左利き肝臓専門医ブログ

2017.11.09更新

以前の 食欲が起こる機序の話でも 今回の睡眠・覚醒に関する話題でも
しばしば登場してくるのが 大脳辺縁系です

今日は 大脳辺縁系 について説明します

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大脳辺縁系

大脳新皮質により 表面を覆う包まれた脳の奥深くに
その下に 視床・視床下部を囲むようにして 脳幹部の上に存在します

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生物の進化過程で もっとも古くからある脳で
魚類以降の全ての動物で 共通な機能に関係しています

動物が進化するほど 大脳皮質が大きくなるのに対し
辺縁系は 進化の過程でほとんど発達していません

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つまり
辺縁系は生物にとってプリミティブな機能を果しているわけで
それこそが 本能! なのですよ(笑)


辺縁系を覆っている灰白色の大脳新皮質は 哺乳類で進化した特有の脳で

特にヒトでは発達が著明で
思考をはじめとする働きにより 人間を人間たらしめています


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それに比べて 皮質の下に存在する辺縁系
思考や理性の制御が及ばない本能の世界を牛耳っているわけで

天邪鬼な書き手は 論理的な思考を良しとしながらも
ついつい 辺縁系が織り成す世界に興味津々になります(笑)


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で その辺縁系ですが

動物としての原初的な行動の源となっている部位で

*生命維持 本能行動 情動行動

*本能的な 情動の表出 意欲 食欲 性欲 睡眠 記憶

などに 関与しています


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また 対象物の好き嫌いの評価を 記憶をもとに行う部位でもあり

好きか嫌いかを 過去の記憶から判断し

好きと判断した場合は意欲を起こし
嫌いと判断した場合は それを避けるための信号を発します

その信号は

自律神経反応 内分泌反応に関与する 視床下部

行動・運動に関与する 大脳基底核

などに出力され

視床下部や基底核の働きを介して 辺縁系の機能が表われさます


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特に重要なのが

*情動(やる気 怒り 喜び 悲しみ等の快・不快)の発現 と

*記憶(短期記憶と長期記憶)の形成・保持 で


辺縁系の主要構成部位の 海馬扁桃体には

全ての皮質感覚連合野(視覚・聴覚・体性感覚・味覚・嗅覚)
からの情報が収束し

それらに基づき 扁桃体情動発現 海馬記憶形成・保持を行っています



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海馬
では

日常生活において入ってくる 目 耳 鼻などの感覚情報が全て集められ
それらが 記憶として整理されます

現在から2年前くらいまでの記憶が
短期記憶として形成され 海馬に蓄えられ

蓄えられた短期記憶の中でも重要だと判断されたものは
やがて大脳皮質に移行され 長期記憶として永久保存されます

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扁桃体では

大脳皮質全域の感覚系から
味覚 嗅覚 内臓感覚 聴覚 視覚 体性感覚などの情報

および 視床 海馬からも情報入力を受け

それらを記憶と照らし合わせて 
快・不快 好き・嫌い を判別します


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こうして得られた判断は 脳の他の部位へ情報発信され


視床下部に対しては 交感神経系を活性化する信号を発し
自律神経 内分泌反応が起こります

視床網様体核に対しては 反射亢進信号を発し
既に説明したように 情動発現による覚醒促進が生じます

また これも既に説明したように
腹側被蓋野 青斑核 外背側被蓋核には
ドパミン ノルアドレナリン アドレナリンの放出の信号が出され
覚醒維持に関与します

三叉神経と顔面神経には 恐怖の表情表現の信号が出され
それにより 喜怒哀楽の表情が作られ
恐怖感 不安 悲しみ 喜び などの情動発現がなされます



扁桃体と海馬の関連は深く

扁桃体は 海馬からの視覚 味覚などの記憶情報をまとめ
それが快か不快か(好き嫌い)を判断しますが

そうした扁桃体で作られた情報への快・不快感情や情動は
海馬に送られ 海馬での記憶形成に大きく影響します


このように 情動と記憶形成は
海馬と扁桃体の密接な関係により 互いに深く影響しあっています

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食欲の快楽の説明で登場した 快楽の情動を司る側坐核
辺縁系とのつながりが強く

大脳皮質から「何かを始めよう」という指令を受けると

側坐核が 扁桃体や海馬と相談し それが好きなことかどうかを判断し
やる気を出すかどうかを決めています

特に 扁桃体基底外側核 腹側被蓋野からのドパミン性入力は
側坐核での報酬系や快楽に関わる神経活動に 強い影響を及ぼします


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このように 大脳辺縁系は

大脳皮質が司る理性では なかなか制御・理解しきれない
まさに生き物としてのヒトの本能に深く関与していて


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書き手が興味を持つ理由が 解っていただけたでしょうか?(笑)

 

 

2017.11.08更新

脳の中にある睡眠中枢 覚醒中枢について説明してきましたが
その際 モノアミン系とか GABA系といった単語が出てきました

このモノアミンやGABAは
神経細胞が他の神経細胞に情報を伝達する際に分泌される物質で

神経伝達物質 と呼ばれます

今後もさまざまな病気や症状の話題で 神経伝達物質が登場するでしょうから
これを機会に解説しておきましょう

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神経細胞は 活性化されて興奮すると 他の神経細胞に情報を伝えます

その際に 直接 他の神経細胞に結合するのではなく
互いに近寄り お互いの間にシナプスと呼ばれるわずかな空間を形成します

活性化した神経細胞は 神経伝達物質を合成して
それを 細胞の末端からシナプス空間に向けて放出します

放出された神経伝達物質は 拡散によってシナプス空間を広がり
情報が伝えられる神経細胞の末端に存在する
神経伝達物質の受容体に結合して 情報伝達するわけです

放出された神経伝達物質は 過度な情報伝達が行われないように
速やかに酵素によって不活性化されるか
または放出した神経細胞に再吸収されます


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さて 神経伝達物質ですが 大きく3つのグループに分かれます

*アミノ酸系

*モノアミン系

*ペプチド系

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<アミノ酸系>

アスパラギン酸 グルタミン酸 グリシン タウリンなどがあり
睡眠中枢で出てきたGABAも この仲間に属します

@GABA

既に説明したように 睡眠中枢抑制性の神経伝達を担い
睡眠の維持に貢献しています

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@グリシン

抑制性神経伝達物質として機能し
睡眠の維持に関わっています

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@グルタミン酸

興奮性神経伝達物質で

記憶・学習などに重要な
高頻度に情報伝達が行われる現象(シナプス可塑性・長期増強)や
脳の発達期の経験依存的な神経回路網の形成(シナプス可塑性)
の場面で重要な役割を果たしています

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@アスパラギン酸


興奮性神経伝達物質として働きます



<モノアミン系>

1つのアミノ基と2つの炭素鎖からなる構造で

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ドパミン ノルアドレナリン アドレナリン セロトニン ヒスタミン

などが このグループに属します


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脳幹部 後脳 中脳に存在する神経細胞で作られることが多く

その神経細胞は 
脳全体に存在する多くの神経細胞とシナプスを形成するため
広範囲の脳に作用する 広汎投射神経系 として機能しています


@ドパミン

チロシンから作られ

*運動調節
*学習・記憶、注意、実行機能などの認知機能 特に作業記憶
*報酬系・快の感情

などの神経情報伝達に関与します

パーキンソン病は
黒質線条体のドパミンの減少により運動調節が上手くいかなくなる病気です


@ノルアドレナリン

チロシン ドパミンから作られ

橋の青斑核から脳全体に投射し
覚醒 記憶の固定 などに関与します


@セロトニン

トリプトファンから合成され

橋や脳幹にある縫線核群から大脳・小脳・脊髄全体に投射し
体温調節 摂食行動 睡眠 情動 学習・記憶 などに関与します


また セロトニンは
脳内のさまざまな神経伝達物質の調整役として機能して

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快に関わるドパミン 不快に関わるノルアドレナリン のバランス


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興奮に関わるドパミン ノルアドレナリン と
抑制に関わるGABA のバランスを

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調節しています


@ヒスタミン

ヒスチジンから合成され

覚醒の維持を助ける神経伝達物質として働きます



<ペプチド系>

アミノ酸が連結して出来た生理活性を有するペプチドで
神経ペプチドと呼ばれます

内分泌機能に関わる 視床下部・下垂体のオキシトシン バゾプレシン

摂食調節に関わる
オレキシン AgRP NPY POMC CART グレリン MCH

学習・記憶に関わる ソマトスタチン CRH αMSH

痛覚に関わる サブスタンスP ニューロキニンA βエンドルフィン

など 多種多様な神経ペプチドが属しています



脳の中では
こうしたさまざまな神経伝達物質が状況に応じて分泌され

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それにより神経細胞間で情報が伝達され
機能が増強されたり抑制されたりしているわけです


また 神経疾患や精神疾患の治療薬の多くが
これらの神経伝達物質の受容体の活性化作用や抑制作用を介して
その作用を発揮しています

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2017.08.16更新

夏風邪夏型過敏性肺炎とは趣が異なりますが

夏に多く見られるのが 冷房病 です


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エアコンでの冷え過ぎ
によって
起こり


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オフィスで仕事をする女性に多くみられますが
最近は中高年の男性にも増えています


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<症状>

冷え性の症状に似ていて

頭痛 肩こり 腰痛 疲労感 食欲不振 不眠 むくみ
冷え 便秘・下痢 頻尿 生理不順

などが認められます

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<原因>

身体が冷やされることによる血行不良が第一の原因で

冷えにより血管が収縮して血行不良になり
そのために肩こりなどが起こります

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また 自律神経失調も大きな原因です

夏風邪でも説明しましたように

室内外での急激な温度変化に身体がついていけなくなり
5℃以上の気温差がある場所の出入りにより
体温調節を司る自律神経のバランスが乱れてきます


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体温を下げる交感神経 上げる副交感神経のバランスが崩れてしまい
体温調節が出来なくなります


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もともとヒトの身体は 自律神経のバランスにより
過剰になった体内の熱を 皮膚の水分を通じ汗として体外へ出すことによって
体温調節していますが

エアコンから送り出される乾燥した冷気は
大切な皮膚の水分をすっかり蒸発させてしまい
皮膚の水分がなくなり汗をかけないので 体温調節が出来なくなるのです


また 自律神経は全身の臓器の働きを調節しているので
そのバランスの乱れにより 全身のさまざまな症状が起こってきます


<対策>

身体を冷やしてしまわないように 冷えを避けることが大切

*クーラーの風に直接当たらないようにして
*エアコンの設定温度は28℃と高目にし
 外気温との差を少なくするようにします

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職場などでエアコンの温度調節が上手くいかないときは

*カーディガンなどの羽織るものやひざ掛け
*マスク (体感温度を上げてくれる)
*スカーフ マフラー (頭痛 肩こりに効く)
*腹巻 (お腹を冷やさない)
*レッグウォーマー 靴下の重ね履き

などにより対処します

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<予防>

自律神経の働きを正常に保つために 以下のことに気をつけます

@食生活

*3食きちんと食べる
*冷たい飲み物を摂りすぎない 暖かい飲み物を飲む


@お風呂に入る

*シャワーでは体の芯が温まらないため お風呂に入った方が良い
*38~40度のぬるめの温度で 20~30分は入浴して 全身の血行を良くします


@定期的な運動

*交感神経の働きをよくするため
 1日に20~30分のウオーキングを行うようにします

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@座りっぱなしを避ける

長時間 座ったままでいると さまざまな健康障害が生じますし
 自律神経の乱れも生じますから
 1時間に1回は定期的に椅子から立ち上がってストレッチをするようにします


@質の良い睡眠をとる

*夏風邪の項で解説したように
 エアコンのリモコンなどを上手く利用して 心地よい睡眠をとるようにします


@ストレスをためない

*ストレスがたまると自律神経の乱れが生じやすいので 上手く気分転換します

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2016.10.04更新

ブログネタは up to date でないと!
そうでなくても 新しもの好きの江戸っ子だから!


というわけで 当初の予定では 今日は便秘の解説をする予定でしたが

大隅先生が今年のノーベル医学・生理学賞を受賞されたニュースを聞いて

急遽 オートファジーネタに! (なんて節操がない!:苦笑)

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オートファジーについては いずれシリーズで詳しく説明しますが

思い切り端的に言うと

細胞のなかで
不要になった細胞内小器官やタンパク質を分解する仕組みのことです



もともとは 細胞が飢餓状態 栄養が供給されない状態になったときに
その細胞を顕微鏡で観察すると
細胞のなかに 見慣れない構造物があった

それを発見したのが オートファジー研究の途端だったと聞いています


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その 膜で囲まれた見慣れない構造物は オートファゴソームと名付けられ
その中には ミトコンドリアなどの細胞内小器官が
取り込まれていることがわかりました

そして
タンパク質分解酵素のリソソームが オートファゴソームにくっついて
オートリソソームを形成して

その中で 細胞内小器官やタンパク質などの細胞内成分が
分解されていることがわかりました


この現象は 最初は 細胞が飢餓状態になったときに
自らの細胞内成分やタンパク質を分解してアミノ酸を得て
それを再利用して飢餓に対応する生理現象と考えられていました


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確かにオートファジーの本質はそうなのですが

最近は 飢餓状態への対応だけでなく
さまざまな生理現象にも関わっていることが わかってきました

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たとえば 受精卵から胎児が育ってくる発生現象の過程で
不必要となった構造物やタンパク質が オートファジーによって分解されます

また 体内に侵入してきた細菌やウイルスを排除する免疫反応にも
オートファジーが深く関与すると考えられています


一方 生理現象だけでなく 病気の形成にも関与することがわかってきています

パーキンソン病などの難治性神経変性疾患
神経細胞の中にゴミが溜まることが発症に関与すると考えられていますが

そうした不要な細胞内のゴミを分解するのが まさにオートファジーで
パーキンソン病などでは オートファジーに不具合があるのではないかと
推察されています


もっと身近では 肥満や生活習慣病の原因となる 脂肪酸や糖が

脂肪組織やグリコーゲンなどの体内の貯蔵庫から
分解されて血中に放出される過程にも
オートファジーが関与すると考えられています


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ですから 飢餓状態での適応反応として見出された
あまり馴染みのない ぴんとこないオートファジーという現象は

実は さまざまな神経変性疾患や生活習慣病にも関与する
とても身近なものなのです



大隅先生は27年前に 酵母を用いた研究でオートファジー現象を発見され
上述したような この分野での研究発展の基礎を築かれました

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書き手としては オートファジーと同様に
細胞内の不要なタンパク質を分解するプロテアソーム系の研究の方が
(こちらも日本人の田中啓二先生が大きな貢献をされています)
先に受賞されるのかなと思っていたので ちょっと意外でした


もうひとつ意外だったことは

オートファジーが受賞対象になる場合は 大隅先生だけでなく

大隅先生の研究室で ヒトにおけるオートファジー現象を解析され
その分子機構を詳細に明らかにされた
共同研究者の先生も一緒に受賞されるのでは?と予想されていたのに

受賞者は 大隅先生おひとりだったことです

ノーベルコミティからの電話インタビューで
大隅先生ご自身も 単独受賞に驚かれていたようでした

医学・生理学賞の単独受賞は 久し振りなのではないでしょうか? 



新しい現象を見出すことこそが大事である という評価なのでしょう

基礎科学の世界の厳しさも ちょっと感じました



蛇足ですが 書き手が若い頃に数年間留学していたのが
ノーベル賞を選考する スウエーデンのカロリンスカ研究所でして

留学の最後の年にはボスの計らいで 授賞式にも参加させていただきました

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貸衣装屋さんで燕尾服を借りたりして 馬子にも衣装で大変でしたよ(苦笑)


大隅先生 おめでとうございます!
そして 長年のご精進 おつかれさまでした

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これを機会に この分野の研究がますます発展して
身近な生活習慣病の治療にまで その成果が及ぶことを期待したいと思います

オートファジーの詳細については また稿を改めて解説します

 

 

2016.02.24更新

今日は 
*どうして花粉症の症状が生ずるのか?
*どうして花粉症の患者さんは増えているのか?
*花粉症の症状を和らげるための日々の生活の注意
について解説します

<なぜ花粉症の症状は生ずるのか?>

花粉症は 
スギやヒノキなどの花粉に対するアレルギー反応により起こります

スギやヒノキの花粉が体内に入ってくると
それに特異的に反応する IgE抗体という物質が作られます

IgE抗体は 眼や鼻の粘膜に存在している肥満細胞の表面に結合していて

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再び花粉が入ってくると 花粉は肥満細胞表面のIgE抗体に結合
その刺激で 
肥満細胞からヒスタミンロイコトリエンなどの化学物質が放出されます

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これらの化学物質は 粘膜の神経や血管を刺激して
くしゃみ 鼻水 鼻づまり 涙 などを起こさせます

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肥満細胞から放出される化学物質のうち
ヒスタミンは 知覚神経を刺激して 
 くしゃみ・鼻水・眼のかゆみを起こし
ロイコトリエンは 末梢血管を拡張させるので
 鼻づまりを起こします

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このヒスタミンとロイコトリエンの差異が 治療薬の選択に関与しますが
治療のところで詳しく解説します


さて こうした症状は 
体内から花粉を排出させるために起きるもの
いわば生体の防御反応のひとつですが

アレルギー体質が強い方は この反応が過剰に起こるため
これらの症状に悩まされることになります

また花粉が繰り返し入ってくると
粘膜での反応が増幅して慢性化し 
症状が強くなり 持続するようになります


<なぜ 花粉症の患者さんは増えているのか?>

特に スギ花粉症の患者さんの増加は著明で
1998年と2008年を比較すると 16.2%から26.5%に増加しており
今や 3人に1人が花粉症で悩まれる時代 になりつつあります

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戦後に国策で植えられたスギの木が伐採されないので
病気の原因になる大量のスギ花粉が飛散するためと考えられています

特に 関東・東海では植林されたスギの木が多いので
花粉症の患者さんも多い傾向がみられます

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花粉症が発症する確率は
体内に入った花粉量(抗原量)と相関すると言われています

ですから 飛散している花粉の量が多いと
去年までは大丈夫だった方でも 今年から急に発症してしまう
といったこともありますから 注意が必要です


また
*高タンパク・高脂肪な食事内容
*不規則な生活リズム
*ストレスの多い生活
などは アレルギー反応を起こしやすくするので

そうした日常生活の変化も
花粉症患者さんが増加している原因かも知れません

さらに
*大気汚染
*母乳からの栄養摂取の減少
腸内細菌叢の変化
*子供の頃の結核や寄生虫の感染機会の減少
といったことも 花粉症の増加に寄与していると考えられています


<日々の生活における花粉症対策>

日常生活でいちばん注意すべき点は
ズバリ 花粉が目や鼻に入ってこないようにすること です!

@花粉が飛びやすい日は なるべく外出を控える
*天気が良くて 気温が高く 乾燥している日
*風が強い日
*前日が雨だった日
などの日は 要注意です

特に花粉が飛びやすい午後1時~3時の外出は控えましょう

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@外出するときは 完全防備で
帽子 メガネ(目に入る花粉量を1/2-1/3に減らす)
 マスク(吸い込む花粉量を1/3-1/6に減らす)
 を身に着ける
コートはツルツルした素材のものを
 (ウールは花粉が付着しやすいので危険です)

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@帰宅したときは 玄関に入る前に 衣服に付いた花粉を振り払う
*衣類や髪に付着した花粉をしっかりと振り払い
 家の中に花粉を入れないようにすることが大切です

@家に帰ったら 洗顔やうがいをして 花粉を落とす
@花粉の飛散の多い日は 窓や戸を閉め 布団や洗濯物の外干しを避ける
@こまめに室内を掃除する

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こうした注意をされて 可能な限り 花粉との接触を防いでください


次回は 花粉症の治療についてご紹介します



2015.10.19更新

秋の紅葉の話題をご紹介したときに
紅葉後の落葉は自己犠牲をともなう切ないものお話ししましたが

緑の葉が赤や黄色に色付いて やがてハラハラと落ちていく現象は
生物学的には「アポトーシス」と呼ばれます 

ヒトのような多細胞生物を構成する細胞の死に方には何種類かあり
そのうちのひとつが このアポトーシスです

アポトーシスは 簡単に言うと細胞が自殺する死に方です

細胞が存在する環境に変化が生じ 
多細胞生物にとって その細胞が存在しない方が良い状況になったとき
細胞は自らが有するカスパーゼをはじめとする酵素群の働きでDNAを切断し 
自殺してしまうのです

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冬眠状態に入るために水分を節約しようとする樹木にとって
水分をたくさん消費してしまう葉は 困った存在です

だから葉は そうした状況を理解して 
アポトーシスを起こして死んで 落葉していく

もちろん 葉っぱが空気を読むのに長けているわけではありませんし
情緒的に落葉していくわけではありません(笑)

アポトーシスはプログラムされた細胞死と呼ばれ
特定の状況になるとDNA切断に至る酵素反応の引き金が挽かれます
ですから 遺伝的にプログラムされた死 なのです

ヒトでは 発生過程で不要になった余分な細胞や
癌化した細胞や内部に異常を起こした細胞の除去が 
アポトーシスによってなされます

もともとヒトには指と指の間に魚のような水かきの細胞がありますが
発生過程でアポトーシスにより取り除かれるのが良い例です

オタマジャクシがカエルになるときにシッポがなくなるのも
シッポの細胞がアポトーシスを起こすからです

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また ウイルスに感染した細胞の一部は アポトーシスによって除去されます


アポトーシスが生命科学の分野で注目され始めたのは 
書き手が留学していた1990年代のはじめで 
当時ラボでもこの話題で大変盛り上がり
その後数年間は さまざまな分野で
アポトーシスに関する研究が大流行したのを憶えています



さて このアポトーシスが「立つ鳥あとを濁さず」的な死に方だとすると
それと対照的なのが「ネクローシス」という細胞の死に方です

ネクローシスは端的に言うと 病気のときの細胞の死に方で
栄養不足 毒物 外傷などの外的環境要因により誘導されます

アポトーシスを起こした細胞は 自ら小さくなって死んで
マクロファージなどの貪食細胞に取り込まれて処理されるのに対し

ネクローシスを起こした細胞は 
細胞内の成分を周りにまき散らしながら死んでいきます

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だから アポトーシスで死んだ細胞は炎症を起こさず処理されますが

ネクローシスで死んだ細胞のあとには 
巻き散らかされた細胞内成分が原因となり 炎症が起こってしまう

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死んだあとに炎症が残るか残らないか 
これがアポトーシスとネクローシスのいちばんの大きな差異になります

なんらかの原因により 
局所で細胞のネクローシスが持続的に起こる状態になると
その場で炎症が慢性的に生じるようになり

こうした慢性炎症が 動脈硬化や生活習慣病の原因になると考えられています

ですから慢性炎症が生じる機序の解明が 大きな研究課題として認識され 
フロントラインで研究が進められています


このように 細胞の死に方には アポトーシスとネクローシスという
とても好対照なふたつのパターンが認められます

自らがいなくなった後に 周囲にどのような影響を及ぼすか?

アポトーシスとネクローシスのこの差異に気がついたとき 
とても驚いたのを覚えています

なんだか 細胞死という単に生物学的な現象を超えた 
示唆的なものがあるようにも感じられて 
アポトーシスやネクローシスについて考えるとき 
いつも妙に気になります(笑)

 

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