Histology · 5.4
神経組織:神経線維
Nervous tissue — Nerve fibers
🧠 神経線維nerve fiber神経線維(nerve fiber)nerve fiber(神経線維)は「軸索+それを包む鞘(髄鞘があるかないか)」の組み合わせとして捉え、髄鞘がある場合は「誰が巻いているか(CNSかPNSか)」で担当細胞が変わる、と覚える。 有髄線維myelinated fiber有髄線維(myelinated fiber)myelinated fiber(有髄線維)は伝導速度conduction velocity伝導速度(conduction velocity)conduction velocity(伝導速度)が速く跳躍伝導saltatory conduction跳躍伝導(saltatory conduction)saltatory conduction(跳躍伝導)を行い、無髄線維unmyelinated fiber無髄線維(unmyelinated fiber)unmyelinated fiber(無髄線維)は遅い連続伝導——「巻いてあるか・誰が巻いているか・速いか遅いか」の3点セットが本節の骨格。
有髄線維と無髄線維
flowchart TD
A["軸索"]
A --> B["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='myelinated fiber'>有髄線維</span>:髄鞘に包まれる、太い軸索(1.5〜2μm以上)"]
A --> C["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='unmyelinated fiber'>無髄線維</span>:髄鞘なし、細い軸索(1.5μm未満)"]
B --> D["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='saltatory conduction'>跳躍伝導</span>:速い"]
C --> E["連続伝導:遅い"]
| 有髄線維myelinated fiber有髄線維(myelinated fiber)myelinated fiber(有髄線維) | 無髄線維unmyelinated fiber無髄線維(unmyelinated fiber)unmyelinated fiber(無髄線維) | |
|---|---|---|
| 軸索の太さ | 太い(約1.5〜2μm以上) | 細い(1.5μm未満) |
| 髄鞘 | あり | なし(軸索はグリア細胞neurogliaグリア細胞(neuroglia)neuroglia(グリア細胞)に包まれるが渦巻whirl / whorl渦巻(whirl / whorl)whirl / whorl(渦巻)き状の髄鞘は形成されない) |
| 伝導様式 | 跳躍伝導saltatory conduction跳躍伝導(saltatory conduction)saltatory conduction(跳躍伝導)(ランビエ絞輪node of Ranvierランビエ絞輪(node of Ranvier)node of Ranvier(ランビエ絞輪)間をジャンプ) | 連続伝導 |
| 伝導速度conduction velocity伝導速度(conduction velocity)conduction velocity(伝導速度) | 速い | 遅い |
髄鞘形成細胞:CNSとPNSで異なる
| CNS | PNS | |
|---|---|---|
| 髄鞘形成細胞 | オリゴデンドロサイトoligodendrocyteオリゴデンドロサイト(oligodendrocyte)oligodendrocyte(オリゴデンドロサイト)(05-3-neuroglia) | シュワン細胞Schwann cellシュワン細胞(Schwann cell)Schwann cell(シュワン細胞)(05-3-neuroglia) |
| 1細胞が担当する範囲 | 複数の軸索の複数区間(シート状sheet-likeシート状(sheet-like)sheet-like(シート状)突起を伸ばして同時に髄鞘化myelination髄鞘化(myelination)myelination(髄鞘化)) | 1本の軸索の1区間のみ |
flowchart TD
A["軸索の周囲に<span class='jp-term jp-term-diagram' title='neuroglia'>グリア細胞</span>の細胞膜が<span class='jp-term jp-term-diagram' title='whirl / whorl'>渦巻</span>き状に何重にも巻きつく"]
A --> B["脂質に富む多層の髄鞘が完成"]
B --> C["区間の境界=<span class='jp-term jp-term-diagram' title='node of Ranvier'>ランビエ絞輪</span>:髄鞘を欠く"]
C --> D["活動電位は<span class='jp-term jp-term-diagram' title='node of Ranvier'>ランビエ絞輪</span>から<span class='jp-term jp-term-diagram' title='node of Ranvier'>絞輪</span>へ<span class='jp-term jp-term-diagram' title='saltatory conduction'>跳躍伝導</span>"]
⭐ 1つのシュワン細胞Schwann cellシュワン細胞(Schwann cell)Schwann cell(シュワン細胞)は1本の軸索の1つの区間(節間, internode)にしか対応しないのに対し、1つのオリゴデンドロサイトoligodendrocyteオリゴデンドロサイト(oligodendrocyte)oligodendrocyte(オリゴデンドロサイト)は複数の軸索の複数区間を同時に髄鞘化myelination髄鞘化(myelination)myelination(髄鞘化)する——05-3-neurogliaで述べたこの非対称性は、CNS脱髄疾患demyelinating disease脱髄疾患(demyelinating disease)demyelinating disease(脱髄疾患)(多発性硬化症multiple sclerosis多発性硬化症(multiple sclerosis)multiple sclerosis(多発性硬化症)など)が1個のオリゴデンドロサイトoligodendrocyteオリゴデンドロサイト(oligodendrocyte)oligodendrocyte(オリゴデンドロサイト)の障害でより広範囲に影響しうる理由の理解にもつながる。
ランビエ絞輪と跳躍伝導
髄鞘は軸索全体を連続して覆うのではなく、一定間隔ごとに髄鞘を欠くランビエ絞輪node of Ranvierランビエ絞輪(node of Ranvier)node of Ranvier(ランビエ絞輪)が存在する。この絞輪node of Ranvier絞輪(node of Ranvier)node of Ranvier(絞輪)部にイオンチャネルが密に集まっており、活動電位は髄鞘に覆われた区間を飛び越えて絞輪node of Ranvier絞輪(node of Ranvier)node of Ranvier(絞輪)から絞輪node of Ranvier絞輪(node of Ranvier)node of Ranvier(絞輪)へと跳躍伝導saltatory conduction跳躍伝導(saltatory conduction)saltatory conduction(跳躍伝導)することで、無髄線維unmyelinated fiber無髄線維(unmyelinated fiber)unmyelinated fiber(無髄線維)よりはるかに高速に興奮を伝導する。
💡 「髄鞘は電気を通しにくい絶縁体insulator絶縁体(insulator)insulator(絶縁体)として働くのに、なぜ伝導が“速く”なるのか」という一見矛盾する現象は、髄鞘が電流の漏れを防いで軸索膜axolemma軸索膜(axolemma)axolemma(軸索膜)を伝わる電気信号PSP, postsynaptic potential電気信号(PSP, postsynaptic potential)PSP, postsynaptic potential(電気信号)を減衰させずに次の絞輪node of Ranvier絞輪(node of Ranvier)node of Ranvier(絞輪)まで届け、絞輪node of Ranvier絞輪(node of Ranvier)node of Ranvier(絞輪)でのみ活動電位を再生する、という仕組みで説明できる——電線の被覆が電流を効率よく遠くまで届けるのと同じ発想。
まとめ
- 有髄線維myelinated fiber有髄線維(myelinated fiber)myelinated fiber(有髄線維)は太い軸索に髄鞘をもち跳躍伝導saltatory conduction跳躍伝導(saltatory conduction)saltatory conduction(跳躍伝導)で速く、無髄線維unmyelinated fiber無髄線維(unmyelinated fiber)unmyelinated fiber(無髄線維)は細く連続伝導で遅い。
- CNSではオリゴデンドロサイトoligodendrocyteオリゴデンドロサイト(oligodendrocyte)oligodendrocyte(オリゴデンドロサイト)が複数軸索の複数区間を、PNSではシュワン細胞Schwann cellシュワン細胞(Schwann cell)Schwann cell(シュワン細胞)が1軸索の1区間のみを髄鞘化myelination髄鞘化(myelination)myelination(髄鞘化)する。
- ランビエ絞輪node of Ranvierランビエ絞輪(node of Ranvier)node of Ranvier(ランビエ絞輪)は髄鞘を欠く区間で、活動電位はここを跳躍することで高速に伝導する。