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Medi-learning

感覚器系 — 細胞

視細胞

特殊感覚 3 細胞: 視細胞 (rod/cone) + 有毛細胞 (tip-link) + 嗅細胞 (1 細胞 1 OR) 視細胞 (網膜) N 外節 (rod) 膜円板 ~1000 枚 rhodopsin (RHO) 内節 ミトコ 細胞体 + 核 シナプス終末 → 双極細胞 N cone 光伝達カスケード 光 → RHO 11-cis → all-trans → トランスデューシン (Gαt) → PDE6 → cGMP ↓ → CNG ch 閉鎖 → 過分極 暗中で電流流入 (dark current)、 光で停止 = 過分極 = "off" 網膜色素変性 = RHO 変異 内耳有毛細胞 (蝸牛/前庭) tip-link (PCDH15-CDH23) 有毛細胞 前庭/蝸牛神経 機械刺激変換 (MET) • ステレオシリア偏向 • tip-link 張力 ↑ • TMC1/2 (MET) 開口 • K+ 流入 (内リンパ高 K+) → 脱分極 → グルタミン酸放出 哺乳類は再生しない → 加齢性難聴 / 騒音性難聴 CDH23/MYO7A 変異 → Usher 症候 嗅細胞 (神経上皮) 嗅球 (glomerulus) 同 OR の細胞 が 1 glom に収束 OR1 OR2 OR3 || || || 嗅細胞 (双極) 嗅小毛に 1 種 OR (GPCR) ヒト ~400 種 functional smell-map (Axel/Buck 2004 NP) 体性感覚ニューロン (DRG) + 皮膚特殊細胞 DRG 一次感覚ニューロン 偽単極性 (T 字) • 機械: PIEZO2 → 触覚/固有覚 • 痛覚: TRPV1 (Cap/熱), Nav1.7 • 温度: TRPM8 (冷), TRPV1 (熱) PIEZO2 欠損 → 触覚消失 Nav1.7 欠損 → 先天性無痛症 SCN9A 機能↑→紅痛症 皮膚 - メラノサイト 表皮基底層、神経堤由来 メラノソーム → ケラチノに転送 MITF (master TF) メラノーマ — BRAF V600E 抗 PD-1 (pembro) 著効 白皮症: TYR 欠損 白斑: 自己免疫破壊 皮膚 - その他 ランゲルハンス細胞 表皮の樹状細胞 (APC) CD1a+ Birbeck 顆粒 メルケル細胞 触覚 (slow-adapting type I) CK20+, CHGA+ 神経内分泌 → メルケル細胞癌 (MCC)
視細胞 (rod/cone) + 内耳有毛細胞 (tip-link MET) + 嗅細胞 (OR-glomerulus map)
rodcone
1.2 億600 万
感度高 (暗所)低 (明所)
色覚なしあり (S/M/L)
局在周辺網膜中心窩
光受容色素rhodopsin (RHO)OPN1SW/MW/LW
① 光子 1 photon → 外節 disk ② Rhodopsin (RHO) 11-cis retinal → all-trans (異性化) ③ トランスデューシン Gαt (1 RHO* で ~100 Gαt 活性化) ④ PDE6 活性化 cGMP → 5'-GMP (分速 1000 分子) ⑤ cGMP ↓ 細胞質 cGMP 濃度低下 ⑥ CNG チャネル閉鎖 → 過分極 → グルタミン酸放出 ↓ 暗中の "dark current" (Na+/Ca²⁺ 流入) が停止 → 双極細胞 → 神経節細胞 (RGC) → 視神経 → LGN → V1 暗中 vs 光中の対比 暗中 (dark, resting state) • [cGMP]i 高 → CNG ch 開 • Na+/Ca²⁺ 流入 = "dark current" • 膜電位 -30 mV (脱分極状態) • 持続的グルタミン酸放出 → 双極を抑制 / 神経節は休止 光中 (light, activated) • PDE6 で cGMP 分解 → CNG ch 閉 • Na+/Ca²⁺ 流入 停止 • 膜電位 -70 mV (過分極) • グルタミン酸放出 減少 → ON 双極脱抑制 / 神経節発火
視細胞光伝達カスケード — 増幅段階 (1 光子 → 10⁶ Na+ 流入停止) と暗中・光中の対比

内耳有毛細胞

  • 頂端にステレオシリア束(高さ順に階段状)
  • 先端リンク (tip-link, PCDH15-CDH23) が機械刺激チャネル (TMC1/2) を開閉
  • 哺乳類の有毛細胞は再生しない(魚・鳥は再生可能)→ 加齢性難聴の不可逆性

嗅細胞

  • 双極ニューロン、嗅小毛 (cilia) に嗅覚受容体 OR(GPCR)
  • ヒトに約 400 種 functional OR、1 細胞 1 受容体
  • 軸索が嗅球の糸球体で OR 種ごとに収束 → “smell-map”

味細胞

Type機能
I (支持)グリア様
II甘/旨/苦 (T1R, T2R)、ATP 分泌で味覚線維シナプス
III酸 (PKD2L1/OTOP1)、5-HT 放出で従来型シナプス

体性感覚

  • 一次感覚ニューロン: 後根神経節 (DRG) の偽単極性
  • 機械受容 (PIEZO2)、痛覚 (TRPV1, Nav1.7)、温度覚 (TRPV1/M8)

皮膚の特殊細胞

  • メラノサイト: 表皮基底層、メラニン分泌
  • ランゲルハンス細胞: 表皮の樹状細胞(APC)
  • メルケル細胞: 触覚受容、神経内分泌マーカー