自律神経系に医薬品はどう作用する?

神経系とは!?


 神経系は、大きく「中枢神経系」と「末梢神経系」の2つに大別される。中枢神経系は脳と脊髄せきずいから構成されており、全身からの情報処理や統合、および各器官への指令を担う。一方の末梢神経系は、中枢神経系である脳や脊髄から全身の組織や器官へと張り巡らされた情報伝達の経路である。


 さらに末梢神経系は、その機能的特徴から「体性神経系」と「自律神経系」に細分化される。体性神経系は、意識的な筋肉の収縮を伴う随意運動や、外部からの刺激を受け取る知覚などを制御する。対して自律神経系は、呼吸、血液循環、消化など、生命維持に不可欠な身体機能を無意識下で自動的に調節する役割を担っている。


【神経系の種類と違い】

神経系(中枢神経系・末梢神経系)の種類と構造、役割、対象となる医薬品例、治療アプローチの違いを分かりやすく比較解説したインフォグラフィックです。

項目 中枢神経系
(CNS)
末梢神経系
(PNS)
体性神経系
(Somatic Nervous System)
自律神経系
(Autonomic Nervous System)
主な構造 脳、脊髄 脳神経、脊髄神経、末梢神経 骨格筋に接続する運動神経と感覚神経 内臓や平滑筋、心筋、腺に接続する交感神経系と副交感神経系
役割 情報処理、統合、指令の発信 CNSからの指令を全身に伝達、全身からの情報をCNSに伝達 意識的な運動の制御、感覚情報の伝達 不随意な生理機能の調節(心拍、消化、呼吸、体温調節など)
医薬品の対象 精神安定剤、抗てんかん薬、抗うつ薬、抗パーキンソン薬 末梢神経障害治療薬、局所麻酔薬 筋弛緩薬、疼痛緩和薬 β遮断薬、抗コリン薬、交感神経作動薬、副交感神経作動薬
治療戦略の違い 神経伝達物質の調整や受容体の調節 神経伝達物質の調整、神経の再生促進 骨格筋や運動神経の直接的な調節 自律神経系のバランス調整(交感神経系と副交感神経系の拮抗作用の調整)


自律神経系の働き


 自律神経系は、「交感神経系」と「副交感神経系」の2つの神経から構成されている。交感神経系は、身体が闘争や逃避などの緊張状態に対応するための態勢を整えるように機能する。一方、副交感神経系は、食事や睡眠などの休息時に身体を安息状態へと導くように作用する。


交感神経系と副交感神経系の拮抗的な働きとバランス、およびバランスが崩れた際のリスク(高血圧や疲労感など)を分かりやすく解説した自律神経系の図解です。


 交感神経系と副交感神経系は、互いに拮抗的に作用する仕組みを持っている。日常的な生体リズムにおいては、起床時に交感神経系が活性化し、身体を活動状態へと移行させる。夜間の就寝時には副交感神経系が活性化し、心身をリラックスさせて疲労回復を促す状態を形成する。


 生体内では、一方が優位になると他方が抑制されることで、その時々に必要な生理的反応が適切に引き出される。この自律神経系のバランスが破綻すると、様々な身体の不調や疾患を招く要因となる。


 異常な状態として、交感神経系が慢性的に過剰優位になると、高血圧やストレス関連疾患の発症リスクが高まる。反対に、副交感神経系が過剰に優位な状態が続くと、低血圧や慢性的な無気力、疲労感などが引き起こされることがある


自律神経系の主な機能


 自律神経系の主たる機能は、無意識下で身体の内部環境を調節し、生命維持に不可欠な活動を維持することである。
例えば、緊張状態において口や喉が渇く現象は、交感神経系が優位に働くことで唾液の分泌が抑制されるために生じる。


 また、一部の例外(発汗など)を除き、交感神経系が優位な状態では、体液(唾液、涙液、消化液、尿など)の分泌や体外への排出が抑制される仕組みとなっている。


【交感神経系と副交感神経系の機能】

交感神経系と副交感神経系が、心臓や胃腸、目など各器官の機能にどのような作用を及ぼすのかを比較し、自律神経系の役割をまとめた一覧表の図解です。

効果器 交感神経系 副交感神経系
目 瞳孔が散大し、暗所での視覚を向上 瞳孔が収縮し、明るい環境での視覚を保護
唾液腺 少量の粘性の高い唾液を分泌 消化を促すため、唾液の分泌が亢進
心臟 活動に備えて全身への酸素運搬を促すため、心拍数が増加 リラックス状態を促進するため、心拍数が減少
末梢血管 収縮して血圧を上昇させ、全身への酸素供給を優先 拡張して血圧を降下
気管、気管支 酸素をより多く取り込み呼吸を促進するため、拡張 呼吸を安定させるため、収縮
胃 緊急時に不要なエネルギー消費を抑えるため、血管が収縮し働きが低下 食後の消化吸収を最適化するため、胃液の分泌が亢進
腸 運動機能が低下 消化吸収を促すため、運動機能が亢進
肝臟 エネルギーを供給するため、グリコーゲンを分解しブドウ糖として血中へ放出 エネルギーを貯蔵するため、グリコーゲンの合成を促す
皮膚 立毛筋が収縮する(鳥肌が立つ) ー
汗腺 発汗が亢進する ー
膀胱 排尿を抑制するため、排尿筋が弛緩 排尿を促進するため、排尿筋が収縮


自律神経系の伝達物質と医薬品


 交感神経と副交感神経は、支配する効果器(臓器や組織)において、それぞれの神経線維の末端から神経伝達物質を放出することで機能の調節を行っている。


 具体的には、交感神経の節後線維の末端からはノルアドレナリンが放出され、副交感神経の節後線維の末端からはアセチルコリンが放出される。


 ただし例外として、汗腺を支配する交感神経線維の末端からは、アセチルコリンが神経伝達物質として放出される。


 多くの医薬品は、これらの神経伝達物質の受容体への結合を模倣、または阻害する仕組みを利用して薬効を発揮する。


 一例として、プソイドエフェドリン塩酸塩は、交感神経系を刺激して鼻粘膜の血管を収縮させることで、鼻の充血(鼻づまり)を緩和する作用を持つ。


【自律神経系の伝達物質と成分の例】

交感神経と副交感神経の神経伝達物質と、その受容体への結合を模倣・阻害して働く医薬品成分(作動成分や抗成分)の働きと具体例をまとめた図解。

交感神経系

主な伝達物質

  • アドレナリン(エピネフリン)
  • ノルアドレナリン(ノルエピネフリン)

効果器に対する働き

  • アドレナリン作動成分:交感神経系を刺激し、優位な状態とする。
  • 抗アドレナリン成分:交感神経系の働きを抑制し、結果として副交感神経系を優位な状態とする。

成分の例

  • アドレナリン作動成分:プソイドエフェドリン塩酸塩、メチルエフェドリン塩酸塩、フェニレフリン塩酸塩
  • 抗アドレナリン成分:フェントラミンメシル酸塩、プラゾシン塩酸塩
副交感神経系

主な伝達物質

  • アセチルコリン

効果器に対する働き

  • コリン作動成分:副交感神経系を刺激し、優位な状態とする。
  • 抗コリン成分:副交感神経系の働きを抑制し、結果として交感神経系を優位な状態とする。

成分の例

  • コリン作動成分:ネオスチグミンメチル硫酸塩
  • 抗コリン成分:スコポラミン臭化水素酸塩水和物、ブチルスコポラミン臭化物、チキジウム臭化物


【ポイント】

1. 高薬理活性物質としての厳格な製造管理

自律神経系に作用する成分(アドレナリン作動薬や抗コリン薬など)は、極めて微量で強力な薬理作用を示す。製造現場においては、専用設備の導入やアイソレーター等の封じ込め技術を活用し、作業者の曝露防止および他品目への交叉汚染(クロスコンタミネーション)を完全に防ぐ必要がある。


2. 安定性試験と製造環境管理の徹底

交感・副交感神経に作用する化合物の多くは、酸化や光に対して不安定な性質を持つ。製造工程中の温度、湿度、遮光管理を徹底するとともに、長期および加速安定性試験に基づいた厳密な品質評価を継続的に実施することが求められる。


【用語解説】

高薬理活性物質 極めて微量で生体に強い影響を与える医薬品成分。自律神経作用薬などが該当し、製造時には厳格な封じ込め設備が要求される。
効果器 自律神経からの指令を受け取り、収縮や分泌などの反応を実際に起こす臓器や組織のことである。
アドレナリン作動成分 交感神経系の受容体に結合し、アドレナリンやノルアドレナリンと同様の作用を示す医薬品成分である。
抗アドレナリン成分 交感神経系の受容体を遮断し、アドレナリンなどの働きを抑制することで、相対的に副交感神経系を優位にする医薬品成分である。
コリン作動成分 副交感神経系の受容体に結合し、アセチルコリンと同様の作用を示す医薬品成分である。
抗コリン成分 副交感神経系の受容体を遮断し、アセチルコリンの働きを抑制することで、相対的に交感神経系を優位にする医薬品成分である。


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