下喉頭神経の自発性発射と 反射応答について

（東女．医大誌 第37巻 第5号頁．264−270 昭和42年5月）

〔原 著〕

下喉頭神経の自発性発射と 反射応答について

II．

呼吸性発射と．逆行性応答

東京女子医科大学第一生理学教室（主任 渡辺宏助教授）

      赤  沼  君  江

      アカ    ヌマ     キミ     ニ

（受付 昭和42年3月10日）

         Spontaneous Efferent Discharge and Refex Responses of the Recurrent        Laryngeal Nerve in the Rabbit

       II． Respiratory Discharge and Antidromic Responses        Kimie AKANUMA

      Department of Physiology （Pro￡ K． WATANABE chief），

      Tokyo Women s Medical College

    Antidromic rgsponses，in the medulla oblongata to stimulation of the recurrent laryngeal nerves were investigated in 26 rabbits anesthetized with urethane． The following results were obtained．

    1） Records of aritidromic resPonses were localized in the vicinity of the point 2 mm caudal to the obex，

2．5 mm lateral froni @the dorsal median sulcus and 2．5−3 mm deep from the dorsal surface of the rpedulla

oblongata． No response was obtainable contralaterally． ・／，

    2）The正atency of antidrQmic responses ranged from B to 6．51nsec and their dis亡ributlon showed three main peaks at abotit  3， 4 and 5 msec respectively． The absolute refractory periods of antidromic re−

sponses distributed from O．36 to 6，5 msec．

    3） Repetitive stimulation （10 cps） with constant strength produced variation in the amplitude of anti−T dromic r・esponses． Some of 狽??changes appeared to be related with respiration and others did not．

    4） ln the vicinity where antidromic responses were found， both inspiratory and expiratory discharges were also recorded， but their localization was intermingled．

    5） A neuron was found which responded either to simulation of the internal laryngeal nerve （latency 7−9 msec） or to double shock of the recurrent laryngeal nerve （latency 14．一15 msec）． This result suggests that the recurrent laryngeal nerve possesses collateral axons．

一264一

9

 前浪1）で，下喉頭神経ノイPンは呼吸性の自発 性発射を示し，それは固有呼吸筋系と同様に肺の 伸展受容器により，抑制的あるいは促進的影響を うけること，および下喉頭神経を遠心路とする種 々な反射は呼吸中枢よりの影響をうけることを明 らかにした．さらに下喉頭神経刺激時の2次応答 の結果から，下喉頭神経ノイロソは軸索側枝をも つものと推定した．

 本島では，逆行性応答により下喉頭神経細胞の 延髄における所在位置の決定と，その付近におけ

る呼吸性ノイロンの性質および末梢で推定された 軸索側枝が中枢で確認されるかを検討した結果に ついて報告する．

      実験方法

 実験動物として体重1．9〜3．4kgのウサギ26匹を使用 した．麻酔はurethane 19／kgを腹腔内注射し，実験 中，必要に応じて0．59／kgを追加使用した．上喉頭神 経，下喉頭神経および横隔膜神経を前報と同様に露出し

た後，動物を定位固定装置に軍手に固定した．頭部固定 後，しばしば血圧低下による急死がみられたので，その 後の手術および実験は轡部を水平面よりほぼ10cm高くし て行なった．第1頚椎から後頭結節まで，皮膚を正中切 開し，背側部頚筋を後頭結節部より切断して，左右に牽 引剣離して大後頭下を背面より露出した．上方は頭頂間 骨まで，側方は頚静脈孔の直前まで，下方は第1頚椎の 後結節まで，骨を骨鉗子で除去し，硬膜を切開して延髄 を露出した．

 電極として白金イリジウム線を電解研磨して尖端1〜

10μにしたものを，尖端を除きガラスで絶縁して使用2）

した．不関電極を頭頂骨におき，単極誘導により活動電 位をブラウン管オシログラフにより記録した．延髄にお ける逆行性応答の探索部位は心尖を中心として，頭側2 mm，尾側3．5皿の範囲で行ない，電極の刺入は微動装置

で行ない，刺入の深さは延髄上面より測定した．必要に 応じて，横隔膜神経の活動電位を吸引電極により同時記 録を行なった．上喉頭神経あるいは下喉頭神経の刺激 は，二二同様に銀塩化銀電極により行なった。

         実験結果  1．逆行性応答

 下喉頭神経を持続時間0．03msec，電圧2〜6V の矩形波で刺激しながら，延髄中で電極を移動さ せて，適当な位置になると，第1図にみられる

ように100〜600μVの逆行性応答がえられる．

その波形は電極尖端の大きさおよび位置により種 々であるが，電極を延髄背側面より進めると多く の場合第1図Aにみられるような波形がえられ，

進めるに従って振幅は大となる．さらに進めると 第1図Bにみられるような多相性の波形に変る．

第2図は下喉頭神経を10cpsで反覆刺激しながら 逆行性応答と，左に横隔膜神経の活動電位を同時 記録したものであるが，この例にもみられるよう に，潜時の異なる2種の応答がえられることもし ばしぼあった．しかも延髄の動きによるartifact に注意をはらっても，この例のように一定刺激で 逆行性応答の消失がみられた．このような消失

一 265 一

A

B

1

1是

       2 msec

第1図 下喉頭神経刺激による逆行性応答

8

th 唖

。

 口

熱

       s msec

第2図 下喉頭神経刺激（10cps）による逆行性応    答（右）と横隔膜神経の活動電位（左）

は，第3図にみられる吸息期にみられるものと，

第4図にみられるように呼吸位相とは無関係なも のとがあった．この両図は10cpsで反覆刺激した

μV一  一   一 600

婁

馨4。。

g

g一 200

導

E

O 4，1 msec e 5，0 msec

     1 2 s 4sec

       Time

第3図 下喉頭神経刺激（10cps）による逆行    性応答の変化（上の横線は吸息期を，

   右上の数字は潜時を示す）

pV一

ゆ む §

量 こ、。。

ξ 妻 ξ

O 4．6 msec e s．4 msec

     ｛ 2 s 4sec

       Time

第4図 下喉頭神経刺激（10cps）による逆行    性応答の変化（上の横線は吸息期を，

   右上の数字は潜時を示す）

時の2種の潜時をもつ逆行性応答について測定し た例で，図の上に示した横線は横隔膜神経の発射 のみられる時期を，すなわち吸息相を示してい る．このような逆行性応答の消失は潜時の大なる ものに多く起こる傾向がみられた．

 左側下喉頭神経を刺激したときの逆行性応答の えられる位置を，16例について検討した結果を第

5図左半分に示した．この図は背側正中線および 筆尖を通る正中線に垂直な直線を両軸として，逆 行性応答の最も大きくえられる位置をmm単位で測 定し，O．5mm未満を四捨五入して0．5皿皿単位に回 数を記入したものである．これからわかるよう に，逆行性応答の最も多く記録される場所は同側 の延髄のみで，筆尖より尾側2皿m，背側中心溝よ

り刺激した下喉頭神経と同側の外側2．5㎜であっ た．応答のえられる深さについては第6図に示す

ように2．5〜3m皿で，最も多く逆行性応答が記録

された．

 逆行性応答の潜時を16例について検討したとこ ろ，2．9〜7．2msecの範囲にあった，潜時の頻度

分布を第7図に示したが，約3msecのものが最

も多くみられ，約4msecおよび約5msecにそれ ぞれpeakを作る傾向がみられ，さらに少数例で は6．5〜7．2msecの極めて大なる潜時をもつ応

答も言己録されナこ．

1

4   3   2 O 2   3   4 mm

①一② △ △

⑦ ⑤ ②

@1

   一

@ ①田 田

E晶晶 ，暉コ＿△＿△＿団

③一⑩一②一①

@①

@②

①［ロ⑥固

@国 @面

ANTIDROMIC RESPONSE

OrNSPIRAT（瀬Y

｢EXPIRATORY

?S，LE〜丁

第5図 下喉頭神経刺激による逆行性応答のえられる位置（左）

    とその位置での自発性活動（右）

一266一

11

馨

g

婁

ち 墾

z

g

15

1o

5

2  3  4  5

    Depth below surface （mm）

第6図 下喉頭神経刺激による逆行性    応答のえられる深さ

15

蓬 1 IO 垂

雪

塁，

z

2．5 5．0 5，5 4．0 4，5 5．0 55 6，0 6．5 ZO      Latp．ncy （rp：pc）

第7図 下喉頭神経刺激による逆行性    応答の潜時

 下喉頭神経に2発刺激を加えて逆行性応答の絶 対不応期を求めてみると， 0．4〜6．5msecの範 囲にあったが，約2msecのものが最も多かった．

 2・自発性活動

 逆行性応答が大きく記録される場所では，呼吸 性の自発性活動を示すことが多いことが観察され た．先に示した第5図の右半分には，逆行性応答 のえられる左半分に示した位置での自発性活動の 性質と例数を，対称な位置で示した．この図では 自発性活動を吸息性，呼息性，および自発性活動 を示さないか，または呼吸と無関係な活動を示す

3群に分けて，そのえられた例数を示している．

この図からわかるように，下喉頭神経細胞付近で

も呼吸性ノイロンは吸息性と呼息性とが混在して いること，さらに下喉頭神経ノイロンの吸息性と．

呼息性とは，少なくとも大きく分離して存在する 事実は見出されないことが明らかとなった．

 3．上喉頭神経刺激

 前報で上喉頭神経刺激は下喉頭神経の吸息性活 動を抑制すること，まれに反射応答を下喉頭神経 に誘発することを報告した．この結果から下喉頭 神経の逆行性応答のえられる場所で吸息性活動を・

示すノィロンは，上喉頭神経刺激により抑制され ること，ときには順行性応答のえられることが予 想される．実際に前者の抑制は延髄でも得られた、

が，末梢の実験から期待される後者の順行性応答二 を延髄で得ることには成功しなかった．しかし下 喉頭神経ノイPンそのものではないが，その付近 にあり，上喉頭神経刺激で反射応答を示し，下喉 頭神経の逆行性刺激でも応答を示すノイロンが見

出された．その例を第8図および第9図に示し

た．第8図は下喉頭神経の逆行性応答のえられる 場所で，上喉頭神経の2発刺激を行なった例を 示した．第8図のA，Bは同じ例で， Aは第1の 刺激で応答を示し，第2の刺激では応答を示し

ていない．Bは第2刺激のみで応答を示してい

る．この図の第1刺激後の活動電位は自発性活動 である。この上喉頭神経刺激で応答を示すノィP ンは，吸息および呼息期を通じて自発性活動を示：

し，それは呼吸とは無関係であった．このよう な自発性活動があるために，上喉頭神経刺激によ．

る応答の判定は困難であったが，応答の存在は重

A

B

      5msec

第8図上喉頭神経刺激による順行性応答（下    喉頭神経刺激により逆行性応答のえら    ．れる位置．矢印は刺激点を示す）

一 267 一

A

B c

       5msec

第9乳下喉頭神経刺激による第8図と同    一ノイロソの応答（逆行性応答が    先行している）

ね撮りからも確認され，その応答の潜時は7〜9 msecであった．

 第9図は第8図に引続いて下喉頭神経に2発刺 激を加えた3っの記録を示している．Aは刺激間 隔3．5msecで，刺激のそれぞれに対応して逆行 性応答のみがみられる．B，Cはそれぞれ刺激間隔 2．9および2msecの例で，逆行性応答に遅れて さらに一つの応答がみられる．その波形は第8図 の波形と類似し，2発目刺激からの潜時は14msec

であった．

 以上の結果から，上喉頭神経刺激に応じて，1 対1に対応はしないが，応答を示す下喉頭神経以 外のノイロンが存在し，このノイロンは下喉頭神 経興奮の時間的加重によっても応答を示すことが 明らかとなった．これは下喉頭神経ノイロソが延 髄内において軸索側枝をもっことを示唆するもの

である．

         考  察

 下喉頭神経細胞は組織学的セこは延髄の疑核の尾 側にある．本実験で逆行性応答が最も多くえられ た位置は，筆尖より尾側2m皿，背側中心溝より刺 激同側寄りの外側2，5皿皿，背面よりの深さ2．5〜

3皿皿であったが，これは疑核に一致した位置と推 定される．また，この位置はAnderson ＆ Berry3），

Porter4）らがネコで迷走神経刺激による逆行性応 答を記録した位置と類似している．逆行性応答の えられる位置はしぼしぼ呼吸性自発性活動を示し

たが，この位置は多くの研究者がネコで呼吸性ノ イロンの見出される場所として報告5）一 8）してい る部位の尾側に相当している．Anderson＆Berry3）

はネコで迷走神経刺激により疑核で逆行性応答が えられること，およびその位置ではしぼしぼ呼 吸性活動を示すと報告している．さらにAchard

＆Bucher9）はウサギで呼吸性ノイPンの記録さ れる位置として，頭側は顔面神経核から延髄下端 の網様体までとし，疑核および舌下神経核ならび にそれらの付近から吸息性放電が記録され，呼雄 性放電は疑核およびその付近の網様体から記録さ れるとしている．さらにBatsello）もネコで同様 な結果をえている．著者は前報で下喉頭神経は呼 吸性活動を示し，安静呼吸時では吸息性活動が優 勢であること，および声門開放筋支配の線維は吸 息期に，閉鎖筋支配の線維は呼息期に自発性活動 を示すことを報告した．これらの結果から，下喉 頭神経刺激より逆行性応答のえられる場所，すな わち疑核は呼吸性活動を示すことは当然なことと

いえる．閉鎖筋支配細胞と開放筋支配細胞とが，

それぞれ分離して群を形成しているとすると，逆 行性応答のえられる位置での吸息性，呼母性活動 は分離していることが予想されるが，本実験では 両者は混在していた．

 一定条件の刺激によって逆行性応答のあるもの は呼吸と関係し，他のものは呼吸，心搏と無関係 に不規則に消失した．実験に際して延髄の呼吸性 あるいは搏動性の動きによるartifactに充分注意 したとはいえ，この結果の解釈にあたって，これ らのartifactを完全に除外することは困難であ る．しかし第4図に示した例のように，潜時の異 なる2種の逆行性応答がえられ，一方のみが消失 しているときは動きによるartifactのみによると は考え難く，これには何らかの抑制作用が関係し ていると考えるべきである．このような逆行性応 答の消失は，一般に潜時の大なるものに多く見ら れたこと，さらに潜時の分布の範囲が大きく，3，

4，5msecに峯を形成する傾向がみられたことと 併せ考えると，このような逆行性応答の消失の原 因として以下のことが考えられる．下喉頭神経が

13

伝導速度の異なる数種の線維から成ることが，原 因の1つとして考えられる．しかしこれを確める ために，著者は下喉頭神経を刺激して，下側の迷 走神経から活動電位を記録してみたが，その波 形は単一のピークのものであり，さらに下喉頭神 経の直径分布は単一の峯しか形成しないという Evans＆Murrayi1）の報告があるので，この原因 は考え難い．他の原因として，下喉頭神経ノイロ

ソは呼吸性の自発性活動を示すので，逆行性興奮 の途中における遮断，自発性活動による不応期が 考えられる．呼吸と関係をもった逆行性応答の消 失はこれで説明できる．しかし呼吸と関係のない 消失はこの理由からは説明できない．

 そこで本実験の逆行性応答は，下喉頭神経の軸 索側枝とシナプスを作っているノイロンの順行性 応答を含み，この順行性応答に抑制が働くことが 原因として考えられる．潜時の大なる逆行性応答 にこのような消失が多くみられること，さらに下 喉頭神経の軸索側枝の存在を支持する実験結果が えられているので，この可能性は大きい．

 下喉頭神経を刺激すると，その末梢端で直達性 の応答のほかに，反射性の2次応答がみられるこ

とをMhrtenss・n12）は犬で，著者はウサギで報告 している．前報では下喉頭神経には求心性線維が 含まれていないこととされているから，2次応答 は軸索側枝を介する反射と推定した。本実験で上 喉頭神経刺激で応答を示し，下喉頭神経の逆行性 刺激でも，適当な刺激間隔で時間的加重を加える

と応答を示すノィロンが見出されたことは，前報 で推定された軸索側枝の存在を支持する結果と考

えられる．しかしこのノイロンの逆行性刺激によ

る応答の潜時は14msecであり，2次応答の潜

時itx 6 msecで，その反射の中枢遅延は1msec以 内であるから，本実験でえられたノイロンは2次 応答の中枢における反射路には含まれていない．

上喉頭神経刺激によるこのノイロンの潜時は7〜

9msecであり，下喉頭神経の伝導時間は3msec 前後と考えられることと，朗報の上喉頭神経刺激 による下喉頭神経の自発性発射の抑制のおこる潜 時が10〜20msecであることを考慮すると，下喉

頭神経活動の抑制に関係したノイロンとも予想さ れる．しかしこのノイロンの機能および，軸索側 枝の機能については今後の研究課題である．

         要  約

 urethane麻酔（19／kg）したウサギ26匹を使 用し，下喉頭神経刺激により延髄において得られ

る逆行性応答を，白金イリジウム電極（尖端1〜

10④ で記録した．逆行性応答のえられる場所，

 およびその場所における自発性呼吸性活動を検 討し，次の結果がえられた．

 1）逆行性応答の記録される場所は，同側の延 髄のみで，筆尖より尾側2mm，背側中心溝より入 側の外側2．5皿皿で，背側面より2．5〜3m皿の深さ であった．

 2）逆行性応答の潜時は3〜6．5msecで，そ

の頻度分：布は3，4，5mseCに峯を形1求：した．逆 行性応答の絶対不応期は0．36〜6．54msecであっ

た。

 3）逆行性応答の振幅は一定強度の刺激でも変 化し，それは潜時の大きい応答に多くみられた．

その変化は呼吸と関係のあるものと，ないものと の2種あった．

 4）逆行性応答のえられる位置での自発性活動 をみると，吸息性活動と呼息性活動とが極めて接 近して混在し，いずれも局在した位置は見出され なかった．

 5）上喉頭神経刺激で潜時7〜9msecで反射 応答を示し，下喉頭神経の2〜3msec間隔の2

発刺激で潜時14−15msecで応答を示すノイPゾ が見出された．

 6）以上の結果から下喉頭神経細胞の周辺にあ る呼吸性ノイロンは，吸息性と呼体性とが混在し たものであること，下喉頭神経の吸息性および呼．

息性ノィロンも位置的には少なくとも大きくは分・

離していないことが結論される．さらに下喉頭神 経ノイロソは延髄内に軸索側枝をもっことが推定

される．

 稿を終るにあたり，御校閲をいただきました渡辺宏助 教授に深謝いたします．また実験にあたって終始御指一 導をいただきました草地良作助教授に厚く御礼申上げ二

一 269 一

二ます．種々御援助をいただきました教室員各位に感謝

…致します．

         文  献

1）赤沼君江：東女医大誌37210（1967）

2） Wolbarsht， M． L．， E． F． MacNichol， Jr．

  H．G． Wagner： Science 132 1309 （1960）

／3） Anderson， F． P．， C． M． Berry： J Comp   Neurol le6 163 （1956）

・4） Porter， R．： J Physiol 168 718 （1963）

15）Harber， E．， K．W． Ko1叫S．H． Ngai3． Amer  J Physiol 190 350 （1957）

6）Baumgarte叫R． von・， A・Baumga就en，

  K．P． Schaefer： PflUger Arch Ges Physiol   264 217 （1957） ・

7） Nelson， J．R．： J Neurophysiol 22 590 （1959）

8）． Salmoiraghi， G．C．， B．D．．Burns： J Neuro−

  physi．ol 23 14 （1960）

9） Achard， O．， V． Bucher： Helv Physiol   Acta 12 265 （1954）

10） Batse1， H．L．： Exp Neurol 11 341 （1965）

11） Evans， D．H．L．， J．G． Murray ： J Anat 88   320 （1954）

12） Martensson， A．： Acta Physiol Scand 57   248 （1963）