神経繊維で情報が伝わるにあたって、情報が減衰しないメカニズムを教えて
下さい。

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意味 チャネル」に関するQ&A: チャネルの意味

A 回答 (2件)

 ずいぶん前の質問で、質問者が以下の回答をご覧になることはほとんどないと思いますが、今このQ&Aをご覧になっている人のためにも回答を投稿しようと思います。


 興奮が伝導する仕組みは、高校の生物の教科書では、神経繊維の内外を「活動電流」が流れることで説明されています。しかし、結論を先に言いますと、神経繊維の内側も外側も、どこにも「活動電流」などというものは流れていません。「活動電流」などというもので説明しようとするから理解できない説明になってしまうのです。
 
 神経繊維の中を興奮が伝えられるのは、興奮部に流れ込んだNa+が狭い範囲に集中することによりその周囲に「電位の高い状態」が生み出され、この「電位の高い状態」が波となって周囲に広がっていくからです。空気中を音波が伝わるのと同じ現象です。(Na+がずるずると神経繊維の中を移動していくのではありません。神経繊維の中をイオンが電流のように流れていくことはありません。)
 
 この「電位の高い状態」が神経繊維の中を波のように伝わるとき、その「広がり方」はNa+が流れ込んだ部分を中心とする球面波となります。つまり、神経繊維内を波が伝わるときその「波面」の表面積はどんどん大きくなっていきます。表面積が大きくなると、「電位の高い状態」を作っている陽イオンの濃度が小さくなり、したがって「電位の高い状態」がどんどん減衰していきます。つまり、神経繊維内を伝えられる興奮は、常に減衰していくのです。

 ところで、「興奮伝導の3原則」というのがあって、その一つに「不減衰伝導」というのがあります。「軸索の直径が一定ならば興奮の大きさは減衰せず一定の大きさで伝導する」という内容ですが、これは神経繊維全体としての伝導において減衰がないことを述べているのであり、興奮部からその隣の興奮部までの伝導は上記のように常に減衰していきます。「不減衰伝導」というのは、興奮が次の興奮部に到達したとき、そこのNa+チャネルが開いてNa+が神経繊維内に流れ込み、再び「もとの高い電位」に「復活」することにより神経繊維全体としての伝導は減衰がないということなのです。
 
 もしも、興奮部からその隣の興奮部までの伝導が減衰しないというのであれば、それはすなわち神経繊維内のあらゆる部分で常に減衰しないことを意味するわけですが、そうなると、神経繊維の途中に電位依存性のNa+チャネルなど必要がなく、神経繊維の「入口」から「出口」までずっと興奮が減衰しないで伝わることになります。実際には減衰が起こるからこそ、「興奮の強さを復活させる」ために一定の間隔で興奮部が必要になるのです。

 つまり、ご質問にあるように「情報が減衰しない」というのは、神経繊維全体について述べているのであり、実際のところは「(興奮部とその隣の興奮部との間での)減衰」と「(隣の興奮部での)電位の復活」を繰り返しながら、興奮が伝えられるのです。
 
 実は、上記の説明にはまだまだ「説明不足」の部分があります。紙幅の都合でこの程度の説明しかできません。
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間単にいってしまえば、伝達される情報が通路を通って流れていく流体のように伝わるのではなく、ドミノ倒しのように伝わっていくからです。

別の言い方をすると金属製のボールがいくつか吊り下げられていて一方のボールを持ち上げて放すと、反対側の端のボールが同じだけ跳ね上がるおもちゃがありますが、あれと同じことが起こっていると考えるとわかりやすいかもしれません。

入力された情報と出力される情報は内容は同じですが、伝達物質自体は異なる物質なのです。
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この回答へのお礼

わかりやすいお返事ありがとうございます。
大変参考になりました。

お礼日時:2001/12/04 17:04

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Q有髄神経繊維と「無髄神経繊維」

お世話になります。

ニューロンから伸びている軸索をカバーする物で神経鞘があり内部は、「髄鞘」という物質があると聞きました。

この「髄鞘」がある神経線維を「有髄神経繊維といって、無いものを「無髄神経繊維」というのです。

「有髄神経繊維は脊椎動物の神経線維

「無髄神経繊維」は無脊椎動物の神経線維・交感神経


また、脊椎動物には有髄神経繊維、無髄神経繊維があるという事でしょうか?^^;
だとしたら、交感神経が無髄神経繊維なのはまたどうして?
この「髄鞘」はどんな効果があるのでしょうか?

という質問をした所



「伝導速度が速くなるのは髄鞘の電気抵抗が高いからです」

とお答えをいただきました。

…せっかくお答えいただいたのですが…電気抵抗と伝導速度の関係がわからないんですよTT

抵抗が無い方が早いのでは?と思うし(哀)また、交感神経で、無髄なのはまたなぜかと。もしかしたら、交感神経は、動物的に「古い機能?」という事になり、野性的(興奮・闘争本能)で原始的な無脊椎に多いとか(また全然違うし)交感神経は緊張時、副交感神経はリラックス(健康浅知恵・泣)

理科の電気の勉強にもどらないといけないかなTT

お世話になります。

ニューロンから伸びている軸索をカバーする物で神経鞘があり内部は、「髄鞘」という物質があると聞きました。

この「髄鞘」がある神経線維を「有髄神経繊維といって、無いものを「無髄神経繊維」というのです。

「有髄神経繊維は脊椎動物の神経線維

「無髄神経繊維」は無脊椎動物の神経線維・交感神経


また、脊椎動物には有髄神経繊維、無髄神経繊維があるという事でしょうか?^^;
だとしたら、交感神経が無髄神経繊維なのはまたどうして?
この「髄鞘」はどんな効果が...続きを読む

Aベストアンサー

交感神経について。

神経による情報伝達の優れた点は、指令がすばやく目的地まで伝わることです。捕食者からの回避行動や、逆に捕食行動では、外界の情報をいかにすばやく取得し、あるいはいかに早く行動するか、そのスピードが生死を分けますから、できるだけ早く気づき、早く動けるような方向に神経のシステムが進化してきたんだと思います。ちなみに、神経が情報を伝える速さは、
・神経線維が太いほど、それに比例して速い
・有髄神経だと、無髄神経に比べて飛躍的に速い
です。ただ、太い神経線維や、神経線維を取り巻くミエリン鞘などは、いってみれば、細い神経線維や、ミエリン鞘なしの神経線維に比べると、生物にとって、材料費、維持費、構造の複雑さなどの面で負担がかかります。ですから、体中の全部の神経をそれにするというのは、コストパフォーマンスの面で、無意味だったのでしょう。ほんとにスピードが必要な部分だけが、そういう高速回線を使用するように進化してきたのだと思います。

交感・副交感の自律神経は、機能的に古いかどうかというよりは、高速回線が必要ないので、昔のシステムのまま取り残され、アップデートされなかった、というイメージでいかがでしょうか。唾液や消化液、汗の分泌やら、胃腸のぜん動運動… みんな一刻を争うとはいえない機能です。

交感神経とそれ以外と2つに分けるとこうなりますが、この間にはいくつもの中間があり、一番太くて有髄なのが、筋肉を動かす運動神経線維、次が外界や筋肉の情報を脳に伝える知覚性の神経線維… 皮膚の痛覚などを伝える知覚性線維、ときて、最後に自律性線維となります。スピードの必要に応じて太さがいろいろあります。

ちなみに、自律神経系よりももっと、コストのかからない情報伝達システムもあります。それはホルモンを利用した情報伝達システムです。神経は、結局のところ目的地までケーブルをひかないといけませんから、その分の経費がかかりますが、ホルモンは血液中に分泌され、血流を利用して目的の臓器まで情報を伝えられますから、専用のケーブルそのものが不要です。そのかわり、自律神経などよりも、情報が伝わるのがさらにずっとゆっくりです。

交感神経について。

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・神経線維が太いほど、それに比例して速い
・有髄神経だと、無髄神経に比べて飛躍的に速い
です。ただ、太い神経線維や、...続きを読む

Q(1)ホルモンのみあり神経のない生物、(2)神経のみありホルモンのない生物

(1)ホルモンのみあり神経のない生物、(2)神経のみありホルモンのない生物があれば紹介してください。

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(1)は植物がそうですね。(2)は思いつきません、広義に考えれば神経伝達物質もホルモンの一種と考えられますので。

Q神経繊維と細胞体について

灰白質に細胞体が多く、白質に神経繊維が多いと聞いたのですが、灰白質の細胞体は軸作などを持たず、先端の細胞体だけ存在しているのですか?そうすると、伝達ができないと思うのですが・・。それとも、「細胞体が多い」というのは「神経繊維が短い神経細胞が多い」ということで、「神経繊維が多い」というのは「神経繊維が長い神経細胞が多い」ということですか?

Aベストアンサー

神経細胞は、大まかに言えば、神経細胞体とそこから伸びる軸索(いわゆる「神経線維」)から成り立っています。従って、灰白質に存在する神経細胞体から伸びた軸索は当然白質に向かって進み、白質中を走って神経終末に至ります。この終末部は次の神経細胞へシナプスを作る場合には当然その神経細胞体のあるどこかの灰白質に至ります(もちろん標的器官が神経組織以外であれば、その受容器に付着します)。

そこで、質問の内容に関してですが、灰白質には神経細胞体があり、もちろんそこから出る軸索も存在します。ですが、全体的に見ると、神経細胞体の密度が多いために、肉眼的に神経線維束のみが走る白質に比して、色が幾分濃く見えるわけです(実際には「灰白色」ではなく、薄い茶褐色ですが)。白質中に存在する神経線維はその上流に当然どこかの灰白質に大元の神経細胞体がありますので、決して神経細胞体と軸索(神経線維)は別の細胞ではありません。
顕微鏡標本で観察した際に、なかなか上手く灰白質の神経細胞体から伸びた軸索がまっすぐその直下の白質に走っている像が観察できないのは、その標本を切り出す時に神経の走行に則して断面を出せなかった、あるいは顕微鏡標本を作製する時には標本を非常に薄く(5~100ミクロン)スライスしなければならないのですが、そのような断面ではなかなか神経細胞全体を観察するのは当然困難になります。

また余談ですが、白質には神経線維のみで細胞が全く存在しない訳ではありません。軸索を取り巻く髄鞘を作る稀突起細胞や免疫機能を司る小膠細胞、栄養などをはじめとする多くの機能を有する星状膠細胞などの「グリア細胞」が存在し、これらは灰白質にも存在しています。

総括すると、白質には神経の興奮を伝達する「神経細胞体」は存在せず、神経細胞の成分は神経線維(軸索)のみが存在します。この神経細胞体は灰白質に存在し、そこから出発した神経線維が白質中を走行しているのです。ですので、模式図などで神経細胞全体が描かれているものがあるとすれば、その軸索部分の後半が白質中に存在し、前半部分は灰白質に存在する訳ですが、厳密に言えば、次の神経細胞に週末が付着する時にはまたその終末部分は灰白質中に出現します。肉眼的に見ると、細胞体の密度が高いと着色したように観察され、これが灰白質と呼ばれるようになっている訳です。

こんな説明で分かったかどうかは分かりませんが、どうでしょう?

神経細胞は、大まかに言えば、神経細胞体とそこから伸びる軸索(いわゆる「神経線維」)から成り立っています。従って、灰白質に存在する神経細胞体から伸びた軸索は当然白質に向かって進み、白質中を走って神経終末に至ります。この終末部は次の神経細胞へシナプスを作る場合には当然その神経細胞体のあるどこかの灰白質に至ります(もちろん標的器官が神経組織以外であれば、その受容器に付着します)。

そこで、質問の内容に関してですが、灰白質には神経細胞体があり、もちろんそこから出る軸索も存在しま...続きを読む

Q神経のメカニズムに関する書籍

大学1年生のものです。
生物学系の学科にいるのですが、神経のメカニズムを整理しておきたいので本を探しています。神経細胞の軸索におけるイオンの流入や、細胞間での伝達などを大学レベルの内容までに掘り下げて1回生にもわかりやすく書かれている本はありませんか?
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

● ベタな例で恐縮ながら、『Molecular Biology of the Cell』 と その訳書 『細胞の分子生物学』 の最新版 (第5版) では如何でしょうか (下記引用)? これの 必要な章のつまみ読みです (通読は、しんどいですよ)。もちろん、購入もオススメなのですが、高価なので、まずは 図書館でご覧下さい (これが蔵書されていない大学図書館は あり得ないでしょう)。

できれば、訳書でなく原書にあたるのが、よりオススメです (訳書の日本語よりも、原書の英語の方が、平易・的確で読みやすいのです。これは、本当の話ですよ~)。^ ^

Molecular Biology of the Cell 5E: Reference Edition
http://www.amazon.co.jp/Molecular-Biology-Cell-5E-Reference/dp/0815341113/ref=sr_1_1?s=english-books&ie=UTF8&qid=1334732488&sr=1-1

細胞の分子生物学
http://www.amazon.co.jp/%E7%B4%B0%E8%83%9E%E3%81%AE%E5%88%86%E5%AD%90%E7%94%9F%E7%89%A9%E5%AD%A6-Bruce-Alberts/dp/4315518670/ref=sr_1_1?s=books&ie=UTF8&qid=1334731730&sr=1-1


● あと、こんな本 (第1~3巻。第1巻を下記引用) も出ています。よろしければ、まず、本屋の立ち読み ( m(_ _)m ) からどうぞ。^ ^

カラー図解 アメリカ版 大学生物学の教科書 第1巻 細胞生物学 (ブルーバックス)
http://www.amazon.co.jp/%E3%82%AB%E3%83%A9%E3%83%BC%E5%9B%B3%E8%A7%A3-%E3%82%A2%E3%83%A1%E3%83%AA%E3%82%AB%E7%89%88-%E5%A4%A7%E5%AD%A6%E7%94%9F%E7%89%A9%E5%AD%A6%E3%81%AE%E6%95%99%E7%A7%91%E6%9B%B8-%E7%B4%B0%E8%83%9E%E7%94%9F%E7%89%A9%E5%AD%A6-%E3%83%96%E3%83%AB%E3%83%BC%E3%83%90%E3%83%83%E3%82%AF%E3%82%B9/dp/4062576724/ref=pd_sim_b_1
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● ベタな例で恐縮ながら、『Molecular Biology of the Cell』 と その訳書 『細胞の分子生物学』 の最新版 (第5版) では如何でしょうか (下記引用)? これの 必要な章のつまみ読みです (通読は、しんどいですよ)。もちろん、購入もオススメなのですが、高価なので、まずは 図書館でご覧下さい (これが蔵書されていない大学図書館は あり得ないでしょう)。

できれば、訳書でなく原書にあたるのが、よりオススメです (訳書の日本語よりも、原書の英語の方が、平易・的確で読みやすいのです。これは、本当...続きを読む

Q神経繊維の軸索を二箇所刺激した場合・・・

なかなか文献が見つからず、困っています。ご存知の方いらしたら教えて下さい。
ニューロンの軸索を二箇所同じ強さで刺激した場合、各々両方向へ興奮が伝導すると思いますが、刺激を与えた二箇所の中間でその興奮がぶつかった時はどうなるのでしょうか?「麻痺が起こる」というような事を聞きましたが、確かではないので、詳しい方、よろしくお願い致します。

Aベストアンサー

詳しくない方なのですが、まだ書き込みがないようなので、思ったことを書きます。

軸索の興奮というのは、実質的には細胞膜の脱分極です。
刺激に反応してナトリウムチャネルが開くことで脱分極が起こるのですが、ナトリウムチャネルは開いた後しばらく刺激に対して無反応になる期間があります。
これを考慮すると、二つの方向から来た興奮がぶつかってしまうと、開いたばかりのナトリウムチャネルが2度目の刺激に反応できず、ここで興奮の伝導が止まってしまうのではないでしょうか。
ですが、刺激は加えられたところから双方向に伝わっていくはずですので、ぶつかったところで伝導が止まったとしても、2箇所に与えられた刺激は軸索の両端に届くと思います。
麻痺との関係はよく分からないです。


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