Thesis--University of Tsukuba, D.Sc.(B), no. 535, 1989. 10. 3

Sugawara Yoshiko

菅原 美子

筑波大学University of Tsukuba博士（理学）Doctor of Philosophy in Science1989【要旨】thesi

Sugawara, Yoshiko

42204

菅原, 美子

Tsukuba Repository  (Tulips-R)

Neurophysiological studies on receptormechanisms of electroreceptor in Plotosusanguillaris著者 Sugawara Yoshiko内容記述 Thesis--University of Tsukuba, D.Sc.(B), no.535, 1989. 10. 31発行年 1989URL http://hdl.handle.net/2241/5005　　　　　　　　　　　　　　　　　　　m引　　　　　　　　　　　すが　　わら　　よし　　こ氏名（本籍）　菅原美子（東京都）学位の種類理学博士学位記番号　博乙第535号学位授与年月日　　平成元年10月3ユ日学位授与の要件　　学位規則第5条第2項該当審査研究科　生物科学研究科学位論文題目　　N雛嚇y．i・1・g1。盈1・触磁1亀・・獺蹴敏倣鰯紬脳1．m・破。1。。奄醐蹴鋤倣　　　　　　　　　　　量繍〃010∫〃8α1螂〃αγ｛8．　　　　　　　　　　　（ゴンズイ電気受容器における受容機構の神経生躍学的研究）主　査　　筑波大学教授　　　理学博士　　渋　　谷　　達　　明副査　筑波大学教授　　理学博士　内　藤　　豊副査　筑波大学教授　　理学博士　堀　　輝　三副　査　　筑波大学助教授　　理学博士　　斎　　藤　　’建　　彦論　　文　　の　　要　　旨　海産硬骨魚ゴンズイのアンプラ型電気受容器は外界の電場の変化を検出する感覚器であり，その構成は軟骨魚のロレンチニ器官と相同である。系統発生上は聴側線系に属し，内耳の聴器や平衡器，側線器などの機械受容器と多くの共通点を持つ。そして電気受容器の感度はきわめて高く，行動実験ではO．08μV／㎝の電場の変化に応答するといわれる。本論文ではこれまで不明であった受容器電流のイオン機構を申心に，電気受容器の高感度受容機構を明らかにしたものである。　受容器は球状の単層感覚上皮（アンプラ）と体表に開口する長い管部からなり，アンプラは頭部の背側中央に約80個が存在する。アンプラ直径は379±72μ㎜，管部の直径は166．8±42．8μmである。感覚上皮の厚さは20～30μ㎜で，受容細胞は内腔面で支持細胞と緊密な閉鎖小帯を形成し，直径8～15μ狐，高さ15～25μmの洋梨型で，アンプラー個あたり70ト1000個存在する。　受容器の電圧固定下での内向き電流はラCaチャンネル遮断剤で抑制され，一過性の外向き電流はKチャネル遮断剤で抑制された。従って受容器電流はCa電流とCa依存性K電流から構成される。また，Ca電流の不活性化過程は電流依存性と考えられる。　アンプラ体内側灌流液のNa＋コリンで置換すると，Ca，K電流はともにNa＋濃度に応じて減少した。またK阻害剤の存在下ではCa電流の不活性化過程も消失した。低Na＋濃度（80㎜M）ではCa電流はほとんど不活性化を示さず，減衰の時定数は遅い。これは低Na÷濃度で速いCa電流成分が消失し，遅い成分のみが残ることを示す。正常灌流液申では，電流ピーク（速いCa電流成分）はpre－pulseによって電流依存性に抑制され，これと平行して一過性K電流およびシナプス電位PSPも抑制された。このことは速いCa電流成分はK電流および伝達物質の放出を起こし，受容器のphasicな応答に寄与す一283一ることを示唆している。　生体内条件でのアンプラ内電位はほぼ0㎜Vであるのに対し，摘出条件下では一10～20㎜Vの負のDC電位が観察され，応答様式も異なる。このことは生体内では外向きbias電流と内向きC　a電流が定常的に流れているためであることが示された。上皮電流の起電力とされるDC電位（アンプラ内電位）は，摘出条件下で灌流液K＋濃度をO㎜Mから増加させると，可逆性に過分極を示した。電圧固定下では，これに対応して外向き電流が観察される。その大きさはK濃度に依存しウワバインで抑制された。従って，Na－Kポンプによる電流と同定された。　これらのことから，ゴンズイ電気受容器はその受容機構等から，マクロな構成では軟骨魚のロレンチニ器官に酷似するが，機能的には硬骨魚型のアンプラ型受容器に属する。そして定常的上皮電流が受容細胞をわずかに脱分極しており，それが結果的に高感度機能をもつことが明らかになった。審　　査　　の　　要　　旨　本研究により，ゴンズイのアンプラ型電気受容器は，感覚上皮の電圧固定により，受容細胞の体内側面にCa電流とCa依存性K電流がみられる。Ca電流はさらに2種の成分，即ちK電流と伝達物質の救出をおこす速い成分および受容器のt㎝iCな活動に寄与する遅い成分に分離された。生体内では管部が海水に開口し，外向きの定常電流がCa電流を誘発するため，上皮電流はゼロに近い。ここに微弱な正負の刺激が入るとCa電流が増減して伝達物質の放出量が変わり，神経の放電量が変化する。高感度の電気受容は，このような感覚上皮の電気的バイアスにより可能となっていることが証明された。これらのイオン機構の解明は，今後の感覚生理学の研究に大きく寄与すると考えられ高く評価された。　よって著者は理学博士の学位を受けるに十分な資格を有するものと認める。一284一

Neurophysiological studies on receptor mechanisms of electroreceptor in Plotosus anguillaris

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