α-γ連関や1a群を復習【大切な運動神経生理学について】

以前にこちらの記事で運動神経生理学についてさらりと触れました

理学療法士が知っておきたい基礎知識-整形外科編-どうも皆様こんにちわわらぴぃ(@ptblogpt)です！皆さん生理学は得意ですか？僕は苦手ですとてもとてもでも、臨床...

運動神経生理学は、運動処方をする理学療法士ではしっかりと学んでおくべき分野です。

そのため、今回は運動神経生理学をわかりやすく解説していきたいと思います

今一度、おさらいをして明日からの臨床に役立てていきましょう

こんなあなたにオススメ

現役理学療法士

理学療法学科の学生

運動神経生理学に不安がある人

運動神経生理学の基本用語のおさらい

まずは運動神経生理学で基本だけど、大切な用語のおさらいをしていきましょう

運動神経生理学と聞いて最初に思い浮かべるのはなんでしょうか？

多くの方は「1a群求心性線維」や「1b抑制」などではないでしょうか？

1a群求心性線維がどういったもので、1b抑制がどういったメカニズムで生じているか解説できますか？

まずはそういった部分からおさらいをしていきます

1a・Ⅱ群求心性線維

まずは1a群求心性線維についてです

1a群求心性線維は、筋紡錘から出ている上行性の神経線維でした

膝蓋腱反射に代表される伸張反射は、筋紡錘が急激に伸張されることで1a群求心性線維が脊髄に上行して〜という反射ですね

このときに1a群求心性線維が出てくるので記憶に残っているかと思います

しかし、このとき、筋紡錘からはⅡ群求心性線維も同時に脊髄に向かって上行しているの覚えていますか？

Ⅱ群求心性線維はα-γ連関でまた出てきますので、そのときに解説をします

筋紡錘について

続いて筋紡錘についてです

筋紡錘は、錘内筋と錘外筋の2種類ありました

錘内筋はさらに核袋線維と核鎖線維に分けられます

核袋線維はさらに動的核袋線維と静的核袋線維に分けられていました

それぞれの役割として、

動的核袋線維は1a群求心性線維に影響を与えるのに対し、

静的核袋線維は1a群求心性線維とⅡ群求心性線維に両者に影響を与えています

核鎖線維は2群求心性線維のみに影響を与えています

α運動ニューロンとγ運動ニューロン

脊髄前角からの遠心性線維には有名なα運動ニューロンともう一つ、

γ運動ニューロンがあります

伸張反射ではα運動ニューロンが前面的に出てくるので、γ運動ニューロンに関しては、

「そんなのもあったなー」程度かもしれません

どちらも大切な遠心性線維になっています

α運動ニューロンは1a群求心性線維から脊髄前角でシナプス結合して筋線維(錘外筋)を支配しています

それに対してγ運動ニューロンはⅡ群求心性線維から脊髄前角でシナプス結合しています

γ運動ニューロンは錘内筋を支配しています

α-γ連関とは

基本的な用語の解説の次はα-γ連関についてです

α-γ連関なんて言葉聞くの学生のときだけだと思ってました

さてこのα-γ連関ですが、基礎運動学には以下のように記載されています

筋が一定長の時、γ運動ニューロンが興奮すると錘内筋線維は収縮して1a群からα運動ニューロンへの入力は増加する。α運動ニューロンも興奮して筋収縮が起こり、筋紡錘の緊張は緩み、1a群からの入力は減少する。筋長は短くなった位置にとどまる。随意運動では筋短縮によって筋紡錘が弛緩しないように、上位中枢からの運動指令がα運動ニューロンとγ運動ニューロンとを同時に興奮させる。
基礎運動学より

ちょっとなに言っているかわからないので、随所で解説をしていきます

まず、γ運動ニューロンが興奮すると錘内筋線維が収縮する部分です

γ運動ニューロンは錘内筋線維を支配しているとお伝えしました

そのため、筋が一定長で伸張されているとき、

筋紡錘の興奮により、1a・Ⅱ群求心性線維が脊髄前角でそれぞれα運動ニューロンと

γ運動ニューロンにシナプス結合します

このとき、γ運動ニューロンは錘内筋線維を支配しているので、錘内筋線維を収縮させることになります

錘内筋線維が収縮することで1a群からのα運動ニューロンが増加するのは、

錘内筋線維である静的核袋線維がγ運動ニューロンの支配を受け、1a群求心性線維を制御しているためです

で、α運動ニューロンが興奮し筋収縮が起こることで筋紡錘は緩み、1a群求心性線維からの入力が減少する

筋収縮(錘外筋が収縮)することで、筋紡錘の中央に存在している錘内筋は短縮するため、錘内筋は弛緩し、1a群求心性線維からの入力が減少することになります

ただ、随意運動のときに1a群求心性線維からの入力を減少させては、