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自律神経系は、自然治癒力にとって必要不可欠なものです。治癒には、情報伝達という機能が欠かせません。その情報伝達の1つの手段として自律神経系が関係します。

自律神経系の特徴は、臓器を支配することにあります。その名の通り、無意識下で自律的に働くことで、内臓の活動を調整します。人間は、自律神経系によって、内臓の状態が適切にコントロールされているため、生命を維持することができます。

つまり、自律神経系は、生命維持には欠かすことのできないものということです。

そこで今回は、自律神経による臓器支配と、それに関係する自律神経反射について解説します。

自律神経系の特徴

末梢神経系は、「体性神経系」と「自律神経系」の2つに大別されます。体性神経とは、運動や間隔を司る神経を言います。一方、自律神経は呼吸や循環、消化、生殖など、生命維持に必要な身体機能を司っています。

自律神経系は、興奮時に働く「交感神経系」と、リラックス時に働く「副交感神経系」の2つに分類されます。

どちらの神経も、中枢神経から出た後は、脳神経や脊髄神経と合流し、末梢の効果器に達します。また、その間に必ず「自律神経節」にてシナプス接続を行います。そして、中枢から神経節に向かうものを節前線維、神経節から効果器に伸びるものを節後線維といいます。

また自律神経系には以下のような特徴があります。

自律性

自律神経は、意志から独立して機能を果たすという性質があります。この性質を「自律性」といいます。自律神経の活動は、脳の影響下にありますが、基本的には、自律性に基づいて活動しています。

また、自律神経の支配を受けている内臓は、神経支配を受けていなくても自発的に動くものが多いです。臓器のこのような性質は「自動性」といいます。

つまり、自律神経は、自動的に活動している臓器の機能を自律的に調整しているということです。

二重支配

自律神経に支配される臓器のほとんどは、交感神経と副交感神経の両方から影響を受けます。しかし、汗腺や立毛筋、血管、心室筋、副腎髄質など、交感神経のみに支配されている臓器もあります。

そのため、すべてとは言えませんが、多くの臓器は、二重に神経支配を受けていると言えます。

拮抗的支配

効果器に対する、交感神経と副交感神経の影響は、相反するものである場合が多いです。例えば、心臓において、交感神経は機能を高めるように働き、副交感神経は、抑えるように作用します。

しかし、唾液分泌は、それぞれの成分は異なりますが、交感神経でも副交感神経でも、自律神経が活発に働くことで促されます。

緊張性支配

自律神経は、基本的に活動し続けています。そのため、調整は、その発射頻度を変えることで行われます。このように持続的に活動し、発射するインパルスの頻度を変化させることで、臓器の機能を調整する、神経の支配様式を、緊張性支配といいます。

相反的支配

通常、自律神経の活動は、交感神経の働きが強まれば、副交感神経は弱くなるとうように、相反的なものになります。

自然治癒力に深く関わる自律神経には、以上のような特徴があります。

自律神経の臓器支配

自律神経は、大きく「交感神経系」と「副交感神経系」の2つに分けられます。この2つが協調して働くことで、さまざまな臓器の活動を調整しています。

交感神経系

交感神経節の細胞体は、第1~12胸髄、第1~3腰髄の側角にあります。そして、その軸索は、脊髄前根から出た後、同側の交感神経幹に入ります。交感神経幹は、縦に連なる鎖状の脊椎傍神経節からなります。

交感神経は、交感神経節でシナプスを形成します。その後、頭、頚、胸部にある臓器を支配する交感神経は、直接、各効果器に向かいます。

一方、体幹および四肢の血管や皮膚血管、汗腺、立毛筋などを支配する交感神経は、灰白交通枝を介して、脊髄神経とともに走行した後、各効果器に向かいます。

一部の神経は、交感神経節でシナプスを形成せず、その後の末梢の神経節でニューロンを変えて、胸腹部の内臓に分布します。

副交感神経系

副交感神経系は、脳幹から出る動眼神経、顔面神経、舌咽神経、迷走神経に混じって走る、「頭部副交感神経」と、第2~4仙髄の分節から出る「仙部副交感神経」から成ります。そのため、副交感神経系の細胞体は、4つの脳神経の神経核と仙髄の側角にあります。

副交感神経系の神経節は、交感神経系とは異なり、効果器の近くにあります。つまり、より末梢にあるため、節前線維が長いということです。

副交感神経の中でも、迷走神経は、胸腹部内臓の大部分を支配する最大のものです。心臓や肺、気管支、食道、胃、肝臓、膵臓、小腸、大腸と、胸腹部にある臓器のほとんどに関係します。

内臓性感覚神経

求心性感覚神経は、多くが自律神経線維と一緒に走行します。そのほとんどは、脊髄後根から中枢神経系に入りますが、一部は、迷走神経と並走し、脳幹に入るものもあります。

この内臓性感覚神経は、内臓痛や、内臓などにある圧受容器、化学受容器で感知された末梢の情報を中枢に伝えます。そして、その情報が中枢神経系で処理され、「自律神経反射」が起こります。

自律神経反射

自律神経系の中枢は、大脳皮質や視床下部、小脳などの高位中枢と、中脳や脊髄などの下位中枢に分けられます。自律神経系の役割は、ほとんど下位中枢によって果たされており、高位中枢は、下位中枢の機能を調整しています。

そして、その下位中枢での機能に関係するものが「自律神経反射」になります。この反射は、求心路が、内臓性繊維か体性繊維かによって2つに分類されます。

内臓‐内臓反射

反射の求心路が、内臓性感覚繊維である反射を指します。末梢臓器の機能状態に応じて、反射的に自律神経の活動を変化させることで、身体機能を調整します。

例えば、頚動脈洞などで情報を受け取り、血圧を調整する循環反射などが挙げられます。その他にも、排尿反射や排便反射、嘔吐反射など、生命の維持には欠かせない機能が、この反射として知られています。

体性‐内臓反射

反射の求心路が、体性感覚繊維である反射を指します。対光反射や唾液反射などが例として挙げられます。

このほかにも、自律神経反射ではありませんが、「内臓‐体性反射」というものがあります。内臓‐体性反射とは、求心路が内臓性感覚繊維で、遠心路が体性運動神経で行われる反射を指します。

例えば、虫垂炎などで、内臓に強い炎症がある場合、腹筋が過度に緊張します。これは、虫垂を支配する内臓感覚繊維が、腹筋を支配する運動神経を興奮させることで起こるものです。その他にも、呼吸を調整する「ヘーリング・ブロイヤー反射」やくしゃみなどが例として挙げられます。

以上のように、自律神経系は、内臓の活動に深くかかわります。そして、内臓の状態によって、体にさまざまな反応を引き起こします。

理学療法士としても、内臓の状態が、運動機能に影響を与える可能性があることを頭に入れておくことが大切です。また、経験的に、検査数値に出ないような内臓の異常も、反射として体に現れていることは多々あります。

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自律神経における神経伝達物質

神経系は、神経伝達物質を使うことによって情報伝達を行います。これは自律神経でも同様です。

そこで以下に、自律神経の情報伝達物質について解説します。

自律神経節における伝達

自律神経節において、節前線維と節後線維はシナプスを介してつながります。ここでのシナプスでは、「アセチルコリン」によって情報伝達が行われます。

自律神経の節前、節後繊維間のシナプス間隙の距離は、約10~15nmであるとされています。

節前線維に刺激が加わると、末端部が興奮し、開口分泌によってアセチルコリンが放出されます。そして、節後線維の細胞膜上には2種類の「コリン作動性受容体」と「アドレナリン作動性受容体」があります。

このうち、神経節における中心的な役割をしているのは、コリン作動性受容体です。

節後線維末端での伝達

節後線維末端での、伝達様式は、交感神経と副交感神経で異なります。

・交感神経
交感神経の節後繊維末端での情報伝達は、「ノルアドレナリン」によって行われます。そのため、交感神経線維の末端にある小胞中には、ノルアドレナリンが蓄えてあります。そして、刺激が伝わると、開口分泌によって放出されます。

内臓平滑筋には、骨格筋の終板のような特殊なシナプス構造がありません。骨格筋では骨格筋繊維に神経と接続するための、くぼみが数か所あり、これを終板といいます。

内臓平滑筋には、この終板がなく、平滑筋に沿って節後終末が点在します。そのため、ノルアドレナリンは、筋の上に放出され、拡散することで効果を発揮します。

また、ノルアドレナリンを受け取る受容体は、その役割の違いによって「α受容体」と「β受容体」の2つに分けられます。例えば、α受容体に作用した場合、血管に働きかけますが、β受容体の場合、心臓や気管支などに変化を及ぼします。

そのため、この違いを用いて、交感神経系に作用する薬剤なども数種類作られており、使い分けられます。

 ・副交感神経
副交感神経の節後線維末端部における情報伝達には、アセチルコリンが関係します。そのため、副交感神経における節後線維はコリン作動性になります。

そして、アセチルコリンが作用する受容体は「ムスカリン受容体」といわれるものです。つまり、副交感神経系が働くためには、アセチルコリンが、ムスカリン受容体を刺激する必要があるということです。

以上のように、交感神経系と副交感神経系では、その伝達が異なります。このことを理解しておくと、薬や食べ物などに対する体における反応の理解が深まります。

自律神経系の調整メカニズム

自律神経系は、主に脳の視床下部によって調整されます。視床下部は、自律神経の最高中枢とされており、さまざまな身体反応のコントロールに寄与しています。

その例として、体温、摂食・飲水行動、情動・情動行動、内分泌の調節などが挙げられます。

そこで以下に、自律神経系の視床下部における調節について解説します。

体温調節

視床下部には、体温調節に関係する部位が数多くあります。

まず、視床下部の前方にある視索前野には、体温の上昇に反応し、体温を下げるように働く「熱放散中枢」があります。また、熱放散中枢には、温度の上昇に反応する温感受細胞と、温度の下降に反応する冷感受細胞の2つがあります。

体温の上昇が起こると、この2つの細胞が、お互いに調整することで、熱を放散させる反応が起こります。

一方、視床下部の後方には、体温の下降に反応し、体温を上げるように働く、「熱産生中枢」があります。ここは、熱産生促進と、体温の保持の2つのメカニズムによって、体温を維持するように作用します。

このように、視床下部に体温調節の中枢があるために、人間は、外部の環境が変化しても、体温を一定に保つことができます。

摂食・飲水行動の調節

摂食と飲水行動も、視床下部によってコントロールされています。

視床下部の内側には、摂食量を制限する「満腹中枢」があります。一方、視床下部の外側には、摂食行動を促進する「空腹中枢」があります。この2つを摂食中枢といい、お互いに相反的に機能することで、摂食行動はコントロールされます。

摂食行動は、血糖値の変動によってコントロールされます。

満腹中枢は、血糖値の上昇に伴って活動が促され、空腹中枢は、血糖値の上昇では、逆に働きが抑制されます。

また、食べ物を食べたときに消化管から分泌される「コレシストキニン」や、脂肪細胞から放出される「レプチン」なども摂食中枢に働きかけ、摂食行動をコントロールしています。つまり、摂食行動は、血糖値と、ホルモンの2つによって調節されているということです。

摂食行動だけでなく、飲水行動の調整も視床下部で行われます。

体内の水分量は、水の摂取量と、尿量および発汗量のバランスで決まります。視床下部は、この3つ全てに関係しています。

飲水中枢は、視床下部室傍核にあるとされています。この場所には、浸透圧の変化によって反応する細胞があり、血漿浸透圧の上昇に反応し、喉の渇きを誘発することで、飲水行動を引き起こします。

情動・情動行動の調節

怒り、恐れ、喜び、憎悪など、動物に接近や攻撃、逃避などの行動を起こさせる感情を情動といいます。また、情動によって起こった行動を情動行動と言います。この情動と情動行動も視床下部によって調整されています。

情動行動は、その行動の前に情動が起こります。そして、情動が生まれるためには、その対象物を認知し、評価する必要があります。

そして、対象物に対して、怒りや恐れを感じ、攻撃や逃避など、情動行動を行うとき、随意的な運動の前に、呼吸循環機能の亢進など、不随意的な機能の変化が起こります。この不随意的な変化は視床下部による自律神経の調節によって行われます。

そのため、情動行動は、視床下部による自律神経系の調節が行われて初めて可能になるということです。

内分泌系の調節

視床下部には、末端からホルモンを分泌するという性質をもつものもあります。ここから、下垂体に対して働きかけることで、体のさまざまな反応を調節しています。

例えば、下垂体からは、成長ホルモンやプロラクチン、バソプレッシンなどが放出されます。これらは全て、視床下部によってコントロールされており、視床下部がなくなると、その分泌は適切に行われなくなります。

この視床下部におけるホルモン分泌は、血中のホルモン濃度が高まると抑制される、「負のフィードバック機構」によって行われています。

以上のように、自律神経系は、視床下部の働きによって、調整されています。このことは、生活習慣が自律神経にどのように影響しているかを理解するために、必要な知識になります。

視床下部というと、整形疾患とは関係ないような印象があるかと思いますが、自律神経系を支配しているという意味では、整形疾患にも深く関係している場所だと言えます。

今回述べたように、自律神経系は非常に複雑なシステムで成り立っています。ただ、自律神経は運動機能にも深く関わっているため、理学療法士として自律神経について理解しておくことは大切です。