筋紡錘とゴルジ腱器官¹⁾²⁾
筋紡錘の構造と役割
筋紡錘は、筋の中に存在し、紡錘状の鞘に入っており、筋長の変化を知らせる役割があります（図１）。一般の筋繊維（錐外筋繊維）と平行に存在します（図２）。
錐外筋繊維は、太い有髄神経であるα運動ニューロンによって支配され、錐内筋繊維は細い有髄神経であるγ運動ニューロンによって支配されます。
図１ 筋紡錘（核鎖繊維と核袋繊維）と錐外筋繊維
２）より画像引用
図２ マウスの前脛骨筋の染色による筋紡錘の描出
３）より画像引用
筋紡錘の中にも筋繊維（錐内筋繊維）があり、核袋繊維と核鎖繊維が含まれます。核袋繊維はさらに静的繊維と動的繊維に分類されます（図３）。
図３ 錐内筋繊維と神経分布
１）より画像引用
１つの筋紡錘には通常２〜３本の核袋繊維があり、核鎖繊維はばらつきがありますが、通常は５本程度ある¹⁾とされています。
すべての錐内筋繊維には、中央部分にらせん状にⅠa群繊維の軸索がからまって、一次感覚神経終末を形成しています。Ⅰa群繊維は筋が伸びた時に反応する⁹⁾とされます。一次感覚神経終末は伸張速度への感度が高く、これにより運動速度に関する情報を供給することが可能です¹⁾。
静的核袋繊維と核鎖繊維の中央部付近には、Ⅱ群繊維の軸索が巻きつき、二次感覚神経終末を形成しています。Ⅱ群繊維の反応は筋の長さに比例する²⁾とされています。
一次感覚神経終末および二次感覚神経終末の持続的発火は、筋長が安定長になっていることを示します（図４）。
図４ γ運動ニューロンの選択的活性化に対するⅠa群感覚繊維の応答
１）より画像引用
γ運動ニューロンは、動的γ運動ニューロンと静的γ運動ニューロンの２種類存在します。動的γ運動ニューロンは、動的核袋繊維のみを支配し、静的γ運動ニューロンは静的核袋繊維および核鎖繊維を支配しています。
αーγ連関
α運動ニューロンは錐外筋を支配し、γ運動ニューロンは錐内筋を支配します（図５）。
図５ 錐内筋繊維と錐外筋繊維
２）より画像引用
α運動ニューロンのみを刺激した場合、筋収縮中に筋が短縮して筋紡錘が無負荷状態になる（緩む）ため、筋紡錘からのⅠa群繊維の発火は休止します。
しかし、γ運動ニューロンとα運動ニューロンを同時に刺激すると、発火は休止しません。
これは、γ運動ニューロンが錐内筋繊維の両端にある収縮性部位を支配し、錐内筋繊維の長さを調整しているためです。
つまり、随意運動時にはγ運動ニューロンが錐内筋繊維を収縮させることで、錐内筋繊維の弛みを補正でき、Ⅰa群繊維の反応（筋紡錘の感度）を維持できるとされています（図６）。
図６ αーγ連関
（A：筋の伸張に伴うⅠa群繊維の発射
B：α運動ニューロンのみを刺激するとⅠa群繊維の反応が落ちる
C：α運動ニューロンとγ運動ニューロンを同時に刺激するとⅠa群繊維の反応が維持できる）
２）より画像引用