定義:細胞核は特殊な化学物質(核物質 Kernsubstanzen)から構成され、細胞体とは異なる組成を持つ。核と細胞体の境界はある程度明確で、細胞内での核の形状は多様である(Hertwig, O., Zelle)。

核を構成する物質は核形質Karyoplasma(κaρυον=核)と呼ばれ、細胞体を構成する細胞形質 Cytoplasma と対応する。

核の形状は非常に多様である。多くは球形(RK014(2個の球状核小体)、015(1個の球状核小体)、016(分葉状の核)、017(クロマチン糸) )だが、卵円形やレンズ形、乳頭状、膨張形、腎臓形(RK008(1〜3個の中心子を持つ中心球)、009(2個の中心子を持つ)RK010(中心小体)、011(中心小棒) )、分葉状(RK014(2個の球状核小体)、015(1個の球状核小体)、016(分葉状の核)、017(クロマチン糸) )、分枝状、珠数状のものもある。

位置:多くの場合、細胞の中心付近に存在するが、中心から外れていることも多い。また、その位置を変えることができる。

核の大きさは概ね細胞の大きさに比例する。平均して4〜9µである。人体で最大の核は卵細胞(45µ)と脊髄神経節細胞のものである。

Jakobj(Verh. anat. Ges., 1931)は、同一器官内でも細胞核の大きさが異なり、また異なる器官間でも核の大きさが異なることを人体で確認した。多数の核を大きさ別に分類し、その体積を調べると、「ある基本量の整数倍」になっていることが分かった。この基本量は G. Hertwig(1933)によれば、動物種ごとに特異的である。核は有糸分裂をせずに、空間的内容の倍加によって成長する。

平均細胞 Regelzelle(固定・包埋した標本で最も頻繁に観察される細胞)の核の直径と体積は、胸腺リンパ球では4.1µ(36ccµ)、肝細胞では6.75µ(128ccµ)、神経細胞では16µ(2,145ccµ)である。

核の倍加成長は、様々な哺乳動物で Voss(Z. Zellforsch., 7. Bd., 1928)、Clara(Z. mikr.-anat. Forsch., 13. Bd., 1928; 26. Bd., 1931)、Hertwig, G.(Sitzber. naturforsch. Ges. Rostock, 3. Bd., 1932)、Freerksen, E.(Z. Zellforsh., 18. Bd., 1933)によって、また人間の中枢神経系細胞核については Hertwig, G.(Z. mikr.-anat. Forsch., 51. Bd., 1942)によって証明された。

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[図14] 胞状の核を持つ神経細胞。大小2個の球状核小体が観察される。

[図15] 胞状の核を持つ神経細胞。核の中央部に1個の球状核小体が存在する。

[図16] サンショウウオの白血球における分葉状の核

[図17] サンショウウオの精巣における休止核のクロマチン糸(Chromatinfaden)。(W. Flemming)

:多くの場合、1つの細胞は1個の核を持つ。しかし、2核を持つ細胞もかなり頻繁に観察され、例えば桿細胞や脂肪細胞などがある。それに比べると稀だが、卵細胞や神経細胞にも2核を持つものがある。ある種の細胞では多数の核を持つこと、すなわち多核性 Vielkernigkeit が特徴となっている。例えば巨大細胞Riesenzellen(脾臓、骨髄、腫瘍に見られる)がそれである。

核の構造:核は核膜、核材、核小体、および核液から構成される。他の3要素からなる内容物(核形質 Karyoplasma)を膜が取り囲んでいるが、この膜が欠如することもある。このように、核の構造はかなり細胞全体の構造に類似している。

核膜Kernmembran は多くの場合非常に薄いため、その存在を証明することが困難である。また、この膜が完全に欠如していることも多い。しかし、神経細胞などでは、染色していない生細胞でも核膜をはっきりと観察でき、標本作製によってさらに明瞭に示すことができる。

両生類の未成熟卵細胞の核(胚胞 Keimbläsche と呼ばれる)は、解剖用の針を使って取り出し、その膜を破って核の内容を流出させることができる。この膜には多数の小さな孔 Poren らしきものがあるとされる。

核材Kerngerüst はリニン Linin とクロマチン Chromatin(nucleïn)から成り、多様な形態で現れる。これは生細胞内にも存在するが、そこでは観察が困難か、非常に不明瞭である。固定処理によって初めて明瞭となる。最も一般的な核材の形態は蜂巣状または網状の配列である。網の節にはクロマチンの大小様々な集積があり、これは網の節Netzknoten と呼ばれ、核小体とは区別される。他の核ではリニンとクロマチンが1本またはそれ以上の糸状で存在する。しばしば複数の糸が蛇行して絡み合い、核の縁に沿って走っている。また、この糸から多数の側枝が出て、様々な枝が相互に連結した網状構造を形成することもある。

糸の配列を詳細に観察すると、明確な極性の差異 polare Unterschiede が現れることがある。つまり、糸がそれぞれ1本のループを形成し、ループの頂点(湾曲部)が核の一極、すなわち極野Polfeld に向かい、ループの両端はその反対側 Gegenprolseite に向かっている。個々のループ状の糸は、その数が一定しているが、多数の側枝によって相互に結合している。側枝は二次糸 sekundäre Fäden であり、それより太い一次糸 primäre Fäden と区別される(Rabl)。

核小体またはKernkörperchen (Nucleoli)は核内に1個以上存在する。これはタンパク質と微量のリボース核タンパク質から構成され、通常の核染色剤では染色されない。多くは球形で、生細胞でも明瞭に観察できる。核の主成分であるクロマチンとの化学的・生理学的関係は、現在も不明な点が多い。

Saguchiの細胞学的研究(1930, 1934)とBergの研究(Z. mikr.-anat. Forsch., 28. Bd., 1932)によれば、核小体から細胞質へ物質が移行するという。

未成熟卵の胚斑Keimfleckeは、一部で核小体とも呼ばれるが、通常の核染色剤に対する反応が真の核小体とは異なり染色される。真の核小体はこれらの染色剤では染まらない。神経細胞の核小体は特に大きく、未染色の生標本でも容易に観察できる(RK014(2個の球状核小体)、015(1個の球状核小体)、016(分葉状の核)、017(クロマチン糸) )。核液Kernsaftの特殊性については判断が難しい。核膜に孔がなければ、膜の透析作用により核液は特殊な性質を持ち得るが、核膜がない場合や孔のある核膜の場合、核液は細胞質と直接連続するため、両者の液体に本質的な違いはないと考えられる。

生細胞の核内では核小体のみが常に明瞭だが、他の構造は固定標本でのみ可視化される。生標本では、核は光学的に空虚optisch leerに見える。しかし、核の構造がすべて人工産物であるという一部の研究者の主張には十分な根拠がない。この問題についてはWassermann, F.(Z. Anat. Entw., 80. Bd., 1926)およびHertwig, G.(Handb. mikr. Anat., Bd. I., 1929)を参照されたい。

化学的組成:核は主に2つ、最大4つの核タンパク質から構成される。最も重要な2つは、1. クロマチン(Chromatin、別名ヌクレイン Nuclein)と2. パラヌクレイン(Paranucleain、別名ピレニン Pyrenin)である。

これらに加え、3. リニン(Linin)、4. アンフィピレニン(Amphipyrenin)、5. 核液(Kernsaft)が存在する。