平成14年度 統合機能生理学 前期本試験

平成14年9月30日実施、試験時間は120分。問題・解答用紙はB4で6枚。

以下の解答(例)は当日掲示されたもの。

1枚目
1. 感覚系に関する記述で、1〜20の( )に入る最も適当な語句を下の回答欄に記入しなさい。

1) 感覚神経を分類すると一般体性感覚神経と(1:一般内臓性感覚)神経、特殊体性感覚神経および(2:特殊内臓性感覚)神経がある。これらのうち、一般体性感覚神経は(3:皮膚)や(4:筋)からの感覚を、(1)は(5:内臓または平滑筋)の感覚を、また、(2)は(6:味覚)や(7:嗅覚)などの感覚を伝える。
2) 皮膚からの感覚情報を伝える神経線維には伝導速度の速いものから順に(8:Aβ)線維、(9:Aδ)線維、および(10:C)線維がある。このうち(10)は痛みなどの感覚を、(8)は(11:触覚)や(12:圧覚)などの感覚情報を伝える。
3) 筋肉からの感覚情報には、(13:筋紡錘)からの情報を伝えるIa線維、ゴルジ腱器官からの(14:Ib)線維がある。
4) 感覚情報は少なくとも3つの細胞を介して大脳皮質に伝えられるが、その中で、一次感覚神経は後根神経節または(15:三叉神経)節に存在している。2次ニューロンは脊髄または(16:脳幹)にある。
5) 感覚情報はその多くが反対側の脊髄を上行するが、一部は同側の(17:後索)路を上行し、(18:楔状束)核と(19:薄束)核でニューロンを変え、交差をして反対側の(20:内側毛帯)と呼ばれる線維束を通り視床に至る。

 

2. 痛覚伝達に関する以下の記述で、1〜20の( )に入る最も適当な語句を下の解答欄に記入しなさい。

1) 末梢からの痛みを伝える感覚線維には有髄の(1:Aδ)と無髄の(2:C)線維があり、(1)は(3:限局)性の鋭い痛みを、(2)は(4:非限局性)で(5:鈍い)痛みを伝える。また、かゆみ情報は(6:C)線維によって伝えられる。(2)は(5':サブスタンスPまたはエンケファリン)などのペプチドを含み、(2)線維の刺激によって周囲の皮膚に発赤を生じることがある。これは(5')が刺激によって分泌されたためで、(7:軸索)反射と呼ぶ。
2) 顔面からの痛み情報は(8:三叉)神経によって運ばれ、脊髄内にある(9:三叉神経脊髄路)核に伝えられる。その後反対側を上行し、視床の(10:後内側)腹側核に、一方、顔面以外の部位からの情報は後外側腹側核に投射する。その後、視床を介して大脳皮質の(11:頭頂)葉にある(12:中心後回)に伝えられる。この部位はブロードマンの(13:1、2、3)野にあたる。
3) 痛覚系には痛みを抑制する系が存在し、それには脳幹に存在する(14:青斑)核から下行する(15:ノルアドレナリン)を含むもの、縫線核からの(16:セロトニン)を含むもの、また、内因性オピオイドの一つである(17:エンドルフィンまたはエンケファリン)を含む系が知られている。
4) 痛み刺激は知覚に加え情動反応を引き起こすが、これには痛みを伝える神経線維のうち、(18:C)線維が関与しており、その線維は途中で(19:網様体)に側枝を出し、情動反応を引き起こす辺縁系に伝えられる。また、(20:視床下部)にも伝えられ血圧上昇などの自律神経系の変化を引き起こす。

 

3. 視覚系に関する記述で正しいものには( )に○をつけなさい。誤ったものに○をつけると、その分だけ減点になる。×はつけないように。

1) (○)網膜の中心窩は外顆粒層が厚く、光を感じる細胞が多い。
2) (○)中心窩では神経節細胞は消失している。
3) (○)中心窩は速い順応を示す。
4) (○)水平細胞やアマクリン細胞は抑制性である。
5) ( )神経節細胞は直接杆体と錐体から入力を受ける。
6) (○)視細胞は全て光刺激によって過分極を起こす。
7) ( )視細胞では光刺激によってcAMPが分解され、ナトリウムチャネルが閉じる。
8) ( )双極細胞は視細胞からグルタミン酸入力を受けるが、OFF細胞では過分極が起こる。
9) ( )錐状体は杆状体より弱い光刺激に応じる。
10)(○)杆状体は網膜周辺部に多い。
11)(○)夜間の視力には杆状体が関与している。
12)(○)杆状体も錐状体も光順応を示す。
13)( )錐状体にある光感受性物質はロドプシンである。
14)(○)夜行性の動物の網膜は杆状体が多い。
15)( )視交叉部で交叉線維が切断されると両眼の鼻側の半盲が起こる。
16)(○)外側膝状体は6層に分けられ、外側の3〜6層は色に反応する。
17)(○)視覚の連合野は側頭葉にもある。
18)( )眼振には下丘が関与している。
19)(○)外側膝状体は層構造を持ち、左右から情報が交互に入力する。
20)(○)対光反射にはEdinger-Westphal核が関与している。

 

2枚目
4. 運動系に関する記述で1〜40の( )に最も適した語句を下の回答欄に記入しなさい。

1) 運動系には4つのシステムがあり関与しており、それには運動ニューロンを直接コントロールする(1:直接賦活)経路、これは(2:錐体路)とも呼ばれる、と筋の緊張等をコントロールする(3:間接賦活経路)、これは(4:錐体外路)とも呼ばれる、が脊髄に下行している。更に(1)と(3)は(5:制御回路)によって統御を受けており、この回路には(6:小脳)と(7:大脳基底核)系が関与している。4つめの系として最終共通経路がある。
2) 運動系のコントロールには感覚情報が重要な役割を果たしている。最終共通経路に入力する感覚情報は(8:脊髄反射または反射)に関与しており、その代表は(9:膝蓋腱)反射である。また、(5)に入力するものとして(10:筋紡錘)や(11:腱紡錘またはGolgi腱器官)からの意識にのぼらない固有感覚がある。この感覚系の障害によっても運動障害の症状がでるが、それを(12:感覚性失調症)という。この障害の時には(13:視覚)によって代償されることが特徴で、(14:小脳)が傷害された時とは異なる。この違いを診断する方法に(15:Rombergまたはロンベルグ)テストがある。
3) 脊髄前角には(16:a)と(17:g)と呼ばれる運動ニューロンが存在し、(16)は骨格筋を支配して随意運動を行う。一方、(17)は筋紡錘の中の(18:錘内筋)を支配して、筋紡錘の感度をコントロールしている。運動ニューロンの障害によって(19:筋力低下)、(20:筋萎縮)、(21:反射の消失または麻痺)などの症状が見られる。
4) (1)の起始細胞の多くは前頭葉の(22:中心前回または運動野)に存在し、視床と(23:淡蒼球)、線条体で挟まれる(24:内包)と呼ばれる狭い部位を通って下行し、(25:延髄下部)で交叉した後、(26:外側皮質脊髄路)と呼ばれる下行路を通り脊髄前角に至る。また、一部は脳幹で交叉した後、脳神経のうち動眼、滑車、(27:三叉)、外転、顔面、(28:迷走)や副、舌下神経などの神経核を支配している。この経路は(29:皮質球路)と呼ばれる。
5) (3)には脳幹に存在する神経核が関与しており、それには(30:視蓋)脊髄路、(31:前庭)脊髄路や赤核脊髄路、網様体脊髄路がある。(30)は目からの情報で頭部の位置をコントロールしており、(31)は(32:前庭)器官からの情報を受け、(33:姿勢反射または運動反射または頭部のコントロール)などに関与している。この経路の障害によって筋緊張の異常が起こるが、それは(34:痙直)と呼ばれる。また、これによって(35:折りたたみナイフ)と呼ばれる現象が見られる。
6) (5)は2つの系からなり、そのうちの一つは線条体、淡蒼球および視床下核と(36:黒質)を含んでいる。(36)は(37:ドーパミン)を伝達物質としており、主に線条体に投射し、運動をコントロールしている。この回路の異常によって(38:寡動)や多動などの運動異常が起こる。(38)では筋の緊張が見られ、これは(39:固縮)と呼ばれる。(36)の異常によって起こる振戦は随意運動によって減少し、(40:小脳)の障害によって起こる振戦とは異なる。

 

3枚目
1. 次の文章を読んで問いに答えなさい。
 沖から打ち寄せてくる波は、岸に接近するにつれて波高が増大し、岸辺で急に波高が増した後急激に消失する。蝸牛においても、音刺激によって基底膜上に生じた波動は、進むにしたがって振幅が漸次増大するが、ある点で振幅がピークに達すると、突然振幅が小となりそこで波が消えてしまう。しかもそのピークの出現する位置が、(ハ)音では蝸牛底から少し進んですぐにピークに達するが、(ニ)音では、蝸牛頂に近いところまで進入してピークを作る。その理由として、蝸牛頂に近いほど、基底膜の幅が(ホ)で厚さが薄く、硬直性が(ヘ)であることが考えられる。これにより、異なる周波数の音によって、基底膜の異なる部位を選択的に刺激することになる。

(1) この文章は、(イ)の唱えた(ロ)説について述べたものである。
(2) (ハ)および(ニ)にはいるもっとも適当な語を下から選びなさい。
振幅が大きい、振幅が小さい、周波数が高い、周波数が低い、音色が美しい、
雑音が多い、音圧レベルが大きい、音圧レベルが小さい
(3) (ホ)および(ヘ)にそれぞれ、大 または 小 を入れなさい。

 答え イ.(  Bekecy  )  ロ.( 進行波説  )  ハ.(周波数が大きい)
    ニ.(周波数が小さい)  ホ.(  大    )  ヘ.(  小    )

 

2. 次の文章のうち、正しいもの4つに○をつけなさい。4つ以上つけるとその分だけ、減点となる。
 ( )ヒトの可聴振動数範囲は20〜200kHzである。
 ( )10dB SPLの音圧を10倍にすると、その音圧レベルは20dB SPLになる。
 (○)等感曲線において、同一曲線上ではホーン(phon)が等しく、1kHzではホーンの値は音圧レベル (dB SPL)に等しい。
 ( )0デシベルの音は聞こえない。
 ( )コルチ器官は、ライスネル膜上にある。
 ( )前庭階と蝸牛管は蝸牛頂でつながっている。
 ( )内耳のインピーダンスマッチングは、空気中の音が、内リンパへ伝わる時のエネルギーの損失を小さくしている。
 (○)耳小骨筋反射には、三叉神経および顔面神経が関係する。
 ( )蝸牛の有毛細胞には、動毛しかない。
 ( )蝸牛直流電位の大きさは、基底膜の変異の大きさを反映する。
 ( )聴神経線維終末で発生する受容器電位は、伝達物質の放出によって起こるEPSPである。
 ( )単一聴神経線維の応答野の特徴は、低域遮断高域漸増である。
 ( )単一聴神経線維について、もっとも閾値の高い周波数を、特徴周波数という。
 (○)内有毛細胞の細胞内電位のAC成分の振幅は、高周波になるほど小さい。
 ( )伝音声難聴では、骨伝導も障害されている。
 ( )感音性難聴では、低音域の障害がある。
 (○)蝸牛核、下丘、外側膝状体、聴覚皮質のうち、聴覚の中枢経路に含まれていないのは、外側膝状体である。
 ( )一次聴覚野は、頭頂葉中心回にある。
 ( )両耳機能による音源定位には、時間−周波数取引(time-frequency trading)がある。

 

3. 次の文章のうち、正しいもの5つに○をつけなさい。5つ以上つけるとその分だけ、減点となる。
 ( )三半規管は回転加速度や重力に応答する。
 ( )球形嚢の中には内リンパが、蝸牛管の中には外リンパがある。
 ( )耳石器の有毛細胞は、1本の不動毛と数十本の動毛を持つ。
 ( )耳石は塩化カルシウムでできている。
 (○)外側半規管は、後方へ30°傾いている。
 ( )回転後の眼振は、回転方向と同じである。
 (○)caloricテストにおいて、右側に冷水を入れると左方向の眼振が起こる。
 ( )前庭器官からの求心性線維はラセン神経節を形成する。
 (○)外側前庭核(ダイテルス核)には、おもに耳石器からの情報が入力する。
 (○)半規管からの求心性神経線維は内リンパが膨大部に向かって移動すると、発火頻度が上昇する。
 (○)前庭系の情報は、自律神経系にも伝えられる。

 

4. 内分泌、傍分泌、および自己分泌について、図示して簡単に説明しなさい。
 内分泌とは、細胞で産生された生理活性物質が、一旦、血中へ放出され、遠隔臓器へ運ばれて作用するもので、媒介する生理活性物質は、一般にホルモンと呼ばれている。一方、ホルモン以外の多くの生理活性物質は、細胞外へ分泌されたのち、その近傍(傍分泌)、および産生した細胞自身(自己分泌)に作用する。

 

5. 中枢神経系に存在する神経ペプチドの種類と、その例を少なくとも一つあげなさい。
(1) 脳・腸管ペプチド(コレシストキニン(CCK)、血管作動性腸管ペプチド、P物質など)
(2) 視床下部ホルモン(コルチコトロピン放出ホルモン(CRH)、黄体形成ホルモン放出ホルモン(LH-RH)、 TSH放出ホルモン(TRH)、成長ホルモン放出ホルモン(GRH)など)
(3) 下垂体後葉ホルモン(アルギニンーバソプレッシン(AVP)、オキシトシン)
(4) オピオイドペプチド(β−エンドルフィン、エンケファリン、ダイノルフィンなど)

 

6. 視床下部の機能を列挙し、それぞれの機能に最も関与している視床下部内の代表的な神経核があれば、あげなさい。
(1) 本能行動の制御:摂食行動:LHA,VMH,PVNなど;飲水行動:LHA,PVN,SON,SFO,AV3Vなど;性行動:MPO,VMH,DMHなど;体温調節行動:MPO,LPO,AHなど
(2) 情動行動の制御:快情動行動(接近)、不快情動行動(攻撃、逃避)
(3) 自律神経系調節:LHA,VMH,PVNなど
(4) 内分泌調節:MPO,PVN,ME.VMHなど
(5) 睡眠と覚醒:LPO,PHなど
(6) 生体リズム:SCNなど


4枚目
1. 動脈圧受容器反射を(1)受容器と求心路、(2)中枢、(3)遠心路と効果器、に分けて説明せよ。
頚動脈洞圧受容器からの情報は舌咽神経を、大動脈弓圧受容器からの情報は迷走神経を求心路として中枢である延髄の孤束核(NTS)に入力する。その後、延髄から迷走神経、交感神経を遠心路として、心臓では徐脈、心収縮力低下、心拍出量減少、副腎髄質ではカテコールアミン分泌減少、血管では拡張が起こり、動脈圧を和らげる方向に作用する。


2. 自律神経系におけるアドレナリン受容体とアセチルコリン受容体を分類し、代表的な生理作用を概説せよ。


5枚目
1. 視床下部―下垂体―末梢内分泌腺系と呼ばれるものを3系あげ、各系のそれぞれの部位で関与するホルモン名を記せ。さらに各系の末梢内分泌腺ホルモンの主な作用とその構造の特徴を簡潔に記せ。また各系の末梢内分泌腺ホルモンの受容体の構造的特徴、作用機序の特徴を簡潔に記せ。


2. 次の語句を簡潔に説明せよ。
(1) ホルモン


(2) ネガティブフィードバック


(3) 下垂体門脈系


3. 次の中で正しい文章には○、正しくない文章には×を( )の中に記入せよ。
1)(○)ストレス時に分泌が増加するホルモンとして、CRF、ACTH、コルチゾール、バソプレッシン、GH、PRL、アドレナリンなどが知られる。
2)(×)成長に関与するホルモンには、GH、副甲状腺ホルモン、性腺ホルモンなどがある。
3)(○)グルココルチコイド過剰症状として、糖尿病、中心性肥満、高血圧、易感染性、骨粗鬆症などが あげられる。
4)(○)甲状腺機能亢進症の症状として、動悸、暑がり、体重減少、易疲労感などがある。
5)(×)副腎髄質は交感神経節前線維の支配を受ける内分泌器官であり、緊急反応時には人では著明なアセチルコリンの分泌増加を示す。
6)(○)ACTH、コルチゾールの分泌のピークは、人では早朝であり、GHの分泌のピークは夜間入眠時で ある。
7)(×)PRLは下垂体と視床下部との連絡が絶たれた時に分泌が減少する唯一のホルモンである。
8)(×)不妊症の原因の一つとして高オキシトシン血症があげられる。
9)(×)GHの作用の多くはGHの直接作用であるが、IGF-Iを介して発現する作用もある。
10)(○)下垂体が損傷されることで尿崩症が起こってくることがある。

 

4. 以下の文章中のカッコの中から適当な語句を○で囲み、空のカッコには適当な語句を記入せよ。
   選択問題の正解は斜体・太字で示す。
 (1)(第一次・第二次)感覚細胞である嗅細胞の嗅線毛上に嗅覚受容体は存在する。嗅覚受容体は(2)(G蛋白共役)型受容体で、ニオイ物質が嗅覚受容体に結合すると、(3)(脱分極性・過分極性・電気緊張性)の起動電位が発生し、これが閾値に達すると活動電位が発生する。このとき、ニオイ物質の濃度情報はインパルスの(4)(振幅・頻度・形)でコードされる。インパルスは嗅神経軸索を伝わり、第一次嗅覚中枢である(5)(嗅球)で(6)(僧帽細胞)および(7)(房飾細胞)の2種類の細胞に著明に収束することで増幅される。嗅球内の(8)(興奮性・抑制性)介在ニューロンである傍糸球体細胞、顆粒細胞は、(6)および(7)とのあいだに嗅覚系に特徴的な(9)(相反性)シナプスを形成する。これにより、興奮した(6)および(7)の活動は(10)(増強・抑制)される。
 ニオイ刺激が容易に快・不快の情動を起こすことは、嗅覚経路が(11)(扁桃体)と連絡を持つことから理解することができ、ニオイ刺激で空腹感を感じるのは摂食中枢である。(12)(外側視床下部)と連絡を持つことから理解することができる。嗅覚の最高中枢として新皮質である(13)(眼窩前頭)皮質が明らかとなった。また以前は嗅覚は感覚系の重要な中継核である(14)(視床)を経由しない唯一の感覚であるとされた時期もあるが、現在では(14)を経由する経路も存在することが明らかとなっている。

 

6枚目
1. 正しい組み合わせを選びなさい。
a.視床下部腹内側核刺激−摂食促進
 b.ヒスタミン−摂食促進
 c.室傍核刺激−摂食誘発
 d.ニューロペプチドY−摂食誘発
 e.視床下部外側野刺激−摂食誘発

  1)a,c  2)a,b  3)b,e  4)c,d  5)d,e   ( 5)d,e )


2. 正しい組み合わせを選びなさい。
a.視床下部腹内側核−ドーパミンニューロン
 b.青斑核−ノルアドレナリンニューロン
 c.室傍核−CRHニューロン
 d.視床下部外側野−オレキシンニューロン
 e.視交叉上核−ヒスタミンニューロン

  1)a,b,c  2)a,b,d  3)a,b,e  4)b,c,d  5)b,d,e   ( 4)b,c,d )


3. ( )の中に正しい語句を下から選んで入れなさい。
 a) (12)には、グルコース受容ニューロンやエストロゲンを取り込む細胞が存在し、満腹中枢と雌の性中枢が共存している。
 b) 感染や発熱時に食欲が減少するが、このとき視床下部に作用しているのは(28)などのサイトカインで ある。
 c) 摂食時に主として炭水化物の摂取を押さえるアミン系の伝達物質は(2)である。
 d) 迷走神経の情報を受け取り、視床下部へ内臓諸器官の情報を伝えるのは(6)である。

 (1)アセチルコリン (2)セロトニン (3)ノルアドレナリン (4)コルチコステロン
 (5)アドレナリン (6)孤束核 (7)視索前野 (8)視交叉上核 (9)海馬
 (10)迷走神経背側運動核 (11)乳頭体 (12)視床下部腹内側核 (13)視床下部外側野
 (14)満腹 (15)発熱 (16)睡眠 (17)摂食 (18)頸髄 (19)胸髄 (20)脊髄
 (21)腰髄 (22)延髄 (23)頸部 (24)胸部 (25)骨盤 (26)上腹部 (27)口腔
 (28)TNFα (29)MCH (30)2B4O


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