HeringーBreuer反射を仲介する延髄呼息性ニュ-ロンと肺伸展受容器の関係

1989 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 01570080
• Research Institution: Tokyo Metropolitan Institute for Neuroscience
• Principal Investigator: 江連 和久 (財)東京都神経科学総合研究所, 研究員 (20132904)
• Keywords: 呼吸 / シナプス結合 / 肺伸展受容器 / 呼息性ニュ-ロン / 漸滅型

Research Abstract

腹側呼吸ニュ-ロン群の吻側にある領域ベッツィンガ-複合体のニュ-ロン群の中で漸滅型の発火を示す呼息性ニュ-ロン(EーDECニュ-ロンと名ずける)が存在する。このEーDECニュ-ロンがHeringーBreuer反射を仲介する重要な抑制性ニュ-ロンであることが、以下のように示された。
まず呼息相における肺の人工的伸展に応じて発火頻度を増大させることから肺伸展受容器から興奮性入力を受けていることが判明した。一方呼息相には強く肺を伸展しても発火することはなかった。次にその軸索の投射先を逆行性微小電流刺激法によって調べたところ、対側の脳幹で広範囲に軸索側枝を分布させ特に腹側呼吸ニュ-ロン群の領域に投射していることがわかった。そこでスパイクトリガ-による加算平均法を用いて対側の腹側呼吸群のニュ-ロンとの間でのシナプス結合の有無を調べた。吸息性ニュ-ロンの細胞内膜電位にはEーDECニュ-ロンのスパイク一発一発に対応した単位抑制性シナプス後電位が観察された。このことによりEーDECニュ-ロンは腹側呼吸群の吸息性ニュ-ロンを抑制していることが示された。このEーDECニュ-ロンはその発火のタイミングから見て、呼息から吸息への切り代わりを引き起こすあるいは促進するといった呼吸リズム生成にとって重要な役割を果たしていると思われる。
そこでこのニュ-ロン群への肺の伸展受容器からの入力が、1.単シナプス性か多シナプス性か、2.slowly adaptingの受容器からかrapidly adaptingの受容器からかを調べた。多シナプス性にslowlyーadaptingの受容器から入力を受け、中枢性呼吸リズムを修飾していることが明らかとなった。

Research Products

• [Publications] K.Ezure,M.Manabe,K.Otake: "Excitation and inhibition of medullary inspiratory neurons by two types of burst inspiratory neurons in the cat." Neuroscience Letters. 104. 303-308 (1989)
• [Publications] K.Otake,H.Sasaki,K.Ezure,M.Manabe: "Axonal trajectory and terminal distribution of inspiratory neurons of the dorsal respiratory group in the cat's medulla" J.Comp.Neurol.286. 218-230 (1989)
• [Publications] 江連和久: "延髄呼吸ニュ-ロン群とそれらの間の相互作用" 日本生理学雑誌. 51. 193-207 (1989)