神経系:中枢神経系、末梢神経系、およびニューロン
第5章:神経系 — 中枢神経系、末梢神経系、そしてニューロン
神経系は、感覚情報を統合し、情報を処理し、運動出力を生成する身体の最上位の調節システムです。このすべてのプロセスが数ミリ秒以内に行われます。
ニューロンの構造と機能
ニューロン(neuron)は、神経系の基本機能単位です。
- 樹状突起(dendrites): 入ってくるシグナルを受け取る分岐構造
- 細胞体(soma): 核と細胞オルガネラを含む代謝の中心部
- 軸索(axon): 細胞体からシグナルを伝える1つの長い突起
- 髄鞘(myelin sheath): シュワン細胞(末梢神経系)やオリゴデンドロサイト(希突起膠細胞、中枢神経系)が形成する脂質絶縁体。跳躍伝導(saltatory conduction)を可能にし、活動電位がランヴィエ絞輪の間を「跳躍」する
- 軸索終末 / シナプス小体(axon terminal / synaptic bouton): シナプスへ神経伝達物質を放出する
活動電位(action potential): 閾値(約 -55 mV)に到達する段階的脱分極が、全か無か(all-or-none)反応を引き起こします。電位依存性 Na⁺ チャネルの開放 → 急速な脱分極(+40 mV) → 不活性化 → K⁺ チャネルの開放 → 再分極 → 過分極(不応期)。
中枢神経系(CNS)と末梢神経系(PNS)の比較
| 特徴 | 中枢神経系(CNS) | 末梢神経系(PNS) |
|---|---|---|
| 構成要素 | 脳と脊髄 | 脳神経、脊髄神経、神経節 |
| 支持細胞 | アストロサイト(星状膠細胞)、オリゴデンドロサイト(希突起膠細胞)、ミクログリア(小膠細胞) | シュワン細胞、衛星細胞 |
| 再生能力 | 非常に制限されている | 比較的良好(シュワン細胞が再成長を誘導する) |
| 保護構造 | 血液脳関門、髄膜、脳脊髄液 | 神経外膜(epineurium) |
自律神経系:交感神経と副交感神経の比較
| 特徴 | 交感神経(「闘争か逃走か」) | 副交感神経(「休息と消化」) |
|---|---|---|
| 節前神経伝達物質 | アセチルコリン | アセチルコリン |
| 節後神経伝達物質 | ノルアドレナリン(ノルエピネフリン) | アセチルコリン |
| 心拍数 | 増加 ↑ | 減少 ↓ |
| 瞳孔径 | 散大(mydriasis) | 縮小(miosis) |
| 胃腸管運動 | 減少 ↓ | 増加 ↑ |
| 膀胱 | 排尿筋弛緩 | 排尿筋収縮 |
主な神経伝達物質
| 神経伝達物質 | 機能 | 臨床的関連性 |
|---|---|---|
| アセチルコリン(Acetylcholine) | 神経筋接合部、副交感神経 | 重症筋無力症、アルツハイマー病 |
| ドパミン(Dopamine) | 報酬、運動調節 | パーキンソン病、統合失調症 |
| セロトニン(Serotonin) | 気分、睡眠、食欲 | うつ病、不安(SSRIの標的) |
| ノルアドレナリン / ノルエピネフリン(Norepinephrine) | 覚醒、交感神経緊張 | PTSD、ADHD |
| GABA | 主要な抑制性神経伝達物質 | てんかん、不安(ベンゾジアゼピン) |
| グルタミン酸(Glutamate) | 主要な興奮性神経伝達物質 | 脳卒中/外傷性脳損傷における興奮毒性 |
脳卒中:虚血性 vs 出血性
脳卒中(stroke)は、脳への血流の突然の遮断(または血管破裂)です。
| 特徴 | 虚血性脳卒中(87%) | 出血性脳卒中(13%) |
|---|---|---|
| 原因 | 血栓症または塞栓症 | 血管破裂(高血圧、動脈瘤) |
| CT所見 | 初期は正常。後に低吸収域 | 直ちに高吸収(明るく)現れる |
| 治療 | 4.5時間以内の静脈内 tPA 投与。血栓回収療法 | 血圧管理、外科的血腫除去 |
| 抗凝固薬 | 可能(出血の除外後) | 禁忌 |
FAST の覚え方: Facial drooping(顔の下垂)、Arm weakness(腕の脱力)、Speech difficulty(言語障害)、Time to call emergency services(直ちに救急通報)。
コアチェックリスト
- ニューロンの解剖学的構造を説明し、有髄神経線維における跳躍伝導を説明できる
- 主要な器官系に対する交感神経と副交感神経の効果を比較できる
- 虚血性脳卒中と出血性脳卒中を鑑別し、急性期治療を説明できる
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Oiyo
編集部OIYO編集部は、経済・法律・生活・自己理解のテーマを一次資料と公開統計で検証してまとめます。すべての記事は出典を明記し、定期的に見直して正確さと実用性を保ちます。