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難病 パーキンソン病患者と共に生きる。

パーキンソン病 介護・症状日誌

中枢神経系おはなしCentral nerve system


中枢神経の役割・機能

施設写真

神経系には中枢神経系末梢神経系があります。
目や耳、手足、体幹、内臓などから情報を送る末梢神経。末梢神経から情報を受け取り、感覚、運動、意思、情緒、反射、呼吸など、コントロールする中枢神経。
多数の神経細胞が集まっている領域です。

(モノアミン系 + コリン系)


Page Contents (詳細は、下線部分をクリック)

  ・アセチルコリン系   ・アドレナリン系 

  ・ セロトニン系    ・ドーパミン系 

  ・ノルアドレナリン系  ・ヒスタミン系




中枢神経系に関わる脳部位と神経伝達物質

脳の名称     脳部位  モノアミンの神経伝達物質
 脳  大脳  大脳皮質 ・前頭葉・頭頂葉
・側頭葉・後頭葉
アセチルコリン系・(GABA)
大脳基底核 ・線条体・淡蒼球
・視床下核・黒質
大脳辺縁系 ・帯状回・扁桃体
・海馬・側坐核
アドレナリン系・(Ad)
前脳基底部 ・ マイネルト基底核 セロトニン系・(5HT)
 髄質 ・白質・副腎髄質 ドーパミン系・(DA) 
 間脳  ・視床 ・視床下部 ノルアドレナリン系・(NA) 
 脳幹 ・中脳・赤核・腹側被蓋野
・橋・延髄
ヒスタミン(H)
 小脳   ー ー 
脊髄  ー  ー ー 


アセチルコリン神経系

アセチルコリン神経系 (Acetylcholine nerve

アセチルコリンの合成
 アセチルコリン(ACh)は、コリンとアセチルから、コリンアセチルトランスフェラーゼ(ChAT)の作用で作ら
 れる。 アセチルコリンは、コリンエステラーゼ(AchE)の作用で、コリンと酢酸に分解される。自己受容体を
 持たないが蓄積性はない。

アセチルコリンの作用
 アセチルコリンは、運動神経の神経終末、交感神経と副交感神経の神経節、副交感神経(迷走神経)の神経
 終末、交感神経(汗腺のみ)の神経終末における伝達物質として機能しています。

アセチルコリン受容体
 アセチルコリン受容体は、ムスカリン受容体(代謝調節型)、ニコチン受容体(イオンチャネル型)の二つ
 に大別され、アセチルコリンによって刺激されるコリン作動性受容体とも呼ばれる。末梢では副交感神経の
 神経終末に存在し、副交感神経の活動を制御。

 ・ニコチン受容体は1種類。
 ・ムスカリン受容体は5種類。
   M1: 脳(皮質、海馬)、腺、交感神経に分布。
   M2: 心臓、後脳、平滑筋に分布。
   M3: 平滑筋、腺、脳に分布。
   M4: 脳(前脳、線条体)に分布。
   M5: 脳(黒質)、眼に分布。

 M2と結合で、洞房結節に作用し、心臓の心拍数を低下させる。
 M3結合で、血管平滑筋では拡張し、血圧が低下する。
 消化器では、消化液(胃酸・唾液)の分泌を促進する。
 気管支平滑筋は収縮する。
 眼では、縮瞳し、眼圧が低下する。
 膀胱は収縮し排尿を促す。
 膀胱にはM2/M3受容体が多い。

 アセチルコリンがM2と結合すれば、細胞機能が 抑制され、M3と結合すれば促進される

アセチルコリンの神経核
 位置  起点  投射
大脳辺縁系 中隔核 海馬へ投射。
海馬の記憶固定に深く関与している。
細胞脱落によりアルツハイマー病の原因と成る。
前脳基底部 ブローカ対角帯核
ブローカ対角水平亜核 嗅結節へ投射。
マイネルト基底核 大脳皮質へ投射。
(ノルアドレナリンとグルタメートにより増強される)
認知機能の基盤と成る注意力、集中、記憶や覚醒、思考
に非常に重要な役割を担う。
細胞脱落によりアルツハイマー病の原因と成る。
橋(脳幹)  橋脚被蓋核 背側路(視床へ行き上行網様体賦活系)と腹側路
(マイネルト基底核へ行き皮質賦活)の2通りの経路。
・背側路は、視床非特殊核を介して大脳皮質を覚醒、
 睡眠させる経路。

・腹側路は、視床下部の内側前脳束を経由して、
 マイネルト基底核、脳幹網様体に投射する。
 この回路は、歩行運動、姿勢反射、
 筋緊張に関与している。
背側外側被蓋核
間脳 内側手綱核 脚間核へ(機能不明)。
中脳 二丘体傍核 上丘へ(機能不明)。

アセチルコリンの介在神経
 線条体、側坐核、嗅結節、カレハ核に小型の介在神経が存在する。


アドレナリン神経系

アドレナリン神経系 (Adrenaline nerve)

アドレナリンの合成
 アドレナリンは副腎髄質にてノルアドレナリンからN-メチルトランスフェラーゼによって合成される。
 外部ストレスにより刺激を受けた視床下部室傍核ニューロンが交感神経を賦活化し、交感神経終末から
 ノルアドレナリンの分泌を促進する。
 交感神経から分泌されたノルアドレナリンが副腎髄質からのアドレナリン分泌を促す。
 (副腎髄質からはAd:NAd=8:2程度の割合で分泌される)

神経核
 ノルアドレナリン神経として副腎へ投射して、ノルアドレナリンの刺激で副腎からのアドレナリンが分泌
 される。
 アドレナリンを分泌する副腎は腎臓の隣にあるため、中枢には存在していない。一方、ノルアドレナリンを
 分泌する青斑核を中心とした神経核は全て中枢に存在。

アドレナリンの作用
 ノルアドレナリンとアドレナリンに共通する作用としては、交感神経の受容体であるα、β受容体を刺激して
 血管を収縮させたり、心悸亢進させたりすること。

 アドレナリンは、β2を刺激を介してグリコーゲン分解 → 血糖上昇作用がある。

 ノルアドレナリンは、αやβ受容体を介して血管収縮や気管支収縮といった作用を示すだけでなく、脳内で
 セロトニンを抑制する縫線核へ投射したり、マイネルト基底核に投射してアセチルコリンによる大脳皮質の
 賦活作用を増強したりと神経伝達物質として機能する。

アドレナリン受容体
 アドレナリン受容体の種類は、α1、α2、βの三種類に分類されている。
 受容体の種類  作用
 α1(α1A、α1B、α1D) 血管収縮、瞳孔散大、立毛、前立腺収縮などに関与。
 α2(α2A、α2B、α2C) 血小板凝集、脂肪分解抑制のほか様々な神経系作用に関与。
 β1 心臓に主に存在し、心収縮力増大、子宮平滑筋弛緩、脂肪分解活性化
に関与。
 β2 気管支や血管、また心臓のペースメーカ部位にも存在し、気管支平滑筋
の拡張、血管平滑筋の拡張 (筋肉と肝臓)、子宮の平滑筋等、各種
平滑筋を弛緩させ、糖代謝の活性化に関与。
 β3 脂肪細胞、消化管、肝臓や骨格筋に存在する他、アドレナリン作動性
神経のシナプス後膜にもその存在が予想されている。基礎代謝に影響を
与えているとも言われている。

アドレナリンの神経核
 位置 起点  作用 (副腎よりアドレナリン分泌)
延髄   下オリーブ核、
外側網様体の間
ノルアドレナリンの分泌
を受け副腎髄質からの
アドレナリンを分泌。
 中秋神経系のおはなし



セロトニン神経系

セロトニン神経系 (Serotonin nerve)

セロトニンの産生・排出
 トリプトファンからトリプトファン水酸化酵素により、5-水酸化トリプトファン(5-HTP)へ、
 5-水酸化トリプトファン脱炭酸酵素によりセロトニンを産生。
 神経終末から分泌されたセロトニンは、神経終末のセロトニントランスポーターから再吸収され、残り
 約90%以上は,モノアミン酸化酵素A(MAO-A)により速やかに分解されて、5-水酸化インドール酢酸
 (5-HIAA))へと代謝され、尿から排泄される。
 脳内で水酸化酵素を持つのは、縫線核群の5HT神経か松果体のメラトニン産生細胞だけ。

セロトニンの分布
 消化管粘膜(腸クロム親和性細胞)に約90%、血小板に約8%、中枢神経系に約2%。

セロトニンの分泌・抑制要因
 セロトニンの分泌亢進因子は、歩行、咀嚼、呼吸のリズム運動と太陽光である。
 光は網膜から縫線核へ直接の軸索投射で、5HT神経を賦活する。
 抑制要因は、慢性ストレス。ストレスによって活性化される神経である室傍核CRH神経が縫線核に投射し
 ていて、5-HT神経の活動を抑制する。(一過性の覚醒・ストレス刺激に対しては影響されない)

 セロトニンの作用(セロトニン受容体は、14種類あり、作用は多種多様)
 受容体 活性化  遮断・低下 受容体 活性化  遮断・低下
5HT ・抗重力筋増強
・運動失調改善
 ー 5HT3 ・記憶の増強 ・腹痛、
 嘔吐
 を抑制
5HT1A ・抗うつ
・記憶改善
・体温低下
・REM
 睡眠発現 
5HT4 ・記憶改善
・消化運動促進
 ー
5HT1B ・片頭痛改善
・食欲抑制
ー  5HT5 ー 
5HT1D ・片頭痛改善  ー 5HT6 ・学習効率悪化 ー 
5HT1F ・片頭痛改善 ー  5HT7 ・片頭痛改善 ー 
5HT2  ・筋緊張維持
 (無呼吸抑制)
 ー
5HT2A ・衝動攻撃行動
 抑制
・幻覚
・妄想の抑制
・片頭痛改善
・血小板の凝集
・入眠
・鎮静
5HT2B  ・食欲抑制 ・食欲増進
5HT2C ・食欲抑制 ・入眠
・食欲増進

セロトニン受容体
 5-HT3受容体のみが、イオンチャンネル共役型受容体で、残りはGタンパク質結合受容体です。
 受容体・サブタイプ 作用   
5-HT 1  A 中枢神経系 神経抑制、行動的影響 睡眠、摂食、体温調節、不安。  
B 中枢神経系 シナプス前抑制、
行動的影響
 肺血管収縮。
D 中枢神経系  locomotion、 血管  脳血管収縮。
E  ー ー  ー 
F  ー ー  ー 
5-HT2   A 中枢神経系 神経興奮、行動的影響 平滑筋収縮、血管収縮・拡張、
血小板凝集。
B ー  収縮。
C 中枢神経系
脈絡叢
ー  脳脊髄液 (CUFF) 分泌。
 5-HT3 A 中枢神経系
末梢神経系
ー  神経興奮、不安、嘔吐。    
B
C
D
E
 5-HT4 消化管
中枢神経系
ー  神経興奮、胃腸運動。
 5-HT5 A 中枢神経系 ー 
5-HT6 中枢神経系 ー  長期記憶、神経栄養因子。
5-HT7 中枢神経系
消化管血管
ー  不明。
 5-HT1Aにセロトニンが結合すると忍耐力や活力が増す。
 5-HT1Aでセロトニンが減少すると衝動的で暴力的でまた、 憂鬱(ゆううつ)となり、自制心がなくなる。
 5-HT2Aにセロトニンが結合するとウツ病となる。
 5-HT2Cにセロトニンが結合すると満腹感が得られる。
抗ウツ剤でセロトニンに作用するものは、5-HT2Aと2Cのセロトニン量を減らすため、ウツは改善されるが、
いくら食べても満腹感が得られぜず太ってしまう。

セロトニンの神経核
 位置 起点  投射
 延髄   淡蒼縫線核 延髄縫線核群として脊髄前角運動細胞へ
(抗重力筋の増強)、
脊髄中間外側核の交感神経節前細胞へ(交感神経興奮)。
不確縫線核
大縫線核 脊髄後角へ。(下行性抑制による鎮痛)
橋(脳幹)  舌下神経前位核の背側  ー
橋縫線核
正中縫線核 海馬に投射→記憶情報処理。
背側縫線核 上行性に投射、大脳皮質(覚醒)、側坐核(衝動的行動)、
前脳基底部(覚醒)、視床下部核群(睡眠、体温調節、
摂食、内分泌)に投射。 
 中脳 線状核  ー


ドーパミン神経系

ドーパミン神経系 (Dopamin nerve) 

ドーパミンの合成
 チロシン(アミノ酸)からチロシン水酸化酵素によってレボトパ(L-Dopa)、ドーパ脱炭酸酵素によって
 ドーパミンに合成される。

 ドーパミンは、酸化還元酵素によりノルアドレナリンへ合成され、基転移酵素によりアドレナリンに合成
 される。
 また、ノルアドレナリンは、カテコール-O-メチル転移酵素(COMT)によってノルメタネフリンへ代謝され、
 モノアミン酸化酵素(MAO)によって、3-メトキシ-4水酸化フェニールグリコール(MHPG)へと分解され代謝
 される。

ドーパミンの神経核 (黒質・緻密部 → 線条体経路と腹側被蓋野 → 辺縁系、皮質経路が重要)
 位置 起点  投射
中脳   赤核後核 辺縁系(側坐核、中隔野、嗅結節、扁桃体、梨状葉皮質)に投射へ投射。
黒質緻密部 線条体(尾状核、被殻)へ投射。
線条体へのドーパミン量が低下する事によりアセチルコリン神経の
活性化によりGABA神経の興奮 → 視床下核の興奮 → 視床の抑制で
錐体外路障害を生じるのがパーキンソン病。
腹側被蓋野 辺縁系皮質(前頭前野、帯状回、嗅内領野)へ投射と中脳辺縁系路
(側坐核、中隔野、嗅結節、扁桃体、梨状葉皮質)と前頭葉へ投射する
中脳皮質路がある。

統合失調症の陽性症状、陰性症状に関連した部位(視床)。
・中脳辺縁系路は扁桃体の興奮(情動)により活性化。
(ドーパミン上昇により統合失調症の陽性症状が出現)
・中脳皮質路はストレスや不安等負の要因で活性化。
(ドーパミン低下により統合失調症の陰性症状が出現)
間脳    間脳後部 視床下部へ投射。レストレスレッグス症候群の関連部位
弓状核 下垂体ホルモンの分泌に制御する。この系の抑制はプロラクチンの
分泌を促進する(D2ブロッカーの高プロラクチン血症の原因部位)。
不確帯 視床下部へ投射。
嗅球  ー

中秋神経系のおはなし


ドーパミン受容体
 ド-パミン受容体は、D1、D2、D3、D4、D5受容体と5種類あるとわかっています。
 ドーパミンが受容体と結合すると神経細胞に電位変化が起こったり、細胞内の情報伝達系が動いてさまざまな
 変化を起こします。受容体は、興奮性、抑制性と2つに分類されていますが、まだ不明点が多く単純では
 なさそうです。

興奮性を担う受容体:D1、D5受容体。抑制性を担う受容体:D2、D3、D4受容体。
受容体  作用 
 D1 線条体で最も豊富な受容体で、神経細胞成長を調節、血管拡張(腎血管や腸間膜動脈)、
行動反応に関係。腎臓など内蔵血管の平滑筋にも分布、濃度の上昇によって筋をゆるま
せる。
 D2 線状体背側部に発現が見られ、淡蒼球に投射する。
下垂体前葉のプロラクチン産生細胞(Lactotroph)に作用し、プロラクチン分泌を抑制
する。
筋緊張異常や統合失調症に関連すると考えられています。
線条体、大脳皮質、辺縁系などに強く発現している。(D2受容体阻害薬により、攻撃行動
が減少)
 D3 認知的および感情的な機能に働くことを示し、中脳皮質、辺縁系、側坐核に発現。
(D3受容体作動薬投与によって攻撃性が起る事が観察される)
 D4 線条体、大脳皮質、辺縁系などに強く発現。行動表現型に関連していると考えられて
います。
 D5 脳の辺縁領域の神経細胞で見られ、D1受容体よりも10倍高いドーパミン親和性をもつのが
特徴で、辺縁系に発現しているが、D1受容体に比べ発現量は少ない。



ノルアドレナリン神経系

ノルアドレナリン神経系 (Noradrenaline nerve)

ノルアドレナリンの合成
 ドーパミンより酸化還元酵素によりノルアドレナリンへ合成される。

伝達
 外側被蓋NAd神経系は中心被蓋束 (腹側NAd束) を介して上行し、視床、視床下部、前脳基底部
 (主としてマイネルト基底核)などへ投射する。

 青斑核NAd神経は、背側被蓋 (NAd) 束を上行し、内側前脳束を介して、視床、視床下部、中隔、海馬、
 扁桃体などに軸索側枝を投射。
 また、大脳皮質の全域に神経終末を投射され、さらに小脳や脊髄にも投射する。

ノルアドレナリンの作用
 ストレス反応により活性化され、視床下部室傍核を中心としコルチゾールの分泌し交感神経の活性化が
 起こる。

 ・前脳基底部へ投射し、アセチルコリン分泌を介して覚醒反応に関わる。
 ・扁桃体への投射は不安や注意など情動的情報を記憶・付加し、 情動回路として前頭前野へ投射、不安
 ・恐怖・パニック等の行動を引き起こす。   

ノルアドレナリンの神経核
 位置 起点  投射
延髄   外側網様核の周辺 外側被蓋NAd神経系:中心被蓋束を上行し、視床下部
(室傍核)、前脳基底部へ投射。
(その75%が視床下部へ投射) 
孤束核の周辺
下オリーブ核の背側 外側被蓋NAd神経系:中心被蓋束を上行し、前脳基底部へ
投射。
橋(脳幹)  上小脳脚の周辺 青斑核NAd神経系:内側前脳束を通り、視床・視床下部等へ
投射。
上オリーブ核の周辺 外側被蓋NAd神経系。
青斑核 青斑核NAd神経系:内側前脳束を通り、大脳皮質、海馬、
扁桃体、前脳基底部、脊髄(下行性抑制)等へ投射。
網様体の外側部 外側被蓋NAd神経系。



ヒスタミン神経系

ヒスタミン神経系 (Histamine)

ヒスタミンの合成
 ヒスタミンは、ヒスチジンからヒスチジン脱炭酸酵素により生合成される。
 ヒスチジン脱炭酸酵素はピリドキサールリン酸を補酵素として必要とする。ほ乳類脳においてヒスタミンの
 多くはヒスタミンメチル基転移酵素によりメチル化され、さらにモノアミン酸化酵素B(MAO-B)により
 酸化され、メチルイミダゾール酢酸となり排出される。(肥満細胞などで産生)

伝達
 ヒスタミン作動性神経細胞は、視床下部の結節乳頭体核に存在。投射先は脳全域に及ぶが、その密度は低い。

ヒスタミンの作用
 末梢神経系では胃酸分泌、免疫反応、子宮や気管支などの不随意筋を収縮。
 中枢神経系においては神経伝達物質としても働く。脳におけるヒスタミンの作用は、覚醒、興奮などをもた
 らし、血圧や痛みの調節に関与。

ヒスタミン受容体
 受容体 作用 
 H1 ・回腸の収縮・概日リズムの調節・血管拡張作用・気管支収縮・中枢神経系における
 神経伝達。
 H2 ・心機能調節(陽性変力作用、陽性変時作用、陰性変周期作用)・胃酸分泌亢進・
 平滑筋弛緩。
 H3 ・中枢での神経伝達・シナプス前性の自己受容体。
 *中枢神経系においては大脳皮質、海馬、扁桃核、淡蒼球などに分布。
 *末梢神経系でも消化管や気道、心血管系などに発現。
 H4 ・マスト細胞等の免疫細胞の遊走。

ヒスタミンの神経核
 位置 起点  投射
視床下部 結節乳頭核 大脳皮質、主に前頭葉や側頭葉への投射、ヒスタミン神経は状態依存性
の活動変化、覚醒時に2〜4Hzで持続的発射を示し、睡眠時に活動抑制
になる。
・大脳辺縁系
・前脳基底部(対角帯や内側中隔核)へ投射。
・海馬体の歯状回、扁桃体の内側核へ投射。
視床全体ではHA分布が少ないが、脳室周囲核(室傍核など)へ投射。
視床下部への投射が最も多く、特に、視索上核、腹内側核、腹側前乳
頭体核には高密度の投射があり、室傍核、乳頭体核、視索前野にも中等度
の投射。
中脳の下丘や中脳中心灰白質などへ投射。
橋の橋核、顔面神経核、前庭神経内側核、大縫線核に高濃度な投射。
三叉神経脊髄路核、青斑核、背側縫線核へは中程度の投射。
前庭神経核の場合、抗ヒスタミン薬が乗り物酔いに効くことと
関連する。
延髄の孤束核、迷走神経背側運動核には高濃度のHA分布が、舌下神経核
、疑核、外側網様核には中程度の投射。





































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