腸管上皮は、腸管粘膜層の一部である。 上皮は単層の細胞で構成されています。 粘膜の他の2つの層、固有層と粘膜筋層は、上皮層を支え、連結している。 腸管内腔の内容物を確実に保持するために、上皮層の細胞はタイトジャンクションによって結合され、連続した比較的不透過性の膜を形成している。
上皮細胞は、細胞分裂、成熟、移動の過程を経て、4～5日ごとに絶えず更新される。 更新は、腸腺のクリプト（基底の結合組織への上皮の侵入部）に存在する増殖性細胞（幹細胞）に依存している。 新しい細胞は基底部で形成された後、上方に移動してクリプトの外に出て、その間に成熟する。 最終的には、アポトーシスを起こし、腸管内腔に排出される。
小腸の粘膜層は、栄養の吸収をよくするために、表面積を大きくするような工夫がされているのです。 単純な円筒形の管の 600 倍もの吸収面の拡大は、3 つの解剖学的特徴によって実現されています。
- 円形のひだは横方向のひだで、内腔内容物の通過を遅らせ、総表面積を 3 倍拡大する役割を果たします。
- Villi と腸管腺は粘膜表面積を 10 倍にする役割を果たします。 (腸絨毛）
- 腸細胞の頂部表面を覆う微絨毛は、吸収表面を20倍に拡大する。
上皮細胞の頂部表面の刷子縁は、膜糖タンパク質や糖脂質にオリゴ糖が結合した糖鎖で覆われている。
細胞の種類
陰窩の底部に存在する幹細胞によって、7種類の細胞が作られます。 各タイプは、陰窩を上下に移動しながら、その特異的な分化プログラムに従って成熟する。 異なる上皮細胞型への分化に必要な多くの遺伝子が同定され、特徴づけられている（この表参照）。 生成される細胞タイプは、腸管細胞、ゴブレット細胞、腸内分泌細胞、パネス細胞、小葉細胞、カップ細胞、タフト細胞である。
- 腸管細胞は最も数が多く、主に栄養吸収のために機能する。 腸細胞は内腔外面に多くの異化酵素を発現し、分子を細胞への取り込みに適した大きさに分解する。
- ゴブレット細胞は、内腔内容物から上皮を保護する粘液層を分泌する。
- 腸内分泌細胞は、セクレチン、パンクレオザイミン、腸グルカゴンなど様々な消化器系ホルモンを分泌する。 感覚性腸管上皮細胞の一部は神経とシナプスしており、ニューロポッド細胞として知られている。
- パネス細胞は、ヒトβ-デフェンシンなどの抗菌ペプチドを産生する。
- ミクロフォールド細胞（一般にM細胞と呼ばれる）は内腔から抗原を採取し、粘膜に付随するリンパ組織（MALT）に送り込む。 小腸では、M細胞はパイエル板と関連している。
- カップ細胞は異なる細胞タイプであるが、機能は不明である。
Throughout the digestive tract, the distribution of the different types of epithelial cells varies according to the function of that region.
Structural components of cellular junctionsEdit
Important for the barrier function of intestinal epithelium, its cells are joined securely together by four types of junctions (cell junctions), which can be identified at the ultrastructural level:
- Gap junctions
- Desmosomes
- Adherens junctions
- Tight junctions
Gap junctionsEdit
Gap junctions bring the adjacent cells within 2 nanometers of each other. They are formed by several homologous proteins encoded by the connexin gene family coming together to form a multiprotein complex. The molecular structure of this complex is in the form of a hexamer. この複合体は、結合した2つの細胞の細胞壁に埋め込まれ、6つのタンパク質の真ん中に隙間またはチャネルを形成している。
デスモソーム
カドヘリンファミリーの膜貫通型接着タンパク質からなるこれらの複合体は、細胞骨格を通して隣接する細胞を結びつけています。
Adherens junctions
アドヘレンス接合は、接着斑とも呼ばれ、カテニンおよびカドヘリンファミリーのタンパク質によって形成された多タンパク質複合体である。 それらは細胞間の接触点である膜に位置している。 細胞内アダプタータンパク質、膜貫通タンパク質、細胞のアクチン細胞骨格の相互作用によって形成される。
タイトジャンクション
タイトジャンクションは、ゾヌラオクルーデンスとも呼ばれ、腸管上皮のバリア機能にとって最も重要な構成要素である。
隣接する細胞の膜貫通タンパク質の細胞外ドメインが交差して結合し、密閉状態を形成しています。 このような相互作用には、同じ膜にあるタンパク質間（「シス」）と、隣接する細胞にあるタンパク質間（「トランス」）のものがある。
接着結合と同様に、タイトジャンクションの細胞内ドメインは、異なる足場タンパク質、アダプタータンパク質、シグナル伝達複合体と相互作用し、細胞骨格の連結、細胞極性、細胞シグナル伝達、小胞輸送を制御しています。
タイトジャンクションは、上皮層で隣接する細胞間に狭いが変更可能なシールを提供し、それによって溶質の選択的な細胞外輸送を実現します。 以前は静的な構造だと考えられていましたが、タイトジャンクションは動的であり、細胞間の開口部の大きさを変えることができ、それによって発生、生理、病態の異なる状態に適応できることが分かっています。 タイトジャンクションは、上皮層の頂膜と底膜の間の選択的な半透過性の細胞外バリアとして機能する。 また、小イオンや水溶性溶質の細胞間隙の通過を容易にする一方で、内腔の抗原、微生物およびその毒素の通過を防ぐ機能を持つ。