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こうだいあさぶき
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1 脊損ヘルスケア基礎編 NPO 法人日本せきずい基金 2005 年刊第 4 章自律神経障害田島文博はじめに自律神経の全体的仕組み神経系の中で内臓機能を調節するものを自律神経系といいます内臓機能とはわたくしたちが生きていくための基本的な機能を意味しますたとえば動脈圧 ( 血圧 ) の維持消化管の運動消化液の分泌末梢の血流調節心拍数の調節ホルモン分泌腎臓での尿生成膀胱ホウコウからの排尿発汗を含めた体温調節等の生命維持に欠かせない機能のことですしかし空気のように普段は全く意識することなく我々の生命を陰となり支えています自律神経はこのような多くの機能を助けています脊髄はこの自律神経の重要な通過路であり中継点でありまた中枢的役割を持っていますしたがって頸髄ケイスイ脊髄損傷者は運動マヒや感覚障害と同じように自律神経障害も持っているのですしかし運動感覚障害では患者さんも障害として簡単に自覚できるのですがこの自律神経障害はなかなか自覚しにくい障害なのですその大きな理由は自律神経そのものがよく理解されていないことです本章ではまず自律神経を理解してもらうために一般的な説明からはじめますそして最後は自律神経を総動員しなくてはならない運動の重要性にまで言及したいと考えますはじめの一般的な自律神経の説明は少し退屈だと思いますのであまり興味のない方は48 頁の起立性低血圧から読み出して下さいその部分は皆様が健康に生活していくために欠かせない項目が沢山ありますのでぜひ目を通して下さい自律神経は主に脊髄脳幹視床下部また大脳皮質の一部でコントロールされています自律神経が調節している機能はその機能ごとに指令を出す中枢が異なりほとんどの場合意思が関与出来ない仕組みになっていますたとえば体温は視床下部でコントロールされているので暑いときに汗をがまん出来ませんし心臓は意思の力で止めることが出来ませんただし排尿のように脳皮質も関与している系では膀胱容量の限りはがまん出来ますし都合の良いときに排尿できますこのようにある程度意思の力でコントロール出来るといっても極めて限定されていますので自律神経といいます意思の力は及びにくいといっても中枢性の支配は受けますこれらの中枢性の制御の他に内臓反射といって部分ごとに自律神経の反射によって機能を維持することも出来ます頸髄損傷者が下腹部を叩いて排尿したり過緊張反射で低血圧を防いだりすることは部分的な反射によるものです運動神経は脊髄を出てから骨格筋に到達するまで1 本の神経ですが自律神経は脊髄から臓器 ( 組織 ) に至るまで 2つの神経で連絡していますそのため脊髄に障害が生じてもその障害部位で上位中枢と臓器 ( 組織 ) 間の連絡が絶たれ上位からのコントロールは失われてしまいますが末梢の自律神経は律動的に活動できるのですこのような自律神経はさらに交感神経系と副交感神経系の2つに大別されます 43

2 交感神経と副交感神経系図 4-2のような構造を持っていますそのシナプス前部末端には伝達物質小胞があり中には伝達物質が入っています交感神経も副交感神経もこ交感神経系は図 4-1のように脊髄の胸髄 :T1 から腰髄 :L3の脊髄から出て交感神経鎖で上下の連絡を作り各臓器につながっています脊髄から出るそれぞれの高さの体性神経とこの交感神経の分布は全く異なります大まかに言うと髄節のT1からでる交感神経は頭部に分布し T 2は頸部 T3 5は胸郭キョウカク T7 11は腹部 T12 L2は下肢に分布します多少重複しつつ腹腔フクコウ内臓器に対しては腹腔神経節膀胱ホウコウなどに対しては下腸間膜神経節を経てそれぞれの臓器を支配していますこの神経のあるものは交感神経鎖から脊髄神経へ戻りますそして全身に分布し血管や汗腺立毛筋リツモウキンをの2 本の神経の連絡にはアセチルコリンを使いますそのためアセチルコリンを登用すると交感神経と副交感神経の両方を興奮させることになりますしかし節後神経と各臓器などの効果器の間のシナプスでは伝達物質が交感神経と副交感神経では異なります副交感神経ではここでもアセチルコリンを使いますが交感神経ではノルアドレナリンを使います例外は交感神経の汗腺立毛筋と血管の一部だけですそのためにアセチルコリンは副交感神経性伝達物質ノルアドレナリンは交感神経性伝達物質といわれていますさらに自律神経における伝達物質は多くのタイプが支配します末梢神経の約 8% はこの交感神経線維が占めているのです : 末梢神経の1つ体表での知覚を脳に伝え表 4-1 身体の各臓器に対する自律神経の効果出典 : ガイトン臨床生理学医学書院たり体を意思的に動かす働きをしている器官交感神経刺激効果副交感神経刺激効果図 4-1の太い線は副交感神経系の走行を眼示しています脳神経の動眼トウカン神経瞳孔拡大縮小顔面神経舌咽セツイン神経は主に頸部より上汗腺多量の発汗手掌の発汗の臓器を支配しています迷走神経と第 1または2 仙髄節から第 3または4 仙髄節を起点心臓 ( コリン作動性 ) 血管収縮ほとんど効果なしとする仙骨神経節は主に胸腹部臓器を支心筋心拍数増加心拍数減少収縮力増加収縮力減少 ( 特に心房 ) 配します全副交感神経の75% は迷走神経肺で高位頸髄損傷者でのこの迷走神経はきち気管支拡大収縮んと中枢性の制御を受けていますなぜな腸内腔蠕動と緊張の低下蠕動と緊張の増加ら脳神経から直接分布していますのでこ括約筋緊張の増加弛緩 ( 多くの場合 ) ( 多くの場合 ) の迷走神経系は傷害されていないためです肝ブドウ糖放出グリコーゲン合成各臓器に対する交感副交感神経の効果は ( 軽度 ) 多岐にわたっていますが皆様にとって重要胆嚢と胆管弛緩収縮な機能について表 4-1に示します心臓で陰茎射精勃起全身の細動脈は心拍数を増加し腸では蠕動セントウと緊腹部内臓収縮効果なし張を低下します多くの脊髄損傷者はこれら筋収縮効果なし拡大 ( コリン作動性 ) の機能が傷害されさまざまな病態を呈する皮膚収縮効果なしのです血液その病態の説明は後述しもう少し基本的ブドウ糖増加効果なし脂質増加効果なしな自律神経の解剖生理について説明しま基礎代謝 100% まで増加効果なし副腎髄質分泌増加効果なしす交感神経も副交感神経も脊髄から臓器ま精神活動増加効果なしでの間は2 本の神経 ( 節前神経と節後神経 ) でつ立毛筋収縮効果なしながっていますがその2 本を途中でつなげ骨格筋クリコーケン分解増加効果なしている部分 ( 節 ) をシナプス結合といい筋力増加脂肪細胞脂肪の分解効果なし 44

3 第 4 章自律神経障害毛様体神経筋眼翼口蓋神経節涙腺中脳頚動脈とその神経叢顎下神経節顎下腺舌下腺延髄迷走神経耳神経節耳下腺心臓上顎神経節中顎神経節喉頭気管気管支肺下顎神経節胃小腸脊髄大内臓神経小内臓神経腹腔神経節上腸間膜動脈神経節下腸間膜動脈神経節腹部血管肝臓胆嚢胆管膵臓副腎髄質腎臓大腸交感神経幹直腸膀胱骨盤神経生殖器と外性器図 4-1 自律神経系の臓器支配模式図出典 : 医科生理学展望丸善じくさく軸索約 1μm 約 1μm シナプス前終末シナプス小胞かんげきシナプス間隙図 4-2 シナプスの構造模式図出典 : 神経生理学金芳堂シナプス下膜 45

4 あることもわかっていますがここでは割愛いたします自律神経障害総説反射我々が自律神経の存在を意識せずに生命を維持できるのは自律神経が反射性の調節を行っているからです反射とは生体の内外における刺激に対してほぼ一定の反応を誘発するための仕組みです自律神経に関してはすべての臓器支配の神経においてさまざまな形の反射がありますが特に生命維持に欠かせない血圧調節のための反射のうち血管における交感神経支配について例示します図 4-3は脊髄の上脳の下にある脳幹部の一部である延髄を中枢とした血圧調節に関係した基本的神経回路を示しています図 4-3の心臓大動脈弓頸動脈洞から中枢に向かっての中心性線維はそれぞれの部分にある圧受容器 ( 伸展受容器 ) で血圧を感知し延髄に伝えていますこれにより血圧の変化を常時中枢に伝えます圧受容器からの情報はまず延髄の孤束核コソクカクに伝えられそこから尾側中間吻側 ( フンソクくちばしがわ ) 延髄腹外側部に情報が伝えられますこのニューロン群は一括して血管運動中枢と呼ばれそこから延髄脊髄路を下降し脊髄の中間側柱灰白質にある交感神経節前ニューロンに直接投射しますそして副腎髄質や心臓ほとんどすべての血管を支配していますこの反射弓 ( 経路 ) により血圧が上がったときは副腎髄質からのアドレナリン等の分泌を抑制し心拍数を下げ血管の緊張を緩めます逆に血圧が下がったときは副腎髄質からのアドレナリン等の分泌亢進心拍数上昇血管収縮を引き起こしますこのような反射により血圧は保たれているのです頸動脈洞大動脈弓心臓まずは自律神経の解剖と生理について普通の医学書に書いてある基本をご説明しました皆様にとって大切なことは脊髄の障害の結果このような自律神経系はどうなってしまうのかを理解することです先に述べた中枢性反射の他に自律神経は脊髄以下の経路で部分的な反射経路をつくり自律しています脊髄損傷によるすべての自律神経障害について解説することは不可能ですしなによりもまだわからないことだらけですまずは皆様が日常生活で感じている疑問に関して解きほぐす形でご説明しますしかしここに書くことはあくまでも一般的なことであり同じ脊髄損傷でも1 人ひとり全く違いますたとえば心拍数の調節は第 5 胸髄節より下の障害を持つ脊髄損傷者ではほとんど維持図 4-3 延髄の血圧調節に関係ある基本的神経回路出典 : 医科生理学展望丸善 46 圧受容器よりの求心神経交感神経後ニューロン延髄脊髄路交感神経前ニューロン延髄小動脈または小静脈副腎髄質胸髄

5 心拍数の変化率(%)第 4 章自律神経障害されていますがそれより上の障害の方特に頸髄損傷の方ではかなり大きな障害を受けています運動神経や感覚神経と同様に自律神経の障害も脊髄高位に応じて障害の程度が規定されますその前提で読み進まれて下さい自律神経過反射ほとんどの頸髄損傷完全四肢マヒ者は膀胱に尿が貯まりすぎたり排便がうまくいかなかったりした時に頭痛がし鳥肌が立ったりしたことがあると思いますその時血圧が急激に上昇し心拍が低下しているのです医師に相談した人はおそらく過緊張反射と診断されたでしょう正確には自律神経過反射といいマヒ域に何かの刺激が加わった時先ほどの刺激の他実際には感じないとしても冷たい刺激痛み刺激などにより惹ヒき起こされます恐ろしいことはこの刺激を速やかに取り去ることをせず放置した場合脳内出血をきたすこともあることです実際わたくしはこれまでにこの過反射で脳出血になった2 名の治療にあたりました過反射は特に脊髄損傷者に特有な病態というわけではありません健常者でも生じますしかし健常者では過反射が生じるような刺激が加わったときには痛みとして認知しその刺激から逃れようとしますしかし感覚障害を合併している脊髄損傷者ではそれはわかりませんしたがって過反射が起きているときはとにかく全身をくまなくチェックし刺激を取り去らなくてはなりません経験上最初にチェックすべきことは尿と便で特に膀胱カテーテルを留置していても安心してはなりません特にバルーンカテーテルはそれ自体が刺激となりえます自律神経過反射は第 5 胸髄節以上の高位損傷者に多く尿路管理がうまくいっていない人は特に要注意です健常者と脊髄損傷者に同じ痛み刺激を加えたときに過反射による昇圧反応に違いはあるのでしょうか? 過反射について冷水刺激を利用した実験結果を解説します ( 図 4-4) 被験者は頸髄損傷完全四肢マヒ者 ( ) と健常者 ( ) です右足を0 の水に浸けて血圧を観察しました同じ刺激なので本来なら両者同じ血圧上昇になるはずですが図 4-4に示した安静時からの血圧上昇率は頸損者のほうが健常者より大きな上昇を認めましたしたがって頸損者などでは出来るだけ異常刺激をマヒ域に加えないように充分気をつけて下さい特に介護介助の方にお願いしたいことは関節の位置が数センチ変わるだけで異常刺激になる可能性があり枕の微妙な位置シーツのしわなども原因になりうることをぜひご理解頂き本人に何度もその微妙な位置を確認して下さい脊髄損傷者も以上のことをよく介護介助者に説明ししっかり納得するまで位置決めをして下さい安易な妥協は大きな後悔となります冷水刺激 immersion immersion 脊髄損傷者冷水刺激 Spinal cord injured 脊髄損傷者 Spinal cord injured 健常者 Normal 健常者 Normal %Change of mean blood pressure 平均血圧の変化率(%) Time (min) Time (min) 時間 ( 分 ) 時間 ( 分 ) 図 4-4 頸髄損傷における冷水刺激時の心拍数と血圧の変化率出典 :Takashi Mizushima et.al, Arch. Phys. Med. Rehabil

6 起立性低血圧本書をお読みの脊髄損傷の方の多くは初めて病棟のベッドでギャッジアップされたときやリハビリテーション ( リハ ) 訓練で不思議なきつさやだるさ場合によっては立ちくらみを感じた方が多いと思います頸髄損傷の方はベッドで少しギャッジアップされただけで気を失ってしまうような感覚を経験されたでしょうこの症状の多くは起立性低血圧という血圧調節障害によるもので自律神経障害による血圧調節障害の代表的な例です生物にとって体の形をどのような方法で維持するかということは大変重要な問題ですたとえばカブトムシはほ乳類の皮膚に当たる外殻の硬度を高めそれによって体の形を保っていますしたがって縦にしても横にしても形は変わりません我々ほ乳類は体の形を保つために芯シンとなる骨 ( 骨格 ) の周りに柔軟性シュウナンセイに富んだ皮膚をまいて骨との間に柔軟性に富んだ血管やある程度柔軟な組織が水をたっぷり含んだ状態で体を形成しています我々の皮膚が柔軟性を持っているということはその中を縦横無尽シュウオウムシンに張り巡らされている血管の柔軟性と相まって体の形が重力に大変影響を受けやすいことを意味しています図 4-5はヒトにおける姿勢変化に伴う重力による体液移動 ( 血液移動 ) と血管内圧の変化を模式的に示しています寝ているときの動脈血圧は頭心臓足先の動脈血圧は100 mmhg 前後で大きな差はありません立ち上がると心臓での動脈血圧は100 mmhgで変化はありませんが他の部位では重力による影響を受け頭部で60mmHg 足部で200mmHgの動脈血圧になります静脈血圧は心臓の高さで0mmHgですが頭部では-40 mmhg 足部では100 mmhgになりますただ模式図に示してあるように血液が下に溜まり心臓への還流量が維持できなくなると心臓から駆出クシュツする血液がなくなり血圧が維持できない状態すなわち低血圧になりますこの状態はほ乳類の中でも2 足歩行を行うヒトにおいてみられる現象で他の4 足歩行を行う動物では起立してもこのようなことは生じませんそれは図 4-6( ヒトと犬が立っている絵 ) に示したように犬は立位をとっても血液分布の重心が心臓より上に保たれるので重力により自然と心臓に血液が戻ってくるような仕組みになっていますしかしヒトは立位でその重心が心臓の下に位置してしまい少しでも血管の緊張が低下したり循環血液量が減少すれば静脈還流量は保てなくなってしまいます我々は健常者において起立時の血管支配の交感神経がどの程度活動しているかを測定したことがあります実はヒトにおけるほとんどの末梢神経には交感神経も入っていますそのため末梢神経に直接電極となる細い針を刺入し血管支配の交感神経活動を測定しましたそして安静臥床アンセイカショウ時のその交感神経活動と45 度起こしたときの活動を記録いたしました図 4-7は安静時から徐々に15 度ずつ45 度まで起立時したときの交感神経活動を調べたときの結果です 12 名の平均では臥床時に比べ45 度起立時で約 2.5 倍も末梢血管支配の交感神経活動が増えましたこのように外観では全く何も変わっていないように見えても我々の身体中に巡らされた血管を支配する交感神経は血圧を維持するために必死に活動しているのですまだ脊髄および頸髄損傷の方に対するこの交感神経活動の測定に成功していませんので断言は出来ませんが障害部位によりこの交感神経活動は機能していないか弱っている方が多いと考えられますそのために起立性低血圧が起きやすいのですその対策はどうしたらよいのか? 1つは心臓より下に血液が移動できる余地を減らす方法があります下肢に弾力包帯を巻いたり強いストッキングをはく方法ですしかし我々の経験ではあまり有効ではありませんむしろ腹帯を巻いたりしたほうが有効な印象を持っています産業医大名誉教授緒方甫博士らの研究でも腹帯のほうが起立性低血圧防止には効果がある結果が示されていますもう1つの方法は循環血液量を増やすという観点からの対策があります実はじっと臥床していると循環血液量はどんどん低下してしまうのです起きて運動をしていると循環血液量は増えます鶏と卵のようなものですが安静臥床 48

7 末梢交感神経活動の変化率(%)第 4 章自律神経障害静脈圧動脈圧静脈還流を維持するあつこうばい圧勾配静脈圧きょだつてん血管虚脱点ゼロホイント動脈圧静脈血管断面図図 4-5 ヒトにおける立位時圧分布出典 :Rowell, L. B. Human circulation: regulation during physical stress; New York; Oxford University Press; 心臓の高さより下に血液の 70% が存在心臓の高さより上に血液の 70% が存在起立角度時間 ( 分 ) 図 4-6 ヒトと犬における立位時血液量と静脈圧分布出典 :Rowell, L. B., ibid. 図 4-7 起立時末梢交感神経活動の変化出典 : Lee KH., Ogata H., Tajima F., Khunphasee A., Bleiberg M: Head-up tilting effect on muscle sympathetic nerve activity and skin blood flow of the leg. Arch. Phys. Med. Rehabil

にしていると循環血液量が低下し起きたときに起立性低血圧になりやすくなりますます寝たきりに拍車がかかります逆に無理してでも起きてしかも運動していると生体は循環血液量を増やしますます活動しやすくなるといえます腎機能と自律神経ここで起立や臥床が自律神経を通じて腎臓へも影響していることも説明いたします同時にこれまで皆様があまり聞いたことがない腎交感神経について解説し頸髄

8 にしていると循環血液量が低下し起きたときに起立性低血圧になりやすくなりますます寝たきりに拍車がかかります逆に無理してでも起きてしかも運動していると生体は循環血液量を増やしますます活動しやすくなるといえます腎機能と自律神経ここで起立や臥床が自律神経を通じて腎臓へも影響していることも説明いたします同時にこれまで皆様があまり聞いたことがない腎交感神経について解説し頸髄脊髄損傷の方が自律神経障害により普段意識しない体液調節障害もあることを述べますはじめに腎臓と膀胱機能は別物だと言うことを強調します腎臓は血液の血球とタンパク質は濾過ロカせず他の血漿ケッショウ成分はすべて濾過する100 万個の糸球体シキュウタイを持っています ( 図 4-8) そこで濾過した血漿は原尿ケンニョウと呼ばれゆっくり尿細管を下りてゆきます原尿は1 分間に100ml 作られ尿細管を下りてま腎動脈分枝動脈傍糸球体装置 (JGA) 輸入細動脈弓状動脈輸出細動脈弓状静脈糸球体ホウマン嚢尿細管周囲毛細血管遠位尿細管 Henle のループ葉間動脈弓状動脈小葉間動脈近位尿細管皮質部集合尿細管集合管図 4-8 腎臓の生理解剖模式図出典 : ガイトン臨床生理学医学書院た上っているうちに必要な成分と水分はすべて再吸収されていきます最後には老廃物などの不要な物質と水分だけが残ることとなりますつまり腎臓を通じて血液を浄化する基本的な方法は机の上の片づけで例えるとまず机の上から電気スタンドと本立ては除いてすべてゴミ箱に捨てて次に必要なものをゴミ箱からもう1 度拾い出すということになります正確に言うと尿細管から必要な物資の再吸収と引き替えに不要な物質を排泄することもありますが 1 分あたり 100mlの原尿から最終的に尿として生成されるのはわずか1mlにすぎないことからもわかるようにとりあえずすべて捨ててから拾うという基本方針に変わりはありませんこの尿を作るプロセスは主にホルモンによって調節されていますそのため自律神経障害があっても尿を作る調節は保たれます次に膀胱の働きを説明しますとこの1 分間に 1ml 作られる尿を体外にそのまま出さずに一時貯める必要が生じましたその尿を一時貯める臓器が膀胱ですしたがって膀胱は決して血液から尿を作ることが出来ません血液を濾過し老廃物などを排泄する働きのある臓器は腎臓なのですしかし膀胱の働きの重要性が霞むことはありませんですが他の章で膀胱に関して充分論じられているので本章では割愛いたしますさて先ほど腎臓での尿産生の調節は主にホルモンで行っていると申し上げましたが実はすべてをホルモンでしているわけではありません腎臓に届いている腎交感神経もホルモンほどではないにせよ重要な役割を果たしているのですもし仮に尿の調節の20% が腎交感神経活動が調節しているとしても原尿が1 分間に100ml 生産されるうちの20ml が腎交感神経の調節域にあると考えても 1 時間に1200mlにもあたり膨大ホウタイな調節を司っているといえます特に各種研究により腎交感神経はナトリウム排泄ハイセツの調節に大きな役割を果たしていることがわかっています奈良女子大教授の三木らは犬の腎交感神経活動の直接測定をしながら 1 時間の45 度起立時と 2 時間の全身浴 ( 頸クヒまで水に浸かる頸下ケイカ浸水 ) 時の利尿と交感神経活動を観察しました起立は先ほども説明したように心臓に血液が戻りにくくなる状態を作り頸下浸水は水圧で足や腹 50

9 部を圧迫することにより心臓への血液の戻りを増やす状態を作りますまず起立実験結果ですが図 4-9のように起立すると同時に約 53% も腎交感神経活動を上昇させますそしてナトリウム排泄量は約 59% 低下します腎交感神経活動が上昇するとナトリウム排泄量が減るのは腎交感神経が尿細管に働き積極的に原尿からのナトリウム再吸収を活発にさせるためです今度は逆に心臓への静脈還流量を増やす頸下浸水での結果を示します尿からのナトリウム排泄量は3.4 倍に増加し腎交感神経活動は43% 減少し頸下浸水の間この状態が持続しましたさらに 6 匹の犬の腎交感神経の除神経を行ったところ頸下浸水時のナトリウム利尿は観察されなくなりましたこれは腎交感神経活動が多くなるとナトリウムが排泄されなくなるすなわち原尿からのナトリウム再吸収が多くなり減少するとナトリウム再吸収が少なくなり結果として尿のナトリウム排泄量が増えることを意味しています以上のように腎交感神経活動はナトリウム排泄の調節に重要な役割を果たし交感神経活動がナトリウム再吸収の調節因子の1つとして作用していることがおわかりいただけたと思いますまた心臓に戻ってくる血液量静脈還流量の増減が尿量調節因子として重要な役割を果たしていることもご理解頂けたと思います腎交感神経活動の変化(%)51 起立時間 ( 分 ) 起立時このことは日常生活にも応用できますたとえば夜間尿量が多くて導尿のために何回も起きなくてはならない方は寝る前 1 2 時間は出来るだけ水を飲まずに足を上げて臥床するのですそして膀胱を空にしてから少し頭を上げて就寝するのですこの工夫は夜間尿量をかなり少なくすることが出来ますただし起立性低血圧発症の可能性もあるのでよく検査をしてから行わなくてはなりませんナトリウム排泄調節障害さてそれでは上位中枢から腎臓への交感神経支配が傷害されている頸髄損傷四肢マヒ者 ( 頸損者 ) や上位胸髄損傷の方の体液調節は実際どのようになっているでしょうか我々は頸損者を対象に研究を行いましたただし起立性低血圧を引き起こすほうの研究は危険性があり被験者のご協力が得られていませんので行っておりません全身浴 ( 頸下浸水 ) により静脈還流量を増やした状態での研究を行いました 7 名の頸損者を被験者として頸下浸水を行った結果頸損者においては健常者同様心拍出量が増加しホルモンの動態も健常者と同じで尿量も増加しましたしかし尿の中味が大分異なっており頸損者では水の排泄が利尿の主役でコントロール時 ( 上から順に ) 腎交感神経活動動脈圧中心静脈圧図 4-9 犬における起立時腎交感神経活動の変化出典 :Miki K., Hayashida Y., Tajima F., Iwamoto J., Shiraki K: Renal sympathetic nerve activity and renal responses during head-up tilt in conscious dogs. Am. J. Physiol. 257(2): , 第 4 章自律神経障害コンピュータへ圧トランスデューサー支持布膀胱カテーテル

10 尿中ナトリウム排泄量頸損者健常者頸下浸水図 4-10 頸損者における頸下浸水時の尿中ナトリウム排泄量出典 :Tajima F., Sagawa S., Iwamoto J., Miki K., Freund B. J., Claybaugh J. R., Shiraki K.: Cardiovascular, renal, and endocrine responses in male quadriplegics during head out water immersion. Am. J. Physiol. 258(6): R ,1990. ありナトリウム利尿は健常者よりも有意に抑制されていました ( 図 4-10) しかも頸損者の自律神経系の調節の破綻の1つとして静水圧による静脈還流量の増加を補償し血圧を一定に保つことが不能になっているために有意な血圧上昇を認めましたおそらくはその血圧上昇が尿細管で濾過される血液量を増やしたためいわゆる圧利尿が生じたのですこの圧利尿もホルモン動態の変化もすべてナトリウム排泄を増加させますしかし頸損者ではナトリウム排泄量は低下したのですこれは脳幹または視床下部などの交感神経調節に働く中枢が腎交感神経活動をコントロールできなくなった結果末梢の腎交感神経活動を抑制できず頸下浸水前の腎交感神経活動が維持されたためではないかと推察されます先日このようなことを大分市で講演させて頂いたところ太陽の家の看護婦さんから聡明なご質問を頂きました頸髄損傷の人は何故か血液のナトリウムが低いような気がするのですが何故ですか? おそらくそこではなるべく頸損の人も寝たきりにさせないように積極的に車いすに乗せたり運動させたりしているのだと思います健常者では先ほどの犬の実験で説明したように起こしたときに腎交感神経活動が活発になりナトリウムが排泄されないように働きますしかしこの調節が傷害されている頸損者では腎交感神経活動は活発にならずナトリウム排泄量は減らせませんこれが頸損者に時々見かける低ナトリウム血症の機序だと考えますが臨床的には症状も少ないのであまり心配する必要はないと考えていますただし健常者と同じようにナトリウム制限を積極的にする必要もありませんこのナトリウム調節障害を理解して頂くことは体調の維持には欠かせません体温調節おそらく脊髄に障害を負った後の初めての真夏と真冬は皆様にとって過酷で孤独な戦いを強いられたことと考えますこの体温調節障害はこれまで解説してきた自律神経障害を統合するような障害といえますそもそも体温とは何かと言われましても体のどこの部分をもって体温かという議論に完全に決着がついたわけではないので大変答えにくいのですが生理学では食道温か直腸温をもって中枢温としています一般では口腔コウコウ腋窩 ( エキカわきの下 ) 鼓膜コマク温などを体温としています他に皮膚温もよく測定しますが室温や血流などにより変動が大きいので絶対的な指標としては使われません生体にとって重要な体温は中枢温でその恒常性を保つことが体温調節の目的です体温は代謝による産熱と放熱のバランスで決定されます ( 図 4-11) 産熱では基礎産熱は生命を維持するために必要なものですからこれは減らせません放熱では基礎放熱 52

11 第 4 章自律神経障害は我々の体の構成上どうしても生体から逃げる熱ですしまたこの基礎放熱がなければ中枢温はどんどん上昇してしまいますこの両者に産熱としては運動などが加わり放熱では皮膚血流を増やしたり発汗したりして中枢温を一定に保ちます中枢温は脳の視床下部でモニターし統合されていると言われていますそこでの設定温度が37 であれば 37 になるように図 4-11の秤ハカリのバランスを取るよう総合的に判断し自律神経などを通じて調節しますたとえば外気温が低く中枢温が下がるときは放熱の抑制として皮膚血流を低下し立毛します行動性の体温調節の一環として暖かいところへ移動したり着物を着込んだりもします同時に産熱面ではアドレナリン分泌を増し基礎代謝を増やし場合によってはふるえることで体温維持に努めます外気温が高く中枢温が上がるときは放熱亢進コウシンのため皮膚血流を増し発汗を開始します行動性には少しでも風があり気温の低いところへの移動を行います産熱ではなるべく動かないようにし基礎代謝の上昇を極力抑えます放熱の良い方法として教科書にはよく浅速センソク呼吸 ( 浅い速い呼吸 ) が勧められていますが私の経験ではあまり評判はふるいません以上の体温調節の機序をみてみますと脊髄損傷者は 1. 立毛筋運動障害と皮膚血流調節障害がある 2. 発汗障害がある 3. アドレナリン分泌調節障害がある 4. 行動性の体温調節がしにくい等により体温調節が傷害されていますただこの体温調節障害は一概に体温が上がりやすい下がりやすいだからこうしなさいと言えない障害です頸髄損傷者の皮膚温をみますと裸でじっとしていて問題のない温度 ( つまり ) 中性温の室内でじっとした状態ですと健常者より高い皮膚温を呈しますそれは末梢血管が中枢性の基本的律動収縮を受けていないためだと考えられます反面健常者が汗ばむような環境にいますと健常者が汗をかく寸前まで健常者のほうが脊損者より高い皮膚温を維持します汗をかき出すとさすがにあっという間に皮膚温は下がりますただし汗が冷たいのではなく汗が外界に触れて蒸発するとき気化のためにカロリーを奪うのですもし全く蒸発せずに汗が流れるだけならそれは無効発汗といい体温低下の助けにな産熱放熱不感蒸泄フカンショウセツ : 皮膚表面などから意識されずに体外に排出される水分図 4-11 温を規定する産熱と放熱のバランス 53

12 りません大まかにまとめますと脊髄損傷者の体温調節障害の本態は皮膚血流調節障害と発汗調節障害にありますそしてその障害により高体温になるか低体温になるかは環境温と風速に依存して決まります私の経験で言うと大分車いすマラソン大会でゴールした選手は気温が高いと高体温傾向になりますが気温が低いと低体温になります気温が高いときはマヒ域に充分風が当たるようなセッティングが必要で低いときはマヒ域に風が当たらないように工夫すべきですしかもこれは選手 1 人ひとりで異なります最後に体温調節障害について強調したい点は周りの人がなんと言おうが寒い熱いという判断は自分で行い行動性の体温調節に努めることが大切だということです運動と心拍数さてこれまでで生活の基本となることに関して自律神経から見た障害と対策をご説明いたしました次に運動と自律神経の関係について説明し運動がいかに皆さんにとって重要かを解説します運動するということはエネルギーを使って筋を緊張させることですそのエネルギーは筋へエネルギー基質や酸素の供給なくしては行えませんエネルギー基質はグルコースなどの炭水化物と脂質を主に利用しますがグルコースは筋内や肝にグリコーゲンの形で蓄積されていますので普通の長さの運動では酸素の供給が鍵となりますこの供給は血流を介して行われ活動筋は筋収縮を持続することができます活動筋で増える酸素消費量を賄マカナうために運動時にまず総血流量を増加させようとする循環応答が必要となりますそのため心拍出量を増やさなくてはなりません心拍出量とは1 分間に心臓から拍出される血液量のことですがそれは心拍数と1 回心拍出量の積で求められますつまり心臓が1 回の収縮で拍出できる血液量が80mlで心臓が1 分間に65 回鼓動すれば心拍出量は80 65=5200mlとなります安静時の心拍出量は筋活動のない状態の生命維持に必要な酸素供給のみの目的ですので運動開始による酸素需要の増加に応えなくてはなりませんしかし 1 回心拍出量は左心室の容量でほぼ規定されるため, 実際には心拍数の上昇が心拍出量増加の主役となりますさてその心拍数の調節ですが心拍数の上昇には 1 心拍数を抑制する働きを持つ副交感神経活動の減少と 2 心拍数を増やす働きのある交感神経活動の亢進以上の2つの方法があります主に心拍数 100までの上昇は副交感神経の抑制の減少により達成されそれ以上の上昇は交感神経活動の亢進により行われるとされています完全四肢マヒの頸損者では交感神経調節が傷害されていますのでたとえば車いすマラソンなどでも心拍数の上昇は100から120 程度に留まってしまっていますしかしその最高心拍数以内では運動負荷量つまり酸素需要と心拍数は相関しきちんと運動に応答できますただし最高心拍数が低いので最大酸素摂取量は健常者よりかなり低くなってしまいます私は20 年前にはじめて発症直後の頸損者の主治医となり全身管理に努めながら不思議な現象を沢山みましたその中で運動訓練を開始したとき非常に低い心拍数でもきついと言ってすぐに運動継続が困難になる状態にしばしば遭遇ソウクウしました当時はすぐにやる気がないとか結論づける傾向がありましたがその患者さんはとても意欲に満ちた方で訓練を投げ出すことは考えられません納得がいかずいろいろ調べましたが乳酸値も健常者のオールアウト時に比べれば低いし動脈血ガス分析結果も悪い値ではないのに心拍数はどうしても110を超えませんよく調べると教科書にはきちんとこのようなことが書いてあり自分の勉強不足を恥じました以後はこの心拍数を利用した適切な運動負荷量で効果的な訓練を行うよう努めていますただし脊髄損傷の方は心拍数に関してはほとんど健常者と同じと考えて下さい第 3 胸髄節より上の障害の方は最高心拍数が低い可能性がありますがあのハインツフライ選手ですら第 4 胸髄残存です : 大分国際車いすマラソンで10 連覇を達成した反面第 6 頸髄残存完全四肢マヒと診断されている方の中でも最高心拍数 150 程度まで上昇する方 54

13 第 4 章自律神経障害もいますし第 5 頸髄不全四肢マヒと診断されて 100までしか心拍数が上がらない方もいますこのように人によって最高心拍数は全く異なりますこのマニュアルをお読みの方はぜひ自分の最高心拍数を知っておいて下さい運動と血圧血圧とは心拍出量と総末梢血管抵抗の積です運動時は心拍数上昇による心拍出量が増加することをすでに説明しましたがもし総末梢血管抵抗が変わらなければ血圧が著明に上昇してしまいますたとえば安静時心拍数 60の人が心拍数 120になるまで運動したとしましょう心拍出量はおおよそ2 倍になりますので総末梢血管抵抗は半分にならないと血圧も倍になってしまいますつまり運動を安全に行うためには血圧調節も適切に行われなければならないのですさらに血圧の調節と切り離せない課題に血流再配分の問題もあります活動筋の酸素需要増大に基づいて心拍出量が増しますがその増えた血流を活動筋に適切に配分しなくてはならないのです大循環の主要臓器は血管が図 4-12のように並図 4-12 ヒトにおける大循環模式図出典 :Rowell, L. B., ibid. 列に位置していますかつて学校で習った豆電球の抵抗について思い出して頂きたいのですが直列で並べると総抵抗は単純な足し算ですみますが並列で並べると逆数の和が総抵抗の逆数になります同様に総血管抵抗はその逆数がそれぞれ臓器の血管抵抗の逆数の総和に等しくなります生体は活動筋に適切な血流を配分するため運動に直接関与しない臓器への血流を低下し活動筋への血流動員を優先させなくてはならないのです : 例えば 5の逆数は1/5 この調節能も障害部位により人により異なりますしかし我々の研究では第 9 胸髄節以下の障害の方はおおむねこの血圧および血流再配分能は正常に働いているようです運動の種類生理学の成書では運動を静的運動と動的運動に分けて書いてあります静的運動とはウエイトリフティングのような運動で筋収縮が持続して行われる等尺性収縮です動的運動は律動的運動ともよばれ走るとか自転車をこぐといった筋の収縮弛緩シカンが交互に繰り返される運動ですなぜこの2つに分けて運動を理解するかというとそれぞれの運動時の循環応答が異なるためです : 筋長が一定という条件下での収縮静的運動における循環応答の特徴は運動負荷量に対して ( 酸素需要度に比べ ) 運動持続時間がある一定時間 (15 60 秒 ) を過ぎると心拍出量の増加が大きく血圧の上昇も大きい点です筋の緊張が持続するのですから筋内圧が高まり血圧より大きければ血液が筋内に流入することが出来ません研究によると最大筋力の10~15% 以上の筋収縮により筋内圧は血圧を上回りその筋は疎血ソケツ状態となりますすなわち静的運動における心拍出量の増加は活動筋への酸素供給を果たせないのですそのためある程度の張力以上での静的運動では長く運動を持続できません静的運動は主に筋力強化に役立つと考えられています動的運動の特徴は, 心拍出量の増加に比して血圧の増加が少ないことです平均血圧に関してはほとんど上昇しません動的運動での心拍出量の 55

14 増加は運動に関与する筋肉量や運動負荷量よりれでも全くスポーツをしていない健常者よりも低もむしろ全身的な酸素需要度に相関します動的い値であるという衝撃的な結果です運動時にはある程度緊張が強くても弛緩する時がユニバーサルデザインにおける室内平地での車あるので収縮筋への筋血流量が保たれます一いす移動は車いすの滑走を利用できるため健般に運動しましょうというような運動では常者の歩行よりもエネルギー消費が低くてすみま動的運動を意識して言われていることが多いようす健常者ではエネルギー消費に大きく寄与するですこの動的運動は筋力を強化するよりむし歩行という動作が無いため脊損者では日常生活ろ肺から血液に酸素を取り込み心臓から駆出での基本エネルギー消費量が低下しますそのたし末梢組織で酸素を充分離す総合力すなわちめ意識して運動に努めない限り運動不足と心肺能力が強化されますなりえます一般に健常者では週３回の軽運動が高血圧症糖代謝異常高脂血症ｺｳｼｹｯｼｮｳなどの予防安静による弊害ﾍｲｶﾞｲに寄与すると言われています一方脊損者においては脳血管障害の発症率や生活習慣病の頻起立性低血圧のところでも述べましたが安静度が健常者より高いことが指摘され頸動脈エ臥床は自律神経障害を引き起こす最大の原因です安コーで内膜中膜の増大程度が脊損者においては加静臥床を防ぐということはすなわち積極的に運齢と共に進みやすいことが判明しています現時動を行うことですこれが自律神経を賦活化ﾌｶ点では脊損者が積極的に軽運動を行うことが健ﾂｶし自律神経障害を悪化させない近道だと考え常者同様生活習慣病の改善につながるという科ます学的なデーターはありませんしかしこれを証運動を行うことは健常者にとって健康維持増進明する科学的データーがでるのは５ 10年後でしょに欠かせないことです車いす生活に依存していうからそれを待って行動するには遅すぎまする頸損脊損者はどの程度の活動量があるか 20 ぜひこれを読まれた方はできることから少し年ほど前に１日の心拍数で調査した結果が図４ 13 ずつ運動を始めて下さいです排尿時の心拍数が一番高く他はほとんどもし疑問があれば主治医にご相談下さい安静時心拍数と変わらない心拍数ですこれはそしてしっかり診断して頂いて医学的な見地車いす常用での生活において動的運動負荷はほから積極的な行動を起こして下さいたじまとんどかかっていないことを意味します筋力を調べてみますと努めて運動をしていなふみひろ 50 い方でも日常生活上トランスファーなどで最大筋 45 力に近い筋力を発揮しているのでかなり良い値を維持していますしかし心肺能力の指標であ 40 る最大酸素摂取量を調べますと図4 14のよう 35 に週２回でも運動している人に比べて全くして 30 いない人はかなりな低下を示していますしかしそ運動脊損者運動脊損者図４１３就労男性脊髄損傷対マヒ者の心拍数変動出典なし 56 非運動脊損者非運動健常者非運動脊損者非運動健常者図４ 14 運動非運動脊損者と非運動健常者における最大酸素摂取量の比較出典なし

解剖学　1

解剖学　1 解剖生理学内臓機能の調節 ( 自律神経系 ) 内臓機能の調節生体内の諸臓器組織は常に一定の活動をしているわけでなく生体内外の環境は常に変化するためその活動状態も環境に応じてダイナミックに調節されている生体内外の環境の変化に応じて臓器の機能状態を変化させているのが自律神経と内分泌腺から分泌されるホルモンであり両者はホメオスタシスの主役といえる (1) 神経による調節はその効果の発現 (