組織学 · 12.2
泌尿器:尿路
Urinary system — Excretory passages
🧠 腎杯renal calyx 腎杯(renal calyx)renal calyx(腎杯) から尿道の手前まで、尿路のほぼ全体が「移行上皮transitional epithelium, urothelium 移行上皮(transitional epithelium, urothelium)transitional epithelium, urothelium(移行上皮) (尿路上皮urothelium尿路上皮(urothelium)urothelium(尿路上皮))」という1種類の上皮でひとつながりに裏打ちされている、と覚える。 尿路は腎盂・尿管・膀胱と部位によって太さも壁の厚みも大きく変わるが、粘膜上皮mucosal epithelium 粘膜上皮(mucosal epithelium)mucosal epithelium(粘膜上皮) だけは一貫して同じ——「何が変わり、何が変わらないか」を軸に尿路を捉える。
尿路を貫く移行上皮
腎杯renal calyx 腎杯(renal calyx)renal calyx(腎杯) から膀胱、尿道の一部に至るまで、尿路の粘膜は一貫して移行上皮transitional epithelium, urothelium移行上皮(transitional epithelium, urothelium)transitional epithelium, urothelium(移行上皮)(02-1-classification)に裏打ちされる。哺乳類mammal 哺乳類(mammal)mammal(哺乳類) の尿路にのみ存在し、尿の細胞毒性 cytotoxicity 細胞毒性(cytotoxicity) cytotoxicity(細胞毒性) からの保護と伸展性distensibility伸展性(distensibility)distensibility(伸展性)という2つの機能に特化している。
flowchart TD
A["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='renal calyx'>腎杯</span>"]
A --> B["腎盂"]
B --> C["尿管"]
C --> D["膀胱"]
D --> E["尿道:<span class='jp-term jp-term-diagram' title='transitional epithelium, urothelium'>移行上皮</span>は近位部のみ"]
部位による壁の厚みの変化
移行上皮transitional epithelium, urothelium 移行上皮(transitional epithelium, urothelium)transitional epithelium, urothelium(移行上皮) という共通の裏打ちに対し、その下の固有筋層 muscularis propria 固有筋層(muscularis propria) muscularis propria(固有筋層) は下流に向かうほど発達する。
| 部位 | 固有筋層muscularis propria 固有筋層(muscularis propria)muscularis propria(固有筋層) の特徴 |
|---|---|
| 尿管 | 内縦走筋 longitudinal muscle (layer) 縦走筋(longitudinal muscle (layer)) longitudinal muscle (layer)(縦走筋) +外輪走筋の2層(下部尿管ではさらに外側に縦走筋 longitudinal muscle (layer) 縦走筋(longitudinal muscle (layer)) longitudinal muscle (layer)(縦走筋) が加わり3層になる)、蠕動運動peristalsis 蠕動運動(peristalsis)peristalsis(蠕動運動) で尿を膀胱へ送る |
| 膀胱 | 3層の平滑筋束 smooth muscle bundle 平滑筋束(smooth muscle bundle) smooth muscle bundle(平滑筋束) が錯綜する排尿筋detrusor muscle排尿筋(detrusor muscle)detrusor muscle(排尿筋)、内腔側の粘膜は伸展時に大きく変化する |
⭐ 移行上皮transitional epithelium, urothelium 移行上皮(transitional epithelium, urothelium)transitional epithelium, urothelium(移行上皮) の伸展による見え方の変化は02-1-classificationで既出——非伸展時は4〜5層で被蓋細胞 umbrella cell 被蓋細胞(umbrella cell) umbrella cell(被蓋細胞) が大型(時に2核)、伸展時は2〜3層に薄くなり被蓋細胞 umbrella cell 被蓋細胞(umbrella cell) umbrella cell(被蓋細胞) が扁平化 flattening扁平化(flattening) flattening(扁平化)する。膀胱がこの現象を最も顕著に示す部位であり、尿の充満・排出に応じてリアルタイムに上皮の厚みが変化する。
尿道と移行部
尿道は膀胱に近い部分でのみ移行上皮 transitional epithelium, urothelium 移行上皮(transitional epithelium, urothelium) transitional epithelium, urothelium(移行上皮) が続き、下流に向かうにつれ上皮の種類が変化する(女性尿道・男性尿道でその後の変化は異なり、最終的に外尿道口 external urethral meatus 外尿道口(external urethral meatus) external urethral meatus(外尿道口) 付近では重層扁平上皮 stratified squamous epithelium 重層扁平上皮(stratified squamous epithelium) stratified squamous epithelium(重層扁平上皮) に移行する)。
💡 「移行上皮transitional epithelium, urothelium 移行上皮(transitional epithelium, urothelium)transitional epithelium, urothelium(移行上皮) が尿路にしか存在しない」理由は、通常の上皮(重層扁平上皮stratified squamous epithelium 重層扁平上皮(stratified squamous epithelium)stratified squamous epithelium(重層扁平上皮) や単層円柱上皮 simple columnar単層円柱上皮(simple columnar) simple columnar(単層円柱上皮))では尿という高浸透圧 hyperosmolality高浸透圧(hyperosmolality) hyperosmolality(高浸透圧)・pH変動の大きい液体に対するバリア機能 barrier function バリア機能(barrier function) barrier function(バリア機能) や、大きな体積変化への追従が両立できないため——被蓋細胞 umbrella cell 被蓋細胞(umbrella cell) umbrella cell(被蓋細胞) 表面の特殊な非対称ユニット膜 unit membrane ユニット膜(unit membrane) unit membrane(ユニット膜) が尿への透過性を最小限に抑えつつ、細胞形態の可逆的変化により伸展に対応する、という尿路特有の適応。この非対称ユニット膜 unit membrane ユニット膜(unit membrane) unit membrane(ユニット膜) の実体はウロプラキンIa・Ib・II・IIIの4種の膜タンパク質 membrane proteins 膜タンパク質(membrane proteins) membrane proteins(膜タンパク質) が作る二次元結晶(板状構造)で、細胞質内の紡錘形 fusiform 紡錘形(fusiform) fusiform(紡錘形) 小胞も同じ板で覆われており、伸展時にはこの小胞が頂端膜 apical membrane 頂端膜(apical membrane) apical membrane(頂端膜) へ融合して膜面積を増やす1。
⚠️ 「バリアはウロプラキン板が担う」と単独で覚えない。 ウロプラキンIII欠損マウスでは経上皮電気抵抗=細胞間隙を塞ぐ密着結合 tight junction 密着結合(tight junction) tight junction(密着結合) のバリアは正常のまま(正常2,024±122/欠損2,322±114 Ω·cm²)で、上がるのは頂端膜apical membrane 頂端膜(apical membrane)apical membrane(頂端膜) の水透過性だけ(0.91±0.06→1.83±0.14 ×10⁻⁵ cm/s、約2倍)である2。つまり尿路上皮 urothelium 尿路上皮(urothelium) urothelium(尿路上皮) の耐尿性は「細胞と細胞の間を塞ぐ密着結合 tight junction密着結合(tight junction) tight junction(密着結合)」と「細胞の頂端膜 apical membrane 頂端膜(apical membrane) apical membrane(頂端膜) そのものを通しにくくするウロプラキン板」の二重構えであって、どちらか一方では成立しない。
まとめ
- 腎杯renal calyx 腎杯(renal calyx)renal calyx(腎杯) から尿道近位部までの尿路粘膜は一貫して移行上皮 transitional epithelium, urothelium 移行上皮(transitional epithelium, urothelium) transitional epithelium, urothelium(移行上皮) に裏打ちされ、尿への耐性と伸展性 distensibility 伸展性(distensibility) distensibility(伸展性) を担う。
- 尿管は2〜3層の平滑筋で蠕動運動 peristalsis 蠕動運動(peristalsis) peristalsis(蠕動運動) を行い、膀胱は3層の排尿筋 detrusor muscle 排尿筋(detrusor muscle) detrusor muscle(排尿筋) をもつ。
- 移行上皮transitional epithelium, urothelium 移行上皮(transitional epithelium, urothelium)transitional epithelium, urothelium(移行上皮) は非伸展時に4〜5層で被蓋細胞 umbrella cell 被蓋細胞(umbrella cell) umbrella cell(被蓋細胞) が大型、伸展時に2〜3層へ薄くなり被蓋細胞 umbrella cell 被蓋細胞(umbrella cell) umbrella cell(被蓋細胞) が扁平化 flattening 扁平化(flattening) flattening(扁平化) する。
- 移行上皮transitional epithelium, urothelium 移行上皮(transitional epithelium, urothelium)transitional epithelium, urothelium(移行上皮) は哺乳類 mammal 哺乳類(mammal) mammal(哺乳類) の尿路に特有で、他の上皮では両立できない耐尿性と伸展性 distensibility 伸展性(distensibility) distensibility(伸展性) を兼ね備える。
- そのバリアは密着結合 tight junction 密着結合(tight junction) tight junction(密着結合) (細胞間隙)とウロプラキン板(頂端膜apical membrane頂端膜(apical membrane)apical membrane(頂端膜))の二重構えで成立し、伸展時の膜面積は紡錘形 fusiform 紡錘形(fusiform) fusiform(紡錘形) 小胞の頂端膜 apical membrane 頂端膜(apical membrane) apical membrane(頂端膜) への融合でまかなわれる。
出典
- 1.Specific heterodimer formation is a prerequisite for uroplakins to exit from the endoplasmic reticulum(Molecular Biology of the Cell・2002)尿路上皮の被蓋細胞では、頂端膜と細胞質内の紡錘形小胞がウロプラキンIa・Ib・II・IIIの4種の膜タンパク質からなる二次元結晶(板状構造)で覆われており、膀胱の伸展時には紡錘形小胞が頂端膜に融合しうること閲覧 2026-08-24
- 2.Role of membrane proteins in permeability barrier function: uroplakin ablation elevates urothelial permeability(American Journal of Physiology. Renal Physiology・2002)ウロプラキンIII欠損マウスの尿路上皮は経上皮電気抵抗(正常2,024±122、欠損2,322±114 Ω·cm²)が保たれる一方、頂端膜の水透過性が約2倍(0.91±0.06→1.83±0.14 ×10⁻⁵ cm/s)に上昇する。バリア機能は密着結合だけでなく頂端膜の膜タンパク質にも依存する閲覧 2026-08-24