( 東 女 医 大 誌 第54巻 第 問 ) 頁 1253-1256昭和59年12月
〔 原 著 〕
組織単位の形態について
第 4報
ラット肺毛細血管の走査電子顕微鏡による観察
東 京 女 子 医 科 大 学 第2病理学教室 カ ジ タ ァキラ サ ト ウ ア キ ト シ ロ タ ケ イ ジ ロ ウ教 授 梶 田
昭 ・ 佐 藤 昭 人 ・ 城 田 恵 次 郎
( 受 付 昭 和59年8月20日〉 On the Shape of the Tissue Unit4. The Geometrical Structure of the Lung Capillary of Rat -Scanning electron microscope studyー
Akira KAJIT A
，
Akito SATO and Keijiro SHIROT A Department of Pathology (Director: Prof. Akira KAJIT A)Tokyo Women's Medical College
The authors examined the geometrical structure of lung capillaries of the rats utilizing corrosion casting SEM (scanning electron microscope) observation after the method described by Hijiya and Okada (1978). In the capillary meshwork of the alveolar wall， pentagonal ring was observed to be prevalent， the result being coincident with that of Hijiya and Okada. In spite of that three capillary segments usually join at a point， three-dimensional arrangement of meshwork， was seemed to be responsible for prevailing number of sides of capillary polygons to be five， instead of six. はじめに 一般に生物組織の単位(以後，セルと呼ぶ〉の 集合を組織切片で観察すると，
3
稜がl
点に合す るとし、う形をとる. 3次元の言葉に直せば 3面 が1
稜に合するのである.この事実だけからでは， 組織構築の原理，とくにpackingの様式について の情報としては不十分であるが， (1)4本の稜が 1点に出合う， (2)多面体と見立てたセルの 1面 当りの辺数が5に近い値をとる.この 2つの条件 のどちらかが充たされれば， このセルの集合は最 小界面(または最小エネルギー〉の状態にあたる とみなされる九上の2
つの条件は等価である.辺 数が5に近いと述べたが，理論値は5.1043であり， も っ と も 近 似 し た 多 面 体 はKelvinまたはWil -liamsの14面体で，この平均辺数は51んである.(1) または(2)の条件は，組織の立体的な構造にかか わっており2
次元切片の観察では証明が不可能 である. 著者らは， Hijiyaおよび Okada2 )が，肺毛細血 管の鋳型標本を電顕的に観察し，毛細血管輸には 5角形をなすものが多いと報告していることに関 心をもち，これを追試した.結果はHijiyaらの報 告を追認するだけに終ったが，ここに方法と成績 の大要を述べておきたい. 研究方法 Hijiyaらの方法を参考にし，以下の実験を行 なった. ラットの腹腔内に10mgのケタラールを注入麻 酔し，その後開胸・開腹を行ない，右心房付近の 下大静脈を切開して，カニューレを装着した.そ こから36"Cのへパリン添加生理食塩水50mlを約 30-50mmHgの圧をかけて濯流させ，血液を洗い 1253ー2 流した後， 0.lMりん酸緩衝・ 2 %グルタールアル デヒド固定液で濯流固定を行なった.次にメル コックス CL-2Bを8ml注入し，室温で3時間静置 した後，肺を取り出し，周閤の組織を溶解するた めに30%のNaOH水溶液中に 1週間浸潰した. なお，この間，毎日 NaOH水溶液の交換を行なっ た.次にそれを流水で静かに洗い，室温下に約
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週間静置し，乾燥さぜて肺の毛細血管の鋳型標本 を作製した.その一部を取り， これにイオンコー ター CEiko，IB-3)で金コーティングしたのち走査 型電子顕微鏡(日立， HHS-2R)で観察を行った. 使用したラットはウィスター系の雌ラットで， 実験を繰返す中で週齢，体重は必ずしも一定しな かった.上に述べたケタラール，メルコックス注 入量は，生後6週，体重 130gのラットについての ものである. 結果および考察 数例のラットについて，上述の方法で肺毛細血 管の鋳型標本を作り，なるべく多くの箇所で観察， 撮影を行なった.代表的な像を写真1-4に示す. 始めの予定としては，毛細血管輪から出る分校数 によって， この位相的な多角形の辺数を求め，辺 数の分布を知ることにあった. しかし視野の選択 が，技術的な理由から主に前後，左右方向に限ら れ，斜方向からの観察が困難であったため，分校 の状態を正しく知ることが困難な場合が多かっ た 比較的まぎれの少ない多角形形態を示した22カ 所で9分枝の数によって辺数を数えてみると5
角形がもっとも多く，ついで4，6角形がほぼ同 数であった. 肺とし、う器官では，気管支および血管(肺動脈〉 がそれぞれ分岐を重ね， Weibelら3)によると，気 管支はおよそ23次で肺胞に達し，動脈はやく 28次 で毛細血管に達する.動脈はほんらい気道に随伴 する構造であるが，肺胞からさらに数次の分岐を 経て，肺胞壁の毛細血管網を構成することになる. この毛細血管網は，円筒状のセグメントからなる 網目構造をなし，従来6角形のモテ、ルで、表わされ ているものである.今回の観察でも 1点に集ま るセグメントは原則として 3本であり，このよう な場合 2次元であれば理論的にも多角形の平均 辺数は6のはずであるべしかし肺胞の隔壁面が， 3面がl稜に合するとし、う構成をとり CWeibeI)， これに伴って毛細血管網も単なる2次元上の配列 で は な く な る へ そ の 場 合 の 毛 細 血 管 網 の 立 体 構 成 は 複 雑 で あ る と 予 想 さ れ る が ， 単 純 な6角 輪 hexagonal meshworkの モ デ ル は 成 立 し な く な ると思われる. ま と め 著 者 ら は ラ ッ ト の 肺 毛 細 血 管 の 鋳 型 標 本 を 作 り，末梢血管輪の構造を走査電子顕微鏡によって 観察した.方法はまったく Hijiyaらの記載に負っ ており，血管輪が5角形をなすものが多いという 結果も Hijiyaらのそれと同一であった.このこと は，生体内のいわゆる pentagonalprevalenceC 5 角形の優位性〉を示すーっの事実とも考えられる. 肺の毛細血管は，肺胞壁を被覆する網状構造で， 多面体構成に還元することは困難で、あるが，生体 内セノレの辺が末梢流床のモデ、ルとして採用されて いる6)ことを考え合わせると，この結果は意義深 いものと考えられる.辺数分布まで出すことが当 初のねらいであったが，技術的な囲難があり，今 回は定性的な結論にとどまった. 電 子 顕 微 鏡 研 究 室 北 重 夫 室 長 に は 一 方 な ら ぬ 御援助を頂いた.厚く謝意を表したい. 1254-文 献 1)梶田 昭 . 組 織 単 位 の 形 態 に つ い て 第2報 空 間 充填の幾何学的条件.東女医大誌 51 231(1981)2) Hijiya， K. and Y. Okada: Scanning electron microscope study of the cast of the pulmonary capillary vessels in rats. J Electron乱1icrosc27
49(1978)
3) Weibel， E.R. and D.M. Gomez: Architecture of the human lung. Science 137 577(1962) 4) Graustein， W.C.: On the average number of
sides of polygons of a net. Ann Math 32 149(1931)
5) Weibel， E.R.: Morphometry of the human lung. Spring巴r，Berlin-Gottingen-Heidelb巴rg (1963) 74-77
6) Suwa
，
N.: Supracellular structural principl巴 of multicellular organisms. Acta Pathol Jpn 32 CSuppl.1)47(1982)3
梶 田
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他 論 文 付 図
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写真 ラット肺毛細血管の走査電顕像 (1)
写真2 写真1の強拡大像.中央の毛細血管輸は5本の枝をもっと思われる. 一1255
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梶 田
・他
論 文 付 図
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写真3 ラット肺毛細血管の走査電顕像 (2)
写真4 写真3の強拡大像.中央の毛細血管輸は5本 (または6本〉の枝をもっ.
