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Medi-learning

神経系 — 細胞内小器官

シナプス

神経の特化小器官 — 高度に空間化された機能装置 ① シナプス前末端 (presynaptic bouton) 前末端 (~1 μm) シナプス小胞 (~40 nm) アクティブゾーン (放出部位) • Ca²⁺ ch (N/P/Q 型) が局在 • SNARE (syntaxin / SNAP-25 / VAMP) • Munc13/18 + RIM が priming • synaptotagmin (Ca²⁺ センサ) 破傷風: VAMP 切断 / ボツリヌス A: SNAP-25 切断 ② Nissl 体 (細胞体内) Nissl 体 (粗面 ER 凝集) クレシル紫で青く染色 → 神経細胞のマーカー 活発な蛋白合成を反映 軸索切断 → chromatolysis (Nissl 体消失) ③ 軸索輸送 (双方向) 微小管 (α/β tubulin) ⊕ 末端 → 細胞体 終末 順行 (kinesin) 小胞・ミトコ・mRNA を末端へ 逆行 (dynein) エンドソーム・神経栄養因子・毒素・ウイルス ALS / HD で軸索輸送異常 — 末端の機能低下 ④ 髄鞘の超微細構造 MDL IPL MDL IPL 交互の暗線 (MDL / IPL) MDL: 細胞質側、外側のリン脂質頭部間 IPL: 細胞外側、内側の脂質二重層境界 CNS: MBP / PLP / MOG PNS: P0 (MPZ) / PMP22 CMT (PMP22 重複) / MS (MOG 抗体) / GBS (P0)
神経特化 4 小器官 — シナプス前末端 / Nissl 体 / 軸索輸送 / 髄鞘超微細
化学シナプス伝達の 7 ステップ + 毒素標的 ① 活動電位 前末端到達 膜脱分極 ② Ca²⁺ ch 開 N/P/Q 型 局所 [Ca²⁺] ↑↑ ③ SNARE 複合体 syntaxin / SNAP-25 / VAMP + synaptotagmin (Ca²⁺ センサ) ④ 小胞融合 膜結合 → 開口 < 1 ms ⑤ 神経伝達物質放出 → シナプス間隙 Glu / GABA / ACh / DA / 5-HT / NE / NPY 等 拡散 < 20 nm の間隙を 0.1-0.5 ms で通過 ⑥ 後シナプス受容体 → 電流応答 イオノ (AMPA/NMDA/GABAA) → 即時 (ms) メタボ (mGluR/GABAB/D1/M1) → 持続 (s) ⑦ 再取込 小胞再循環 (clathrin / kiss-and-run) 毒素・薬剤の標的 破傷風毒素 (TeNT): VAMP 切断 → 脊髄抑制 → 痙性麻痺 ボツリヌス A/E: SNAP-25 切断 → NMJ で弛緩 α-ラトロトキシン (黒寡婦蜘蛛): 過剰放出 SSRI: SERT 阻害 → 5-HT 持続 Lambert-Eaton: P/Q 型 ch 抗体
化学シナプスの伝達機序 — Ca²⁺ → SNARE → 小胞融合 → 受容体 → 再循環

SNARE 複合体と毒素

  • v-SNARE: synaptobrevin/VAMP
  • t-SNARE: syntaxin, SNAP-25
  • 破傷風毒素 / ボツリヌス毒素 = SNARE protease
    • tetanus: VAMP 切断(脊髄抑制ニューロン → 痙性)
    • botulinum A/E: SNAP-25 切断(神経筋接合部 → 弛緩)

Nissl 体

粗面 ER + 遊離リボソームの凝集体。細胞体で活発な蛋白合成を反映。

  • **Nissl 染色(クレシル紫)**で見える
  • axonal injury → Nissl 体消失(chromatolysis)

軸索輸送

方向モーター役割
順行(細胞体→末端)kinesin小胞・ミトコンドリア・mRNA
逆行(末端→細胞体)dyneinエンドソーム、神経栄養因子、毒素・ウイルス

ALS(運動ニューロン疾患)で軸索輸送異常が報告される。

髄鞘の超微細構造

電顕でmajor dense line(細胞質側)+ intraperiod line(細胞外側)の交互の暗線。

  • CNS: MBP, PLP, MOG
  • PNS: P0 (MPZ), PMP22 → CMT 病で異常

ミトコンドリア軸索輸送

長い軸索の代謝・Ca2+ ハンドリングに不可欠。

  • Miro/Milton アダプタが kinesin と結合
  • 多くの神経変性疾患(PD, ALS, HD, AD)でミトコンドリア機能異常が指摘