総 説 〔東女医大誌 第63巻 第1号頁 56∼61 平成5年1月〕
発汗活動の生理的・病的変化と自律神経
愛知医科大学第二生理 オ ガワ トク小 川 徳
教授 オ雄
（受付 平成4年10月28日） Physiological and Abnormal Changes in Sweating Activity， with Special Reference to Autonomic Nervous ActivityTokuo OGAWA
Department of Physiology， Aichi Medical University Human eccrine sweat glands are innervated by cholinergic sympathetic ner†es and their main activity is thermal sweating which is controlled by the central thermoregulatory m㏄hanism． Changes in their activity， whether physiological or abnormal， are largely caused by alterations in activity somewhere in the pathway originating in the central sudomotor mechanism， passing the efferent sudomotor tract and peripheral sympathetic nerve， and ending up at the glands． Various physio蓋ogical and abnormal changes in sweating activity are briefly surveyed． Spontaneous sweating is a sequence of pulsatile expulsions of sweat， which are synchronous over the general body surface．．The frequency of sweat expulsions is considered to reflect central盈y・derived sudomotor activity． It is emphasized that continuous sweat・rate recording visualizes sweat expulsions and gives us much information on changes in sweating activity， and重ts application童n clinical examination is recommended． 1．はじめに ヒトのエクリン汗腺（E腺）は交感神経支配を受 け，その活動は主に体温調節中枢機構の統制下に ある温熱性発汗である．発汗活動の変化は主とし て中枢およびそこから汗腺に至る発汗遠心路にお ける変動により，一部は汗腺自体の活動性の変化 による．本稿では発汗検査法として最近注目され ている連続発汗記録による分析とその臨床的応用 についても言及する． 2．汗腺の神経支配 E腺にはコリン作動性の交感神経節後線維が分 布するが，E腺は元来アドレナリン（AD）受容性 であった原始汗腺（A腺）から進化したものと考 えられ1），ラットの足蹴のE腺の支配神経は成長 とともにAD作動性からコリン作動性に変化す． る2＞．一方，摘出汗腺でも，ムスカリン性受容機構 の他α，β受容機構が認められる3）（後述）． ヒトのE腺に分布する神経の終末には，血管作 用性腸管ペプチド（VIP），カルシトニソ遺伝子関 連ペプチド（CGRP），心房性ナトリウム利尿ペプ チド（ANP）， galaninなどのペプチドの含有が認 められる4＞5）．とくにVIPは共同伝達物質である可 能性が強く，汗腺周囲の血管拡張と発汗促進作用 が認められ6），また分泌細胞に受容機構の存在ηや 導管のNaCl再吸収機能への関与の可能性8）が示 唆されている．ANP9）， CGRPlo）も局所投与により 発汗促進作用が認められている． ヒトのE腺は除神経後数時間で，アセチルコリ ンに対する反応が減退し始め，数日∼数週後には これが消失するという．しかしネコの足蹄のE腺 では，除神経後数日∼数週間除神経性過敏が観察 されている11）．末梢神経が外傷や炎症で不完全に遮断される と，支配下の部位で発汗をみることがある．灼熱 痛は激痛，血管運動障害を伴うもので，傷害部位 で交感神経線維と痛覚線維の間に短絡ができるた めと推測されている．ニューロパチーでは支配域 の発汗が低下・停止することが多い． 耳下腺近傍，顎下腺，頸部の炎症・外傷・手術 などの後に顔面に味覚性発汗がみられることがあ り，損傷部を走る唾液分泌神経の発汗神経への再 生によるとされる．また頸・胸部交感神経節切除 後に現れる味覚性発汗は，迷走神経の側芽による 再生または軸索を切断された節前線維の脊髄内で の再構築によると説明される12）．さらに，糖尿病性 ニューロパチーで起こる味覚性発汗は，神経変性
後線維芽が異常再生するためと推論されてい
る13）． 3．発汗量の連続記録 換気法（局所を乾燥ガスで換気し，その温度変 化を電気抵抗・容量などの変化に変換する）によ る連続記録は，局所発汗量の経時変化のみならず 発汗パターンが観察できるので，発汗の機序や病 態の解明などに適用価値が高い．とくに周波数特 性の高い高感度静電容量湿度計（Vaisala社製）が 開発され，その利用度が高まりつつある． 温熱性発汗では汗が1分間数回∼20回余りの頻 度の拍出（発汗波sweat expulsion）として記録さ れる．発汗波は一般体表面で同期し，その頻度は， 定常状態では室温，体温（深部温と平均皮膚温と を適当に重みづけした平均体温）と直線関係にあ り，体温調節中枢からの発汗出力を反映すると解 される14）15）．手掌・足底の精神性発汗の発汗波は， それらの部位間では同期するが，一般体表面とは 同期しない発汗波があり，中枢機構の相違を示す （図1）．しかし同期する発汗波もあり，両中枢機 構相互間に干渉があることを示唆する． 発汗波の同期性や頻度は，発汗遠心路や末梢条 件の変化による発汗量の変化には左右されないこ とから，発汗活動の変化や異常が中枢性か否かの 鑑別に応用でぎる．皮膚交感神経活動を同時記録 すると，発汗波と対応する群山発射が認められ， 発汗波の頻度が発汗神経活動を反映することを裏 0．2 茶。．1 愚。 窒。．2 鯉。．1 課 o 川川「1旧lllllllllllll口l lll川llll、lllll illIll口II姦婦♂艶右則り聯
室温：35．7℃一
10秒 図1 2つの異なる部位からの同時連続発汗記録 中央の縦線は発汗波の出現時期を示し，長い線は同 期性，短い線は非同期性の波を示す．手掌，前腕間 では非同期性の波がみられる（小川，1981；温熱生 理学，理工学社，p154）． 付けている16）． 4．発汗活動の中枢機構 温熱性発汗を統制する体温調節中枢機構は視束 前野・前視床下部（PO／AH）で統合され，体深部 や皮膚の温度受容器からの温度情報を入力として 作動する．その活動は，種々の温熱性・非温熱性 要因（精神活動，体液性要因，日周リズム，性周 期，発熱など）に影響される． 種々の精神活動は手掌・足底で精神性発汗を誘 発し，その中枢機構には大脳皮質，辺縁系，基底 核，視床下部の関与が推測される．本態性発汗症 は情動的なストレスによって誘発される多汗症 で，精神性発汗中枢機構の関与した系統的な障害 とみられ，一般に手掌や足底に限局する．患者は 発汗を苦にするためこれが一層多汗を助長し，汗 腺も“訓練”されて発汗能を増すという悪循環を 来す． 精神活動はまた一般体表面の温熱性発汗にも相 動的な変動をもたらし，体温調節中枢機構に影響 する主要な非温熱性要因の一つとみなされる．温 熱性発汗への影響は精神活動の様相によりさまざ まで，その機序が多様であることを示唆する17）．心 身鍛練法の施行や暑熱の暗示などでも温熱性発汗 を促すことがある19）．運動時の発汗充進には運動 中枢活動の拡延，運動時の精神興奮の関与が考え られる． 睡眠時には，温熱性発汗が促進され，発汗量は睡眠深度と関連して変動する．レム睡眠では著し く減少するが，情緒的な夢をみると，相野的な増 加をみることがある．一方，手掌の発汗は睡眠期 間中停止する19》． 大脳皮質の感覚運動野・運動前野や基底核が発 汗活動に関与することは古くから知られている． 脳梗塞で片麻痺の患者では，しばしぽ麻痺側の発 汗量が多く，特に発症後比較的初期の者で著し い20）．この際，連続記録で非麻痺側と同期しない過 剰の発汗波が麻痺側でみられることがある21）．ま た運動前野の損傷では，強制把握を起こすととも に多量発汗を来す．また，Jacksonてんかんの発 作前後に突発的な多汗が痙攣部位にみられる20）。 これらの観察は，運動皮質の局所表徴が発汗のそ れにも一致することを示唆する．大脳皮質・辺縁 系・基底核に由来する発汗促進性の下行路が，一 部は視床下部に投射し，一部は下行して延髄で交 叉して対側を支配するといわれ22），その刺激効果 と推測される．また脳梗塞で運動麻痺の程度と発 汗過多とがほぼ平行することから，対側支配の発 汗抑制性下行路の存在も考えられ，発汗過多には 脱抑制による機序も想定される20）．パーキンソン 病でみられる顔面の発汗は，他部の発汗障害に伴 う代償的なものと考えられる12）． 5．脳幹・脊髄内発三下行路 1）経路とその障害 脳幹・脊髄内発汗下行路は大部分同側性である が，一部橋や延髄で交叉する．したがってWallen− berg症候群など片側性脳幹障害では同側の発汗 低下が起こるが，発汗停止にはならず，発汗波の 左右同期性も失われない．対側では一般に発汗過 多がみられるが23），代償的な現象か，脊髄レベルに おける相反神経支配によるのか，また前述の対側 支配性の発汗抑制門下行路の障害によるのか明ら かでない． 発汗神経節前線維は（C8一）T1∼L2（3）の中間 質外側核から発して前根から脊髄を出，白交通枝 を通って交感神経幹に入り，対応する幹神経節お よびその上下いくつかの神経節で節後神経細胞と シナプスをつくる．したがって一つの脊髄分節の 発汗支配域はかなり広い． 脊髄離断では，横断部より数節下位以下が無発 汗となる．その範囲は血管反応欠如域と多少異な る．離断が完全なときは，発汗剤の局所注射によ る局所発汗や膀胱充満などで誘発される脊髄反射 性発汗の記録上で，健常部とは全く同期しない， 低頻度の小さい発汗波がみられる．離断が不完全 なときは，薬物発汗における発汗波が健常部と同 期する15）． 多発性硬化症やShy・Drager症候群など系統変 性疾患では発汗障害が身体下部から次第に上部へ 広がる． 2）半側発汗（皮膚二一発汗反射） 側臥位では，下になった半側の発汗が抑制され る．この半側発汗は一側皮膚部位の圧迫による反 射的効果である24）．対側の発汗量は多少増加する ことが多い．一側の側胸部・肩甲部・手掌の圧迫 では上半身，腸骨稜・大転子上や足底の圧迫では 下半身に半側発汗が著明に認められる．背臥位な どで両側の側胸部や肩甲部が圧迫されると，上半 身の発汗が抑制される． 小部位の圧迫でも発汗抑制区域はかなり広範囲 であるが，側胸部の圧迫部位を下方へ移動すると 発汗抑制区域も尾側へ移る25）．この観察から，皮膚 圧により生じた知覚神経衝撃が脊髄分節で発汗遠 心路に干渉し，区域的発汗抑制をもたらすと推論 される．この反射弓が高位中枢機構を介さないこ とは，発汗波の左右同期性が失われないことから も窺われる． 6．発汗活動に影響する体液性要因 種々の体液性の要因のうち，いくつかは主に中 枢性に働くと考えられ，連続記録による発汗波特 性の分析でもそれが裏付けられる． 1）脱水 暑熱時や運動時に脱水が進行すると，体温上昇 に伴うべき発汗量の増加がみられない．これには 血漿浸透圧の上昇と血漿量の減少が関与し26），前 者による中枢作用が強いが，汗腺機能に対する直 接の影響は少ない（図2A）．逆に，腎不全患者で 人工透析を行うと血漿浸透圧が下がり，発汗増加 を認めるが，これも中枢作用による． 2）CO2
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15）小川徳雄，菅屋潤萱：発汗波の特性。． ｩ律神経 25：4−7， 1988 16）Sugenoya J， Iwase S， ］M［ano T et al： Identi丘catlon of sudomotor activities in cutaneous sympathetic nerves by using sweat expulsions as effector responses． Eur J ApPI Physio星61：302−308， 1990 17）Ogawa T：Therma｝inHuence on palmar sweating and mental influence on generalized sweating in man， Jpn J Physiol 25：525−536， 1975 18）Ogawa T， Asayama M l Thermal and nonth・ ermal control of sweating during rest and exer・ cise．肋Man in Stressful Environment：Ther− mal and Work Physiology（Shiraki K， Yousef MK eds）pp225−236， Thomas， Spring丘eld（1987） 19）小川徳雄：睡眠と発汗．臨床脳波 8：282−290， 1966 20）勝木司馬之助，徳臣晴比呂，和気一網ほか：発汗 の中枢性機序に関する臨床病理学的研究．神経研 究の進歩1：181−197，1956 21）木原幹洋，渡邊晴雄，富．田崇敏ほか：脳梗塞皮質 障害に伴う発汗異常．自律神経 241434−440， 1987 22）Schi侃er R， Pohl P：Zum Veriauf der ab・ steigenden zentralen Sympaticusbahn． Ergeb− nisse von Schwe三sse．kretionstests nach stereota・ ktischer Subthalamotomie． Arch Psychiat Ner・ venkr 216：379−392， 1972 23）斎藤 博，小暮久也：片側脳幹障害における発汗 異常一交感神経中枢路に関する臨床的研究一．自 律神経 23：303−312，1986 24）Takagi K， S．akurai T：Asweat reflex due to pressure on the body surface． JPn J physiol 1： 22−28， 1950 25）小川徳雄，朝山正巳，伊．藤嘉紀：皮膚圧及びバリ による区域的発汗抑制．自律神経 18：246−253， 1981 26）For加ey SM， Wenger CB，80ve JR et al： Effect of hyperosmola董ity on⑳ntrol of blood How and sweating． J Appl Physiol 67： 1688−1685， 1984 27）Sugenoya J， Kihara M， Ogawa T et aL Effects of thyrotropin releasing hormone on human sudomotor and cutaneous vasomotor activities． Eur J Appl Physiol 57：632−638，1988． 28）渡邊晴雄，木原幹洋：自律神経障害と温熱生理学 的アプローチ：大脳・間．脳の疾患，とくに血管運 動と発汗機能異常．医学のあゆみ．140：437−439， 1987 29）村上 研，祖父江元，満間照典ほか：Ceruletide 及びLH・RH投与時のヒト発汗反応．臨床神経学 28：797−802， 1988 30）All￠n JA， Roddie IC：The effect of antidiur・ etic hormone on human sweating， J Physiol 236：403−412， ．1974 3i）Kasting NW：Vasopressin：Ahomeostatic effector in the febrile process， Neurosci Biobe− hav Res 6：215−222，1982 32）Matsnmoto T， Kosaka M， Yamauchi M et al： EfEect of thyroid hormone on thermal sweating． Trop Med 30：225−231，1988 33）Foster KG， GiRsburg J， Weiner JS：Role of circu星ating Catecholamines in human eccrine 91and control， Clin Sci 39．：823−832， 1970 34）Sato K， Dobson RI．： The effect of intracutaneous d−aldosterone and hydrocor− tisone on human eccrine sweat gland function． JInvest Dermato154：450−462，1970 35）Kirby CR， Convertino VA：Plasma aldoster− one and sweat sodium concentrations after exercise and heat acclimation． J Appl Physiol 61 ：．967−970， 1986 36）Ogawa T， Asayama M： Quantitative analysis of the local e鉦ect of skin temperature on sweating， Jpn J Pbysiol 36：417−422，1986 37）Fox RH， Hilton SM：Bradykinin formation ．in human 6kin as a factor in heat vasodilation． JPhysiol 142：219−232， 1958 38）Ogawa T l Local determinants of sweat gland activity，加Advances in Climatic Physiology （ltoh S， Ogata K， Yoshimura H eds）pp93−108， Igaku Shoin， Tokyo（1972） 39）Ogawa T， Asayama M， Sugenoya J et al： Temperature regulation in hot−humid environ− ments， with special reference tO the significance of hidromeiosis。 J Therm Biol 9：121−125，1984 40）．Kerslake DMC：The Stress of Hot Environ− ments． Cambridge University Press， London （1972） ・ 41）Ogawa T， Asayama M， Miyagawa T：Effects of sweat gland training by repeated local heat− ing． Jpn J Physiol 32：971−981，1982 42）Hδ血er W：Changes in regional distribution of sweatin霧during acclimatization to heat． J Appl Physiol 25：503−506， 1968
