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Medi-learning

消化器系 — 細胞内小器官

系統特異的に重要な小器官

消化器系の特化小器官 — 細胞別の細胞内マッピング 肝細胞 (hepatocyte) 滑面 ER (sER) CYP450 / 解毒 VLDL 組立 cat ペルオキシソーム VLCFA β 酸化 catalase / H₂O₂ アセトアミノフェン中毒 → Zone 3 で NAPQI Zellweger 症候群 = PEX 遺伝子変異 NAFLD/MASH → MAMs 機能不全 膵腺房細胞 (acinar) 粗面 ER 蛋白合成 ゴルジ装置 ↓ 濃縮 ザイモゲン顆粒 (頂端集積) 前駆体: trypsinogen, chymotrypsinogen, lipase, amylase, elastase 等 急性膵炎: 細胞内 trypsinogen → trypsin → 自己消化 胃壁細胞 (parietal) 静止 → 刺激で形態変化 静止: 管腔小胞 H+/K+-ATPase 内蔵 活性化 頂端膜融合 → HCl 分泌 (pH < 2) ガストリン / ヒスタミン刺激 PPI = H+/K+-ATPase Cys に共有結合阻害 (オメプラ等) → 慢性使用で低 Mg / 骨折リスク ↑ 吸収上皮 (enterocyte) の brush border — 約 30 倍の表面積拡大 頂端膜 (apical) — 微絨毛が密集 微絨毛 1 本の内部 • アクチンコア (parallel bundle) • ビリン (villin) で束ね • 高さ ~1 μm × 直径 0.1 μm brush border 酵素 lactase / sucrase-isomaltase DPP-IV / alkaline phosphatase → 乳糖不耐 / セリアック 輸送体 SGLT1 (Na+/glucose) GLUT5 (fructose) PEPT1 (di/tri-peptide) 小器官 5 種の共通テーマ: 大量の物質を時空間制御で取り扱う (合成 / 貯蔵 / 動員 / 分泌) → MAMs (mitochondria-ER 接触膜) が脂質代謝・Ca²⁺ 動態のハブとして注目 (NAFLD / MASH 病態関連) → 細胞特異的な小器官の "肥大" は機能上昇のサインだが慢性過剰は病態 (e.g. CYP 誘導)
消化器系 5 細胞 × 5 小器官 — 細胞内空間配置と特化構造
細胞 小器官 機能 疾患 / 薬剤標的 肝細胞 代謝の中心臓 滑面 ER (sER) ペルオキシソーム CYP450 / 薬物解毒 VLCFA β 酸化 アセトアミノ中毒 Zellweger 膵腺房 外分泌酵素工場 ザイモゲン顆粒 粗面 ER + ゴルジ trypsinogen 等 貯蔵 合成 → 濃縮 → 放出 急性膵炎 (自己消化) 胃壁細胞 HCl 分泌 管腔小胞 → 頂端膜融合 (活性化) H+/K+-ATPase 待機 ガストリン / ヒスタミン PPI 標的 (オメプラゾール) 吸収上皮 栄養吸収 微絨毛 (brush border) アクチン + ビリン束 表面積 30 倍 + 酵素 SGLT1/GLUT5/PEPT1 乳糖不耐 セリアック 小器官の機能異常 → 系統特異的な臨床病態 (酵素欠損 / 顆粒輸送異常 / 受容体異常)
5 小器官 → 機能 → 代表疾患・薬剤標的のマッピング

肝細胞の滑面小胞体 (sER)

  • 薬物代謝: CYP450 ファミリー酵素 → phase I 反応
  • 脂質代謝: コレステロール・胆汁酸合成、TG → VLDL 組立
  • フェノバルビタールなどで誘導され肥大

ペルオキシソーム

  • 超長鎖脂肪酸 (VLCFA) β酸化、エーテル脂質合成、H2O2 分解(catalase)
  • 欠損: Zellweger 症候群 (PEX 遺伝子変異)

膵腺房細胞のザイモゲン顆粒

  • 粗面ER → ゴルジ → 濃縮空胞 → ザイモゲン顆粒
  • 消化酵素は活性化前の前駆体(trypsinogen 等)として貯蔵 → 十二指腸で活性化
  • 異常活性化 → 急性膵炎

胃壁細胞の管腔小胞

  • 静止時: 細胞質内に H+/K+ ATPase を含む小胞
  • ガストリン/ヒスタミン刺激 → 小胞が apical 膜に融合 → HCl 分泌(pH < 2)
  • 標的: PPI(オメプラゾール等)は活性化 H+/K+ ATPase の Cys を共有結合阻害

吸収上皮の微絨毛 (microvilli)

  • アクチンコア + ビリン束ね
  • brush border に酵素(lactase, sucrase, peptidase)と輸送体(SGLT1, GLUT5, PEPT1)
  • 表面積を約 30 倍拡大