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自律神経系(じりつしんけいけい、英Autonomic nervous system)とは、末梢神経系のうち植物性機能を担う神経系であり、

動物性機能を担う体性神経系に対比される。自律神経系は内臓諸臓器の機能を調節する遠心性機序と内臓からの情報を中枢神経系に伝える求心性の機序という二つの系からなる。

交感神経系と副交感神経系の二つの神経系で構成されている。

◆ 自律神経系の機能

随意神経系である体性神経系と対照して、不随意である「自律神経系」は循環、呼吸、消化、発汗・体温調節、内分泌機能、生殖機能、および代謝のような不随意な機能を制御する。自律神経系はホルモンによる調節機構である内分泌系と協調しながら、種々の生理的パラメータを調節しホメオスタシスの維持に貢献している。近年では、自律神経系、内分秘系に免疫系を加え「ホメオスタシスの三角形」として扱われることもあり、古典的な生理学、神経学としての自律神経学のみならず、学際領域のひとつである神経免疫学、精神神経免疫学における研究もなされている。

交感神経と副交感神経の二つの神経系からなり、双方がひとつの臓器を支配することも多く(二重支配)、またひとつの臓器に及ぼす両者の作用は一般に拮抗的に働く(相反支配)。交感神経系の機能は、闘争か逃走か(fight or flight)と総称されるような、身体的活動や侵害刺激,恐怖といった広義のストレスの多い状況において重要となる。以下に運動時の生体反応を例にして、交感神経系の機能を述べる。交感神経系の亢進により血管が収縮し、心拍数が増加する。この結果血圧が上昇し末梢組織の還流量が増加する。このような作用の結果消化管、皮膚への血液量が減少するが、一方で骨格筋への血液供給量が増加する。これは骨格筋の運動に伴う局所因子の影響に加えて、筋血管では血管拡張に関与するβ受容体が豊富なことも一因である。気管支平滑筋は弛緩するがこれは気管径の増加をもたらし結果として、一回換気量の増加つまりガス交換効率を向上させることとなる。一方、代謝系に視点を移す。運動時には骨格筋において多量のエネルギー基質(グルコース)を消費するため血糖維持が重要である。なかでも肝臓からのグルコース放出は重要である。交感神経は肝臓でのグリコーゲン分解と脂肪組織での脂肪分解を促し血液中に必要なエネルギーを与える。交感神経は内分泌器官にも作用し副腎髄質ホルモン分泌、グルカゴン分泌を刺激しやはり末梢組織へのエネルギー供給に促進的に作用する。結果として、骨格筋を中心とした組織において豊富な酸素とグルコースが供給される一方で、皮膚や消化管へは供給が乏しくなる。このように,自律神経系は各臓器の機能を統合的に調節することで,結果として個体の内部環境を合目的にする.

心機能亢進、気管支の拡張、肝グリコーゲン分解、脂肪分解等が交感神経系の支配下にある一方で、主に安静時に重要となる消化管機能(消化管運動、消化液分泌)、排尿機能の亢進は副交感神経系のコントロール下にある。心拍数を減少させ、血圧を下げて、皮膚と胃腸への血液を戻し、瞳孔と細気管支を収縮させて、唾液腺分泌を刺激して、蠕動を加速する。 副交感神経系は代謝においては同化傾向に働く。

交感神経系、及び副交感神経系が個々の臓器、器官に及ぼす効果についてはそれぞれの項目を参照されたい。

◆ 自律神経反射

反射とは、ある刺激に対してステレオタイプに生じる応答のことである。反射は刺激を受容する受容器、受容器の興奮を伝える求心性神経、情報を統合する、中枢神経(反射中枢)、中枢で統合された結果、発せられたシグナルを末梢器官に伝える遠心性神経、そして応答する効果器という以上から構成されている。数多く生体に存在する反射において、自律神経系が関与しているものもあり、(1)内臓-内臓反射、(2)体性-内臓反射、(3)内臓-体性反射がそれである。

これらが、広義の自律神経反射であるが、ふつう、自律神経反射と言った場合、(1)と(2)を指す。

自律神経系が関与する反射は数多く存在するため、ここでそのすべてを列挙することはかなわないため、以下に反射のグループとそれに属する反射機構の代表的なものについてのみ記載する

# 内臓-内臓反射 とは求心路と遠心路がともに自律神経線維によって構成される反射機構であり、多くの内臓機能はこの機序によって自律的に行われている。この反射の代表例は動脈圧受容器反射である。頚部の動脈系には圧受容器と呼ばれる圧センサーが存在する。この圧受容器は常に動脈圧をモニターし、この情報は求心性自律神経を介して中枢神経に伝えられる。中枢神経はこの情報を基にして、交感神経及び迷走神経のフローを変化させることによって、血圧調節している。圧受容器反射は最も基本的かつ重要な反射性の循環調節機序であり、内臓-内臓反射の一例でもある。

# 体性-内臓反射 とは求心路が体性感覚神経、遠心路が自律神経系からそれぞれ構成される反射機構である。この反射の例としては、体性-交感神経反射が古くから知られている。これは、皮膚に侵害性刺激(いわゆる痛み刺激)を加えると交感神経系の機能が亢進し、心拍数の増大、血圧の増加等が生じる反射である。他にも、温熱刺激を皮膚に加えると発汗が生じるが、これは温度刺激が体性感覚神経を介して、汗腺支配の交感神経を興奮させた結果生じるもので、体性-内臓反射と言えるだろう。また、古くから、鍼療法、物理療法として、体表へ種々の刺激(機械的刺激、温度刺激、化学的刺激、香りなど)を加えて身体機能を改善、維持する医療が存在するが、これらの療法の生理学的機序の一部はこの体性-自律神経反射で説明できる可能性がある。これまでに、鍼刺激が中枢神経系において内因性モルヒネであるエンドルフィン、ダイノルフィン等を増やすこと、種々の感覚刺激が自律神経系を介して、末梢器官(消化管機能、泌尿器、循環器、内分泌器官)に作用することが基礎医学及び臨床医学において研究されている。

# 内臓-体性反射 とは、求心路が求心性自律神経、遠心路が体性運動神経からなる反射機構である。この群に属するものでは筋性防御が有名である。これは、腹腔臓器、腹膜の障害(炎症、機械的な変化)が求心路を介して腹筋群を収縮させるという現象である。臨床的に多くの消化器疾患で認められ、特に虫垂炎の理学的所見として有名である。筋性防御は上記のような生理学的な反射弓に基づく現象である。

◆ 自律神経系の薬理学的基礎

交感および副交感神経線維は、1つの細胞またはニューロンだけから成る自発的な運動神経と対照して、「神経節前」及び「神経節後」神経細胞の両方がある。それらは神経節で会合し、シナプスの化学伝達物質アセチルコリン(ACh)により、神経インパルスが神経節で細胞から細胞へ伝達される。

アセチルコリンは最初のニューロン(節前ニューロン)から放出され、2番目のニューロン(節後ニューロン)のニコチン型受容体に結合し、リガンド依存性Naチャネルを開き、脱分極を起こしてインパルスを発生、ニューロン末端で2番目の神経伝達物質を放出することによって、情報をシナプス後膜へ伝える。 副交感神経系の2番目の伝達物質は同じくアセチルコリンであるが、交感神経系における2番目の伝達物質はノルアドレナリンが担う。副腎髄質を支配する神経は節前線維で終わる。普通、交感神経の節後線維からノルアドレナリンが放出されるが。機能的に見ると伝達物質を放出する代わりに副腎髄質かたアドレナリン及びノルアドレナリンが分泌される。つまり副腎髄質自体が巨大な節後線維として働いていることとなる。

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