自律神経系は、神経損傷後に筋機能を自然に回復させる機能を持っている事を発見した❗️
自律神経系は、神経損傷後に筋機能を自然に回復させる機能を持っています。
出典ウィーン医科大学
自律神経系は、心臓の拍動や呼吸など、不随意の身体プロセスの制御中枢として知られています。
この神経系には、神経損傷後に筋肉の機能を自然に回復させる能力もあることが、ウィーン医科大学の形成外科・美容外科の研究グループによって発見され、このほど『Journal of Neuroscience』誌に発表された。
この研究成果は、神経損傷の治療法を改善・開発するための基礎となる可能性があります。
ウィーン医科大学形成外科・美容外科のVlad TereshenkoとOskar Aszmannが率いる研究チームは、顔面神経と筋肉に関する前臨床研究の過程で、これまで知られていなかった神経と筋肉の相互作用の一面を発見しました。
神経が傷ついたり切断されたりすると、その神経は顔の筋肉の運動機能を制御できなくなり、その結果、動物モデルでは顔に麻痺が生じます。
しかし、神経を切断してから数日後、あるいは数週間後に、筋肉の機能が自然に回復することが観察された。このように、自律神経系が傷ついた神経の機能を引き継いでいることを、新しい複合的な手法で立証することができたのである。
「これまで私たちは、自律神経系が神経信号によって筋肉の運動機能を制御できることを知りませんでした。今回の実験で分かったように、副交感神経線維は、そのために新しい機能的な神経筋シナプスを形成するのです。
これは、ラットの頭蓋骨の図です
神経を失った顔面筋の副交感神経の異常な再神経支配を示す模式図。顔面神経切断後、12週目に同側のウィスカーパッドが自発的に動くようになった。摘出した広頚筋は脱神経後、筋繊維が変化していた。その結果、副交感神経源である翼口蓋神経節に再神経支配する繊維が確認された。副交感神経線維のルートは、感覚性眼窩下神経を介した電気生理学的検査により確立された。出典：研究者ら
「同時に、筋線維のパターンが変化し、その結果、自律的に再神経支配された筋肉の生理的性質が変化します」と、筆頭著者のVlad Tereshenko氏は、この研究で得られた重要な知見を概説している。
神経の再建に役立つ可能性がある
怪我や特定の病気の後、神経は一時的または永久に筋肉を制御する能力を失うことがある。その結果生じる運動障害を改善するために、神経の再配置や神経移植といった確立された治療コンセプトが利用できるようになった。
しかし、神経の再生速度が遅いことや、ドナー神経がないことなど、いくつかの要因によって臨床結果が左右されることがある。
「この自律神経系の未知の能力を明らかにすることで、神経再建の新たな役者を発見することができました。したがって、本研究の成果は、既存の治療法の改善や新たな治療法の開発に役立てることができます」とVlad Tereshenkoは将来を見据えて語っている。
今後の研究によって、この神経筋系の新たな側面に関する知見が深まることが期待される。
自律神経線維を外科的に移動させることで、一時的あるいは永続的に筋肉の機能を回復させることができるのかどうか、またその方法はどのようなものなのかが、今後の課題である。
The autonomic nervous system has the ability to spontaneously restore muscle function following nerve injury.
Source: Medical University of Vienna
The autonomic nervous system is known as the control center for involuntary bodily processes such as the beating of our hearts and our breathing.
The fact that this part of the nervous system also has the ability to spontaneously restore muscle function following a nerve injury was discovered by a research group at MedUni Vienna’s Department of Plastic, Reconstructive and Aesthetic Surgery as part of their study recently published in the Journal of Neuroscience.
Their findings may form the basis for improving and developing interventions to treat nerve lesions.
The research team led by Vlad Tereshenko and Oskar Aszmann from the Clinical Laboratory for Bionic Limb Reconstruction at MedUni Vienna’s Department of Plastic, Reconstructive and Aesthetic Surgery discovered this facet of the interaction between nerves and muscles—which was previously unknown to science—in the course of its preclinical research on facial nerves and muscles.
After a nerve has been injured or severed, it is no longer able to control the motor function of the facial muscles, resulting in facial paralysis in the animal model.
In some cases, the scientists observed spontaneous recovery of muscle function days or weeks after the nerve lesion. Using novel, complex techniques, they were able to establish that the autonomic nervous system takes over the function of the injured nerve, as it were.
“Until now, we were unaware that the autonomic nervous system can control muscle motor function with nerve impulses. As we have seen in our experiments, the parasympathetic nerve fibers form new functional neuromuscular synapses to do this.
This shows a diagram of the rat skull
Schematic illustration of aberrant parasympathetic reinnervation of denervated facial muscles. Following facial nerve transection, ipsilateral whisker pad showed spontaneous movement 12 weeks after the denervation. Harvested dilator naris muscle showed muscle fiber change after denervation. The reinnervating fibers were traced to the parasympathetic neural source in the pterygopalatine ganglion. The route of the parasympathetic fibers was established by electrophysiological testing via the sensory infraorbital nerve. Credit: The researchers
“At the same time, the patterns of the muscle fibers are modified and, hence, the physiological properties of the autonomously reinnervated muscles are changed,” explains first author Vlad Tereshenko, outlining the key findings from the study.
Potential actor in nerve reconstruction
Following injuries or certain diseases, nerves can temporarily or permanently lose their ability to provide motor control to muscles. Well-established therapeutic concepts such as the relocation of nerves or nerve transplants are now available to remedy the resultant motor deficits.
However, clinical outcomes may be affected by several factors, such as the slow rate of nerve regeneration or the lack of donor nerves.
“By identifying this previously unknown ability of the autonomic nervous system, we have discovered a new potential actor in nerve reconstruction. The results of our study can therefore help to improve existing therapeutic measures and to develop new ones,” says Vlad Tereshenko, looking into the future.
Follow-up studies are expected to deepen our knowledge of this new facet of the neuromuscular system.
One of the questions to be addressed is whether and how autonomic nerve fibers can be surgically relocated in order to restore muscle function on a temporary or permanent basis.
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