砂ネズミ海馬 CAlsector 遅発性神経細胞壊死における経時的 - GINMU

奈医誌. (
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) 42, 67~77 ,平 3
(6
7
)
砂ネズミ海馬 CAls
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r遅発性神経細胞壊死における経時的
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nの効果に関する研究
局所脳血流量変化と h
奈良県立医科大学第 2外科学教室
良 根
金
SEQUENTIALCHANGEOFREGIONALCEREBRALBLOODFLOWAND
EFFECTOFHEMODILUTIONO NDELAYEDNEURONALDEATHIN
GERBILHIPPOCAMPUSCAl SECTOR
YANGKEUNKIM
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10wmetry
緒 言
脳は虚血に対して脆弱で,もし血流が遮断されればほ
ぼ1
0-20秒後には脳波の活動が消滅し, 10-20分後に
は脳の形態学的変化が引き起こられると考えられてき
たり.
K
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n
o2)3)叫が砂ネズミ 5分間
(
f
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)
モデノレで, また P
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6
)がラット 4血管結君主
モデノレ (
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cc
1
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nm
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eI)でいわゆる「遅
ところが,近年になって
両側総頚動脈閉塞による前脳虚血
金
(68)
良 根
発性神経細胞壊死 (
D
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h
)
J という
l
. 両側総頚動脈閉塞・再開通群作製
現象がある事を発見して,虚血後の神経細胞障害の概念
ハローセン吸入で導入し,その後l.5%
ハ
麻酔は 3%
は大きく変わってきている.すなわち一過性のそれも極
ローセン吸入で維持した.
めて短時間の虚血侵襲後,約 4
8時間の潜伏期をおいて神
(
1
) モデノレ作製法
経細胞のみが死に至るという現象が発見された.しかも
砂ネズミは仰臥位で実験台に固定し,頚部正中に約 2
砂ネズミの場合には海馬 CA1(
c
o
n
u
sammoniuss
巴c
t
o
r
cmの縦切開を加え,手術用顕微鏡下に両側の総頚動脈
1)のみにこの現象が見られ,その再現性も極めて高くほ
を周囲組織から剥離・露出した. K
i
r
i
n
o2) の原法では血
ぼ1
0
0%7)8)にみられる.この発生機序については多くの
管クリップで総頚動脈を閉塞しているが,今回は血流測
研究がなされているが,いまだ決定的な結論は出ていな
t
定をしながら閉塞・再開通をおこなうために Tone e
し
、
.
a
l
.12)が用いた方法を応用した. 5
0ナイロン糸を両側総
一般に,動物実験で脳虚血モデノレを作製する場合,動
頚動脈にそれぞれポリエチレンリングを介してノレープ状
物の種類と実験操作の違いによって側副血行路に差が生
にかけ,皮下を通して後頚部に出し,皮膚縫合後ナイロ
じ,一定した虚血侵襲を加えることは困難である.更に
ン糸葦引によって閉塞しナイロン糸抜去によって再開通
虚血侵襲後の 2次的血流動態や代謝動態変化にも,より
するように工夫した (
F
i
g
.1).その後,頚部の手術創を
大きな差が生じるため,虚血侵襲時および,その後の局
閉じ,麻酔を切って動物が完全に覚醒するのを待った.
所脳血流量や病理学的変化を一定して捉えることは極め
(
2
) 総頚動脈閉塞・再開通の確認実験
(1)の操作で確実に両側総頚動脈の閉塞と再開通が可能
て困難である.
今回著者は,砂ネズミ前脳虚血モデルにおける遅発性
で,遅発性神経細肋壊死がおこることを確認するため,
神経細胞壊死の高い再現性は,虚血侵襲そのもの,およ
1
0匹の砂ネズミを用い手術用顕微鏡で総頚動脈を直視
び虚血侵襲後の血流・代謝動態が一定していることに起
下に観察しつつ 5分間ナイロン糸牽引の後抜去をおこな
因しているのではなし、かと考えて,血流遮断時・再開通
6時間後に断頭して脳を取り出し,光
った.皮膚縫合後 9
後の局所脳血流量変化を連続的に測定し,微小循環動態
学顕微鏡標本を作製し海馬領域を組織学的に観察した.
を一定パターンとして捉えようと意図した.さらに,血
(
3
) 局所脳血流量測定法
流遮断時聞を変えたときにそのパターンがどの様に変化
a
s
e
rD
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l
e
rFlowmeter(バイ
脳血流量の測定には L
するのか,血流量の変化と遅発性神経細胞壊死との聞に
オメディカノレサイエンス社製, LBF-221)を使用した.
どのような関係があるのかを検討した.
前述の手術操作を完了し,総、頚動脈の閉塞・再開通が可
遅発性神経細胞壊死は,不可逆的な病理学的変化に進
能となった砂ネズミを腹臥位で定位脳固定装置に固定し
展するまでの経過が緩徐であるため,各種治療法を検定
た。頭部正中に約 2cmの縦切開を加え,手術用顕微鏡を
する上で,有利な動物実験モデルとされている.事実,
用い bregmaの後方l.5mmo 正中から側方 1
.5mmの
これまでに様々な薬物で海馬の遅発性神経細胞病変に対
部位に直径約 2mmの骨窓を開け硬膜を切開した. L
o
s
-
する保護効果が検討されている 9).. 今回著者は虚血脳の
k
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l
.13)の砂ネズミ脳解剖図譜に従って脳表より深
血流改善に有効であるとされている血液希釈法
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n
)10)11)に着目し,これが砂ネズミ前脳虚血
モデノレにおける局所脳血流量変化にどの様な効果を発揮
し,さらに,最終的な神経細胞壊死を抑制しうるのかを
検討した.今回の研究課題は,脳微小循環動態の面から
遅発性神経細胞壊死の発生機序を考察する上でも極めて
重要なものと考える.
実験方法
温2
0
2
5
'
C,湿度 50-70%の環境のもとに,同一家系で
・
4
陶
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出一
実験動物は大阪ケアリK.Kから購入し,当教室で室
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1
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8
-1
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繁 殖 さ せ た 10-16週 齢 , 体 重 60-90gの 砂 ネ ズ ミ
(Mongoliang
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)6
5匹を雌
雄の別なく使用した.
F
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. Diagram o
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.
)
砂ネズミ海馬 CA1s
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r遅発性神経細胞壊死における経時的局所脳血流量変化と
h
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l
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i
o
nの効果に関する研究
さ 2.0mmの海馬 CA1 s
e
c
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o
rにニードノレ型センサー
(
6
9)
的に観察した.
(LFN5
0:直径 0.55mm) を m
i
c
r
o
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a
n
i
p
u
1
a
t
o
rを用
3
. 光顕標本作製およひや評価法
いて定位的に刺入し,両側総頚動脈閉塞前から再開通 3
0
脳虚血負荷後,砂ネズミを実験前と同様の条件で飼育
して 9
6時間後にエーテノレ麻酔のもとに開胸し,経心的潅
分後まで連続的に脳血流量を測定した.
以上のような方法で 3分間閉塞・再開通群
5分間閉
0%ホノレマリン溶液を用
流固定を行った.潅流液には 1
塞・再開通群それぞれ 1
0匹にって連続的脳血流量測定を
い,潅流圧は 130cm水柱圧とした.断頭した後脳をとり
行い,局所脳血流量の経時的変化については閉塞前値を
だし上昇系エタノールで、脱水,キシレンで置換した後パ
1
0
0%とした相対値で評価した.以上の実験終了後, 9
6時
ラフィン包埋し,背側海馬を通る冠状断面で 6μm厚の
間後に脳を取り出し,光学顕微鏡標本を作製し海馬領域
切片を作製した.これにヘマトキシリン
を組織学的に観察した.
を施し,光顕的に観察して海馬 CA1の mm単位当りの
(
4
) sham群作製
錐体細胞の残存数を定量的に評価した.
同系砂ネズミ 5匹を用いて同じ操作で,ナイロン糸を
エオジン染色
結 果
総頚動脈にかけ,脳血流量測定センサーを刺入したのち,
ナイロン糸牽引による総頚動脈閉塞はおこなわず局所脳
1
. 総頚動脈閉塞・再開通の確認
血流量を連続測定して sham群とした.
ナイロン糸の牽引によって南側総頚動脈はポリエチレ
2
. h
e
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o
d
i
1
u
t
i
o
n前処置閉塞・再開通群作製
ンリングの内腔に絞厄陥入して閉塞され,抜去によって
(
1
)h
e
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d
i
1
u
t
i
o
nの方法
絞厄が解除されて血流が再開し動脈の径も完全に戻って
ハローセン吸入で導入して,その後1.5%
麻酔は 3%
ハローセン吸入で維持した.砂ネズミの大腿動静脈にそ
れぞれポリエチレンチューブ
(
C
1
a
yAdams社製,
いるのが手術用顕微鏡直視下にみられ,本モテソレ作製法
における虚血負荷・再開通の有効性が確認できた.また,
光顕的観察の結果,虚血負荷 9
6時間後の 1
0匹すべての
PE10)を挿入した.次に,毎分 0
.
3m1の速度で,体重 1
0
砂ネズミにおいて海馬 CA1s
e
c
t
o
rの選択的な神経細胞
.
1
5m1の 脱 血 を 動 脈 側 か ら , プ ラ ス マ
gに 対 し て 0
壊死が観察され,本実験系の高い再現性が確認された
(pH:6.4-7.4,生理食塩液に対する浸透圧比
x約 1, (
P
h
o
t
o1).海馬を除く脳組織には病理学的な変化は認
Na:1
4
8mEq/1,K :0
.
2
5mEq/1,C
1:1
0
0mEq/1,アル
めなかった.
4mg/mI)注入を静脈側から同時に 1回,用手
ブミン:4
的に施行し大腿部を皮膚縫合した後一旦覚醒状態とした.
(
2
) 動脈血ガス分析・ヘマトクリット (
H
c
t
)測定
2
. 動脈血カやス分析と h
e
m
o
d
i
l
u
t
i
o
nによる Hctの変
化
2
0匹について行った動脈血ガス分析の結果は, Pa02
今回の実験系におけるハローセン吸入麻酔の影響およ
が1
8
9土5
9mmHg,PaC02が 4
7
.
3士5.1mmHg,及び
e
m
o
d
i
1
u
t
i
o
nの効果を確認するために,別に 2
0匹の
びh
pHが 7
.
3l
:
t0
.
2でほぼ脳血流量に影響のない範囲の値
砂ネズミについて検討した.すなわち,砂ネズミは全血
を取っていた.h
e
m
o
d
i
l
u
t
i
o
nによる Hctの変化は,コン
液量 4-5m1の小動物で、あるため,血液希釈などの操
トローノレ群で 4
5
.
8土1.7であるのに対し, h
e
m
o
d
i
1
u
t
i
o
n
作終了後にさらに採血をおこなうことによって,全身循
5分後 3
4
.
8士2
.
3,6
0分後 3
3
.
7土1.9
,及び 1
2
0分後 3
4
.
1
環動態に不全をきたし,以後の実験に影響を与えると考
:
t
1
.7と ほ ぼ 一 定 し た 値 に 低 下 し て お り
えられたからである.したがって,動脈血ガス分析.Hct
h
e
m
o
d
i
1
u
t
i
o
nで 1
2
0分 ま で 低 い Hctが 維 持 で き た
の検討のために別の 2
0匹の動物を用い,採血を動脈ノレー
(
F
i
g
.
2
)
.
トよりおこなった.h
e
m
o
d
i
l
u
t
i
o
nを行わなかったものを
コントローノレ (5匹〕として, h
e
m
o
d
i
l
u
t
i
o
n5分後 (5
1回 の
3
. 局所脳血流量変化
それぞれの群の局所脳血流量変化の代表例を F
i
g
.
3
匹〉・ 2
0分後 (5匹〕・及び 1
2
0分後 (5匹〉のそれぞれ
に示す.また虚血負荷群についてはその変化のまとめを
につき動脈血ガス分析と Hctの測定をした.カ。ス分析に
Tab1e1・F
i
g
.
4に示した.
adiomet
巴r
社製 ABL330を 用 い た ( 1 ) sham群
はR
(
3
) 閉塞・再開通実験
1
0匹の砂ネズミを用いて h
e
m
o
d
i
1
u
t
i
o
n終了 1時間後
局所脳血流量は安定した値を取り続け,この実験系に
おける麻酔その他の侵襲による脳血流量に対する影響は
に,麻酔条件・虚血作製法等を 5分間閉塞・再開通群と
ほぼ無視できると判断された.
全く同様にして局所脳血流量測定を行った. この群につ
(
2
) 3分間閉塞・再開通群
6時間後,光顕標本を作製して海馬領域を組織学
いても 9
測定開始後約 5分間で測定値は安定し,ナイロン糸牽
(7
0
)
良 根
金
Table1
. Regionalc
巴r
e
b
r
a
lbloodflowa
sap
e
r
c
e
n
t
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c
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r
c
u
l
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o
n
. Values a
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eg
i
v
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na
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1
:SD *・** P: <0.01
mean:
Timep
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s
c
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m
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n
u
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)
1
0
3mini
s
c
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m
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(n=10)
5mini
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(n=10)
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(
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m
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o
n
)
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0
1
0
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5 9
8
3
.
0士1
3
0
8
9
.
2士1
9
1
.8士1
2
* 3
8
.
9士1
0
*
*
:
t1
9 5
8
6
.7
2
.
5土 6
.
3
* 6
9
.
4土 5
.
2
9
9
.
.
1士1
5 8
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05
0
50
百L
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Hcoou吉 村C
~ 30
工
Time post-hemodilution(minutes)
目
3
0
5m
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c
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m
i
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︼司
自﹃
﹄
Oの状態となり,血流遮断中その状態が持続した.ナイ
0
05
00
50
比国UE
引による両側総頚動脈閉塞で局所脳血流量は直ちにほぼ
obcoo OHEEha)
一
.Th
巴s
e
q
u
e
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t
i
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lchangeso
fHcta
f
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.
Fig 2
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i
o
n
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h
e Hctv
a
l
u
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sd巴c
r
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s
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d4
5
.
8t
o3
4
.
7,
3
3
.
7and3
4
.
1
1
0
2
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)
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0
2
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→s
c
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m
i
a( 剛 山t
e
s
)
ロン糸抜去による再開通後には局所脳血流量は速やかに
3
0
増加し,虚血前より一旦高値 (
p
o
s
t
i
s
c
h
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m
i
ch
y
p
e
r
p
e
r
.
百
f
u
s
i
o
n
) となった.最高値は虚血前の 1
2
9土 1
4%となっ
た.その後再び徐々に減少した
(
p
o
s
t-i
s
c
h
e
m
i
c
h
y
p
o
p
e
r
f
u
s
i
o
n
)
. 虚血前局所脳血流量と比較して,再開
通1
0分後で 1
0
5土 1
5%
, 2
0分後では 9
3
.
0土 1
8%,また
b
O1
5
0
物において,このような脳血流量変化の一定パターンを
示した.
(
3
) 5分間閉塞・再開通群
局所脳血流量変動バターンは 3分間閉塞・再開通群と
同様であり虚血中にはほぼ Oで
, p
o
s
t
i
s
c
h
e
m
i
c hyper
p
e
r
f
u
s
i
o
n (最高値
1
1
9:
1
:110%),post-ischemic
h
y
p
o
p
e
r
f
u
s
i
o
nも み ら れ た . し か し p
o
s
t-ischemic
h
y
p
o
p
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r
f
u
s
i
o
nの程度は 3分間閉塞・再開通群に対して
桶
l
l
.0
m
ゅ-
t
i0 1
0
0
臣官
~ 5
0
E
)
3
0分後には虚血前の 8
9
.
2土 1
9%となった.すべての動
5m
i
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(
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)
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0
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巴r
i
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s
.
目
砂ネズミ海馬 CA1s
e
c
t
o
r遅発性神経細胞壊死における経時的局所脳血流量変化と
h
e
m
o
d
i
l
u
t
i
o
nの効果に関する研究
(71)
有意に強く,再開通 1
0分後で 8
6
.
7士1
9%
, 2
0分後で
4
5
1
.8士1
2%,また 3
0分後で 3
8
.
9:
t1
0%となった.
本モテ、ノレにおいては両前脳虚血であるので海馬の病理
(
4
) h
e
m
o
d
i
l
u
t
i
o
n前処置 5分間閉塞・再開通群
病理組織学的検討
学的変化は常に左右差なく出現する.したがって,今回
虚血・虚血後の局所脳血流量変動パターンは 3分間閉
の病理学的検討にはニ一ドル型センサー刺入と反対の海
塞・再開通群,及び 5分間閉塞・再開通群と同様であり,
馬 CA1錐体細胞層を観察することとし,その錐体細胞の
p
o
s
t
i
s
c
h
e
m
i
ch
y
p
e
r
p
e
r
f
u
s
i
o
n中は最高値 1
2
0:
t1
6%を
残存数を定量的に評価した.遅発性神経細胞壊死の起こ
とった.p
o
s
t
i
s
e
h
e
m
i
chypop
巴r
f
u
s
i
o
nは 1
0分後で 9
9
.
1
ったものでは,錐体細胞は萎縮し,核は濃縮,細胞体は
土1
5%
,
びまん性にエオジン好性となる i
s
c
h
e
m
i
cc
e
l
lc
h
n
g
eの
2
0分後で 8
2
.
5土 6
.
3%,及び 3
0分後で 6
9
.4
:
t
5
.
2%となって 3分間閉塞・再開通群と 5分間閉塞・再開
像を呈するのが観察された.
通群の中間の値となった圃 h
e
m
o
d
i
l
u
t
i
o
n前処置 5分間閉
対照群と比較して正常な海馬 CA1錐体細胞の数が 9
0
塞・再開通群と 5分間閉塞・再開通群の脳血流量には最
%以上が残存しているものを i
n
t
a
c
t(
P
h
o
t
o2
),5
0%以
開通 2
0分後および 3
0分後で、有意差を認めた.
i
l
d C
P
h
o
t
o3
), 1
0%以上 5
0%未満を
上 90%未満を m
なお最高値に達するまでの時聞には上記 3群の間に統
s
e
v
e
r
eC
P
h
o
t
o4
),1
0%未満を compl
巴t
巴 C
P
h
o
t
o5
)と
分類すると以下のような結果となった C
T
a
b
l
e2
)
.
計学的有意差を認めなかった.
•
圃
.
. 5min i
s
c
h
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(
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0
)
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(
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1
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)
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巴
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巴
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4
2
i
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t
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c
t孟90%,90%>mild孟50%,50%>s
e
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r
e
;
;
:
;10%,10%>comp
l
e
t
e
(
7
2)
金
3分間閉塞・再開通群:1
0匹のうち 8匹が i
n
t
a
c
t, 2
匹のみが m
ildであった.
良 根
が高く,障害の進行が緩徐であるため虚血侵襲後に実験
操作を加える余裕もあり,薬剤の効果等を検討するにも
5分開閉塞・再開通群:s
e
v
e
r
e1匹
, compl
巴t
巴 9匹で
きわめて再現性良く遅発性神経細胞壊死を認めた.
h
e
m
o
d
i
l
u
t
i
o
n前処置 5分間閉塞・再開通群:mild4
有利である.
海馬 CA1が選択的に脆弱である原因については 2つ
の仮説をめぐって長い論争の歴史を持っている.仮説の
匹
, s
e
v
e
r
e4匹
, compl
巴t
e2匹となり無前処置の 5分間
2
1つ は S
pielmey
巴r
1)の言う v
a
s
c
u
l
o-hemodynamic
閉塞・再開通群に比し,明かな遅発性神経細胞壊死の抑
t
h
e
o
r
yで,海馬領域の血管構築は極めて細く長く曲がり
制効果がみられた.
くねっており,脳の他の領域と比べて血流動態が障害さ
なお sham群の海馬 CA1錐体細胞層は完全な生理学
れ易いとするものである.もう 1つの仮説は Vogt22)の提
的構造を呈しており,海馬を除く他の脳組織にも病理学
唱した p
athoc
1i
s
i
s(
t
o
p
i
s
t
i
c
)t
h
e
o
r
yで,虚血の程度そ
的な変化を認ないことが確認できた.
のものに差はないが,細胞自体が元々持つ物理化学的性
質に差異があり,虚血に対して脆弱性を反映するという
考 察
ものである.現在に至るもなおその結論は得られていな
脳卒中による脳虚血や,心不全・ショック等による全
L.
、
脳虚血は,いずれも脳梗塞の原因となり得る.その病態
近年,海馬 CA1の選択性脆弱性に関する研究は飛躍的
の概念は「虚血侵襲が充分に強ければ神経細胞は比較的
に進歩しており,しいていうならば p
a
t
h
oc
1i
s
i
st
h
e
o
r
y
早期に,しかもある決まった経過をたどって壊死にし、た
の系統が主流をなしていると思われる.自発活動電位の
る叫.その変化は光学顕微鏡的には数十分から 2-3時
測定で, 5分間虚血後の海馬 CA1錐体細胞は電気生理学
間のうちに観察できるようになり,以後の経過はその時
3
)という報告や, ATPなどの高エ
的に 1日聞は生存する 2
Jというものであった.血流が
ネノレギーリン酸化合物も虚血後 1
2時聞から神経細胞壊
遮断されると,細胞への酸素や g
l
u
c
o
s
eの供給不足に加
8時間までは正常レベルをたもつ 24)とする
死のおこる 4
点で予測できてしまう
1
5
)
.
c
i
d
o
s
i
s
)がおこり,細胞
えて,代謝環境の悪化〔例えば a
報告や,さらに虚血後 18-2日の海馬の血流は完全に
は水や電解質その他の細胞膜内外の物理化学的環境の恒
回復している制,という報告があいつぎ,脳血流やエネノレ
常性を保つために必要な e
n
e
r
g
yを産生できなくなり,
ギ一代謝と直接関係のないメカニズムによって細胞壊死
死に至るものと考えられてきた.その際には神経細胞の
が進行すると L、う仮説がとなえられた.あるいは,アミ
みならずグリア細胞,血管内皮細胞の壊死も進行する.
i
'6) は
ノ酸の取り込み異常を示して Bodsch&Takahas
9
8
2年 Kirino2
)
が砂ネズミ海馬 CA1に
これに対して, 1
蛋白代謝障害が細胞死の第一の原因であると考えた.
見いだした遅発性神経細胞壊死という現象は,前述のよ
1
9
8
3年頃からは,遅発性神経細胞壊死の著しい特徴がシ
うな概念だけで説明することは不可能である.
海馬の虚血に対する選択的脆弱性
(
s
巴I
巴c
t
i
v
e
ナプス後部病変であり,最も大きな原因は興奮性神経伝
達物質,特にグノレタミン酸・アスパラギン酸などの興奮
v
u
l
n
e
r
a
v
i
l
i
t
y
)16) は古くから知られた現象であり,海馬
性アミノ酸の細胞外への過剰放出による神経細胞の過興
は記憶や学習に関する重要な役割を担っている 17)とも考
奮である (
e
x
c
i
t
o
t
o
x
i
t
yt
h
巴o
r
y
2
7
)
2
8
)
2
9
)
) とする仮説がと
えられてきた.また,てんかん患者の脳でも海馬 CA1領
2+濃度の上昇を
なえられた.その結果として細胞内の Ca
ととが 1
9世紀にはす
2+
招き, Ca
依存性フ。ロテアーゼの活性化による構造蛋白
域に神経細胞の脱落を認める 1削
9
)
でによく知られていて,てんかん発作と海馬病変との関
の破壊, フォスフオリバーゼの活性化による膜構造の破
係が研究され,側頭葉てんかんの外科的治療へとその流
壊が進み,細胞死につなかっていくと考えられている
れは続いている.このように臨床上重要である上に,海
(
c
a
l
c
i
u
mt
h
e
o
r
y
3
0)
3
l
)
)
. しかし, このような機序が病態
馬 CAlが選択的に脆弱で遅発性神経細胞壊死のおこる
の主体かどうかとなるとまだ不明な点も多い. Kogure
部位であることは興味深い.しかも, P
e
t
i
t
oe
ta
l
.2O) が
は,ゆるやかに進行するエネルギ一代謝の相対的障害が
遅発性神経細胞壊死がヒトにおいても認められ,この現
遅発性神経細胞壊死の原因であると述べている問.すな
象が実験動物に限らない普遍的なものである事を示して
わち,虚血によって細胞膜が損傷され,細胞内のイオン
おり非常な興味を持って研究されるに至っている.
ホメオスターシスの乱れが生じこれを修復するために大
遅発性神経細胞壊死の研究は,虚血性神経細胞障害一
量のエネルギーが消費される.このため本来細胞の生存
般のメカニズムの解明に役立ち,それを防御する手段の
に必須な生合成にエネノレギーをふりわけることができな
開発に資するという点でも重要である.きわめて再現性
くなり,それは重要な生体高分子の減少をひきおこすと
砂ネズミ海馬 CAls
e
c
t
o
r遅発性神経細胞壊死における経時的局所脳血流量変化と
h
e
m
o
d
i
l
u
t
i
o
nの効果に関する研究
(
7
3)
いうもので,大部分の神経細胞は血流再開でこのような
いる事を示した. しかし,その報告でも血流量測定は断
危機をのりきり,回復するのであるが,選択的に脆弱な
続的な 3回の測定にとどまり,現時点でも連続的な血流
神経細胞はこの危機を克服できない.これが遅発性神経
変動の報告はない.虚血の病態を考察する上で,虚血後
細胞壊死であると主張している.
の血流増加現象 (
p
o
s
t
i
s
c
h
e
m
i
chyp巴r
p
e
r
f
u
s
i
o
n
),ある
一方,海馬 CAlの毛細管密度が他の領域より疎で,虚
血後の循環障害からの回復が悪く
,虚血後に CAl領域
33)
のみに一過性の組織 pHの低下のみられる叫ことが指摘
され hemodynamicな要素の重要性も主張されており,
現在のところその機序を説明する決定的な結論には至っ
ていない.
いは,血流減少現象 (
p
o
s
t
i
s
c
h
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m
i
ch
y
p
o
p
e
r
f
u
s
i
o
n
)の
詳細を把握することは極めて重要である.
今回の連続血流量測定の結果は以下のように要約され
る.
1
砂ネズミでは,両側総頚動脈閉塞によって残存血
流量はほぼ Oとなり,閉塞時聞が 3分間でも 5分間でも
虚血に対する海馬 CAlの選択的脆弱性の原因は,その
閉塞中を通じて増加しない. これは先天的に頚動脈系と
錐体細胞の t
o
p
i
s
t
i
cな脆弱性も肯定した上で,虚血によ
椎骨動脈系の聞に側副血行路を欠くことで,あるいはこ
る錐体細胞への障害が虚血後の血流障害(2次虚血〉に
のモテソレで、は側副血行路が有効に働かないために,短時
よって,より強調されるであろう事も否定できないで、あ
間であっても両側総頚動脈閉塞だけで極めて不変的に最
ろう. v
asculo-hemodynamict
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yと t
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ct
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重度の前脳虚血を作れることを意味し,このことは 5分
の両仮説を考慮しないでその発生機序を解釈することは
間虚血による遅発性神経細胞壊死の再現性の高さにつな
困難だとも考えられる.すなわち,蛋白代謝障害であれ,
がっている.また,虚血侵襲の大きさが虚血時聞によっ
e
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c
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yであれ,あるいは c
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てのみ規定されることをも意味する.これは例えば,田
であれいずれにしても,虚血侵襲から生き延びようとす
村・佐野43)が成猫中大脳動脈 2時間閉塞・再開通実験を行
る神経細胞にとっては,エネノレギー源となる酸素やグノレ
い,水素 F リアランス法で測定した脳血流量が、残存血
コースの供給を充分に受け、毒素となる物質や有害な代
流量が一定しないために多彩なばらつきを認めたのと対
謝産物ができるだけはやく washo
u
tされることが重要
照的である.
である.血流再開によって著明な浮腫をきたしたり,出
2
. 3分間閉塞・ 5分間閉塞ともに再開通後すみやか
血性梗塞を惹起することのある脳梗塞モテツレと,砂ネズ
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o
nとなるが,これは酸素や g
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u
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eの供
にh
ミ遅発性神経細胞壊死のモテソレとの大きな違いがこうい
給不足による組織 pHの低下にともなう脳血管の拡張,
う点にもある.
虚血による脳血管反応性自身の障害等を反映していると
そこで今回著者は砂ネズミに前脳虚血を負荷した時,
考えられた.最高値に達するまでの時聞は 3分間閉塞に
遅発性神経細胞壊死が起こる場合と起こらない場合にど
比べ 5分間閉塞のほうが長い傾向がみられたが統計学的
のような微小循環動態の違いを示すのかを明らにした.
有意差を認るには至らなかった.
局所脳血流量の測定法としては従来水素クリアランス
3
. 5分間閉塞・再開通群が 3分間関塞・再開通群よ
法 35)36).オートラジオグラフィ法判明等が用いられてき
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nの程度が強かっ
り有意に p
たが,何れの方法でも脳血流量を連続測定することはで
たのは,より強い虚血侵襲であったがために,浮腫や血
きない.今回用いた L
as
巴r
Doppl巴rFlowmeterは,波長
管壁の物質透過性の異常,血管外への水や血竣成分の移
7
8
0nmの半導体レーザ一光を光ファイバーで組織に照
動による血液の濃縮と粘度の増加,血小板機能の充進,
射し,血球の動きによって変調された光を光ファイパー
赤血球変形能の低下等が強く起こった事を反映したもの
を通して受光し,電気信号に変換して血流量を算出する
と考えられた.それらは結果的に 2次的虚血をきたし,
ものである 39) センサー先端部の局所脳血流量が連続的
再び酸素や g
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l
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c
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eの供給不足を招くのみならず,虚
に算出され表示されるので,その時間的変動を評価する
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c
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s,相対的エネルギー不足
血後の不利な代謝環境 (
のには適している.絶対値を評価するには問題が残って
等〉からの立ち直りを問害させるものと推察される.そ
いる 40)が,水素クリアランス法・オートラジオグラフィ法
の結果として 5分間閉塞では遅発性神経細胞壊死を引き
との比較検討では相対値を評価するには問題がない叫叫
起こし
とされている.
かと考えられた.すなわち,遅発性神経細胞壊死の発生
S
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.23)25) は砂ネズミ両側総頚動脈 5分間
閉塞・再開通モテソレで, 3Hn
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c
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n法を用いて海馬の脳
血流量を測定し,再開通 6時間後には閉塞前値に戻って
3分間閉塞では壊死に至らなかったのではない
にp
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巴r
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nが悪影響を及ぼしてい
るものと考えられた.
虚血脳において, h
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nによって Hctを減少
(
7
4)
良 根
金
させ血液粘度を下げると,微小循環が改善されて脳血流
る程度抑制できる事もあきらかとなった.その機序とし
量が増加するとの報告は多く叫 45)46),臨床応用もされて
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nは脳微小循環を改善し虚血後の 2次虚
て
,h
いる.その際,脳組織への酸素運搬能を考慮すると至適
血侵襲を軽減させ,脳循環代謝障害からの回復を促進さ
Hctは動物実験で約 3
3%471と報告されている.今回の実
せるものと推察された.
験では Hctが 2時聞にわたって約 3
4%となっていたの
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nは酸素運搬能の面からも充分に有効に
で
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4回・第 1
5回日本脳卒中学会総
本論文の要旨は,第 1
会 (
1
9
8
9,東京・ 1
9
9
0,盛岡),第 4
8回日本脳神経外科
働いたと判断された.
5分間両側総頚動脈閉塞中の血流量は h
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n
8
9,盛岡),第 1回日本脳循環代謝学会総会
学会総会(19
前処置群でも,一定して Oの値をとり続けたことから,
(
19
8
9,東京〕において発表した.稿を終えるに臨み,終
h
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nによっても側副血行の改善はなく,希釈さ
始御懇篤なる御指導,御校関を賜った榊寿右教授に深
れた血液が血管内にとどまっていたと考えられる.この
甚の謝意を捧げるとともに,御指導御校閲を賜った高柳
間の酸素供給能は赤血球濃度が低い分だけ低下しており,
哲也教授, 日浅義雄教授に深謝致します.さらに御助力
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nをしなかったものより,より強い
組織は h
頂いた平松謙一郎博士,生野慶子・森本かおる嬢に感謝
hypoxiaとなっていたと推定される.しかし,再開通後
致します.
の血流量変動をみると, p
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の程度も変わらず,むしろ p
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文 献
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nが改善されている.血液粘度が低く抑えられ血小
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,B.K.: Brainenergymetabolism. Jhon
板機能充進も抑制されるなどして,微小循環においては
Wiley& Sons,C
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r,NewYo
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血流速度が速くなっていたと推定された.結果的には局
Toront,
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.
所脳血流量は 3分間閉塞群・ 5分間閉塞群の中間の値を
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とり,遅発性神経細胞壊死もかなり抑制される事がわか
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n Res
った.これは, h
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n前処置が遅発性神経細胞壊
2
3
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7
6
9,
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死に対して防御効果を有することを示唆した.また,砂
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ネズミ前脳虚血モデノレにおける遅発性神経細胞壊死に,
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nが関与している事を支持
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するる結果とも考えられた.
結
語
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. 砂ネズミ両側総頚動脈閉塞・再開通モデノレにおい
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て,閉塞時間を 3分間
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. 閉塞時の残存血流量は Oで一定し, このモデルで
は虚血侵襲が虚血時間にのみ規定される事が明かとなり,
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. 虚血時間が長い程〔虚血侵襲が大きい程〕
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nの程度は強くなり,遅発性神経細胞壊死
も強く起こった.
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. 以上のことから, この動物実験モデルは虚血侵襲
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で結果的に 2回の虚血にさらされることを意味し,遅発
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が関与している事が示唆された.
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nで Hctを適度に下げると,虚血後
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nを軽減でき,遅発性神経細胞壊死をあ
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r遅発性神経細胞壊死における経時的局所脳血流量変化と
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nの効果に関する研究
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