神経生理学ー5� 末梢神経� �┌体性神経系 somatic nervous system� �│�遠心性−運動神経�求心性−感覚神経� �└自律神経系 autonomic nervous system� ��狭義は遠心性神経のみ� 「自律神経」の学習のポイント � �☆自律神経とは� �☆解剖� �☆交感神経と副交感神経� �☆支配様式、機能 � �☆伝達物質と受容体� �☆自律神経反射 � 自律機能---生体にとって基本的な植物性機能� ��循環・呼吸・消化・代謝・体温維持・排泄� 生体の調節系� �内分泌系による調節� ��---緩徐で、長期にわたる調節� �自律神経系による調節� ��---極めて速やかな調節� ��自律神経は径が細く（3µ以下）、� ��伝導速度は遅いが、内分泌に比べると速い。� 自律神経系=植物神経系� �生体のhomeostasis（恒常性）の維持を司る神経系� �平滑筋（内臓や血管）、心筋および腺を支配� �反射性調節であり、随意的制御を受けない。� 1! 生体の恒常性：ホメオスタシスを! ��保持、調節すること! ��支配� ��支配� ？� 2! ��交感神経� ��副交感神経� ☆交感神経 sympathetic nervous system� 副交感神経 parasympathetic nervous system •  多くの臓器は、交感神経と副交感神経の二重支配� �� 例外：�汗腺、立毛筋、血管、副腎� •  多くの臓器は、拮抗支配---ブレーキとアクセル� � 例外：�唾液腺� •  緊張 tonus：常に一定のインパルス発射� �概日リズム、個人差� • 解剖学的相違点� �細胞体 ?� �神経幹?� �神経節 ?� �節前線維と節後線維 ?� • 生理学的相違点� �神経伝達物質 ?� �機能 ?� 3! ��交感神経� ��副交感神経� ☆交感神経 sympathetic nervous system� 副交感神経 parasympathetic nervous system •  多くの臓器は、交感神経と副交感神経の二重支配� 二重支配の例外?� • 解剖学的相違点� �細胞体 ? 細胞体� 交感神経� 副交感神経� 胸髄、腰髄! T1〜L2（L3)! の側角! 中脳、延髄、仙髄! (第III,VII, IX, X脳神経）、 S2〜S4� 4! ��交感神経� ��副交感神経� ☆交感神経 sympathetic nervous system� 副交感神経 parasympathetic nervous system • 解剖学的相違点� �神経幹 ?�神経節 ? 交感神経神経幹交感神経幹副交感神経交感神経幹のような構造はない神経節効果器から遠い支配器官の近傍、あるいは内部（器官内神経節）節前線維短い、有髄長い、有髄節後線維長い、無髄短い、無髄 • 例外---副腎� �交感神経節＝副腎�（節後線維はない。）� �副腎の機能≒交感神経の機能� 5! ☆自律神経の解剖� 灰白交通枝��gray rami communicant� 白交通枝� white lami communicantes ! 交感神経系� 節前線維：細胞体はT1-L2 ( L3)の側角→前根→白交通枝から交感神経節へ（B線維、有髄）� （腹腔神経節、上・下頚神経節，星状神経節、上・下腸間膜神経節）（交感神経幹） � �節後線維：灰白交通枝（C線維、無髄）� 副交感神経系� �節前線維：細胞体は中脳、延髄、仙髄（第III、VII、IX、X 脳神経、S2-4）� ��副交感神経節は支配器官の近傍、あるいは内部（器官内神経節） 6! ☆一次求心性線維（Erlanger and Gasserによる分類)� 太い� Aα線維! Aβ線維! 有髄線維� Aδ線維! B線維! C線維 ---- 無髄線維� 細い� Aα線維：深部感覚! Aβ線維：触覚! Aδ線維：痛覚、温度感覚! B線維：自律神経節前線維! C線維：痛覚、温度感覚、かゆみ! ��：自律神経節後線維� B線維 �� 直径：3μ� ��伝導速度：7m/s� 7! ☆神経伝達物質� 中枢神経系� 節前線維� 交感神経副交感神経節前線維節後線維 Ach NA Ach Ach* ニコチン性� 副腎髄質� ＊例外 �副腎（≒交感神経節）→ NA, A Ach! NA +A �汗腺に分布する交感神経 → Ach→�汗腺� ニコチン性� ニコチン性� Ach! 交感神経節� Ach! 節後線維� 副交感神経節� ムスカリン性� Ach：アセチルコリン NA：ノルアドレナリン A:：アドレナリン� NA Ach! Α,β! 効果器� （汗腺） �� 8! ☆自律神経の機能 • 生理学的相違点�機能 � 交感神経? 効果器洞房結節心房房室結節ヒス側・プルキンエ線維心室心臓副交感神経? 副交感神経心拍動数減少、迷走神経性心停止収縮力減少、（通常）伝導速度増加伝導速度減少伝導速度減少伝導速度減少冠状血管収縮皮膚と粘膜拡張骨格筋拡張脳拡張肺拡張腹部内臓 --- 唾液腺拡張腎臓 --- 交感神経 β1 β1 β1 β1 β1 α1,α2 β2 α1,α2 α1 β2 α1 α1 β2 α1 β2 α1,α2 α1,α2 β1,β2 心拍数増加収縮力と伝導速度増加伝導速度増加伝導速度増加伝導速度増加収縮拡張収縮収縮拡張収縮収縮拡張収縮拡張収縮収縮拡張 9! 効果器体循環静脈気管支筋肺気管支腺鼻咽頭の腺唾液腺胃膵臓運動と緊張括約筋分泌腺島肝臓胆嚢と胆管運動と緊張腸括約筋分泌交感神経-アドレナリン作動性 α1 収縮副交感神経-コリン作動性 --- β2 β2 α1 β2 収縮刺激拡張弛緩収縮拡張 --α1 濃厚で粘稠な分泌物 β2 アミラーゼ分泌 α,β2 抑制（通常） α1 収縮（通常） α2 抑制 α 分泌減少 α2 分泌減少 β2 分泌増加 α1,β2 グリコーゲン分解 β2 弛緩 α,β2 抑制（通常） α1 収縮（通常） α2 抑制分泌多量の希薄な分泌物促進収弛緩（通常）刺激分泌増加分泌増加 --収縮促進収弛緩（通常）刺激 10! 効果器脂肪細胞糸球体近接細胞尿管運動と緊張膀胱壁筋膀胱内膀胱括約筋子宮男性性器脾臓の被膜副腎髄質松果体立毛筋汗腺皮膚眼涙腺交感神経-アドレナリン作動性 β1,β2 脂肪分解 β1 レニン分泌増加 α1 増加（通常） β2 弛緩（通常） α1 収縮 α1,β2 不定 α1 射精 α1 収縮 β1 弛緩副交感神経-コリン作動性増加（？）収縮弛緩不定勃起 --- 交感神経節前線維が支配、ニコチン(N)受容体（アドレナリンとノルアドレナリンの分泌）メラトニンの合成と分泌増 --β 加 α1 収縮 --発汗（コリン作動性）血管 α 収縮毛様体筋散瞳筋縮瞳筋眼瞼筋洞房結節 β1 α1 （遠所視時弛緩）収縮-散瞳 α 収縮分泌近所視時収縮収縮-縮瞳分泌 11! ☆交感神経興奮時� 眼：� 瞳孔散大 � ☆副交感神経興奮時� だ液：� 少量、粘稠� 気管支：� 狭窄� 分泌↑� CNS：� 衝動� 注意 � 気管支：� 弛緩� 分泌↑� 心臓� 心拍数↑� 収縮力↑� 血圧↑� 脂肪組織：� トリグリセリド分解� 脂肪遊離� ��肝臓：� グリコーゲン分解� ブドウ糖遊離� 胃腸：� 分泌↓� 蠕動↓� 括約筋トーヌス↑� 胃腸：� 分泌↑� 蠕動↑� 括約筋トーヌス↓� 眼� 近調節� 瞳孔縮小 � だ液：� 多量、希薄� 心臓� 心拍数↓� 血圧↓� 膀胱：� 括約筋トーヌス↓� 筋トーヌス↑� 膀胱：� 括約筋トーヌス↑� 筋トーヌス↓� 骨格筋：� 血液供給↑� グリコゲン分解� 12! 交感神経も、! 副交感神経も、! 持続的に活動している！� 朝・昼間� 夕方・夜! エネルギー消費! 活動を高める� エネルギー蓄積! 休息と回復� 13! ☆アセチルコリン� 中枢神経系� 節前線維� 交感神経副交感神経節前線維節後線維 Ach NA Ach Ach* ニコチン性� 副腎髄質� ＊例外 Ach! NA +A �副腎（＝交感神経節 ��→ NA, A） �汗腺→ Ach�� ニコチン性� ニコチン性� Ach! 交感神経節� Ach! 節後線維� 副交感神経節� ムスカリン性� Ach: アセチルコリン NA: ノルアドレナリン A: アドレナリン� NA Ach! Α,β! 効果器� 14! アセチルコリンの発見� �レーヴィOtto Loewiは1921年に、「迷走神経による心臓の鼓動の調節は、何らかの液性情報による」というアイデアを実証する実験を、眠っている間に思いつき、メモに残した。そして、目が覚めてから、メモをもとに、それを実証する実験を行った。!   カエルの心臓を取り出してリンガー液に浸し、迷走神経を電気刺激すると、心臓の鼓動は遅くなる。!   このとき浸してあるリンガー液を、別の容器に導くと、その容器のリンガー液に浸された別のカエルの心臓の鼓動も遅くなる。!   これは明らかにリンガー液に中に何かの物質が溶け出して、それがもう一つの心臓に働いて鼓動を遅くさせていることを示している。! � Loewiはこの物質に迷走神経物質（Vagusschtuff）と名付け、後にSir Henry Daleがアセチルコリンであることを示した。このようにして、アセチルコリンが最初の神経伝達物質として確定したのである。! � Loewi とDaleは1936年、ノーベル生理学・医学賞を受賞した。! http://www.tmd.ac.jp/artsci/biol/textlife/fast&slow.htm! 15! ☆アセチルコリン� サリン! （メチルホスホノフルオリド酸イソプロピル）! �サリンはアセチルコリン! エステラーゼと結合する。� 16! ☆アセチルコリン受容体� アセチルコリン受容体のサブタイプ� ニコチン受容体� ムスカリン受容体� 17! Acetylcholine! アセチルコリン� タバコ� ニコチン� テングタケ� ムスカリン� http://www.tmd.ac.jp/artsci/biol/textlife/fast&slow.htm! 18! 19! ☆アセチルコリン受容体ーニコチン受容体� 受容体 NN NM agonist antagonist 自律神経節ニコチンジメチルフェニルビベルジニウム存在部位ヘキサメソニウム副腎髄質神経筋接合部作用節後細胞脱分極 N aチャネル (fast EPS P発生) カテコラミン分泌促進 N aチャネル筋収縮 NN：神経(N)タイプのニコチン(N)受容体! NM：筋肉(M)タイプのニコチン(N)受容体� ☆アセチルコリン受容体ームスカリン受容体� 受容体 M1 agonist antagonist 存在部位セカンドメッセンジャー作用ムスカリンアトロピン自律神経節 IP3, DAG オキソレトビレンゼピン節後細胞脱分極 (slow EPS P発生) レモリン M2 ムスカリンアトロピン心臓 cAMP 産制阻害 (Gi) 心拍数、伝導速度、 AF-DX115 K チャネル活性化心房収縮力低下 M3 ムスカリンアトロピン平滑筋 hexahydrosiladifenidol 分泌腺 PLC 活性化 (Gq) 収縮分泌促進 20! ☆交感神経節� 21! ☆ノルアドレナリン� Noradrenaline =Norepinephrine! モノアミン系神経伝達物質：ノルアドレナリン、アドレナリン、ドーパミン、セロトニンなど ! MAO: モノアミン酸化酵素! COMT: カテコール-o-メチル基転移酵素� 22! ☆カテコラミン受容体� 受容体 agonist antagonist 存在部位作用 A≧NA>ISP プラゾシン血管平滑筋収縮フェニレフリンフェノキシベンザミン腸平滑筋弛緩フェントラミン膀胱括約筋収縮肝臓グリコーゲン分解 NA 作動性神経終末 NA 放出抑制 α1 α2 β1 β2 A≧NA>ISP ヨヒンビンクロニジンフェノキシベンザミン血管平滑筋弛緩フェントラミン膵臓β細胞インスリン分泌抑制 ISP>A=NA メトルプロロール心臓心拍数、心収縮力、伝導速度増加ドブタミンプロプラノロール腎臓レニン分泌抑制脂肪細胞脂肪分解促進 ISP>A>NA プロキサミン血管、気管支、胃腸、弛緩テルプタミンプロプラノロール尿路、子宮平滑筋肝臓グリコーゲン分解 23! ☆α1受容体� ---PLC関連� α1受容体が活性化されると、Gqを介してphospholipaseC（PLC）を活性化� �→PLCは、フォスファチジールイノシトールを加水分解し、DAGとIP3を産生� ��→DAGはPKCを活性化。� ��→IP3は小胞体からCa++を遊離させ、Ca++-dependent protein kinaseを活性化 � 24! ☆α2およびβ受容体� ---AC関連� • α2受容体が活性化されると、Giを介してACを抑制� • β 1およびβ 2受容体刺激は、Gsを介してACを活性化� �→ACにより産生されたcAMPは、protein kinase A (PKA)を活性化 � 25! ☆心臓� 副交感神経交感神経 =迷走神経 M2 受容体 β1 受容体心拍動数減少心拍数増加収縮力減少収縮力増加伝導速度減少伝導速度増加迷走神経性心停止 26! 延髄 ☆心臓� 節状神経節! ! （下神経節）� 昇圧反応! �延髄網様体の外側部! 迷走神経� �胸髄側角! �心臓交感神経! �（血管運動神経）! 降圧反応! �疑核（心臓の節前副交感神経）! �迷走神経心臓枝� 副交感神経弧束核� 交感神経 =迷走神経 M2 受容体 β1 受容体心拍動数減少心拍数増加収縮力減少収縮力増加伝導速度減少伝導速度増加迷走神経性心停止疑核 ! 27! Gタンパクが直接! K+チャネルを開放� 28! ☆消化� 交感神経副交感神経マイスネル神経叢� -アドレナリン作動性 -コリン作動性運動と緊張分泌括約筋 α,β2 α2 α1 抑制＝弛緩抑制促進＝収縮促進＝収縮 M3 促進 M3 抑制＝弛緩？？？� 腸平滑筋� アウエルバッハ神経叢� 過分極� 脱分極→スパイク発射増加� 29! ☆消化に対する神経支配� •  交感神経：消化に対して(抑制)� •  副交感神経(=迷走神経)：消化に対して(興奮)� •  例外あり� • 内在神経叢があるので、自律神経系支配がなくても、�消化管の運動および分泌は起こる。� �アウエルバッハ神経叢---主に運動を支配� �マイスネル神経叢---主に分泌を支配� �(消化管は、漿膜、筋層、粘膜で構成される。) � 30! ☆消化� 交感神経副交感神経 -アドレナリン作動性 -コリン作動性運動と緊張分泌括約筋 α,β2 α2 α1 抑制＝弛緩抑制促進＝収縮促進＝収縮 M3 促進 M3 抑制＝弛緩消化として考えると促進的！� 31! ☆胃酸の分泌� Gタンパク共役型受容体� SOM!PGE2! EGF! transducer� effector� second! 作用分子� messenger� Gs! AC� cAMP↑� PKA↑� Gi� AC� cAMP↓� PKA↓� Gq� PLC� IP3↑! DAG↑� CAMK↑� PKC↑� ☆ムスカリン受容体� transducer� 作用� M1! 自律神経節� Gq� 節後細胞脱分極� M2� 心臓� Gi� 心拍数、収縮力↓� M3� 平滑筋! 分泌線� Gq� 収縮! 分泌促進� 32! 不随意筋� ☆蓄尿と排尿膀胱壁筋蓄尿時排尿時随意筋� 内尿道括約筋外尿道括約筋 (内膀胱括約筋) (外膀胱括約筋) 骨盤神経感覚神経 S2-S4 （→脳）蓄尿時下腹神経弛緩収縮収縮弛緩交感神経 T12-L12 排尿の第一段階骨盤神経副交感神経 S2-S4 排尿の第二段階陰部神経収縮／弛緩運動神経 S2-S4 33! 瞳孔はカメラにある絞りの役割をして、光量を調節を調節する。� 明るい時や副交感神経緊張時に、瞳孔括約筋が働き、縮瞳する。� 暗い時や交感神経緊張時に、瞳孔散大筋が働き、散瞳する。� 瞳孔散大筋� 明るい時� 暗い時� 副交感神経支配� ��↓� 瞳孔括約筋が強く働く� →縮瞳� 交感神経支配� ��↓� 瞳孔散大筋が強く働く� →散瞳� 瞳孔括約筋� 34! ☆瞳孔反射� 交感神経-アドレナリン作動性 α1 散瞳筋収縮＝散瞳副交感神経-コリン作動性 ? 縮瞳筋収縮＝縮瞳 ? 35! ☆自律神経障害� 先天性HORNER症候群� �−瞳孔交感神経障害� ��瞳孔不同（右＞左）� 左胸部脊髄神経(T2,3)腫瘍� �−左側の発汗消失� （温熱性発汗試験 Minor法）� ☆交感神経節ブロック� 星状神経節ブロック� 胸部交感神経節ブロック�など� 36! ☆急性痛と慢性痛急性痛慢性痛  侵害受容性疼痛  病態生理学的な痛み  生理学的な痛み  病気や怪我などで正常な治療期間を越えた後も続く、  痛みは、病状の一つであり、生体警告系の役割を果たす。難治性の疼痛。  痛みそのものが疾患であり、生体警告系の役割を果た  痛み刺激の解除や損傷の治療とともに、痛みは解除される。すものではない。  中枢神経系に生じた可塑的変化や心理学的機序による歪みが生じた神経系の異常。範囲  局所的ではっきりしている  広範囲ではっきりしない。性状  鋭い痛み、疼く痛み  焼けるような感じ  キリキリ  ジリジリ  ズキズキ  ピリピリ症状交感神経系の活動が優位となる。急性痛とは症状が異なる。  心拍動数増加  睡眠障害  一回心拍出量増加  神経過敏  血圧上昇  食欲不振  瞳孔散大  便秘  手掌の発汗  いらいら  過換気  疼痛への耐性の低下  多動  運動減退  痛みが激しいと、脂汗を浮かべて七転八倒する。  社会生活からの逸脱  疼痛原因からの逃避行動  疼痛行動  不安  抑うつ 37! ☆交感神経節ブロック� 頸部にある交感神経節� �上頸神経節� �中頸神経節� �下頸神経節� 星状神経節� �第一胸神経節� （頸胸神経節）� �---第7頚椎横突起前面� 星状神経節ブロック(SGB)� �局所麻酔薬注入� �レーザー療法� 一時期、種々の病態に使われていたが、・・・・� （めまい、肩こり、片頭痛、非定型顔面痛、帯状疱疹後神経痛、顔面神経麻痺、突発性難聴、緊張型頭痛、アレルギー性鼻炎、喘息、不定愁訴、閉塞性動脈硬化症、、反射性交感神経性異栄養症、幻肢痛、断端痛、バージャー病）� 38! 精神的ストレス! �・不安! �・恐怖! �・怒り! 身体的ストレス! �・出血! �・外傷! �・低血糖! �・疼痛! �・寒冷� 39! 正常時� 過度のストレスの持続� 40!