ゴルジ腱器官の反射(Ⅰb抑制)の特徴と役割


 ゴルジ腱器官の反射は複数の神経を経由する脊髄反射です。この反射は一部の運動療法の作用機序として考えられていますが,少し特殊な特性を持っています。この記事では,この反射がどのような経路でどんな役割を持っているのか学びましょう。

ゴルジ腱器官の反射とは

 ゴルジ腱器官の反射とは,筋腱に持続的な伸張が加わるとその筋の収縮を抑制する反射です。Ib抑制や自原反射とも呼ばれます。まず,筋腱が伸長されると筋腱移行部にある受容器(ゴルジ腱器官)が活動して,求心性の感覚ニューロン(Ⅰb感覚ニューロン),脊髄の抑制性介在ニューロンの順に興奮が伝わります。次に抑制性介在ニューロンが遠心性の運動ニューロン(α運動ニューロン)を抑制し,その筋の活動を妨げます。その一方で拮抗筋には運動ニューロンを興奮させるような反射が起こり,筋活動が促通されます。

ゴルジ腱器官の反射に関わる受容器と神経細胞

 ゴルジ腱器官の反射には受容器としてゴルジ腱器官,神経伝導路としてIb感覚ニューロン,抑制性脊髄介在ニューロン,およびα運動ニューロンとが関わります。それぞれの特徴について以下にまとめます。

ゴルジ腱器官

 筋と腱の移行部に分布しており,多数のコラーゲン線維がIb神経線維の軸索を巻き込むような構造をしている。筋が引き伸ばされるとコラーゲン線維が軸索を挟みこむように刺激して,Ib神経線維に情報を送る。筋腱の伸長によって活動する。

Ib感覚ニューロン

 直径12~20μm,伝導速度70~120m/secの有髄神経線維を持つ神経細胞。主にゴルジ腱器官につながって,ゴルジ腱器官の活動を脊髄へ伝える役割を持つ。

抑制性脊髄介在ニューロン

  脊髄内の神経細胞で,その次に繋がるニューロンを抑制(活動しにくく)するもの。この反射では経路の2つ目のニューロンで,α運動ニューロンへつながりその活動を抑制する。脳からの下行性経路とのつながりもある。

α運動ニューロン

 直径12~20μm,伝導速度70~120m/secの有髄神経線維を持つ神経細胞。脊髄前角に密集して分布しており,他方からの情報を筋へ伝える役割を持つ。

Ib抑制の状況は状態に応じて変化する

 ゴルジ腱器官の反射は,「安静時には筋活動を抑制(Ib抑制)」しますが,「歩行時には筋を活動を増加」させます。これを,その人の状態に依存してその活動を変化させることから,状態依存反射反転 (state-dependent reflex reversal) と呼びます。運動時には脳からの指令が脊髄を下ってきます。状態依存反射反転は,脳から下降する一部の線維が脊髄の抑制性介在ニューロンとつながっていて,α運動ニューロンの抑制を抑制(脱抑制)することで起こると考えられています(下図参照)。


ゴルジ腱器官の反射の役割

 この反射は,筋腱の過剰な伸長による筋腱の断裂を防ぐ目的があると言われています。一方で,動作時には状態依存性反射反転が起こるため,この作用はあくまで安静時に顕著に起こります。

まとめ

 人は脳からの指令だけで動いているわけではなく,数ある反射によって運動を円滑に行っています。一方で反射は脳にからの指令で制御されているともいえます。今回のゴルジ腱器官の反射も脳からの影響を強く受ける反射の一つです。この反射は静的ストレッチングのメカニズムとして考えられているものです。動作時に反射反転が起こることを考えると,静的ストレッチの難しさが分かっていただけたかと思います。

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