甲殻類心臓における特異的な筋制御機構:インパルスを介さない神経筋伝達の解析

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11640675
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 山岸 宏 筑波大学, 生物科学系, 講師 (80092534)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 黒川 信 東京都立大学, 理学部, 助教授 (50211222) ; 田中 浩輔 杏林大学, 医学部, 講師 (50236585)
• Keywords: シナプス / 神経筋伝達 / 心臓 / 甲殻類

Research Abstract

神経細胞間のシナプスや神経筋接合部における情報伝達は,全か無かの神経インパルスによって行われるが,最近になってインパルスを介さない段階的なシナプス伝達が,感覚系や中枢神経系における神経情報伝達に重要な役割を担っている事が明らかされてきた。そこでは,前ニューロンの膜電位変化に対応して放出された伝達物質が,後ニューロンに段階的なシナプス電位を生じる。一方,神経筋接合部における運動ニューロンの前末端も,膜電位変化に依存して伝達物質を放出する性質のあることが実験的に示されてきた。しかし生体内においては,運動ニューロンと筋は距離的にも離れていることから,筋の制御は運動ニューロンのインパルスによって行われており,神経筋接合部における機能的な段階的シナプス伝達は知られていない。多くの甲殻類の心臓は,心臓内にある心臓神経節がペースメーカーとなる神経原性心臓であるが,等脚類のフナムシでは心筋にも自動興奮性があり,心臓神経節の自発活動が神経筋シナプス電位を介して心筋の活動リズムを神経節の活動リズムに制御している。フナムシの心臓神経節は6個の運動ニューロンによって構成されており,それらのニューロンは電気的結合を介して同期して活動する。神経節で生じた周期的な神経インパルス群は,神経筋接合部電位を介して心筋の活動電位を誘発する事によって,心筋の活動リズムを神経節の活動リズムに制御する。本研究において,心臓神経節と心筋間の神経筋伝達を,電気生理学的および薬理学的手法を用いてさらに詳しく解析した結果,心臓神経節ニューロンは神経インパルスを介したシナプス伝達のみならず,ニューロンに局所的に生じる膜電位変化を介した段階的シナプス伝達を介して心筋を制御していることを明らかにした。これらの成果は,運動ニューロンによる筋の新たな制御機構の発見の論文として専門誌に掲載された。

Research Products

• [Publications] Yamagishi H.,Ando Y.and Matsuzaki O.: "Myocardial depolarizing response to glutamate in the myogenic heart of the branchiopod crustacean Triops longicaudatus"Zoological Science. 17. 27-32 (2000)
• [Publications] Sakurai A.and Yamagishi H.: "Graded neuromuscular transmission in the heart of the isopod crustacean Ligia exotica"Jounal of Experimental Biology. 203. 1447-1457 (2000)