日消外会誌 25(11)t2732∼ 2742,1992年
虚血腸管壁在神経叢障害 に関す る免疫組織化学的研究
陳 大 志
日本医科大学第 1 外科恩田 昌 彦 森 山 雄 吉 中 島米治郎
虚血 に よるイ ヌ腸管壁在神経叢障害 の発生 お よび進展様式 を免疫組織化学的手法 で検索 し, 壁 在神 経叢障害 の程度 には S ‐1 0 0 蛋白の染色性 と組織学的所見 をあわせ, ス コアー化 し検討 した。対照群 では 壁在神経叢 は S ‐1 0 0 抗体 に よ り濃染 され, 組 織学的変化 はなか った。虚血群 では小腸分節 の支配動, 静 脈 を遮 断 した後3 0 分群 で は染色性 の低 下, 神 経細胞 と線維 の変性 な どが見 られ, 粘 膜下 と筋層神経叢 の障害度 ス コアーはそれぞれ2 4 , 0 6 で あ った。虚血 1 5 0 分では染 色性 の消失, 神 経線維 の膨化 お よび 神 経 細 胞 の 壊 死 な どが 著 明 に な り, 障 害 度 ス コアーは9 . 4 , 7 9 に 進 行 した。S i l i c o n m e m b r a n e o x y g e n e r a t o r を用 いた低酸素血灌流群 において もほぼ同様 な障害 が認 め られた。一方,マ ウスを用い た i s c h e m i a ‐r e p e r f u s l o n の実験 で は, 虚 血6 0 分群 の粘膜障害 は血行再開後 3 日 で回復 した が, 壁 在神 経叢 障害 の回復 には1 4 日間 を要 した。虚血9 0 分群で は血行再 開1 4 日目で粘膜障害 を回復 した に もかか わ らず, 神 経叢 の障害 に明 らか な回復 はな く, 虚 血 1 2 0 分群 で は障害 の進行 が認め られた。Key words: intestinal nerve plexus, hypoxic perfusion, immunohistochemistry, 5-100 protein
結 言 消化管 の生理機能 の特徴 の 1 つ として, 外 来神経で あ る交感神経 と副変感神経 の支配 を受 けてい るほかに 消化管壁 内 に神経節細胞 が存在 し, い わ ゆ る壁在神経 叢 を持 ってい る ことがあげ られ る。 この神経叢 は変感 神経や副変感神経 とは独立 した 自律機能 を発揮 し, 外 来神経 をすべ て遮 断 して もかな りの腸管機能 は維 持 さ れ, 運 動 は も とよ り, 消 化, 吸 収機能 も営 む こ とがで きる1 ) 。近 年, 壁 在神経叢 に関す る研 究 は散見 され る カリ, い まだ不 明な点が多 く, し か も病態 に関す る形態 学的研究 は少 ない。一般 に, 低 酸素状態 において神経 組 織 が 障 害 を 受 けや す い こ とは知 られ て い る もの のめ, 虚 血 に よる神経組織 の形態学的研究 のl S t とん ど が脳, 脊 髄 な どに限 られているい。。それゆ え虚血腸管 にみ られ る壁在神経叢 の形態学 的変化 と, 虚 血後 の再 濯流 時 の組織変化 につ いて検索す る ことは意義 あ る も の と考 える. 著者 は神経細胞 や線維 の形態学 的変化 に加 えて神経 組織 の骨格蛋 白で あ り, しか も機能面 にお いて も細胞 内 カル シ ウムイ オ ンを 介 した細 胞 機 能 の調 節 を担 う き1 0 0 蛋白につ き免疫組織化学的 に検 索 し, 壁在神経叢 障害 の発生お よび進展様式 を, さらに障害 された壁在 <1992年 7月 6日 受理>別 刷請求先 :陳 大 志 〒113 文 京区千駄 木 1-1-5 日 本医科大学 第 1 外科 神経叢 の血流再開後 の変化 につ いて も検討 した ので報 告す る。 I . 実 験 材料 と方法 実験 1 : 体 重 1 2 ∼2 8 k g の 雑種 成 犬 をベ ン トパ ル ビ タール麻酔後人工 呼吸下 に開腹 し, 長 さ約1 5 c m の 小 腸分節 を数 か所選 び, ヘ パ リン1 , 0 0 0 1 U / k g を静注後, 支配動静脈 を遮 断で きるよ うに して以下 の 3 群 に分 け ブこ. 対照群 : 開腹後直 ちに 1 個 の小腸分節 を切除 し, 対 照群 とした ( n = 5 ) . 虚血群 : い くつ かの小腸分節 の支配血管 を結繁 し, その後3 0 , 6 0 , 9 0 , 1 2 0 , 1 5 0 , 1 8 0 , 2 1 0 分 で虚血腸管 を切除 した ( それぞれ n = 5 ) . 低酸素血濯 流群 ( 低酸素群) i 小 腸 分節 を取 り出 して 直 ちに腸間膜 の動, 静 脈 に カ ニ ュレーシ ョン し, S i l i ‐ c o n m e m b r a n e o x y g e s e r a t o r D で5 % C 0 2 ■ 9 5 % N 2 を 混合す る ことに よ り得 た濯流血 の動脈血酸素 分圧 を約 4 0 m m H g と して, 小腸分節の腸間膜動静脈 をペルスタ ル テ イ クポ ン プで血 流 量 を3 0 m 1 / m i n / 1 o O g 組織 以上 に保 ち, そ れぞれ3 0 , 6 0 , 9 0 分 間濯流 したのちに実験 に供 した ( それぞれ n = 5 ) . 実験 2 : 1 2 週 の体重2 8 ∼3 2 g の d d y 系 マ ウスを麻酔 下 に開腹 し, 長 さ約1 . 5 c m の 小腸 分節 を選 び, 以 下 の 3 群 に分 けた。 対 照 群 ! 開 腹 後 直 ち に 小 腸 の 一 部 分 を 切 除 した
1 9 9 2 年1 1 月 ( n = 5 ) . 虚血群 : 小 腸分節 の支配動, 静 脈 を結 然, 3 0 , 6 0 , 9 0 , 1 2 0 分 の虚血 時間後 に, 腸 管 を切除 した( それぞれ n = 5 ) . 再濯流群 : 支配動静脈 の血流 を無傷式 の血管 ク リッ プを用 いて遮 断 し, 腸 管 の色に よ り虚血範囲を糸で標 識 した後, 血 管 ク リップの柄 を開腹創 か ら露 出 させ る よ うに腹 壁 に固定 した。設 定時間 の とお りに血 管 ク リップをはず して再濯流 した。血流再開後 1日 ,3日 , 7 日 , 1 4 日 でそれぞれ再開腹 し, 標 識 した腸管 を切除 した( それぞれ n = 5 ) 。 なお, 術 後 の飲食 は血流再開後 1 日 目は禁食, 禁 水, 2 日 目には水のみ, 3日 目には 少量 の回型飼料 を与 え, 4 日 目か らは通常 の飲食 を さ せた。 組 織 標 本 は緩 衝 ホル マ リン液 で4 8 時間 固定 後 パ ラ フ ィン切片を作成 し,H&E染 色 をほ どこして腸壁 の 全体像 を把握 し, さ らに p o l y c 1 0 n a l でもって作製 した 抗 ウシ S ‐1 0 0 抗体 ( 1 0 0 倍稀 釈 D a k O p a t t s 社製 N O Z 3 1 1 ) を用 いて免疫組織化学的染色 ( A B C 法 ) を 行 い6 ) , 光顕的 に観察 した. 壁 在神経叢障害 の程度 の半」定 には 神経細胞 や線維 の変性壊死 に加 えて神経組織 の骨格蛋 自であ る S ‐1 0 0 蛋自の変化 を合わせ て評価 す るほ うが よ り適確 で あると考 え, そ れを簡略 かつ明瞭に表現す るため にス コアー化 した。す なわ ち対照群 の粘膜下 お よび筋層神経叢の染色状態 を 0 と し, 一 部分の神経組 63(2733) 織 で染色性 の軽度 の低 下 が見 られれば ス コアーを 1, 全体 の軽度低 下 は 2,そ れ に一部 分 に著 明 な低下 が見 られれば 3,全 体 の著 明な低下 は 4, さ らに一部分に 染色性 の消失 が伴 えば 5,そ して全体 に消失すれば 6 と,染 色性 の変化 を 6段 階 に分けた (Table lA).組 織 学 的所見 につ いては,視 野 内で膨化 した神経線維 が少 数で,変性 した グ リアー細胞 の数 が1/3以下 であれ ば ス コアーを 1,膨 化 した神経線維 と変性 した グ リア細胞 が約半数で,少 数の壊死 した グ リア細胞 お よび変性 し た節細胞 が認め られれば 2,神 経線維 の膨化 とグ リア 細胞 の変性壊死が2/3以上 で,節細胞 の壊死 が認 め られ れ ば 3,す べ ての神経組織 が壊死状態 を呈 してい る場 合 は 4と 設定 した(Table lB)。 また,総 合半J定の際 に 染 色性 の変 化 を表 現 す るス コアーAと 組 織 学 所 見 を 表 現す るス コアーBと の両方 の合計 ス コアーを用 いて 評価 し,各 群 とも10視野 の平均 ス コアーで比較 した. なお,再 濯 流後 におけ る粘膜 の修復過程 につ いては, 腸管 の単位長 さの粘膜 の 占有面積 と繊毛 の 占有面積 を 画像解析装置 (オ リンパ ス製 SP‐500)で 預J定し,各 群 の粘膜総面積 に対す る繊毛面積の占有率 を t検 定で比 較 した (p<0.05を 有意差 あ りとした). II.成 績 実験 1 対照群 i粘 膜下神経叢 は粘膜下層 に島状 に分布 し, 筋層神経叢 は輪状筋 と縦 走筋 の間 に拡 が り,両 神経叢 g l i a c e l l s normal normal minority declined majority declined all signiflcantly declined partly disappeared all disappeared
Table I (A) Sroo staining reactivity of nerve tissue
0 1 2 3 4 5 6 normal partly mildly declined all mildly declined partly signifi cantly declined all significantly declined partly disappeared all disappeared
(B) Changes of nerve fibers and cells
nerve fibers necrosis
glia cells ganglia cells
degeneration degeneration 0 1 2 3 4 n p m i n o r i t y h a l f majority a l l n p < 1 / 3 h a l f > 2 / 3 n . p . n . p . minority majority a l l n . p . n . p . minority majority n . p . n . p . n.p. minority a l l abbreviation n.p. : nothing particularly
64(2734) の骨格 は S ‐1 0 0 抗体 に よ り濃染 され る神経 グ リア細胞 とその線維 に よ り構成 され, そ の間 に S ‐1 0 0 抗体染色 陰性 の神経節細胞 が高頻 度 に見 られた( F i g . l a , 2 a ) , 虚血群 : 粘膜下神経叢では神経線維 とグ リア細胞 の 染 色性 は虚血3 0 分か ら時間 の経過 に伴 い低下 し, 1 2 0 分 25巻 11号 でほぼ消失 していた。虚血6 0 分では神経線維 の膨化 と グ リア細胞核 の空泡化 お よび核 の変形 な ど細胞変性, 壊死 の変化 が見 られ, 虚 血9 0 分後 には神経節細胞 も変 性 また は壊死 を呈 して いた. 虚血 1 5 0 分では神経叢 の染 色性 はほ とん ど消失 し, 神 経組織 は壊死 に陥 っていた 虚血 腸 管 壁 在 神 経叢 障害 に関す る免疫 組 織 化 学 的 研 究 日 消外 会 誌
Fig. la Control(0‐ Inin.ischenlia):Submucous plexuses are strongly stained by S‐100 antibody(score A:0)and nO histological damage is seen in nette ibers (キ)and neurocytes(↑ ↑,score B:0).Ischemia grol】Ps:After 30‐∼90,min.of ischemia, there partly appear progressive hypochromasia, degeneration and
necrosis of nerve ibers,glia cells and gangliocytes.In the photographs of 30‐ , 60,,90‐min.the damage score(Att B)are abOut 2+1,3+2,4+3 respectively.
(S‐100 stain,ABC,× 600)
Fig. 1b Aftei 150-min. of ischemia, the chromasia of submucous plexuses '
disappeared, and many degenerated, necrotic neurocytes ( t ) are developed, the damage score (A+B) are about 5+3. (5-100 stain, ABC, x600)
1992年 11月 ( F i g 。l a , l b ) 。一方, 筋 層神経叢 においては虚血 3 0 分 で神経組織 の染色性 に変化 は見 られ なか ったが神経叢 周膜 内の浮腫 が著 明に認 め られた。神l F a 細胞 の変化 は 粘膜下神経叢 よ り約3 0 分ほ ど遅れて 出現 したが, 虚 血 1 5 0 分後 には両神経叢 ともt P / ■ば 同程 度 の障害を呈 して いた ( F i g . 2 a , 2 b ) , す なわ ち, 虚 血3 0 分か ら2 1 0 分に かけて3 0 分ご との障害度 ス コアーをみ る と, 粘 膜下神 経叢 では2 4 , 5 . 5 , 7 . 1 , 7 . 8 , 8 . 4 , 8 . 9 , 9 4 , 筋 層神 経叢 では0 6 , 2 . 5 , 4 . 8 , 6 . 3 , 7 . 2 , 7 . 9 , 8 , 9 で あ り, 粘膜下神経叢 の方 が筋層神経叢 よ り早 く障害 された こ 65(2735) とが認 め られた (Fig。3).な お,腸 管 は血流遮 断後, その嬬動 を 5分 以内 に停 止 し,屋 畢状態 を呈 した。 ま た,H&E染 色の標 本でみ る と虚血30分において繊毛 先端 の軽度 の浮腫 と上皮細胞層 の景J離が見 られたが, 上 皮 細胞 の形 態 的 な変 化 は光 顕 的 に認 め られ な か っ た。筋層 で は平滑筋線維 の変性が虚血 120分で見 られ, 180分で は限局性 に壊死 が認 め られた。 低酸素群 !低 酸素血灌流30分か ら90分にかけて腸管 の嬬動 は経過 とともに弱 くな り,90分 後 には完全 に停 止 した.組 織 の変化 では,繊 毛 の浮腫や上皮細胞 の剣 Fig. 2a Intramuscular plexuses hypochromasia ( f ) and neurocytes
degenera-tion appeared after 60-, 90-min. of ischemia, the damage score (A * B) are about I+2. 4+2 respectively. (S-100 stain, ABC, x400'
831+liml島
ラ
柵
lシ
聯
路 一 ・ 90 11ⅢllFig, 2b After 150-min. of ischemia, the damages of intramuscular plexuses are nearly the same as submucous plexuses (score 4*3). (5-100 stain, ABC, x400)
66(2736)
Fig. 3 The damage scores of submucous plexuses in hypOxic group are decreased signiflcantly than those of ische■lia grOup,but no clear difFerence is seen in intramuscular plexuses
三三滞描鋪F腎営
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(Score)i=漁1鮒
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離, 脱 落 な どが見 られ, 9 0 分 間濯流後 に虚血群 とほぼ 同様 の粘膜障害 を呈 していた。壁在神経叢 の障害 は経 時的 に進 行 し( F i g . 4 ) , 障 害度 ス コアーでみ る と, 粘
鵠れ辞
捧
虚血腸管壁在神経叢障害 に関す る免疫組織化学的研究 日 消外会誌 25巻 11号
Fig. 4 Submucous plexuses of hypoxic perfusion group (Figures above): Hypochromasia and slight degeneration of most nerve tissues are noted after 60-min. of hypoxic perfusion, and when 90-min., the damages become more serious. Intramuscular plexuses of hypoxic perfusion group (Figures below): Hypochromasia in glia cells and nerve fibers is observed after 60-min. of hypoxic perfusion, when 90-min., part nerve tissues develop degenerate and necrotic changes. (S-100 stain, ABC, x400)
膜下層では3 0 , 6 0 , 9 0 分 でそれぞれ1 3 , 4 4 , 6 . 1 , 筋 層で は0 1 , 2 4 , 4 4 で あ り, 粘 膜下神経叢 の障害度 は 虚血群 よ り軽度 であ るが, 筋 層神経叢 の障害度 は虚血 群 と比べ差 は見 られ なか った ( F i g 。3 ) . 実験 2 対照群 ! 腸管壁 は正常 な組織像 を呈 してお り, 粘 膜 の総面積 を1 0 0 % と すれば, 繊毛 の占有面積 は粘膜総面 積 の約5 0 % を 占め て いた ( F i g . 5 ) . 壁 在 神 経 叢 は S ‐ 1 0 0 抗体 に よ り濃染 され, 特 に神経節細胞 も S ‐1 0 0 抗体 染色が陽性 を示 していた。 また神経組織 の異常 は見 ら れず, 障 害度 ス コアーは0 0 で あ った ( F i g . 6 ) . 虚血群 ; 粘膜障害 につ いては虚血6 0 分で繊毛 の長 さ が縮小 し, 9 0 分で繊毛 の完全破壊 お よび1 2 0 分で陰富部 細胞 の変性, 壊 死 も見 られた ( F i g . 7 a , 7 b ) . 虚 血後 3 0 分ご との一定視野 内の粘膜 の総面積 に対す る械毛 の 面積 の 占有 率 はそれぞれ4 7 . 5 % , 3 9 。1 % , 1 5 . 1 % , 1 4 % で あ り, 時 間 とともに粘膜障害 の進 行が有意 に認め ら れた ( p < 0 0 1 , F i g . 5 ) . sa ttin ■ ガ
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1992年11月
Fig. 6 The plexus damages of 30- and 60-min. ischemia are recovered to normal after 1- and l4-day reperfusion respectively. lYhile after 14-day reperfusion, no recoveres were found in the group of 90-min. ischemia, and the damages even become serious in the group of 120-min. ischemia, 虚血3 0 分か ら壁在神経叢 の染色性 は時間 とともに低 下 し, 9 0 分 でほぼ消失 し, 神 経組織 の変性, 壊 死 も著 明 にな った. 虚 血 1 2 0 分で神経細胞 の数 は著 し く減 少 し, 神 経細胞 はほ とん ど変性壊死状態 に陥 った ( F i g . 8 a , 8 b ) . すなわ ち虚血後3 0 分ご との障害度 の ス コアー は1 . 8 , 4 0 , 5 1 , 6 6 で あ った ( F i g . 6 ) . 67(2737)
Fig. 5 With the ischemic period prolonged, the ratio of villi area to mucosal area is remarkably decreased. After reperfusion 3 days. the villi area recover to normal in the groups of 30- and 60-min. ischemia ; while this recovery is observed after 7- and 14-day of reperfusion in the groups of 90' and 120-min. ischemia. 林 ニ ネ 一 務 一 一 ネ 一 料 十 一 一 事 務 ■ ︻ 料 球 料 一 再灌流群 1 虚血3 0 , 6 0 分 の粘膜障害 は再灌流後 1 日 目, 3 日 目で正常 に回復 した( F i g . 7 a ) 。虚血9 0 , 1 2 0 分群 ではそれぞれ 7 日 日, 1 4 日 目で繊毛 の長 さが回復 した ものの ( F i g . 5 ) , 異 常 な粘膜組織像 を呈 していた ( F i g . 7 b ) . 壁在神経叢 の障害 は, 虚 血3 0 分の もので は 再濯流後 1 日 目で回復 したが, 6 0 分 の ものでは虚血直 後 の ス コアーが4 . 0 , 3 日 目には2 5 , 7 日 目には1 . 6 と な り, 1 4 日 目で はほぼ正常 に回復 していた。 し か し, 虚血9 0 分の ものでは再灌流 1 4 日後壁在神経叢 の障害度 ス コアーは4 . 4 で十分 な回復 を認めず, 虚 血1 2 0 分では ス コアーは8 . 3 とさらに障害の進行が認め られた ( F i g . 6, 8a, 8b). 血流再開後 の開腹所 見では虚血3 0 , 6 0 お よび9 0 分の 再 灌 流 1 4 日 目に お い て腸 管 の壊 死 は見 られ な か った が, 虚血1 2 0 分群では2 0 例中 8 例 に腸管 の壊死が認め ら れた。虚血 と再濯流時間が長 くな る とともに, 腸 管 の 癒着 お よび 口側腸管 の拡張 が高頻度 に見 られ るよ うに な り, 虚 血9 0 , 1 2 0 分再濯流 7 日 後 では全4 2 1 に認め られ た。また, 虚 血1 2 0 分で 3 4 / 1 が死亡 し, 死 因のいず れ も が虚血腸管 の壊死, 穿 孔 に よる汎発性腹膜炎 であ った (Table 2). 考 察 消化管壁在神経叢 は神経 グ リア細胞や神経線維 な ら びに神経節細胞 に よって構成 され, 食 道 か ら肛 門 まで 広 く分布 し, そ の ニ ュー ロンの数 は1 0 7 ∼1 0 8 個で あ り,
68(2738) 90‐min‐I+7-day‐ R 脊髄 とほぼ同数 で あ る といわ れ てい る1 ) . この神経叢 は消化管 の吸収,分 泌,運 動 ない し免疫機能の調節 に おいて重要 な役割を果た しているので消化管の脳 とも よばれてい る。 また壁在神経叢 は交感神経系お よび副 交感神経系 と並 んで第 3 の 自律神経系 であ る とい う提 唱 もあ り1 ) , その重要性 に対す る認識 が高 ま ってい る. ところが, 壁 在神経叢 に関す る生理学的 お よび解剖 学 的研 究 は多 い2 ) の∼9 ) が, 虚 血 状態 におけ る形態学的変 化 を観察 した研究 は見当 らない。 K o b a y a s h i ら2 ) は, 免 疫組織 化学 的手法 を用 いて壁 在神経叢 の骨 格蛋 白が S ‐1 0 0 蛋白に よ り組 成 され て い 虚血 腸管 壁在 神経 叢 障害 に関す る免疫組織 化学 的研 究 日 消 外会誌 25巻 11号
Fig. 7a The vllli damages of 30‐ and 60‐min ischemia completely recovered after l‐and 3‐day reperfusion,(H&E, × 100)
60‐min―I
患
30-min‐1 60-min‐I+3‐ day―R
Fig. 7b In the groups of 90- and 120-min. ischemia, structural disorder could still be found after 7- and 14-day reperfusion even though villi hight restored. (H & E, x 100) 90-min‐1 120‐min―I る ことを報告 してお り, 神 経叢 の機能 面 において も S ‐ 1 0 0 蛋白は カル シ ウム結 合蛋 白 として細胞機能 の調節 を担 うことが推定 され てい る。そ こで, 著者 は S ‐1 0 0 蛋 自の染 色性 の変化 と神経組織 の組織形態学的変化 に基 づ き, 虚 血 に よる壁在神経組織障害の発生お よび血流 再開後 の転帰 につ いて検討 して以下 の よ うな結果 を得 た。① イヌ小腸の壁在神経叢の虚血性変化は粘膜や平 滑筋細胞などの神経叢以外の組織より早 く出現した。 ②筋層神経叢より粘膜下神経叢のほうが早期に障害さ れ, 虚血1 2 0 分後では両神経叢の一部の組織が不可逆的 変化を呈 していた。③低酸素状態においても完全虚血 120-min―I+14-day‐ R
1992年 11月 69(2739)
Fig. 8a The plexus damages of 30-, 60-min. ischemia group are recovered after 1-, 14-day reperfusion. (5-100 stain, ABC, x200)
60‐min‐I
Fig. 8b After reperfusion 14 days, almost no damage recovery is found in the group of 90-min. ischemia; and in the group of 120-min. ischemia, the plexus damages develop even more serious. (5-100 stain, ABC, x200)
30‐min‐I
control 30‐min‐Iキ 1‐day‐R
60‐min‐I+3-day‐ R 60‐min‐I+7‐ day‐R
90‐min‐I 120。min‐I 90‐min。1+3‐day‐R 120。min‐I+7‐day‐R 90‐min‐Iキ 14‐day‐R 120‐min‐Iキ 14‐dayoR
70(2740) 状態 に類似 した組織障害 が見 られた。④ マ ウス虚血腸 管 の粘膜 障害 は虚血 1 2 0 分で も血 流再 開 2 週 後 に は形 態的 に回復 したが筋層 の修復 は見 られ なか った。⑤ マ ウス小腸 の壁在神経叢障害の形態学的 な回復限界は虚 血時間が6 0 分以内であ り, 9 0 分 以上 の虚血 では回復 し に くく, 腸 管 が生存 して も運動機能障害 の残存 が示唆 された. 今 回の実験 で は, 腸 管 の血流 を遮 断す る と, 直 ちに 腸管 の嬬動 は停 止 し, 痙肇状態 を呈 した。名越 ら1 °) によ れば血行遮 断 を行 うと, そ の直後 よ り揚管 の筋電 図の s p i k e c o m p o n e n t は消失す る と報告 されて い る ことか ら, これは虚血 に よる機能的 な反応 として 出現 した も の と考 え られ る. す なわち, 虚 血 に よ り脳, 脊 髄では 神経細胞 よ り非特 異的 に大量 の興奮性神経伝達物質 が 放 出 され, シナプス後細胞 の過乗」興奮 が引 き起 こされ, その結果 として シナ プス後細胞 が抑制 状態 に陥 る とい われ てい るが1 1 ) 1 り, 腸 管壁 で も同様 の こ とが起 こって い る と考 え られ る. C h i u ら 1 3 ) による と虚血後3 0 分で腸繊 毛 の浮腫, 粘 膜 上皮 の剣離 な どが見 られたが, 上 皮細胞 の細胞 レベル の変化 はほ とん ど見 られ なか った とい う。これに対 し, 今回得た成績 でみ るよ うに壁在神経叢 では神経組織 の 変性 が早 く出現 し, 時 間 とともに障害 は進展 し, 2 時 間 にな る とか な りの障害 が見 られた. こ の ことは, 壁 在神経叢 は粘膜や平滑筋細胞 な どの組織 よ り虚血 に対 す る反応 が敏感 であ り, 障 害 の進 行 も速 い と考 え られ る。 粘膜下神経叢 が筋層神経叢 よ り先 に障害 された こと につ いては主 に 2 つ の理 由が考 え られ る. そ の 1 つ は 虚血 に よ り腸管壁血流 の再分配 が起 こ り, 粘 膜下層血 管 の抵抗 が強 くな るため】。,粘 膜下および粘膜層の血 流量 は減少 し, 粘 膜下神経叢 は さらに酸素欠乏状態 に 陥 るため と考 え られ る。一方, S t e a d ら1 9 によれば粘膜 日消外会誌 25巻 11号 下層 には肥満細胞 や好酸性 な らびに好塩基性顆粒細胞 な どが多数存在 し, 膜 一膜接触 の方式 で壁在神経組織 に密接 してい る とい う。虚血 に よ りそれ らの肥満細胞 や類粒細胞内 にあ る血管作動性物質や酵素 な どが細胞 外 に放 出 され〕6 ) , 粘膜下神経組織が傷害 され るもの と 推測 され る。 また粘膜障害 のため に腸管 内有毒物質 が 腸管壁 内へ浸透す るこ とに よ り粘膜 下神経叢 が先 に影 響 され ることも推祭 され る. 筋 層神経叢障害 につ いて は, 筋 層神経叢の外環境 は粘膜下神経叢 と違 い, そ の まわ りに平滑筋組織 が密接す るため平滑筋細胞 の異常 収縮や持続痙筆 に よ り神経叢 へ の負荷 が加わ る ことが 考 え られ, 平 滑筋細胞 の持続痙筆 に よ り筋層 の酸素 と エネルギーの消耗が増加 し,筋 層神経叢障害 の進行が 加速 され るもの と思われ る. ところで, 虚 血 に よる壁在神経叢障害 において血流 再開後 の形態学的 な回復 の可否 は虚血 の程度 とあ ま り 関係 な く, 虚 血時間 の長 さに よって決め られ る と考 え られ る. す なわ ち完全虚血 の場合 で も一定 の時間 内で あれ ば完全 回復す る ことが可能 であ り, 逆 に低酸素状 態 の場 合で もあ る時間 の限界 を越 える と回復 で きない こ とがあ る。本実験 2 に よると, 完 全虚血6 0 分以内の マ ウス小腸では血流再開14日後 に壁在神経叢 の回復 は 組織学 的 に認め られたが, 虚 血9 0 分以上 の もので は血 流再 開1 4 日で もその回復 が見 られず, 形 態学 的 に も日 側腸管 の拡張 が多数の症f / 1 で認 め られ, 虚 血 腸管 の運 動機能障害 の存在 が推預」された。虚血後壁在神経組織 の回復 につ いては体性神経系損傷 と異 な り壁在神経叢 にあ る神経細胞 の胞体 と軸索が ともに傷害 され, さら に中枢神経 に比べ壁在神経叢 はまわ りの非神経組織 と 密接 してお り, 虚 血 時それ らの組織 の代謝障害 は血 行 再 開後 に も壁 在 神 経 叢 に影 響 を与 え る こ とが考 え ら れ, 障 害 の回復 は さらに複雑 にな る と思われ る。す な わ ち壁在神経叢 はあ る一定時期の虚血状態 におかれて 虚血腸管壁在神経叢障害 に関す る免疫組織化学的研究
Table 2 酌Iacroscopic andingS after reperfusion
Duration of ischemia 30 min 60 min 90 mln 120 min
Day after reperfusion 1 3 7 14 1 3 7 14 L 3 7 14 [ 3 7 14 No. of cases (n-)
Survived intestine Adhesive intestine Proximal dilatation of
the ischemic intestine Necrosis or perforation
of the ischemic intestine
5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 3 2 4 3 0 5 5 5 0 0 4 5 2 3 1' 24 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 ('death)
1992年11月 傷 害 を受 け る と組 織 学 的 ,機 能 的 に も回復 しに くい も の と考 え られ る。 そ の傷 害 機 序 につ い て 今後 さ らに検 討 す る必 要 が あ る もの と思 わ れ る。 本論文の要 旨は第36,37回 日本消化器外科学会総会(1990 年 7月 ,1991年 2月 東京)に おいて発表 した。 文 献
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72(2742) 虚血腸管壁在神経叢障害に関す る免疫組織化学的研究 日消外会誌 25巻 11号
Immunohistochemical Studies on Damages of Intestinal Nerve Plexuses in Ischemic State Dazhi Chen, Masahiko Onda, Yukichi Moriyama and Yonejiro Nakajima
The First Department of Surgery, Nippon Medical School
The genesis and development of intestinal nerve plexus damage in ischemic and hypoxic states in the dog was investigated using immunohistochemical methods. The intestinal nerve plexuses were strongly stained by 5-100 antibody in the control group, but no histological changes were observd in nerve fibers or neurocytes. The 5-100 protein staining of intestinal nerve plexuses decreased from 30 minutes of ischemia, and degeneration features of neurocytes and nerve fibers appeared. After 150 minutes of ischemia, the 5-100 protein staining of intestinal nerve plexuses almost disappeared, swelling of nerve fibers and necrosis of neurocytes could be clearly observed. Approximately the same degree of damage was found in the perfusion groups with hypoxic blood. On the other hand, ischemia-reperfusion tests were also conducted in mice. After 60 minutes of ischemia, mucosal damage was repaired after 3 days of reperfusion, whereas intestinal nerve plexus damage required 14 days to recover. After 90 minutes of ischemia, mucosal damage had returned to normal 14 days later, but clear repair did not appear in plexuses. In groups exposd to 120 minutes of ischemia, the damage was even more severe.
Reprint requests: Daghi Chen The First Department of Surgery, Nippon Medical School 1-1-5 Sendagi, Buknyoku, Tokyo, 1l3JAPAN
