Loading article…
| グループC神経線維 | |
|---|---|
 C 線維はラベル付けされていませんが、ロランドの膠様質はRexed 層II であり、左上にラベル付けされています。 | |
| 詳細 | |
| 位置 | 中枢神経系と末梢神経系 |
| 関数 | 神経繊維 |
| 神経解剖学の解剖用語 [Wikidataで編集] | |
グループ C 神経線維は、中枢神経系(CNS) と末梢神経系(PNS)の3 つの神経線維クラスの 1 つです。グループ C 線維は無髄で、直径が小さく伝導速度が遅いのに対し、グループ AとBは有髄です。グループ C 線維には、自律神経系(ANS)の 節後線維と、背根の神経線維(IV 線維) が含まれます。これらの線維は感覚情報を伝達します。
神経線維の損傷や傷害は神経障害性疼痛を引き起こします。カプサイシンはC線維バニロイド受容体を活性化し、唐辛子に辛味を与えます。
構造と解剖学
位置
C線維は体性感覚系の神経に見られる神経線維の一種です。[1] C線維は求心性線維であり、末梢から中枢神経系に入力信号を伝達します。[2]
構造
C線維は神経系の他の線維とは異なり、髄鞘を形成していない。 [1]この髄鞘形成の欠如が伝導速度の遅さの原因であり、その速度は2 m/s。[1] C線維の直径は 平均0.2～1.5 μmです。
Remakバンドル
C線維軸索は、レマック束と呼ばれるものにグループ化されています。 [ 3 ]これは、非髄鞘形成シュワン細胞が軸索を囲むことで、軸索を近くに束ねたときに発生します。[4]シュワン細胞は、軸索の間に細胞質を挟み込むことで、軸索が互いに接触しないようにしています。 [4]レマック束の状態は年齢によって異なります。[4]各レマック束のC線維軸索の数は、場所によって異なります。[3]たとえば、ラットモデルでは、20本を超える軸索の大きな束がL5背根神経節から出ているのが見られますが、平均3本の軸索の小さな束が遠位神経節に見られます。[3]複数のニューロンがレマック束に軸索を提供し、平均して束あたり約2本の軸索が提供されます。[3]レマック束の断面積は、その中にある軸索の数に比例します。[3]末梢神経のレマック束は他のレマック束と密集している。[3]レマックシュワン細胞は、その中に含まれる軸索の活動電位に電気化学的に反応することが示されている。 [3]
神経損傷が生じたが近くのC線維が無傷のままであった実験では、C線維の自発活動の増加が観察された。[3]この現象は、損傷した神経線維が隣接する損傷を受けていない線維の機能を変化させる因子を放出する可能性があるという理論を裏付けている。 [3]レマック束の研究は、損傷を受けた後の神経再生において重要な意味を持つ。[3]現在、遠位C線維機能の回復には数か月かかり、それでも不完全な機能しか回復しない可能性がある。[3]これにより、異常な感覚機能や神経障害性疼痛が生じる可能性がある。[3]レマック束は、損傷した軸索の再生を促進する特定の栄養因子を放出すると考えられている。[3]
経路
C線維は、膠様質の脊髄後角上部板で脊髄の二次投射ニューロンとシナプス結合する。[5]二次投射ニューロンはワイドダイナミックレンジ（WDR）型であり、痛覚終末と有髄A型線維の両方から入力を受け取る。[5]脊髄視床路には、ワイドダイナミックレンジ（WDR）、高閾値（HT）、および低閾値（LT）の3種類の二次投射ニューロンがある。[6]これらの分類は、機械的刺激に対する反応に基づく。 [ 6 ] 二次ニューロンは、脊髄の反対側半分の腹外側部または前外側部象限で脳幹と視床まで上昇し、脊髄視床路を形成する。[ 1 ]脊髄視床路は、痛みと温度の知覚に関連する主要な経路であり、脊髄をすぐに横切る。[1]このクロスオーバーの特徴は、損傷部位の特定を可能にするため、臨床的に重要である。
関数
Aδ線維は強力な髄鞘形成と異なる活性化条件による高い伝導速度のため、一箇所に特異的な素早い浅い痛みの感覚、いわゆる一次痛の感覚に広く関与している。[1] Aδ線維はより弱い刺激に反応する。[1] C線維はより強い刺激に反応し、ゆっくりと持続し広がる二次痛の原因となる。[1]これらの線維は実質的に髄鞘形成がないため、伝導速度が結果としてはるかに遅く、これがおそらくより遅い痛みの感覚を伝導する理由である。[7]
C線維は様々な刺激に反応できるため、ポリモーダルであると考えられています。C線維は、熱的、機械的、化学的性質の刺激に反応します。[1] C線維は、体内のあらゆる種類の生理学的変化に反応します。[8]たとえば、低酸素症、低血糖、低浸透圧、筋肉代謝産物の存在、さらには軽い触覚や敏感な触覚に反応します。[8] C線維受容体には以下が含まれます。
- C線維痛受容器
- 2番目の焼けるような痛みの原因
- C繊維の温熱特異的受容体
- 暖かさの責任
- 超低速ヒスタミン選択性C線維
- かゆみの原因
- 触覚C線維
- 官能的なタッチ
- CT線維（C低閾値機械受容器（CLTM）としても知られる）は、人間の毛深い皮膚に見られる無髄求心性神経であり、機械的閾値は5ミリニュートン未満である。CT線維は中程度の適応性があり、反復刺激に対して疲労を示し、刺激後数秒間「後放電」を示すことがある。[9]
- 筋肉や関節のCメカノ受容体とメタボ受容体
- 筋肉の運動、火傷、けいれんの原因となる[8]
この入力信号の多様性は、ラミナ1の皮質のさまざまな細胞が異なるモダリティ選択性と形態を持つことを要求します。[8]これらのさまざまなニューロンは、私たちが体で感じるさまざまな感覚に関与しており、さまざまな刺激に対する反応によって分類できます。[8]脳はこれらの信号の統合を利用して、体温や痛みなど、体内の恒常性を維持します。 [8]
バニロイド受容体
バニロイド受容体（VR-1、TRPV1）は、 C線維とAδ線維の両方の自由神経終末に見られる受容体で、高温（> 43 °C）と化学物質カプサイシンに反応します。[10]カプサイシンは、リガンド依存性イオンチャネルを開き、活動電位を発生させることでC線維を活性化します。[10]この受容体はカプサイシンと熱の両方に反応するため、唐辛子は辛いと感じられます。[10] VR-1は細胞外酸性化にも反応し、3つの感覚刺激すべてへの同時曝露を統合することができます。 [11] VR1は、有害な熱刺激に対する炎症性感作に不可欠です。[11] 2番目のタイプの受容体であるバニロイド様受容体（TRPV2、VRL-1）は、約52 °Cの熱に関する活性化閾値が高く、カプサイシンと低pHにも反応します。[1]どちらのタイプの受容体も膜貫通受容体であり、安静時には閉じている。[1]開いているとき、これらの受容体はナトリウムとカルシウムの流入を可能にし、繊維全体に活動電位を開始する。[1]両方の受容体は、一過性受容体電位（TRP）受容体と呼ばれる受容体のより大きなファミリーの一部である。[1]これらの熱変換受容体に損傷が発生すると、リン酸化の熱痛閾値が低下することで慢性神経障害性疼痛が生じる可能性がある。[9] [12]
神経障害性疼痛における役割
疼痛受容器の活性化は、疼痛の感覚を引き起こすのに必ずしも必要ではない。[12]軽い接触のような無害な刺激に通常反応する神経線維が損傷または傷害を受けると、反応に必要な活性化閾値が低下する可能性がある。この変化により、生物は最も軽い接触でも激しい疼痛を感じるようになる。[12] 神経障害性疼痛症候群は、通常疼痛の信号を送る神経系の部分の病変または疾患によって引き起こされる。[13]主に4つのクラスがある。
- 末梢局所および多巣性神経病変
- 末梢性全般性多発神経障害
- 中枢神経系の病変
- 複雑な神経障害
- 複合性局所疼痛症候群[CRPS] [5]
C線維またはAδ線維のいずれかの神経損傷後、それらは異常に敏感になり、病的な自発活動を引き起こします。[5]この正常活動の変化は、神経損傷に対する一次求心性痛受容器の分子および細胞の変化によって説明されます。 [5]損傷した神経の異常な活動は、電位依存性ナトリウムチャネルのmRNAの存在の増加に関連しています。[14]異常活動部位におけるこれらのチャネルの不規則なグループ化は、活性化閾値の低下を引き起こし、結果として多動性につながる可能性があります。[14]
中枢感作
神経損傷や反復刺激の後、WDR（ワイドダイナミックレンジ）ニューロンは全般的に興奮性が増加します。[5]この過剰興奮性は、有害刺激に対するニューロン反応の増加（痛覚過敏）、ニューロン受容野の拡大、または過剰興奮性の他のセグメントへの広がりによって引き起こされる可能性があります。[5]この状態はC線維によって維持されます。[5]
C線維は、その活動亢進に反応して脊髄後角の中枢性感作を引き起こす。[5]この現象の根底にあるメカニズムは、病的に感作されたC線維によるグルタミン酸の放出である。[5]グルタミン酸はシナプス後 NMDA受容体と相互作用し、脊髄後角の感作を助ける。[5] シナプス前ニューロンの電位依存性Nカルシウムチャネルは、神経ペプチドであるサブスタンスPと同様に、このグルタミン酸の放出に大きく関与している。[5]シナプス前ニューロンの電位依存性Nカルシウムチャネルの発現は、神経損傷または反復刺激の後に増加する。[5] NMDA受容体の活性化（グルタミン酸による）は、シナプス後一酸化窒素合成酵素を増強する。一酸化窒素はシナプス前膜に戻って電位依存性Nカルシウムチャネルの発現を増強し、疼痛ワインドアップ現象を引き起こすと考えられている。この異常な中枢感作サイクルは、痛みの増大（痛覚過敏）と、以前は非有害であった刺激に対する痛み反応（異痛症）を引き起こす。[5]
C 線維活動によって引き起こされる背角ニューロンの中枢感作は、「第 2 の痛み」（TSSP）の時間的加算の原因です。 [15]このイベントは「ワインドアップ」と呼ばれ、刺激の周波数が 0.33 Hz以上で ある必要があります。 [15]ワインドアップは慢性疼痛と中枢感作に関連しています。 [15]この最小周波数は、さまざまな周波数の熱パルスを受けた健康な患者のfMRI を比較することで実験的に決定されました。 [15] fMRI マップは、TSSP 応答によって活性化される共通領域を示しており、これには対側視床（THAL）、S1、両側 S2、前部および後部島皮質（INS）、中部前部帯状皮質（ACC）、補足運動野（SMA）が含まれます。[15] TSSPイベントは、体性感覚処理、痛みの知覚と調節、認知、皮質の運動前活動などの機能を処理する脳の他の領域とも関連しています。 [15]
処理
現在、神経障害性疼痛の治療に効果があることが証明されている薬は限られており、患者によって効果が大きく異なります。[12]開発された薬の多くは、偶然または観察によって発見されたものです。[12]過去の治療法には、ケシ抽出物などのアヘン剤、サリチル酸などの非ステロイド性抗炎症薬、コカインなどの局所麻酔薬などがあります。 [12] その他の最近の治療法には抗うつ薬や抗けいれん薬がありますが、これらの治療法の実際のメカニズムに関する実質的な研究は行われていません。[12]しかし、性差や遺伝的背景のためか、患者はこれらの治療法に対して異なる反応を示します。 [12] そのため、研究者は、1つの薬や1つのクラスの薬ですべての痛みを軽減できることはないと認識するようになりました。[12]現在、研究は、神経障害性疼痛に苦しむ患者に適切な薬を開発するために、痛みの知覚に関与する根本的なメカニズムとそれがどのようにうまくいかないかに焦点を当てています。[12]
マイクロニューログラフィー
マイクロニューログラフィーは、金属電極を使用して、皮膚や筋肉の求心性ニューロンと遠心性ニューロンにおける有髄軸索と無髄軸索の両方の神経伝達を観察する技術です。 [16]この技術は、C線維に関する研究で特に重要です。[16]無髄軸索からの単一の活動電位を観察できます。[16]筋肉と皮膚の遠心性節後交感神経C線維からの記録により、血管や汗腺などの自律神経効果器官の神経制御に関する洞察が得られます。 [16] マーキング法で識別されたC痛覚受容器からの求心性放電の読み取りは、かゆみなどの感覚の根底にあるメカニズムを明らかにするのにも役立つことが証明されています。 [ 16 ]
残念ながら、この方法では軸索膜電位を判定できないため、マイクロニューログラフィーの測定値の解釈は難しい場合があります。[17]これらの測定値をよりよく理解するために使用される補足的な方法は、スパイク後の興奮性と潜時のシフトの記録を調べることです。これらの特徴は、C線維などの無髄軸索の膜電位の変化に関連しています。[17] Moalem-Taylorらは、膜電位に対する効果が知られている化学修飾物質を実験的に使用して、C線維のスパイク後の超興奮性を研究しました。[17]研究者らは、結果として3つのイベントを発見しました。[17]化学修飾物質は、膜の脱分極を示す軸索興奮性の増加とともに、超興奮性の喪失を引き起こす可能性があります。[17]第二に、膜の過分極は、軸索の過分極活性化電流の遮断によって発生する可能性があります。[17]最後に、カルシウムの投与により、非特異的な表面電荷の増加とナトリウムチャネルの電圧依存性活性化の変化が生じる。[17]
哲学的関連性
C線維は心の理論に関する哲学的議論に繰り返し登場している[18]。20世紀の唯物論の議論では、痛みは「C線維の発火」など神経系の物理的現象であると慣習的に特定されてきた[19] [20] 。 この分野のほとんどの反応は[21]哲学的な根拠に基づいてこの同一性に異議を唱えてきたが、科学的に正当化されていないとして 異議を唱える者もいる[22] 。
参照
参考文献
- ^ abcdefghijklm パーヴス、デール、他 (2004).神経科学. マサチューセッツ州: Sinauer Associates, Inc. ISBN 978-0-87893-725-7。
- ^ Craig, AD (2002 年 8 月). 「気分はどうですか? 内受容: 身体の生理的状態の感覚」. Nature Reviews Neuroscience . 3 (8): 655–66. doi :10.1038/nrn894. PMID 12154366. S2CID 17829407.
- ^ abcdefghijklm Murinson, BB; JW Griffin (2004). 「C線維構造は末梢神経内の位置によって異なる」Journal of Neuropathology and Experimental Neurology . 63 (3): 246–254. doi : 10.1093/jnen/63.3.246 . PMID 15055448.
- ^ abc Fagan, Tom (2003). 「末梢神経系の健康にとって重要なグリア細胞」ハーバード大学医学部、歯学部、公衆衛生学部のニュース。
- ^ abcdefghijklmn Baron, Ralf (2006). 「疾患のメカニズム：神経障害性疼痛—臨床的観点」Nature Clinical Practice Neurology . 2 (2): 95–106. doi :10.1038/ncpneuro0113. ISSN 1745-834X. PMID 16932531. S2CID 12925061.
- ^ ab Chung, JM; et al. (1979). 「皮膚C線維のボレーによる霊長類脊髄視床ニューロンの興奮」Journal of Neurophysiology . 42 (5): 1354–1369. doi :10.1152/jn.1979.42.5.1354. PMID 114611.
- ^ Yam, Mun Fei; Loh, Yean Chun; Tan, Chu Shan; Khadijah Adam, Siti; Abdul Manan, Nizar; Basir, Rusliza (2018年7月24日). 「痛みの感覚の一般的な経路と痛みの調節に関与する主要な神経伝達物質」. International Journal of Molecular Sciences . 19 (8): 2164. doi : 10.3390/ijms19082164 . ISSN 1422-0067. PMC 6121522. PMID 30042373 .
- ^ abcdef Craig, AD (2003). 「内受容感覚：身体の生理的状態の感覚」Current Opinion in Neurobiology . 13 (4): 500–505. doi :10.1016/S0959-4388(03)00090-4. PMID 12965300. S2CID 16369323.
- ^ ab Loken, L (2009). 「ヒトにおける無髄求心性神経による心地よい触覚のコーディング」Nature Neuroscience . 12 (5): 548–549. doi :10.1038/nn.2312. PMID 19363489. S2CID 4311541.
- ^ abc パーヴス、デール（2011）。神経科学（第5版）。サンダーランド、マサチューセッツ州：シナウアー。pp. 211–212。ISBN 978-0-87893-695-3。
- ^ ab Davis, JB; et al. (2000). 「バニロイド受容体-1は炎症性温熱性痛覚過敏に必須である」. Nature . 405 (6783): 183–7. Bibcode :2000Natur.405..183D. doi :10.1038/35012076. PMID 10821274. S2CID 4337894.
- ^ abcdefghij Scholz, Joachim; Clifford Woolf (2002). 「痛みを克服できるか?」Nature Neuroscience . 5 : 1062–1067. doi :10.1038/nn942. PMID 12403987. S2CID 15781811.
- ^ ラルフ男爵;小川節郎；カッツ、ジョエル。永井均；柏崎美穂。佐伯茂；鈴木一（2000） 「末梢神経因性疼痛：メカニズムから症状まで」。痛みの臨床ジャーナル。16 (2 補足): S12–20。土井：10.1097/00002508-200003000-00003。PMID 10870735。
- ^ ab Lai, J; Hunter, John C; Porreca, Frank (2003). 「神経障害性疼痛における電位依存性ナトリウムチャネルの役割」Current Opinion in Neurobiology . 13 (3): 291–297. doi :10.1016/S0959-4388(03)00074-6. PMID 12850213. S2CID 24745129.
- ^ abcdef Staud, Roland; et al. (2007). 「C線維誘発性疼痛の時間的総和に関連する脳活動」. Pain . 129 (1–2) (1-2 ed.): 130–142. doi :10.1016/j.pain.2006.10.010. PMC 1997296. PMID 17156923 .
- ^ abcde Mano , Tadaaki; et al . (2006). 「ヒトの末梢神経伝達を調べるための臨床神経生理学のツールとしてのマイクロニューログラフィー」。臨床神経生理学。117 (11): 2357–2384。doi : 10.1016 /j.clinph.2006.06.002。PMID 16904937。S2CID 22258173。
- ^ abcdefg Moalem-Taylor, Gila; et al . ( 2007). 「スパイク後興奮性は孤立したC線維の膜電位の変化を示す」。筋肉と神経。36 (2): 172–182。doi : 10.1002/ mus.20793。PMID 17487863。S2CID 36126632 。
- ^ Puccetti, Roland (1977). 「Cファイバーの大神話：批判的注釈」.科学哲学. 44 (2): 303–305. doi :10.1086/288746. ISSN 0031-8248. JSTOR 187355.
- ^ 「デイビッド・ルイス | インターネット哲学百科事典」。2024年4月23日閲覧。
- ^ Puccetti, Roland (1977). 「Cファイバーの大神話：批判的注釈」.科学哲学. 44 (2): 303–305. doi :10.1086/288746. ISSN 0031-8248. JSTOR 187355.
- ^ 「アイデンティティ理論 | インターネット哲学百科事典」。2024年4月23日閲覧。
- ^ Aranyosi, István (2024年4月23日). 「The Peripheral Mind: Philosophy of Mind and the Peripheral Nervous System | Return of the C Fibers; or, Philosophers' Lack of Nerve」. academic.oup.com . OUP. pp. 34–57 . 2024年4月23日閲覧。