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★分子栄養学(三石理論):体液循環のシステム

体液と内部環境
 60兆個といわれる人体の細胞を養うために血液とリンパ液が休みなく循環しています。
細胞の生きている環境は、生理学の父といわれるクロード・ベルナールが提唱した内部環境であり、細胞膜の外にある水分(細胞外液)を指しています。
 細胞の内部も水(細胞内液)で満たされており、細胞外液とあわせて“体液”とよんでいます。

 細胞外液は、細胞と細胞の間隙にある水(間質液)と、血管・リンパ管内の水分(血漿・リンパ液)とに分類され、血漿・リンパ液・間質液の間を移動しています。毛細血管の動脈側で血漿は間質液へ移行し、同じく静脈側およびリンパ管に回収されてゆきます。
 心臓と組織・器官の間に、血管系(動脈・静脈)とリンパ管系をつないだ循環路が形成されており、内部環境の恒常性を維持しています。
 血液は心臓から動脈へ拍出され、毛細血管・静脈を経て心臓へもどります。この循環路は閉鎖された血管内を流れているので“閉鎖血管系”といわれ、脊椎動 物以前の動物では“開放血管系”です。開放血管系では動脈から流出する血液は直接組織へゆき静脈へもどるので、毛細血管網やリンパ管がありません。
 毛細血管網での物質交換の効率を助けて、閉鎖循環系を維持するしくみとしてリンパ管系が発達したと考えられています。末梢で血管から漏れ出したタンパク質や細胞や間質液を吸収して血管系へもどす役をしているのです。
 上図中の記号(A~F)は、日常にみられる血管系・リンパ管系の病気を示しています。
 (A)では動脈硬化、(B)は本態性高血圧、(C)は冷え・レイノー病、(D)では浮腫、(E)は静脈瘤、(F)においては、感染や腫瘍に関係する腫脹(はれ)があります。
 リンパ管は、とくに免疫応答に重要な役割をもっていることがわかってきました。

動脈のつくりと血圧
 血管壁は内膜・中膜・外膜の3層構造で、内膜はひと並びの内皮細胞でおおわれています(図)。

 心筋の収縮により拍出される血液が動脈へ流れます。このときの血液を送り出す圧力が収縮期血圧(最高血圧)です。
 血液を拍出した心筋は拡大して静脈血を吸いこみます。このときの血圧が拡張期血圧(最低血圧)です。
 血管壁中膜には弾性繊維エラスチンと平滑筋細胞があり、太い動脈は弾性繊維が豊富で弾力性により血圧を一定の範囲に保ち、末梢まで血液を送るようにはたらいています。
 大動脈より細い中小動脈には収縮性を受けもつ平滑筋細胞が多く、その作用で血流を調節しています。
 大動脈や中動脈のアテローム(粥状隆起)や、細小動脈での血管壁の肥厚による弾力性の低下した病態が動脈硬化で、それにより脳や心臓や腎臓や四肢の血管病発症にすすむケースが少なくありません。
 血流量が低下して、細胞レベルや臓器レベルの低酸素ストレスや酸化ストレスが生じ病態がひきおこされます。

血流とシェアストレス
 血液と接する内皮細胞は、血管拡張物質として知られるNO(一酸化窒素)や、エンドセリンなどの血管収縮物質や平滑筋を弛緩させる物質など、いろいろの生理活性物質を分泌しており、そのバランスで血管機能を維持します。

 最近になり、内皮細胞は血流によるシェアストレス(ずり応力)に敏感に反応して、形態や遺伝子発現を変化させていることがわかってきました。
 血流は中心部ではやく、血管壁に近いほうではおそくなっています。この速度の勾配はずり速度といわれており、これに血液の粘度をかけたものがずり応力すなわちシェアストレスです。
 右の図は、血管の分岐部や湾曲部で生じるずり応力を示しています。
 粥状動脈硬化の病変がとくに血管の分岐部や湾曲部に生じやすいことが臨床上知られていますが、血流が停滞したり再循環したりして渦をおこすと、その部分 の内皮には乱流性のシェアストレスが作用するようになります。乱流が生じると内腔への肥厚や外側への拡張がおこってくるのです。
 ずり応力の刺激で内皮細胞の遺伝子発現が変化すると、慢性炎症に関係の深いタンパク質がつくられたり、血小板が凝集しやすくなったり、血管収縮物質の分泌が増加したりして、血流に影響します。
 血管内腔がせばまったり、粘度が高くなっていると、シェアストレスを介した血管の変化が増すことになります。そして内皮細胞や平滑筋細胞のアポトーシス や血球成分の変化などが生じてくるのです。それが個体レベルでの循環システムの機能調節に重要な役割をもち、血管病の発生にもかかわってきます。

静脈・小静脈
 体内を巡り心臓に血液をもどす静脈内には、酸素の乏しい暗赤色の静脈血が流れています。人体の循環システムには体循環のほかに肺と心臓を結ぶ肺循環があり、肺静脈は酸素の豊富な血液を運んでいます。

 体循環では毛細血管を通過した血液が細い小静脈へ流れこみ、合流しながらだんだん大きい血流になってゆき心臓に到達します。
 血液の体内分布を調べると、その3分の2以上が静脈と小静脈にあり、循環血液の貯蔵庫の役割をしており、必要に応じて別の場所へ移動させます。
 静脈壁のつくりは、動脈にくらべて厚みがありません。外膜・中膜・内膜という3層構造は動脈と同じですが、中膜の平滑筋層が貧弱なので壁がうすいのです(右図)。

 静脈の特徴的な構造は、静脈弁をもつことです。
 小静脈・中静脈に、内膜が折り返って形成されている“弁”があります。静脈弁は血液を心臓へむかって送り、その逆方向の流れを防ぐためのしかけになっています。
 右図のように、静脈をとり囲む筋の収縮によって弁が開き、血液を通します。このとき下方の弁は閉じて血液は逆流できません。筋が弛緩すると下方の弁が開 いて血液が流れこみます。筋の収縮・弛緩を利用したこのはたらきは“筋ポンプ”といわれており、静脈壁の緊張が低下すると効果を発揮できなくなってしまい ます。壁の緊張度が少ないと静脈弁の先端が開いてしまい、閉鎖しなくなります。この状態は静脈弁不全といわれており、血液が逆流することになります。

静脈瘤
 血液の逆流によって静脈壁が押しひろげられる状態が長くつづくと、血管が拡張し蛇行するようになり、静脈瘤を発症します。静脈瘤は直立二足歩行をはじめたヒト特有の病気です。
 静脈内で血流が停滞すると、血液が凝固して血栓をつくることがあります。

リンパ管系の知識


リンパ管のシステム
 心臓から送り出される血液のうち、毛細血管からもれた水分や電解質や少量のタンパク質などが、組織のすき間にたまって組織液になっています。
 組織液を回収する役目のリンパ管は、末梢の各組織から始まり、先端は袋状(盲端という)に閉じて静脈へ接続しています。

 毛細血管では内皮細胞は厚い基底膜にとり囲まれ、さらにとり巻き細胞(周皮細胞)も存在するという構造ですが、毛細リンパ管には内皮細胞のほかに基底膜 も周皮細胞もありません。また内皮細胞同士の結びつきがゆるく、すき間をつくりやすいので、組織液の吸収が効率よくおこります。
 毛細リンパ管網は集合リンパ管へつながっています。集合リンパ管の壁には、静脈と同じようにリンパ液の逆流を防ぐ弁(リンパ管弁)があります。
 集合リンパ管は平滑筋をもち、ゆっくりとしたリズムで収縮・弛緩し、二つの弁の間に一方向のリンパ液の流れを生じさせています。
 隣りあう二つの弁の間は、“リンパ管分節”と名付けられており、自律神経により調節されて収縮をくり返します。
 リンパ管系には、血管系の心筋のようなポンプ装置がありません。リンパ管分節が筋ポンプとしてはたらくのです。
 体温の上昇や体表の刺激(マッサージ)や筋運動は、リンパ管壁の平滑筋の代謝を促進して筋ポンプ作用を助けます。
 リンパの流れがからだを巡って元へもどるのに約12時間かかるとされています。
 リンパ管内皮細胞は、収縮タンパクのアクチンやミオシンをもち、自己収縮能を備えています。また血管拡張作用で知られるNO(一酸化窒素)を合成する酵 素が発見され、毛細リンパ管内皮の分泌するNOが、集合リンパ管平滑筋に作用して、リンパ管の拡張・収縮を調節制御していると考えられるようになりまし た。

リンパ球とリンパ組織
 リンパ管を流れるリンパ液中の細胞は、主として免疫担当細胞のリンパ球です。
 顕微鏡による観察から血液中の細胞(血球)に赤血球と白血球のあることがわかりました。白血球という呼び名は、多数が集まると肉眼的に白色にみえることから生まれたもので、やがて形態や機能から顆粒球・単球・リンパ球に分類されました。
 リンパ球は、胸腺・骨髄・脾臓・へんとう・リンパ節・虫垂などのリンパ組織に多く、リンパ液中細胞のほとんどを占めることからこの名がつけられました。
 リンパ球は血管系とリンパ管系を移動して、複雑な免疫応答の主力としてはたらきます。
 血液中のリンパ球が血管から出て、リンパ組織へ移ってゆく現象は“リンパ球のホーミング”とよばれています。リンパ球は骨髄で生まれますが、胸腺や脾臓やへんとうなどのリンパ組織を移動して多様な機能をもつ免疫担当細胞に育ちます。

リンパ節のつくり
 リンパ管をたどると、ところどころにリンパ節があります。リンパ節はソラマメのような形で、大きさは直径1mmから2.5cmほどとまちまちで、その数も存在する部位によってさまざまですが、ヒトの成人では全体として650個ほどとされています。(右図)

 リンパ節は、リンパの濾過装置といわれています。
 結合組織の膜がその表面をおおっており、その一部は内部へはいって骨組みとなり構造を支えています。
 結合組織成分のコラーゲン線維と、細網細胞という名の細胞が伸ばしている突起のつながりとが網目になったつくりで、細網組織とよばれていて、内部にはリンパ球がはいりこみ埋まっています。
 細網細胞は、リンパ節や脾臓や骨髄などの細網組織に特有の細胞で、骨髄では造血細胞の発生・分化に不可欠の環境をつくり、リンパ節ではリンパ球の増殖・分化の場を提供し、脾臓では血球の破壊や血流量の調節を受けもっています。
 リンパ節には右図のようなリンパの流入と流出路があります。
 皮質の表層にはリンパ球の集まったリンパ小節(リンパ濾胞)があり、その中心部で抗体やリンパ球が産生されています。活発な免疫反応の場であり、増殖したリンパ球はリンパ管網や血管にはいってゆきます。

リンパ節の役割
 リンパ節はリンパの濾過装置といわれるように、リンパ液中の異物や細菌や老朽リンパ球などをとり除きます。マクロファージが貪食し、樹状細胞は抗原の情 報を免疫システムに伝え、炎症などの反応をひきおこすことになります。リンパ節の炎症反応が、俗にグリグリと表現される状態をもたらします。
 ガン細胞も監視の対象であり、リンパ節に流れこみます。ガン細胞がリンパ管を経由してリンパ節にはいるのが“リンパ行性転移”で、ガン細胞がそこにとどまって増殖したり、さらにリンパ管を流れて血液循環にはいったりします。
 炎症にともなってリンパ管の新生がおこり、ガンのリンパ節転移を促進することがわかり、その抑制による治療法が研究されています。

メグビーインフォメーションVol.379「血管系とリンパ管系の知識」より


www.megv.co.jp/web.php メグビーさんちより転載しました。


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