によって様々な形をなします。例えば卵細胞や脂肪細胞では球状の形をなします。神経細胞では1mにもなる長い突起を伸ばすものも存在します。
球状：卵細胞・脂肪細胞
扁平：血管内皮細胞
立方：尿細管上皮細胞
紡錘：平滑筋細胞
星形：神経細胞
細胞の構造について
細胞は生命活動を営むために、複雑な内部構造を持つ。
ここから、普段の定期テストや模試・そして国家試験でも出題されるところです。
まず細胞膜に囲まれており、細胞膜は細胞質を外界から隔てる役割を持ちます。
細胞質の中には細胞小器官と細胞骨格があり、それらは生命活動を営むとともに秩序を守っています。
細胞ひとつひとつには、細胞核をもち、遺伝情報を蓄えています。
細胞についてまとめると以下のようになります。
細胞膜：外界と隔てる
細胞質：生命活動のため秩序を保つ
細胞質には細胞小器官・細胞骨格がある
細胞核：遺伝情報を蓄える。
細胞膜の話
細胞膜は脂質二重層（リン脂質二重層）でできています。
脂質の分子は水に馴染む親水性の部分と炭素の繋がりによるなる疎水性の部分があります。
よく勘違いしやすいのが、リン脂質2重層と聞くと、リンと脂質だけでなっているように感じますが、細胞膜はリンと脂質に加えてタンパク質・糖質からもできています。
タンパク質粒子は脂質二重層の間を浮遊するように移動するため流動モザイクモデルと言われています。
そして脂質とタンパク質粒子からは膜の表面に向かって糖質が鎖状に伸びています。
この糖質があることによって細胞の特性が決定され細胞同士の認識を行うことができるようになります。
細胞膜には細胞にとって必要な物質を中に取り込んだり、中から不要なものを排出するような機能があります。
細胞の構造で物質が脂質二重構造を通過する場合と、タンパク質を介する場合があります。
タンパク質（膜輸送タンパク）を用いて輸送を行った時を膜輸送と言います。
膜輸送にはエネルギーを用いて行うものと、エネルギーを使わず自然の持つ物理的な力を用いて行う輸送の二種類があります。ここでは５種類の細胞の機能をお伝えしていきます。
単純拡散
促通拡散
イオンポンプ
イオンチャネル
食作用
ボックスにまとめましたが国家試験では名前だけで出題はまずされません。
イオンポンプとチャネルの働きの違いや食作用がどういった働きをするかなどの各機能の働きを覚えておくのが重要です。
単純拡散
水や呼吸ガスは細胞膜の脂質二重層を自由に行き来することができます。
呼吸ガスというのは、酸素・二酸化炭素のことです。
呼吸による、酸素と二酸化炭素の入れ替えは単純拡散によって行われます。
意外かもしれませんが、アルコールも単純拡散により脂質二重層を通過することができます。
アルコールに弱い人が、アルコール綿花で拭かれるとその部分が赤くなるのもこの働きによるもの。
事前にアルコール分解酵素を持っているかテストする方法としてアルコールを含んだパッチを皮膚に貼り付けてアルコールパッチテストなどもありますよね。
単純拡散のうち、水が濃度勾配に従って入ってくる現象を浸透と言います。
促通拡散
促通拡散は、単純拡散と違い細胞膜に埋め込まれた担体タンパク質によって運ばれる拡散です。
アミノ酸やグルコースなどを促通拡散によって運びます。
イオンポンプ
イオンポンプは、ポンプと呼ばれるタンパク質によって運ばれます。
一番有名なものはナトリウム-カリウムポンプです。これはナトリウムイオンを細胞外に排出し、カリウムイオンを細胞内に取り込む働きを持ちます。
拡散や浸透と違い、エネルギーを使ってポンプを働かせるので、細胞内は濃度勾配に逆らってカリウムを高濃度で存在することができます。
エネルギーを用いて輸送を行うものを「能動輸送」といい、拡散などのエネルギーを使わない輸送を「受動輸送」と言います。
細胞内で消費するATPの約40％は能動輸送で消費すると言われています。
濃度勾配っていうのがそもそもわからない…ていうあなたのための補足説明
簡単な例えではめちゃめちゃ甘いジュースを水で割ったら程よい甘さになるのも、濃度勾配が高い甘いジュースから濃度勾配の低い水へ砂糖が移動したからです。
イオンチャネル
イオンチャネルは間違えやすいですが、能動輸送ではありません。
例えばカルシウムイオンは骨格筋・心筋の収縮を起こすの必要な物質ですが、どうもイオンは脂質二重層を通過しにくい。
ということで登場したのがイオンチャネルというものです。
膜に埋め込まれた機能タンパクには特定のイオンだけを通す孔（チャネル）が存在します。
水だけを通すアクアポリンというイオンチャネルはすこし有名。
教科書に記載のある代表的なチャネルをお伝えします。（覚えなくて大丈夫！）
一つが電位依存チャネルというもので細胞の内外の電位の変化を感知して開くものです。
もう一つがリガンド作動チャネル。「リガンド」というちょっと強そうな名前の物質がまるで神経伝達物質のような働きをして開いたり閉じたりします。
膜郵送の説明、受動輸送と能動輸送についてはノートでもまとめています。
食作用
タンパク質を含む異物を細胞内へ取り込むときには、全体を細胞膜に包んで取り入れる。
取り入れる細胞が小さいときには膜の一部が落ち込んで小胞の形で取り入れる。死んだ細胞や細菌などを摂り込むときにはそれを取り囲むように細胞膜が周囲から盛り上がり、ついには包み込む、細胞の中に食胞として 取り入れる。
食作用には大きく３つの動きがあります。
細胞運動；細胞膜に包んで取り入れる運動
飲作用：膜の一部を飲小胞の形で取り入れる
食作用：包み込み細胞内に食胞として取り入れる
ここまで細かく国家試験で問われたことはありません。死んだ細胞や細菌を取り込むことを食作用という。程度の認識でオッケイです。
細胞小器官について
身体には様々な器官があり、それらが連携して個体がいきていくために必要な機能を営んでいる
細胞小器官は生理学・解剖学の両分野でもっとも出題されやすいポイントではないでしょうか。
特にリソソームとリボソームなどは間違えやすいポイントです。
ミトコンドリアについて
内外2枚の膜からなる棒状の小器官で、内膜はところどころでうちに向かってクリステと呼ばれる突起をつくる。
ミトコンドリアはATP（アデノシン三リン酸）を作ったり（合成）、配ったり（供給）したりする装置です。
ATPを作る・配る
水戸へクリスタル運ぶ
水戸（ミトコンドリア）へ（エネルギー）クリスタル（クリスタ）くばる（ATPを配る）
ミトコンドリアがATPを作る際に使用されるのが電子伝達系で酸素を使ってATPを作り出します。
ミトコンドリア自体は0.1μm－1μmの立体的なソーセージ状の細胞小器官です。
内幕と外膜の2重の細胞膜の袋からできており、この袋の内部の深い折れ込み部分をクリスタと呼びます。
国家試験では出題されたことはありませんが、定期テストや模試では出題されやすいところです。
このクリスタに含まれる酵素によってエネルギーを得ていると言われています。
小胞体について
小胞体は細胞質内で網状に広がって存在する膜様の小器官である。
小胞体には、表面にリボソームが下流所に付着する粗面小胞体と、付着しない滑面小胞体があります。
それぞれの働きをまとめると以下のようになります。
タンパク質の合成
タンパク質をゴルジ装置に運ぶ
グリコーゲンの合成：肝細胞
ステロイドホルモンの合成：精巣・卵巣
カルシウムイオンの貯蔵：筋細胞
滑面小胞体は、細胞組織によってその働きを変えていきます。
教科書に記載のある上記３つは覚えておいて損はありません。
リボソームは粗面小胞体に付きます。粗面小胞体の機能はほぼリボソームに依存しているので、リボソーム自体の働きもまた「タンパク質の合成」です。
リボソームは後ほど出てくる「リソソーム」と名前が似ているので注意が必要です。
タンパク質はリボ払い
タンパク質（タンパク質の合成）はリボ（リボソーム）払い
ゴルジ装置について
扁平な袋が重なった形の小器官で小胞体の近くにある。
ゴルジ装置はリボソームが作り出したタンパク質を受け取って装飾したり、濃縮したりします。
タンパク質の装飾・濃縮・分泌
粗面小胞体で作られたタンパク質に糖質を更かして加工（装飾）するのがゴルジ装置の役目です。
糖質を付加したタンパク質は細胞外や、リソソームとして細胞内を輸送します。
リソソーム（ライソソーム）について
膜で包まれた袋状の小顆粒で、細胞質内に散在している
加水分解酵素により不要物質を分解する
リソソームには加水分解酵素が多く含まれています。
この加水分解酵素を使って細胞内の不要な物質を分解し、処理します。
中心（小）体について
微小管の集まりよりなる円筒形の小体、２つ１組で行動する。
細胞分裂のときに染色体を引き寄せる
中心体は細胞分裂の際に働く細胞小器官です。
細胞骨格について
微小管・中間径フィラメント・アクチンフィラメントという３種類の繊維製のタンパク質～なり、細胞の形を作る帆縁組の役目を果たす。
上皮組織や結合組織・支持組織についてまとめていきます。これらの他に筋組織や神経組織がありますが、この2つは説明が長いため別のタイミングでご紹介させていただきます。
上皮組織について
上皮組織は基底膜と呼ばれる細い繊維の集まりでできた板の上に数多くの細胞が互いに密着して並び、その間は特別な細胞間結合装置によって結合されて、体表や器官の表面や内腔をおおう組織である。
まずは上皮組織そのものの定義から学んでいきます。
あんまり興味ないってヒトは次の項目から見ていただければと思います。
国家試験ではココらへんの説明は出たことがありません。しかし細胞間結合装置は国家試験向けの言葉が並んでいるので念の為まとめておきます。
タイト結合（密着帯）
接着帯
デスモソーム（接着斑）
ギャップ結合（細隙結合）
この中で一番大事なのは、ギャップ結合です。心筋細胞間などでよく見られます。
全く国家試験向けではありませんが、上記のキーワード気になるという人のためにまとめていきます。
もしかすると読んでおいてよかったという問題に出るかもしれません…
タイト結合（密着帯）
タイト結合は細胞の側面で最も表層部にあり、細胞の周りを帯状に取り囲む。
タイト結合は細胞血管の内皮細胞管に発達し血液脳関門を形成します。
血液脳関門の話はたまに国家試験で取り扱われますのでココだけでも覚えておいて良いかもしれません。
接着帯
接着帯はタイト結合のすぐ下にあり、同じく細胞周囲を帯状に取り巻く
興味ない人はページスクロールが捗るポイントです。
細胞と細胞の間、細胞間隙には20nmの開きがあります。
その中にカドヘリンという細胞間結合組織が詰まっていて、この部分に面する細胞膜の内面にはアクチンフィラメントが集まり、細胞同士を密着させています。
大丈夫です。国家試験には出ません
デスモソーム
デスモソームは直径0.2-0.5μmの丸い斑状の細胞間結合装置である。
デスモソームと接着帯はほぼ同じような役割を持っており、デスモソームは特に重層扁平上皮の細胞間で発達しています。
ギャップ結合
ギャップ結合も斑状をしているが、その大きさは様々です。
ギャップ結合にある細胞膜のタンパク質が隣り合う細胞同士をつなぎイオン・糖・アミノ酸などの低分子の物質を通過させます。
このギャップ結合の働きによって上皮細胞間は情報交換を行うことができます。
このギャップ結合は特に心筋細胞間で見られ、心筋の強力な収縮を可能としています。
上皮組織の分類について
先程の細胞間結合装置によって結合された上皮組織は形によって分類されています。
扁平や立方などの細胞の形に分けられ、さらに1層なのか多層なのかで分類されています。
単層扁平上皮
単層立方上皮
単層円柱上皮
多列上皮
重層扁平上皮
移行上皮
単層円柱上皮と書いてあるってことは重層円柱上皮も存在します。
ですが、鍼灸師の教科書には上記の6種類しか記載がないのでまずはこの6種類を優先的に覚えていきましょう。
単層扁平上皮
図のような扁平な細胞が1層だけある上皮組織のことです。
主な単層扁平上皮で構成されている器官をまとめます。
血管内皮
リンパ管
肺胞壁
腹腔
短編（小説）の結果は不倫。
短編（単層扁平上皮）の結果（血管内皮）は（肺胞壁）不（腹腔）倫（リンパ管）。
単層扁平上皮には血管やリンパ管の内宮を覆う上皮が属します。
それだけでなく肺胞や腹腔なども属するのでややこしい…ということで丸暗記です。
もう少し調べてみると、単層扁平上皮の特徴は栄養分を交換する役割も持つとのことで、肺胞も酸素と二酸化炭素の交換に使われているため想像つきますが、結局じゃあ腹腔は何なんでしょうか…
消化管の漿膜も単層扁平上皮構造です。
単層立方上皮
立方状の上皮細胞が基底板の上に一層並んでいます。
尿細管
甲状腺
立方体は妙な工場
立方体（単層立方上皮）は妙な（尿細管）工場（甲状腺）
コレに加えて汗腺・ボーマン嚢や脳室なども単層立方上皮です。
それぞれ役割を持って変化をしている上皮細胞ですが、これは一貫性がなく、様々なところで使用されています。
理論的に覚えれない所はゴロ合わせに頼りましょう。
単層円柱上皮
横断面で見ると円柱のように見えるため円柱上皮と言います。実際は六角形…
胃の粘膜上皮
小腸の粘膜上皮
大腸の粘膜上皮
宴中の衣装代ね
宴中（単層円柱上皮）の衣（胃）装（小腸）代（大腸）ね（粘膜上皮）
胃・小腸・大腸の消化管の粘膜上皮に使われる単層円柱上皮です。物質を吸収するために体積を大きくしていると考えられているためどの上皮組織よりも大きい体積を持っています。
円柱って丸い柱のことなので胃とか小腸・大腸のように管になっているものを思い浮かべやすいですね。
それでも呼吸器も入るんじゃないかと勘違いしそうなので、ゴロで補うと安心です。
多列上皮（多列線毛上皮）
図をみてわかるように先程の円柱上皮に線毛がついたものを多列線毛上皮（多列上皮）といいます。
漢字ですが、教材によって「多列繊毛上皮」や「多列線毛上皮」とまちまちですが教科書上は多列線毛上皮です。
卵管
気管・気管支
鼻腔
タレにびっくり卵はきかんし
タレ（多列繊毛上皮）にびっく（鼻腔）り卵（卵管）はきかんし（気管支）・きかん（気管）
上記以外も咽頭も多列線毛上皮です。
線毛がついているということは、なにかを運び出す役割を持っているということです。鼻腔・気管・気管支・咽頭などは外気の不要物が体内に入らないようにしています。
また、単相円柱上皮と似たような形をしているのでやはり管になっている組織に使われています。
では卵管はなぜ線毛がついているかというと、これも卵子を適切な所まで運ぶためです。
今回はどの器官も説明がしっくりきているので覚えやすいですね。
移行上皮
器官の拡張や収縮をもとに形状を変化さることができる上皮組織です。
尿管
膀胱
腎盂・腎盤
行こうよ女房ZINZIN!（じんじん）
行こう（移行上皮）よ女（尿管）房（膀胱）ZIN（腎盂）ZIN（腎盤）!
これ以外にも尿道も移行上皮です。
収縮と拡張を行う最適な器官で思い浮かぶのが膀胱だと思います。その上にある尿管と腎臓もまた同様の上皮組織を使っています。
特に例外はありませんので覚えやすいですね。
重層扁平上皮
扁平上皮が何重にも重なっている上皮組織です。
表皮
口腔
食道
声帯ヒダ
角膜上皮
生殖器
肛門
銃兵の航空 標的は食堂 正確に成功
銃兵（重層扁平上皮）の航空（口腔） 標的（表皮）は食堂（食道） 正（声帯ヒダ）確（角膜上皮）に成（生殖器）功（肛門）
これ以外にも子宮外頸部も重層扁平上皮です。
重層扁平上皮は刺激が多い部位に使われています。外的な刺激が多い表皮・口腔・食道など。
声帯ヒダも話をするのに何度も使用されるため重層扁平上皮ですし、外部からの刺激が多い角膜もうなずけます。
生殖器や肛門も刺激が多いのもうなずけますね。
肛門が重層扁平上皮じゃなかったら、辛いものを食べたらしんでしまっていました。
鍼灸師の国家試験対策としてはこれでおおよそカバーできていますが、まだ出ていない上皮組織もあります。
それを念の為お伝えしておきます。
重層円柱上皮
重層円柱上皮があるならやっぱり重層円柱上皮もあります。
結膜円蓋
男性尿道の一部
唾液腺の導管
多分出題されません。
ここまでで上皮組織の国家試験対策は終わりです。あとはほとんど出てこないところなのでサラッと読んでいただければと思います。
腺上皮
上皮細胞が分泌物を作って細胞外に分泌する働きを持つときに、その細胞を腺細胞といいそれらが集まって腺上皮が作られる。
腺上皮というのは簡単に言うと唾液を出す唾液腺や母乳を出す乳腺などの外分泌で使われている細胞・組織のことです。
単細胞腺と多細胞腺があり、導管をもつ外分泌腺は多細胞腺です。
そもそも外分泌腺と内分泌腺の違いがよくわからないって人に簡単に言えば、身体の外に出せるものは外分泌腺です。血管などの体内に向かって出すのが内分泌腺です。
唾液は口の中だから内分泌腺だ！って思うかもしれませんがそのままつばとして外に出せるので外分泌腺です。
外分泌線は導管を持っています。
覚え方はどう考えても外分泌で覚えてください。
分泌にはアポクリン分泌やホロクリン分泌などがありますが国試にはでません。
結合組織
次は結合組織について説明をしていきます。
結合組織は身体の隙間を埋める役割と骨とともに身体を支える組織です。
靭帯や腱などが結合組織っで特にそれらを密性結合組織と言います。
細胞
体内の細胞もまた様々な役割を持ちます。
これらの細胞の役割は生理学の各分野で再度詳しくお伝えしていく予定ですので重要なポイントだけまとめておきます。
大食細胞はマクロファージとも呼ばれて生体防御の第一線として活躍しています。
外敵もしくは不要物質を食作用という大食細胞の働きで異物を取り込み処理していきます。
肥満細胞は大量の顆粒を抱え込んで、丸く大きく太っている所からその名前が付けられました。
この顆粒の中にヒスタミンが含まれており、ヒスタミンは血管を拡張する働きを持っています。
そのためこのヒスタミンが過剰に出ることで喘息や花粉症・蕁麻疹などのアレルギー疾患を発生させます。
形質細胞はBリンパ球から文化した細胞で、免疫機能として働きます。大食細胞の食作用によって抗原の情報を得たTリンパ球がBリンパ球を形質細胞へと分化させていきます。
脂肪細胞は疎性結合組織に含まれています。皮下脂肪は皮膚に柔軟性を与えるとともに、熱の放散を防ぐ役割を持ちます。
組織の分類と特徴のまとめ
本当に大切なところはやはり上皮組織の分類です。
どの上皮がどの器官にあるのか覚えておくと点数を取りやすくなります。
特に解剖学では、各臓器の分野で「気管支は重層円柱上皮である」なんていう選択肢を出されたりしますのでNOと自身を持って解答できるようにしておくと安心です。
国家試験は必ずしも教科書に載っているものだけが出るとは限りません。
そのため少しでも知っている範囲を増やしておくことで見たこともない選択肢以外にわかるものがないか確認することができます。
大抵の場合は、難しい選択肢以外のところに簡単にわかるような選択肢が用意されていますのでまずは焦らずにすべての選択肢に眼を通してみてください。
細胞についての概要と細胞内の細胞小器官や細胞骨格についてお伝えしてきました。
この中でどれが大切かと言われた断然細胞小器官です。
昔の国家試験はミトコンドリアだけ覚えておけば点数が取れていましたが、最近は細胞小器官すべて出てくる可能性が存分にあり、教科書に全然載っていない機能とかを選択肢で出されることもあります。
大切なのは、一般的な知識があるかで、マニアックな選択肢以外に目を向けると初歩的なところが書かれていることが多々ありますので、そういったことがわかるためにも教科書の内容は覚えておくほうが良いと言えます。
最後までお読みいただきありがとうございます。
【森元塾】国家試験対策オンライン塾ではラインで答えのやり取りを行いながら、わからないところも聞くことができます。
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