たいせいないぞうはんしゃ｜Somatovisceral reflex｜生理学・神経科学
冷たい水で手を洗うと、まず手の冷たさに気づきます。皮膚が受け取った刺激は、どこまで身体に伝わるのでしょうか。研究では、手への強い寒冷刺激に伴って、血圧や交感神経の活動も変わることが調べられています。触れた場所の感覚と、身体の内側の調節には、神経系を介したつながりがあります。
体性内臓反射とは、皮膚や筋肉などから入る感覚情報をきっかけに、内臓の働きが変化する反射です。特に自律神経を介する経路に注目するときは「体性自律神経反射」と呼ばれます。日常の手洗いと実験で行う強い冷却では条件が異なります。それでも、身体の表面に加わった刺激が、離れた器官の調節にも関わるという考え方を知る入口になります。
皮膚や筋肉は情報の入口でもある
「体性」は、皮膚、骨格筋、関節などに関わる言葉です。皮膚は触れた物や温度の変化を捉え、筋肉などからは身体の動きに関わる感覚情報が届きます。体を動かすときも、誰かに触れられたときも、神経系にはさまざまな情報が入っています。
「内臓」は、胃腸などの器官を指します。体性内臓反射という言葉では、体性の感覚入力を受けて胃の運動などが変わる、という情報の向きに注目します。身体の各部はそれぞれの働きを担いながら、神経を通じて情報をやり取りしています。皮膚への刺激と内臓の応答を結ぶ研究では、その調節の一部分を取り出して調べます。
同じ反射でも、骨格筋が応答するものと、内臓や血管などが応答するものがあります。「何が刺激されたか」に加えて「何の働きが変わったか」を確かめると、似た用語を整理できます。
この節の出典：T05-SV05、T05-SV06、T05-SV01
求心性の入力と、遠心性の出力
脳と脊髄を合わせて中枢神経と呼びます。身体から中枢へ情報が向かう経路が「求心性」、中枢から身体へ情報が向かう経路が「遠心性」です。求心性は入力、遠心性は出力と読み替えると、経路を追いやすくなります。
参考記事→求心性線維
体性内臓反射では、まず皮膚や筋肉の感覚神経から情報が入り、脊髄や脳で処理されます。その結果として自律神経などの出力が変わり、内臓の応答につながります。自律神経は、心臓の筋肉、胃腸や血管の壁にある平滑筋、腺などの働きを調節する神経系です。その主要な区分に交感神経と副交感神経があります。
自律神経の出力は、一般に、末梢の神経節で中継されてから、調節する対象へ伝わります。神経節とは、神経細胞が集まった場所です。胃腸の働きには、壁の中にある神経回路も関わります。図で「皮膚から胃へ」と短く表していても、その途中には、このような情報処理と中継があります。
ヒトで確かめられた寒冷刺激への応答
1987年にビクターらは、健康な25人で、片手を氷水に2分間浸したときの反応を調べました。血圧と心拍数に加え、脚の神経に微小な電極を用いて、筋肉の血管に向かう交感神経の活動を記録しました。この種の課題は寒冷昇圧試験と呼ばれます。
実験では血圧が上昇し、筋血管への交感神経活動も時間がたつにつれて増加しました。一方、心拍数は早い時期に上がり、その後は元の水準に戻るという経過を示しました。同じ刺激に対する応答でも、測定するものによって変化の時期が異なります。
ここで測っている「筋交感神経活動」は、骨格筋を収縮させる運動指令ではなく、筋の血管を調節する交感神経の活動です。筋肉へ向かう神経という表現だけでは、その役割を判断できないことが分かります。強い冷却を用いた生理学の研究として、皮膚からの入力と循環調節の関係を捉える例です。
この節の出典：T05-SV02
胃の運動を変える経路を動物で調べる
1993年に佐藤昭夫らは、麻酔下のラットで、皮膚や筋肉への鍼に似た刺激と胃の運動の関係を調べました。胃の運動は、胃内のバルーンを用いて測定しています。腹部への刺激では胃の運動が抑えられ、後肢への刺激では促進される反応が観察されました。
研究者は胃の変化だけでなく、胃へ向かう神経の活動も記録しました。さらに神経経路の一部を切断し、どの経路が反応に必要かを調べています。その結果、腹部刺激による抑制には胃の交感神経が関わり、反射を成立させる中枢は脊髄にあることが示されました。後肢刺激による促進には、胃へ向かう迷走神経と、脳を含む経路が必要でした。迷走神経には、副交感神経の出力を内臓へ伝える線維が含まれます。
この研究は、入力する場所によって、同じ胃でも応答の向きや経路が変わることを示しています。麻酔下の動物で神経経路を調べた結果であり、ヒトの施術による症状改善とは分けて理解します。
自律神経の応答は、器官や課題ごとに見る
体性内臓反射を理解するには、刺激と応答を具体的な組合せで見ることが重要です。どこに、どのような刺激を、どれくらいの時間加えたのか。そして、どの器官の何を測ったのか。こうした条件を明らかにすると、反射の説明も分かりやすくなります。
ヒトの運動についてビクターらが行った別の研究でも、心拍数と筋血管への交感神経活動の変化は一様ではありませんでした。軽い腕の運動では心拍数や血圧が上がっても、記録した筋交感神経活動は増加しない条件がありました。一方、筋への血流を制限した条件などでは、その神経活動が大きく増えました。
運動時には、筋から届く情報に基づく反射と、運動を起こす中枢からの指令の両方が関わります。そのため、一つの値だけで「自律神経全体がどうなったか」を表すのは難しくなります。脈拍、皮膚の温かさ、胃の動きなどは、それぞれ対応する働きの指標として見ることが大切です。
また、働きが増えることと、健康にとってよいことは同じ意味ではありません。胃の運動を測った研究なら、まず運動が増えたか減ったかを結果として読みます。その変化が人の症状に役立つかは、対象となる状態や目的に応じて確かめる次の問題です。「促進」「抑制」という言葉は、ここでは観察された応答の方向を示しています。
この節の出典：T05-SV04
触れる経験と、治療効果をつなぐとき
ボディワークでは、触れられた場所だけでなく、呼吸の感じや全身の心地よさに注意が向くことがあります。体性内臓反射は、皮膚や筋肉への働きかけが神経系への入力になることを理解する手がかりです。実践を振り返る際には、触れた場所、強さ、時間、本人の感じた変化を具体的に言葉にすると、経験を共有しやすくなります。
研究を読むときには、経路を確かめる実験と、施術の効果を確かめる研究の役割を分けます。前者は、どの神経が反応に必要かを問います。後者では、その方法を受けた人の症状や生活が、比較対象に対してどれくらい変わったかが問題になります。胃の運動が一時的に変わることと、胃の病気が治ることは、測る対象も時間の幅も異なります。
身体にどのような刺激が入り、その後どのような応答が見られたかを、丁寧につないで考える。それが、この用語を日常の身体理解に生かす基本です。皮膚や筋肉は、動いたり触れたりする場所であると同時に、身体の調節に関わる情報の入口でもあると捉えられます。
この節の出典：T05-SV01、T05-SV02、T05-SV03、T05-SV04
関連語
参考文献
- [T05-SV01] Sato A, Schmidt RF (1987) Sato A, Schmidt RF (1987). The Modulation of Visceral Functions by Somatic Afferent Activity. The Japanese Journal of Physiology 37:1–17.
- [T05-SV02] Victor RG et al. (1987) Victor RG et al. (1987). Effects of the cold pressor test on muscle sympathetic nerve activity in humans. Hypertension 9:429–436.
- [T05-SV03] Sato A et al. (1993) Sato A et al. (1993). Neural mechanisms of the reflex inhibition and excitation of gastric motility elicited by acupuncture-like stimulation in anesthetized rats. Neuroscience Research 18:53–62.
- [T05-SV04] Victor RG, Seals DR, Mark AL (1987) Victor RG, Seals DR, Mark AL (1987). Differential control of heart rate and sympathetic nerve activity during dynamic exercise. Insight from intraneural recordings in humans. J Clin Invest 79:508–516.
- [T05-SV05] OpenStax / Betts et al. (2022) OpenStax. Anatomy and Physiology 2e, 12.1 Basic Structure and Function of the Nervous System
- [T05-SV06] OpenStax / Betts et al. (2022) OpenStax. Anatomy and Physiology 2e, 15.2 Autonomic Reflexes and Homeostasis
