脳神経リズム発振回路による入力情報の統合および修飾に関する神経薬理学的研究

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12680749
• 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)
• Keywords: 呼吸ニューロン / シナプス後電位 / 細胞内記録 / NPBM / 迷走神経 / 入力情報処理 / NMDA受容体

Research Abstract

脳幹呼吸中枢の入力情報処理機構について,末梢性入力(肺迷走神経求心路: VN)および中枢性入力(橋nucleus parabrachialis medialis : NPBM)の反復性電気刺激によるlate inspiratory(late-I)neuron応答性並びにN-methyl-D-aspartate(NMDA)受容体機構の関与について神経薬理学的および免疫組織化学的方法により検討した。実験には,除脳,無麻酔,非動化,人工呼吸下ネコを用いた。
1.NPBMあるいはVNの反復性電気刺激により,late-I neuronには初期にIPSPが加重した過分極が,その後EPSPが加重した大きな脱分極が誘発された。後半の脱分極は刺激停止後にも長く続いた。
2.NMDA受容体遮断薬のdizocilpineの全身投与により,late-I neuronは過分極し活動電位発射は停止し,正常呼吸リズムが持続性吸息パターンに変化した。この状態では,NPBMあるいはVN刺激により誘発される後半の大きな脱分極が抑制され,刺激に対応した速い減衰性の低振幅EPSPのみが残った。このEPSPに加重は起こらなかった。
3.Neurobiotinの細胞内投与により同定した全てのlate-I neuronの細胞体にNMDA受容体およびGAD蛍光が見つかった。
以上より,(1)late-I neuronはGABAを伝達物質とする抑制性ニューロンであること,(2)VNとNPBMからの入力により誘発されたEPSPは,NMDA受容体機構を介して加重し,大きな長く続く脱分極を起こすことが明らかとなった。この脱分極とそれに伴う活動電位の群発射は,吸息相から呼息相への切り替えに重要な働きをしていると考えられた。

Research Products

• [Publications] Okazaki, M., Takeda, R., Haji, A., Yamazaki, H: "Glutamic acid decarboxylase-immunoreactivity of bulbar respiratory neurons identified by intracellular recording and labeling in rats"Brain Research. 914. 34-47 (2001)