ヴァグストフ

迷走神経物質（ドイツ語で「迷走物質」と直訳される）は、迷走神経の刺激によって放出され、心拍数の低下を引き起こす物質を指す。1921年に生理学者オットー・レーヴィによって発見された迷走神経物質は、化学シナプス伝達の最初の確認であり、史上初めて発見された神経伝達物質である。後に、1914年にヘンリー・ハレット・デール卿によって初めて特定されたアセチルコリンであることが確認された。この先駆的な実験により、レーヴィは1936年にデールとともにノーベル生理学・医学賞を受賞した。

ローヴィが実験を始めた頃には、神経と筋肉の間の伝達が本質的に化学的なものか電気的なものかという議論が科学者の間で盛んに行われていた。18世紀のルイジ・ガルヴァーニの実験では、カエルの坐骨神経を電気刺激すると脚の筋肉がピクピク動くことが実証されており、これをもとに彼は生体電気の概念を発展させた。このことから、神経と筋肉の直接的な電気接触が興奮の伝達を媒介するという考えが生まれた。しかし、ジョン・ニューポート・ラングレーの研究は、自律神経系では毛様体神経節の伝達が化学的であると示唆していた。1921年に発表されたローヴィの実験^[1]は、シナプス伝達が化学的であることを証明し、ついにこの論争に決着をつけた。

ローウィは非常に単純ですが洗練された実験を行いました。彼は以前、単離したカエルの心臓を使用して、迷走神経を刺激すると心拍数が遅くなり、交感神経を刺激すると心拍数が速くなることを発見していました (図 1)。彼は、迷走神経または交感神経のいずれかを刺激すると、神経末端から心拍数を遅くしたり速くしたりする物質が放出されると考えました。これを証明するために、彼は心臓の周りの液体を灌流するためにカニューレが挿入されたカエルの心臓を取り出し、心拍数が遅くなるまで迷走神経を電気的に刺激しました。次に、心臓の周りの液体を集め、迷走神経と交感神経を取り除いた 2 つ目のカエルの心臓に追加しました。1 つ目の心臓の周りの液体を 2 つ目の心臓に追加することで、2 つ目の心臓の心拍数を遅くしました。これにより、迷走神経を刺激すると、心臓組織に作用して心拍数を直接遅くする物質が放出されることが証明されました。 (図2) この物質は迷走神経伝達物質と呼ばれていました。 迷走神経伝達物質は後にアセチルコリンであることが確認され、副交感神経系の主な神経伝達物質であることがわかりました。

興味深い余談だが、レーヴィはどうやら夢の中でこの実験のアイデアを思いついたらしい。彼は真夜中にそれを書き留めたが、翌朝にはその文章を解読できなかった。結局彼は別の夜も同じ夢を見て、真夜中に実験室に走って行って実験を行うことにした。この出来事についてレーヴィは次のように書いている。

冷静に考えてみると、私はそんなことはしなかったでしょう。結局のところ、迷走神経が抑制物質を分泌するというのは十分にあり得ない仮定でした。神経末端と筋肉の間の非常に近い範囲で効果を発揮するはずの化学物質が、大量に分泌されてあふれ出し、灌流液で薄められた後も別の心臓を抑制できるというのは、さらにあり得ないことでした。 (Loewi 1921)

実験の準備の選択において、ローウィは幸運だった。使用したカエルの種 ( Rana esculenta ) では、迷走神経に抑制性繊維と刺激性繊維の両方が含まれている。冬は抑制性繊維が優勢であるため、ローウィは 2 月か 3 月に実験を行ったことも幸運だった。さらに、アセチルコリンエステラーゼ(アセチルコリンを分解する酵素) の活性は、特に暖房のない実験室では低いため、神経伝達物質が十分に長く留まり、収集して第 2 の心臓に適用できる。こうした一連の出来事のおかげで、ローウィは迷走神経の存在を記述し、化学シナプス伝達の存在を証明することができた。

• アセチルコリン
• オットー・レーヴィ
• 迷走神経
• シナプス

• ローウィ、O. (1921)。 「ユーバー ユーモアレ ユーバートラグバルケイト デア ヘルツナーヴェンヴィルクング。I.」。プフルーガーズ アーカイブ。189 : 239–242。土井：10.1007/BF01731235。
• Bennett, MR (2000). 「伝達物質受容体の概念: 100年後」. Neuropharmacology . 39 (4): 523–46. doi :10.1016/s0028-3908(99)00137-9. PMID  10728874.
• JG Nicholls、AR Martin、BG Wallace、PA Fuchs。「ニューロンから脳へ」。第 4 版。Sinauer Associates、マサチューセッツ州サンダーランド。ISBN 0-87893-439-1