【からだのしくみ】自律神経系の特徴・交感神経・副交感神経の働きを徹底解説！

自律神経系の特徴・交感神経・副交感神経の働きを徹底解説！

こんにちは！今回は、身体の機能をコントロールする大切な仕組みである「自律神経系」について、教科書の内容に沿って分かりやすく解説していきます。

内臓や血管の働きが無意識にコントロールされている理由や、交感神経・副交感神経の違いについて一緒に見ていきましょう！

1. 自律神経系の特徴とは？

生体にとって最も基本的な機能である、循環、呼吸、消化、代謝、分泌、体温維持、排泄、生殖などを自律機能といいます。

自律神経系は平滑筋、心筋および腺を支配し、自律機能を協調的に調節し、恒常性の維持に重要な役割を果たすのが特徴です。

体性神経系が意識的随意的な制御を受けるのに対し、自律神経系の多くは意識的随意的な制御を受けないという大きな違いがあります。

交感神経系と副交感神経系

自律神経系の遠心路は、胸髄と腰髄に起始する交感神経系と、脳幹および仙髄に起始する副交感神経系より構成されます。

• 交感神経系：身体や精神の活動に適した状態を整える
• 副交感神経系：休息や栄養補給に適した状態を整える

たとえば、身体活動時には交感神経活動が高まり、その結果血圧が上昇し、心機能が高まり、消化管の機能は抑制されます。
逆に副交感神経活動が高まると、消化管の働きが活発となり、食物の消化吸収、エネルギーや栄養の蓄積が促進され、心臓などの働きは抑制されます。

節前神経と節後神経・神経伝達物質

• 節前神経と節後神経：中枢神経系から出た神経は自律神経節においてシナプスを介してから効果器に至る。中枢神経系に細胞体を持つ神経を節前神経、自律神経節に細胞体を持つ神経を節後神経という。
• 神経伝達物質：交感神経節前神経と、副交感神経の節前・節後神経から放出される神経伝達物質はアセチルコリンである。一方、交感神経節後神経から放出される神経伝達物質はノルアドレナリンである。
• 受容体：ノルアドレナリンやアドレナリンなどが作用するアドレナリン受容体には、alpha 受容体と beta 受容体がある。alpha 受容体は、血管収縮などに関与する。beta 受容体は、心拍数増加、心収縮力増大、脂肪分解促進、血管拡張、気管支拡張、胃腸管平滑筋弛緩に関与する。

アセチルコリン受容体には、ニコチン性受容体とムスカリン性受容体がある。細胞体にはニコチン性受容体、効果器にはムスカリン性受容体が存在する。

交感神経系の特徴と作用

①交感神経の走行：節前神経の細胞体は、およそ第1胸髄〜第2腰髄の脊髄側角に存在する。節前線維は前根を通って脊髄を出て, 白交通枝はくこうつうしを通って交感神経節に達する. 交感神経節は脊柱の左右に分節ごとに配列しており, 神経幹によって上下に連絡している. 交感神経節を結ぶ神経幹を交感神経幹という. 節前神経は, 交感神経幹や内臓の近くにある神経節（腹腔神経節など）でシナプスを変え, 節後神経が効果器に至る.副腎髄質は特殊に分化した交感神経節に相当するため, 節前神経が直接に支配する.

②交感神経系の分布： 胸髄上部からの交感神経は頭部にある器官や胸腔内内臓を支配する. 胸髄下部からの交感神経は腹腔内内臓を支配する. 胸髄下部～腰髄からの交感神経は骨盤腔内内臓を支配する. 交感神経は全身の皮膚の血管, 汗腺, 立毛筋にも分布する.

③交感神経系の作用： 

• i)散瞳： 瞳孔散大筋が収縮して散瞳し, 眼球に入る光を増やす（第4章参照）.
• ii)心機能の亢進： 心筋の収縮力は増強し, 心拍数は上昇する. 血管の収縮も加わって, 血圧が上昇する（第5章参照）.
• iii)気管支の拡張： 気管支平滑筋が弛緩し, 肺の酸素の取り込みが増える.
• iv)消化機能の低下： 胃腸の平滑筋は弛緩し, 消化管運動は抑制, 消化液的分泌も抑制される.
• v)排便・排尿の抑制： 直腸壁の筋が弛緩し, 内肛門括約筋が収縮して, 排便を抑える（第9章参照）. 排尿筋が弛緩し, 内尿道括約筋が収縮して, 排尿を抑える（第8章参照）.
• vi)血糖上昇： 肝臓でグリコーゲン分解を促して血糖を上昇させる. 膵臓ではインスリン分泌が抑制される.
• vii)血管平滑筋の収縮： 多くの血管では血管平滑筋は収縮して血流は低下し, 血圧が上昇する. 骨格筋では血流は増加する.
• viii)汗腺と立毛筋： 発汗の促進し, 毛を逆立てる. 交感神経のみの支配を受ける.
• ix)副腎髄質： カテコールアミン分泌を促す

副交感神経系の特徴と作用

①副交感神経系の走行： 副交感神経の節前神経は脳幹および第2～第4仙髄から出る. 仙髄からの副交感神経を骨盤神経（骨盤内臓神経）という. 末梢効果器の近傍, あるいは効果器の壁内（腸管のアウエルバッハ神経叢など）で短い節後神経に連絡し, 効果器に達する.  

 ②副交感神経系の分布： 脳幹に起始する副交感神経は, 動眼神経, 顔面神経, 舌咽神経, 迷走神経（3456脳神経）を通る. 動眼神経, 顔面神経, 舌咽神経は頭部にある器官を支配する. 迷走神経は胸腔内器官や腹腔内器官を支配する.  仙髄に起始する副交感神経は, 骨盤神経を経由して直腸、膀胱、生殖器など骨盤腔内器菅を支配する。

 ③副交感神経系の作用：

•  i)縮瞳と毛様体筋収縮： 瞳孔括約筋が収縮して縮瞳し, 眼球に入る光を減らす. 毛様体筋が収縮し, 近くの物にピントが合う.  
•  ii)心筋活動の抑制： 心拍数が低下し, 血圧が低下する.  
•  iii)気管支平滑筋の収縮： 気管支が収縮し, 肺の酸素の取り込みが低下する. また気管支腺からの分泌が増える.  
•  iv)消化機能の亢進： 胃腸の平滑筋は収縮し, 腸蠕動など消化管運動は亢進, 消化液的分泌も増加する.  
•  v)排便・排尿の抑制： 直腸壁の筋が収縮し, 内肛門括約筋が弛緩して, 排便を促す. 排尿筋が収縮し, 内尿道括約筋が弛緩して, 排尿を促す.  
•  vi)血糖低下： 肝臓でグリコーゲン合成を促して血糖を低下させる. 膵臓ではインスリン分泌が促進される.  
• vii)様々な腺分泌の亢進：涙腺、気管支線など外分泌腺の分泌を促進。

自律神経系の調節  

 ①二重支配： 心臓, 肺, 胃腸, 膀胱, 膵臓, 唾液腺などは, 交感神経と副交感神経によって二重に支配されている. 多くの臓器では, 交感神経および副交感神経が拮抗的に作用するが, 唾液腺のように交感神経と副交感神経の両方によって分泌が促進される場合もある. 二重支配を受けず, 交感神経のみによって支配されるものには, 汗腺, 立毛筋, 副腎髄質, 大部分の血管などがある.  

 ②トーヌス： 交感神経および副交感神経は, トーヌスという自発的活動をしている. 交感神経の分布する細動脈の血管はトーヌスにより常時軽度の収縮状態にある. トーヌスが増えると血管はさらに収縮して, その部分の組織の血流は減少し, トーヌスが減ると, その部分の血管は拡張して血流は増加する.  

内臓求心神経と反射性調節  

 ①内臓-内臓反射： 内臓求心神経を求心路とし, 自律神経を遠心路とする反射である. たとえば, 血管壁にある圧受容器からの情報による圧受容器反射は, 血圧の調節に重要な役割を果たす. また, 胃の伸展受容器が刺激されて胃の平滑筋が弛緩する反応を, 胃の受け入れ弛緩という.  

 ②体性-内臓反射： 体性感覚を求心路とし, 自律神経を遠心路とする反射である. たとえば寒冷刺激によって皮膚血管が収縮し, 体熱の放散を防ぐ. また, 感覚刺激を広義の体性感覚とみなして, 対光反射を体性-内臓反射と分類することもある.  

 ③内臓-体性反射： 内臓求心神経を求心路とし, 運動神経を遠心路とする反射である. ヘーリングブロイエル反射では, 肺の伸展受容器からの活動で呼吸筋が調節される（第7章参照）. また, 腹部内臓の炎症性疾患などにより腹膜炎を呈した場合, 近傍の腹壁筋が反射的に緊張する現象を筋性防御という.  

自律神経系の中枢  

 ①脊髄： 脊髄には節前神経の細胞体が存在し, 末梢からは自律神経および体性神経の求心性情報の影響を受け, 脳からは下行性情報の影響を受ける.  

 ②脳幹： 循環中枢, 呼吸中枢, 排尿中枢, 嘔吐中枢, 嚥下中枢, 唾液分泌中枢, 瞳孔の対光反射中枢などがあり, 内臓求心神経などからの影響を受け, 自律神経系を調節する.  

 ③視床下部： 自律神経系の最高位中枢とされ, 自律神経活動とホルモン分泌を介して自律機能の発現と調節に働く. 内部環境の変化を受け取る神経群が存在し, 体温, 血糖値, 細胞外液, 浸透圧などの恒常性の調節を行う. 摂食, 防御, 生殖などの本能行動の統合中枢でもある. 視床下部によって自律神経系, 内分泌系, 体性神経系の協調的調節が行われる.  

 ④大脳辺縁系： 視床下部との密接なつながりをもとに, 本能および情動行動を制御する。