Neuroanatomy · 25
補足知識(神経系の総論的組織学)
Extra info (general histology of the nervous system)
🧠 このノートは1つのテーマではなく、これまでの各論を支える「総論common features総論(common features)common features(総論)的パーツ表」——ニューロンの型・グリア細胞neurogliaグリア細胞(neuroglia)neuroglia(グリア細胞)・神経線維nerve fiber神経線維(nerve fiber)nerve fiber(神経線維)の構成・被覆組織など、試験に出やすい基礎知識の寄せ集め(miscellany)である。 ただし通底する視点が1つある:CNSとPNSは同じ設計原則を持つ「双子」として対応づけられる。細胞体を包む鞘はCNSで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)/PNSでSchwann細胞Schwann cellSchwann細胞(Schwann cell)Schwann cell(Schwann細胞)、線維の束はCNSで路tract路(tract)tract(路)/PNSで神経、そして被覆する結合組織はCNSで髄膜(硬膜・くも膜・軟膜pia mater軟膜(pia mater)pia mater(軟膜))/PNSで外膜・周膜・内膜、という具合に、多くの項目がCNS版・PNS版のペアとして対応する。バラバmuleラバ(mule)mule(ラバ)ラな暗記事項も、この対応表として読むと一枚の地図になる。
ニューロンの基本構造
中枢神経系は脳と脊髄からなり、末梢神経系peripheral nervous system (PNS)末梢神経系(peripheral nervous system (PNS))peripheral nervous system (PNS)(末梢神経系)は脳神経・脊髄神経・末梢神経(CNSと神経節へ・から興奮を伝える)からなる。CNS・PNSいずれにおいても機能単位はニューロンであり、3部構成をとる。
- 細胞体(cell body、perikaryon):核と大部分の細胞小器官organelles細胞小器官(organelles)organelles(細胞小器官)を含む。核は大きく、常染色質性euchromatic常染色質性(euchromatic)euchromatic(常染色質性)で淡染し、核小体が明瞭。粗面小胞体rough endoplasmic reticulum (rER)粗面小胞体(rough endoplasmic reticulum (rER))rough endoplasmic reticulum (rER)(粗面小胞体)が密集する領域は好塩基性の塊として見え、Nissl小体(Nissl bodies、chromatophilic substance)と呼ばれる。ゴルジ装置Golgi apparatusゴルジ装置(Golgi apparatus)Golgi apparatus(ゴルジ装置)は細胞体にのみ存在する
- 樹状突起dendrite樹状突起(dendrite)dendrite(樹状突起):細胞体から伸びる多数の細長い突起で、シナプスという特殊部位で他のニューロンからの刺激を受け取る
- 軸索:シナプスで終わる単一の長い突起で、他の細胞(神経・筋・腺細胞)へ興奮を発生・伝導する。細胞体のピラミッド状の部分である軸索小丘axon hillock軸索小丘(axon hillock)axon hillock(軸索小丘)から起始する。軸索の細胞膜は軸索膜axolemma軸索膜(axolemma)axolemma(軸索膜)、内容物は軸索形質axoplasm軸索形質(axoplasm)axoplasm(軸索形質)と呼ばれる
ニューロンの分類
突起の数によって以下のように分類される。
| 型 | 突起の構成 | 代表部位 |
|---|---|---|
| 単極性unipolar単極性(unipolar)unipolar(単極性) | 細胞体近くで単一の枝に分かれる | — |
| 双極性bipolar双極性(bipolar)bipolar(双極性) | 樹状突起dendrite樹状突起(dendrite)dendrite(樹状突起)1本+軸索1本 | 網膜、ラセン神経節spiral gangliaラセン神経節(spiral ganglia)spiral ganglia(ラセン神経節) |
| 多極性multipolar多極性(multipolar)multipolar(多極性) | 軸索1本+樹状突起dendrite樹状突起(dendrite)dendrite(樹状突起)2本以上(樹状突起dendrite樹状突起(dendrite)dendrite(樹状突起)樹 dendritic tree) | 大脳皮質・小脳皮質cerebellar cortex小脳皮質(cerebellar cortex)cerebellar cortex(小脳皮質)、脊髄、自律神経節autonomic ganglion自律神経節(autonomic ganglion)autonomic ganglion(自律神経節) |
| 偽単極性pseudounipolar偽単極性(pseudounipolar)pseudounipolar(偽単極性) | 細胞体近くで分岐する単一突起 | 脊髄神経節dorsal root ganglion脊髄神経節(dorsal root ganglion)dorsal root ganglion(脊髄神経節) |
- 感覚ニューロンsensory neuron感覚ニューロン(sensory neuron)sensory neuron(感覚ニューロン)は求心性で、全身の受容器からの刺激を受け取る。運動ニューロンは遠心centrifugation遠心(centrifugation)centrifugation(遠心)性で、効果器effector効果器(effector)effector(効果器)へ興奮を送る
- 体性運動神経somatic motor nerves体性運動神経(somatic motor nerves)somatic motor nerves(体性運動神経)は随意的voluntary随意的(voluntary)voluntary(随意的)に制御されるのに対し、自律性運動神経autonomic motor nerves自律性運動神経(autonomic motor nerves)autonomic motor nerves(自律性運動神経)は心筋などの不随意活動involuntary不随意活動(involuntary)involuntary(不随意活動)を制御する
⭐ 偽単極性pseudounipolar偽単極性(pseudounipolar)pseudounipolar(偽単極性)=典型的な感覚神経節sensory ganglia感覚神経節(sensory ganglia)sensory ganglia(感覚神経節)、多極性multipolar多極性(multipolar)multipolar(多極性)=自律神経節autonomic ganglion自律神経節(autonomic ganglion)autonomic ganglion(自律神経節)。 この対応は組織像の判定でそのまま使える高頻度ポイントである。
グリア細胞
グリア細胞neurogliaグリア細胞(neuroglia)neuroglia(グリア細胞)は起源により2系統に分かれる。
| 起源 | 細胞 | 特徴・機能 |
|---|---|---|
| 神経外胚葉neuroectoderm神経外胚葉(neuroectoderm)neuroectoderm(神経外胚葉) | 星状膠細胞astrocyte星状膠細胞(astrocyte)astrocyte(星状膠細胞) | 最も数の多いグリア細胞neurogliaグリア細胞(neuroglia)neuroglia(グリア細胞) |
| 神経外胚葉neuroectoderm神経外胚葉(neuroectoderm)neuroectoderm(神経外胚葉) | 稀突起膠細胞oligodendrocyte稀突起膠細胞(oligodendrocyte)oligodendrocyte(稀突起膠細胞) | CNSの髄鞘を形成する |
| 神経外胚葉neuroectoderm神経外胚葉(neuroectoderm)neuroectoderm(神経外胚葉) | 衛星細胞satellite cell衛星細胞(satellite cell)satellite cell(衛星細胞) | 末梢神経節でニューロン細胞体を取り囲む |
| 神経外胚葉neuroectoderm神経外胚葉(neuroectoderm)neuroectoderm(神経外胚葉) | Schwann細胞Schwann cellSchwann細胞(Schwann cell)Schwann cell(Schwann細胞) | PNSの髄鞘を形成する |
| 神経外胚葉neuroectoderm神経外胚葉(neuroectoderm)neuroectoderm(神経外胚葉) | 上衣細胞ependymal cell上衣細胞(ependymal cell)ependymal cell(上衣細胞) | 脳室系ventricular system脳室系(ventricular system)ventricular system(脳室系)を裏打ちし、脈絡叢choroid plexus脈絡叢(choroid plexus)choroid plexus(脈絡叢)の上皮を構成する(CSF産生に関与) |
| 中胚葉 | 小膠細胞microglia小膠細胞(microglia)microglia(小膠細胞) | 神経系のマクロファージ |
神経線維と神経線維束の用語
神経線維nerve fiber神経線維(nerve fiber)nerve fiber(神経線維)=軸索+グリア鞘であり、CNS/PNSで鞘を作る細胞が異なる。
| 対象 | CNS | PNS |
|---|---|---|
| 軸索を包む鞘の細胞 | 稀突起膠細胞oligodendrocyte稀突起膠細胞(oligodendrocyte)oligodendrocyte(稀突起膠細胞) | Schwann細胞Schwann cellSchwann細胞(Schwann cell)Schwann cell(Schwann細胞) |
| 神経線維nerve fiber神経線維(nerve fiber)nerve fiber(神経線維)の束の呼び名 | 路tract路(tract)tract(路) | 神経 |
中枢神経系の組織像
CNSの主要な領域は大脳・小脳・脊髄であり、いずれも灰白質・白質の領域を示す。
-
灰白質:ニューロンの細胞体に富み、星状膠細胞astrocyte星状膠細胞(astrocyte)astrocyte(星状膠細胞)を含む
-
白質:有髄myelinated有髄(myelinated)myelinated(有髄)軸索と、髄鞘を作る稀突起膠細胞oligodendrocyte稀突起膠細胞(oligodendrocyte)oligodendrocyte(稀突起膠細胞)からなる。星状膠細胞astrocyte星状膠細胞(astrocyte)astrocyte(星状膠細胞)・小膠細胞microglia小膠細胞(microglia)microglia(小膠細胞)は少数のみ含まれる
-
大脳皮質は錐体ニューロンpyramidal neurons錐体ニューロン(pyramidal neurons)pyramidal neurons(錐体ニューロン)からなる
-
小脳皮質cerebellar cortex小脳皮質(cerebellar cortex)cerebellar cortex(小脳皮質)は外側の分子層stratum moleculare分子層(stratum moleculare)stratum moleculare(分子層)、中央の大型ニューロン層であるPurkinje細胞Purkinje cellPurkinje細胞(Purkinje cell)Purkinje cell(Purkinje細胞)層、内側の顆粒層granular layer顆粒層(granular layer)granular layer(顆粒層)の3層からなる
脊髄については以下の点が挙げられている(詳細な層構築・核は脊髄の微細構造(顕微鏡解剖)を参照)。
- 白質は末梢側、灰白質は中心側にあり、H字形をなす
- 中心に中心管central canal中心管(central canal)central canal(中心管)があり、上衣細胞ependymal cell上衣細胞(ependymal cell)ependymal cell(上衣細胞)に裏打ちされる(CSFを含む)
- 灰白質は前角を形成し、運動ニューロンを含む
- 後角は感覚線維sensory afferents感覚線維(sensory afferents)sensory afferents(感覚線維)を受け取る
- 脊髄のニューロンは大型・多極性multipolar多極性(multipolar)multipolar(多極性)であり、特に前角の運動ニューロンで顕著
髄膜
CNSは3層の結合組織により完全に包まれる。
- 外側の丈夫な硬膜
- 中間のくも膜arachnoid layer膜(arachnoid layer)arachnoid layer(膜)
- 神経組織に直接接する薄い軟膜pia mater軟膜(pia mater)pia mater(軟膜)
- くも膜層には多量のCSFが含まれ、CNSのクッションとなる
- 脈絡叢choroid plexus脈絡叢(choroid plexus)choroid plexus(脈絡叢)は、脳室壁から突出する、上衣ependyma上衣(ependyma)ependyma(上衣)で覆われた血管に富む軟膜pia mater軟膜(pia mater)pia mater(軟膜)の複雑な襞からなる
末梢神経の結合組織層
末梢神経は、運動ニューロン(脊髄内)・感覚ニューロンsensory neuron感覚ニューロン(sensory neuron)sensory neuron(感覚ニューロン)・自律神経ニューロン(神経節内)由来の軸索からなる。すべての軸索はSchwann細胞Schwann cellSchwann細胞(Schwann cell)Schwann cell(Schwann細胞)の連なりに包まれるが、大型(有髄myelinated有髄(myelinated)myelinated(有髄))軸索のみが髄鞘とRanvier絞輪node of Ranvier絞輪(node of Ranvier)node of Ranvier(絞輪)を持つ。
| 層 | 位置・範囲 | 特徴 |
|---|---|---|
| 内膜endoneurium内膜(endoneurium)endoneurium(内膜) | Schwann細胞Schwann cellSchwann細胞(Schwann cell)Schwann cell(Schwann細胞)をすぐ取り囲む薄い結合組織層 | — |
| 周膜 | 軸索群(線維束fascicle線維束(fascicle)fascicle(線維束)、fascicle)を取り囲む | 扁平な線維芽細胞様細胞がタイトジャンクションtight junctionsタイトジャンクション(tight junctions)tight junctions(タイトジャンクション)で結合し、血液神経関門blood-nerve barrier血液神経関門(blood-nerve barrier)blood-nerve barrier(血液神経関門)を形成する |
| 外膜 | 周膜の外側、最外層outer layer外層(outer layer)outer layer(外層) | 厚い、密性不規則結合組織 |
- 大型の末梢神経では、軸索群は線維束fascicle線維束(fascicle)fascicle(線維束)に細分され、それぞれが周膜に包まれる
- 神経節(感覚性sensory感覚性(sensory)sensory(感覚性)・自律性autonomic自律性(autonomic)autonomic(自律性)のいずれも)はニューロン細胞体とその衛星細胞satellite cell衛星細胞(satellite cell)satellite cell(衛星細胞)を含み、神経と連続する結合組織に包まれる
💡 髄膜と末梢神経の結合組織は同じ「入れ子構造」の看板を掛け替えたものと考えると覚えやすい。 中枢を包む3層(硬膜→くも膜→軟膜pia mater軟膜(pia mater)pia mater(軟膜))と、末梢神経を包む3層(外膜→周膜→内膜)は、外側が最も丈夫な線維性の膜、内側が神経組織(細胞体・軸索)に直接接する薄い膜という並びまで対応している。
まとめ
- ニューロンは細胞体(核小体明瞭・Nissl小体・ゴルジ装置Golgi apparatusゴルジ装置(Golgi apparatus)Golgi apparatus(ゴルジ装置))・樹状突起dendrite樹状突起(dendrite)dendrite(樹状突起)・軸索(軸索小丘axon hillock軸索小丘(axon hillock)axon hillock(軸索小丘)・軸索膜axolemma軸索膜(axolemma)axolemma(軸索膜)・軸索形質axoplasm軸索形質(axoplasm)axoplasm(軸索形質))の3部構成で、突起数により単極性unipolar単極性(unipolar)unipolar(単極性)・双極性bipolar双極性(bipolar)bipolar(双極性)・多極性multipolar多極性(multipolar)multipolar(多極性)・偽単極性pseudounipolar偽単極性(pseudounipolar)pseudounipolar(偽単極性)に分類される(感覚神経節sensory ganglia感覚神経節(sensory ganglia)sensory ganglia(感覚神経節)=偽単極性pseudounipolar偽単極性(pseudounipolar)pseudounipolar(偽単極性)、自律神経節autonomic ganglion自律神経節(autonomic ganglion)autonomic ganglion(自律神経節)=多極性multipolar多極性(multipolar)multipolar(多極性)が典型)。
- グリア細胞neurogliaグリア細胞(neuroglia)neuroglia(グリア細胞)は神経外胚葉由来Neuroectoderm derivatives神経外胚葉由来(Neuroectoderm derivatives)Neuroectoderm derivatives(神経外胚葉由来)(星状膠細胞astrocyte星状膠細胞(astrocyte)astrocyte(星状膠細胞)・稀突起膠細胞oligodendrocyte稀突起膠細胞(oligodendrocyte)oligodendrocyte(稀突起膠細胞)・衛星細胞satellite cell衛星細胞(satellite cell)satellite cell(衛星細胞)・Schwann細胞Schwann cellSchwann細胞(Schwann cell)Schwann cell(Schwann細胞)・上衣細胞ependymal cell上衣細胞(ependymal cell)ependymal cell(上衣細胞))と中胚葉由来(小膠細胞microglia小膠細胞(microglia)microglia(小膠細胞)=マクロファージ)に分かれる。
- 神経線維nerve fiber神経線維(nerve fiber)nerve fiber(神経線維)(軸索+グリア鞘)と神経線維nerve fiber神経線維(nerve fiber)nerve fiber(神経線維)束の呼び名はCNS/PNSで異なる:鞘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)/Schwann細胞Schwann cellSchwann細胞(Schwann cell)Schwann cell(Schwann細胞)、束は路tract路(tract)tract(路)/神経。
- CNSは灰白質(神経細胞体・星状膠細胞astrocyte星状膠細胞(astrocyte)astrocyte(星状膠細胞)に富む)と白質(有髄myelinated有髄(myelinated)myelinated(有髄)軸索・稀突起膠細胞oligodendrocyte稀突起膠細胞(oligodendrocyte)oligodendrocyte(稀突起膠細胞))に分かれ、脊髄は白質が外側・灰白質がH字形に内側という配置をとる。
- 髄膜(硬膜・くも膜・軟膜pia mater軟膜(pia mater)pia mater(軟膜))はCNSを、内膜・周膜・外膜は末梢神経を、それぞれ外側ほど丈夫な線維性、内側ほど神経組織に近い薄い膜という並行構造で包む。