続・生物学茶話２5２： 腸神経

出勤時に急に下痢が来てトイレに駆け込むという経験は、サラリーマンなら１度や２度は誰でも経験していると思いますが、その時に用は足せましたか？　私の経験では朝のパブリックトイレ（大）はどこでも混んでいてまず用は足せません。私の知人のなかには、朝通勤するときに会社にストレスを感じていたため、必ず途中の駅で下車してトイレ（大）を探すという人がいました。結局その人は退職することになりました。

このような症状を医学的には過敏性腸症候群と言うそうですが、ストレスで排便したくなるというというのはおかしな話です。本来であればストレスがかかると交感神経優位となって胃腸の働きは抑制され、便秘になるはずです（１）。こういう人が多いということは、人類が進化する過程で中枢神経が過剰に内臓支配を行うようになったからだと思いますが、その原点は魚類の進化に遡ることができそうだということが最近判明しました。

そのまえに末梢神経の起源について復習しておきましょう。脊髄神経は胚の外側を覆う外胚葉の一部が内側に落ち込んでできますが、このとき脊髄神経に予定されて落ち込んでいく細胞と外側にとどまる細胞の間に神経堤という堤防みたいな部分が形成され、ここから細胞が下部に移動して様々な細胞に分化します。この中に末梢神経細胞やシュワン細胞が含まれています（２、３、図２５２－１、図２５２－２）。

図２５２－１　神経堤とは

図２５２－２　神経堤の各部域はそれぞれどのような組織に分化するのか

ヤツメウナギ類とヌタウナギ類は分類学上の位置が不安定で、現在でも定まっていません。両者をまとめた円口類という名前は分類学上定義された名称ではありません。ウィキペディアの記述も項目ごとにバラバラで統一されていません。例えば「頭甲綱」という項目をみると「頭甲綱（とうこうこう Cephalaspidomorphi）は無顎類の一群として知られる脊椎動物。全て絶滅種であり、オルドビス紀前期からデボン紀後期にかけて繁栄していたことが化石によって知られている。その名称のとおり、多くの種には骨質の頭甲があった。かつては現生のヤツメウナギ類がこのグループに含まれるとされたが、現在ではこれらは別のグループと見なされることが多い」と説明されているわけですが、その下にはヤツメウナギ目が頭甲綱に含まれる１グループとして記載されており、しかもここにはヌタウナギ類は排除されています（４）。これでは何が何だかわかりませんね。ただヤツメウナギとヌタウナギを脊椎動物亜門に入れることについてはコンセンサスがようやく成立したようです（５）。

円口類の誕生・進化については以前にここでとりあげたことがありますので、興味のある方はご覧ください（６）。円口類の祖先と魚類の祖先が分岐したのはエディアカラ紀末で、カンブリア紀を経過し、ヤツメウナギグループとヌタウナギグループが分岐したのはオルドビス紀初期ということになっています（６）。今回のテーマはヤツメウナギの腸神経なので、まず形態図をウィキペディアからひろってきてコピペしておきます（７、図２５２－３　日本語は私が添加）。形態的に魚類と異なるのは、体の側面に左右対称のヒレがないこと、顎がなく吸盤があることです。歯はありますがケラチンの歯であり、魚類や私たちのハイドロキシアパタイトの歯とは異なります。

図２５２－３　ヤツメウナギの外観

図２５２－４は脊椎動物の消化管のイラストです。腸神経は主として筋肉層の内部にある筋層間神経叢（アウエルバッハ神経叢）と粘膜と筋肉の間の粘膜下層にある粘膜下神経叢（マイスナー神経叢）からなります。そこに含まれるニューロンの数は脊髄よりも多いといわれています。これらの神経は制御はうけるものの自律神経系の支配とはある程度独立に、消化管の動きや栄養分・水分の吸収を調節しています（８、９）。

消化器官はウルバイラテリア（始原的左右相称動物）の時代から存在していたに違いない臓器であり、脳や心臓より従属栄養生物（動物）にとって基本的に重要な臓器といえます。エサがあるときは消化吸収と排出腔への移動がその仕事です。腸神経系は脳や脊髄よりも先にあったものですから、もともと独自に活動していたわけで、中枢神経系による制御は後付けのメカニズムといえます。

図２５２－４　脊椎動物の消化管

グリーンらはそんな腸神経の進化的ヒストリーについて興味深い研究結果を発表しています（１０）。彼らはヤツメウナギの幼生の頭部（菱脳）と背側体幹にトレーサー色素などを注入し、取り込んだニューロンの動きを追跡しました。そうすると頭部の色素は腹側に広がりますが、消化管の周辺には認められず、一方背側体幹の色素は消化管の周辺に移動していくことがわかりました（図２５２－５）。

図２５２－５　ヤツメウナギ腸神経の発生上の起源

DiIなどのトレーサーを使ってマウスの腸神経と比較すると、マウスの腸神経は迷走神経提から移動してくるものと、体幹部神経堤から移動してくるものが混在することがわかりました（１０、図２５２－６）。このことはヤツメウナギ（円口類）と魚類から進化した一般脊椎動物の共通祖先の腸神経は体幹部神経堤から移動してきた細胞が分化したものであり、ヤツメウナギはその祖先型の腸神経を受け継いでいるのに対して、分岐した一般脊椎動物は他のデータなども併せて考えると（２）、迷走神経堤からも腸神経細胞が供給されるという新機軸を獲得したということになります。このことは迷走神経の指示によって消化管が活動しうること、また消化管の情報が求心性迷走神経によって延髄から脳に伝えられることを意味します。

図２５２－６　腸神経系を作る細胞の起源　マウスとヤツメウナギの比較

腸神経系を脳・延髄・副交感神経システムがその支配下に置くということは、体全体のアナボリズム・カタボリズムの調整や行動の統一性維持にはアドバンテージがあると考えられますが、一方で冒頭に述べたような自律神経の不調がそのまま胃腸の不調につながるということにもなります。

ヤツメウナギは古い体の構造を残した生きた化石などと呼ばれますが、彼らもそれなりに進化して何度もあった大絶滅時代を乗り越え、何億年も生き延びてきました。現に魚類を餌にして生きている種類もいます（１１）。

参照

１）大正製薬ナビ　過敏性腸症候群
https://www.taisho-kenko.com/disease/142/

２）脳科学辞典：神経堤
https://bsd.neuroinf.jp/wiki/%E7%A5%9E%E7%B5%8C%E5%A0%A4

３）Uesaka T, Nagashimada M, Enomoto H. Neuronal differentiation in Schwann cell lineage underlies postnatal neurogenesis in the enteric nervous system. J. Neurosci., vol.35: pp.9879–9888. (2015)
DOI: 10.1523/JNEUROSCI.1239-15.2015
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26156989/

４）ウィキペディア：頭甲綱
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%A0%AD%E7%94%B2%E7%B6%B1

５）ウィキペディア：円口類
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%86%86%E5%8F%A3%E9%A1%9E

６）続・生物学茶話１９５：円口類の源流
http://morph.way-nifty.com/grey/2022/11/post-1f4cf6.html

７）Wikipedia: Lamprey
https://en.wikipedia.org/wiki/Lamprey

８）脳科学辞典：腸管神経系
https://bsd.neuroinf.jp/wiki/%E8%85%B8%E7%AE%A1%E7%A5%9E%E7%B5%8C%E7%B3%BB

９）Wikipedia: Enteric nervous system
https://en.wikipedia.org/wiki/Enteric_nervous_system

１０）Stephen A. Green1, Benjamin R. Uy, and Marianne E. Bronner, Ancient evolutionary origin of vertebrate enteric neurons from trunk-derived neural crest., Nature, vol.544(7648): pp.88–91. (2017) doi:10.1038/nature21679
https://www.nature.com/articles/nature21679

１１）医療法人　金剛　エリー湖のヤツメウナギ
https://kongo.or.jp/2011/07/14/%E3%82%A8%E3%83%AA%E3%83%BC%E6%B9%96%E3%81%AE%E3%83%A4%E3%83%84%E3%83%A1%E3%82%A6%E3%83%8A%E3%82%AE/