脳神経回路のリズム形成に関与する切り替え機序の神経薬理学的解明

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09680761
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Research Institution: Toyama Medical and Pharmaceutical University
• Principal Investigator: 櫨 彰 富山医科薬科大学, 医学部, 助教授 (50228433)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 岡崎 真理 富山医科薬科大学, 医学部, 助手 (50272901) ; 武田 龍司 富山医科薬科大学, 医学部, 教授 (80020791)
• Keywords: 呼吸リズム形成 / 呼吸ニユーロン / 細胞内電位 / NMDA受容体 / 吸息オフスイッチ

Research Abstract

脳幹呼吸中枢神経回路によるリズム形成における最重要プロセスである吸着オフスイッチ機序解明を目的として、late inspiratory(late-I)neuronおよびpostinspiratory(PI)neuronの役割、吸息オフスイッチ機序におけるNMDA受容体およびGABA-A受容体機構の関与、ならびに肺迷走神経および橋(pneumotaxic centerからの入力の影響について、除脳、無麻酔、非動化、人工呼吸下ネコを用いて細胞内記録法により検討した。
(1)吸息相後半にlate-Ineuronが突発的な脱分極と活動電位発射を起こしてaugmenting inspiratory(aug-I)neuronを可逆的に抑制する。引き続いてPIneuronが活動することによりaug-Ineuronを非可逆的に抑制することにより吸息相から呼息相に移る。このメカニズムは、自発性ならびに迷走神経あるいは橋pneumotaxic center刺激誘発性IOS時においても同様である。
(2)Late-IneuronおよびPIneuronの脱分極にはNMDA受容体機構が関与しており、この機構の遮断により、IOSの遅延が起こる。IOS時のaug-Ineuronへの最終の抑制性伝達には、GABA-A受容体機構が関与している。
(3)正常呼吸リズムは、迷走神経求心路ならびに橋pneumotaxic centerからの入力を断っても、下位脳幹部の呼吸中枢ニューロン回路で形成される。
以上より、正常呼吸リズムは延髄呼吸中枢ニューロン回路で形成され、吸息オフスイッチにはlate-IneuronおよびPIneurnがNMDA受容体機構を介して重要な役割を果していること、ならびにaug-Ineuronの抑制にはGABA-A受容体機構が働いていることが明らかとなった。