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発火で排便


腸は「第二の脳」は本当だった。腸内のニューロンが結腸を動かし排便活動につながることが判明(オーストラリア研究)

脳の監視がなくても機能できる唯一の臓器と言われている。

これまで、数々の研究が、腸は「第二の脳」であることを示していたが、世界で初めて、腸内で、排便の際に生じるはっきりとしたニューロン発火のパターンが観測された。

マウス実験で排便時のニューロン発火活動パターンを観測

第二の脳と呼ばれる「腸神経系」は、無数の神経細胞ネットワークの網目であり、消化管の制御を助けている。

マウスを対象とした最新の研究では、その”脳細胞”が結腸に用を足させるために発火する様子を捉えた。

「この発見により、これまで明らかではなかった末梢神経系のニューロン活動パターンが特定されます」とオーストラリア・フリンダース大学のニック・スペンサー氏は説明する。

脳と会話する腸

腸神経系は、脳と脊髄で構成される中枢神経系から分けられているという意味で”末梢”だ。

中枢神経系は身体活動の大半を制御・調整するが、第二の脳も怠け者などではなく、中枢神経系とコミュニケーションを図るだけでなく、腸神経系が消化管による自律的な制御を手助けしている。

「文字通り脳」と話すスペンサー氏は、進化の観点からはむしろ第一の脳とみなしうると考える研究があることを指摘する。

「消化管には、固有の完全な神経系を備え、脳や脊髄から完全に独立して機能する唯一の内臓であるというユニークな特徴があります」

排便したい時、ニューロンが発火し、結腸を収縮させ排出する

今回の研究では、安楽死させたマウスの結腸を調査することで、哺乳類における当該神経系がどのように機能しているのか調べた。

マウスの直腸の腸神経系には、およそ40万の個別のニューロンが含まれている。

「消化管の最大の謎の1つは、それほど多数の腸ニューロンが発火し、平滑筋細胞を収縮させ、直腸の内容物を噴射させる行動を起こす仕組みです」

末梢神経系内で起きるニューロン活動のパターン観測は世界初

研究では、高解像度神経撮像法と電極を利用して、マウスの平滑筋組織から生じる電気インパルスを記録することで、腸の平滑筋収縮による大便排出に関与する数百万の細胞におけるニューロン発火のリズミカルなパターンが検出された。

論文によれば、これは哺乳類の末梢神経系内で起きるニューロン活動の主要なパターンを表しており、これまで特定されたことがなかったものだ。

同期した腸神経系の活動には、大量の興奮性ニューロンと抑制性ニューロンならびに推定されている固有感覚ニューロンの同時活性化が関与する。

このようなリズミカルな同期ニューロン発火は、これまでも中枢神経系においては観察されてきた。しかし腸神経系で反復的なバーストが検出されたのは初めてのことで、第二の脳が思考する方法の理解を進めてくれるだろう。

便秘の決定的な解決につながる可能性も?

今回の研究までは、腸神経系のニューロンの大群がどのように腸を収縮させているのか、きちんと理解できていなかった。

ようやく健康な状態でそれが活発化する仕組みが分かったのだから、これを青写真として、直腸でニューロン運動パターンの機能不全が生じる仕組みについて理解を進められだろう。

慢性的な便秘は、世界各国の大勢の人々を苦しめていますが、その原因が不適切な結腸通過であるというのはよくあることだ。便秘を改善する画期的な治療法も誕生するかもしれない。

この研究は『JNeurosci』に掲載された。




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