日消外会誌 26(2):203∼ 213,1993年
重症特発性慢性便秘における結腸壁内神経叢機能に関する
細胞 計測学的お よび薬理学的研究
兵庫医科大学第 1外 科,宝 塚市立病院外科・庭本 博 文 大 橋 秀 一 Ⅲ 岡 本 英 三
重症慢性便秘 患者204211の切 除結腸 を用 いて,壁 内神経細胞 の計預Jと平滑筋 の収縮能 を検討 した。画 像解折装置 を用 いて計測 した結腸 1周 当た りの神経細胞 数 は,便 秘群 では154±32個 と,排 便 障害 のな い早期大腸癌患者10例の対照群 の274±67個に比 べ有意 の減 少,核 面積 は便秘群 で は102.8±30.6μ2 と,対 照群620± 19.6/2に比べ有意 の増加 (大型化)を 示 した。新鮮結腸筋組織 の muscarinic acetyl・choline receptorの〔3H〕QNBに 対す る特異的結合量 は,便 秘群 では447.0±79.6fmole/mg protein
と対照群 の291.6±31.2fmole/mg proteinに比 べ有意 の増加 を示 した。 さらに,muscarinic agonist
であ る oxotremorineに対す る結腸筋条片の用量反応 曲線 において,便 秘群 は対照群 よ り著 明な左方
移動 を示 し,Camonの deneWation supersensttivityの存在 を示唆 した。以上 よ り重症便秘腸管 の平
滑筋 は収縮能 を保持 してい るが, コ リン作動性 の興奮性 ニ ュー ロンの減 少 お よびそれ に よる相対的抑 制 ニ ュー ロンの優位 が慢性便秘 の病態 に深 く関与 してい る と推論 された.
Key words: severe idiopathic chronic constipation, Auerbach's plexus, number of ganglion cell, nuclear area oI ganglion cell, muscarinic acetylcholine receptor
緒 言 慢性便秘症 は最 も一般的 な腸管 の機能異常 の 1 つ で あ るが, そ の 日常性, 普 遍性ゆ えにか え って本症 の原 因や病態 に関す る研究が進 んでいない。 し か し慢性使 秘症 の中にはその程度 の非常 に強 い ものがあ り, 下 剤 の増量, 食 餌療法 な どの内科的治療 の限界を越 え 日常 生活 に も支障 を来 し, と くに女性では無月経 ・無力感 ・ 性 ホル モ ン異常 まで来 し, 遂 には大腸亜全摘術 に よっ て よ うや く長年 の便秘 か ら解放 され る例 も決 して少 な くない。欧米で も, 最 近 この よ うな重症慢性便秘症の 1君祥ヤま, severe idiopathic constipationl)2), c。lonic i n e r t i a り, ぁ るいは a c q u i r e d m e g a c o l o n 。な どと呼 ば れ, これ らの重症便秘症 では, 外 科的治療が最終的か つ根治的治療 として見直 されて きつつある。 この よ う な重症難 治性便秘症 においては, 腸管 の神経支配異常, ことに腸壁内神経の機能的 ・形態的異常 に起因す ると い うのが大方の一致 した見解であ るが, 通 常の病理組 織学 的検索 では これ までほ とん ど決定的変化 を見 出す に至 っていなか った。 よ うや く最近, 鍍 銀染色を用 い <1992年10月7日 受理>別 刷請求先 !庭本 博 文 〒663 西官市武庫川町 1-1 兵 庫医科大学第 1外 科 た検索 で本症 の結腸 ア ウエルバ ッハ神経叢 (以下 A神 経叢)内に占め る好銀 性細胞 の減少 が報告215")され,ま た,組 織 化学的 に substance‐Pつあ るい は VIP細 胞 の 減 少ゆな ども注 目され て きた。 本研究 において,著 者 らは教室 お よび関連施設 で大 腸亜全摘 ・回腸直腸吻合 を行 った20例の重症慢 性便秘 症息者 の切除結腸材料 を もとに,ま ず腸壁 内神経 の計 測学的検索 を行 った。 その結果本症結腸 においては, A神 経 叢 の腸 1周 当た りの神経 細 胞 数 が著 明 に減 少 し,残 存神経細胞 は著 し く大型化 していることを見 出 した。 さらに,同 腸管 におけるコ リン作動性神経支配 の変化 を ムス カ リニ ックアセ チル コ リン レセ プター (以下 mAch‐R)の 定量 お よび筋 自体 の収 縮能 を調 べ た結果,結 腸壁 の コ リン作動性神経支配の著明な減弱 を示す所見 が得 られた。 以下そ の成績 を報告す る とと もに,本 症 の病態生理学上 に占め る A神 経叢 の機能 的 役害Jにつ いて考察す る。 研究材料 お よび方法 1985年か ら1990年までの 6年 間 に,重 症 の特発性慢 性便秘症 の診 断の も とに,大 腸亜全摘術 を受 けた20例 の切 除結腸を用いた。患者 の年齢 は20∼78歳 (平均51 歳),男 性 8例 ,女 性 12例であ る.対 照群 として排便果
12(204) 重症特発性慢性便秘における結腸壁内神経叢機能 日消外会議 26巻 2号 常のない早期大腸癌10例 (平均年齢50歳)の 非癌部 S の 病悩期間 (3∼ 30年,平 均13.6年)を もち,下 剤の 状結 腸 を用 いた。 大腸亜全摘術 を受 けた2 0 例の患者 は, 全 例 3 年 以上 変 更 や 増 量 に て も 対 処 困 難 で, か つ r a d i o p a q u e m a r k e r によ る t r a n s i t t i m e s t u d y 9 1 にお い て, マ ー
FiS. I Transit time curves of radiopaque markers in each part of the colon. Open circles are number of the residual markers in the constipation group (n= 6), closed circles are that in the control (n=5). Total transit time markedly delayed in each part of the constipated colon. Points and bars indicate meanf SD.
Transverse colon
D: Abdominal distension, P : Abdominal pain, N : Nausea, lax. : various mixture of laxatives, I.S.: internal sphincterotomy, I.R. : ileorectostomy, A.R. : ascending colorectostomy
O 田 一 o や D O 切 L o ま L 雪 E 五 D 口 り O L
Ascending colon Descending colon
Table 1 Clinical review of 20 patients with severe idiopathic constipation
Patients
number age sex
duration of symptoms \years,
s t o o l
ぞ
淵 野
symptomsother laxativecolonic caliber (cm) prervrous operation 価 a l o p e r a t i o n post op. stool a ヨ 0 ■ ∞ 宮 0 ” や 田 や 田 F O ● o ︼ ︼ 雨 日 1 2 3 4 5 6 7 8 M F M F M F F M 1 / t/7 t/7 t/7 t/7 t/5 lverT t/5 L/3 DN. DP, D D DP, N.D lax senna enerna senna senna senna senna lax 12 0 11 5 9 0 8 8 10 5 8 3 10 8 8 . 0 hysterectomy It. hemicolectomy LS. AR I.R. I.R, I.R. I.R. I.R IR I.R 1/2 1/2 1/3 1/2 1 1 1 3 3 S 島 宮 0 ﹁君 君 ︻将 せ も ︼研 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 75 46 44 74 50 52 40 24 45 27 55 20 F M F M F F M F F F M F 20 20 15 5 30 15 5 7 3 10 11 5 t/7 t/5 t/5 t/7
t/s
t/7 t/5 t/7 t/5 lverT t/7 lverT D P. DP DN DN D. D.N D. D,N D senna lax lax senna senna senna lax. lax. lax. 7 2 7 2 5 0 4 1 5 . 2 5 2 7 0 4 9 6 . 8 7 5 7 . 5 6 5 LS. LS. I.S. appendectomy appendectomy I.S. appendectomy IR I R I R I.Rゃ I.R, I.R. I.R. I.R. AR. I.R, AR IR. 1 1 1-2 2-3 1 1 3 1 1-2 1/2 2 11993年2月
カーの70%が 服用後 5日 目の X線 上 で もなお S状 結 腸 よ り口側 の結 腸 内 に停 滞 して い る,い わ ゆ る slow transit constipationlいで あ る (Fig,1).注 腸 X線 上, これ らの患者 は弛緩性便秘 に属 し,結 腸の弛緩拡張の 程度 か ら,S状 結腸 の横径8cm以 上 の拡張 を示す のを 著 明拡張群 (A群 , 8例 ),8cm未 満 を軽度拡張群 (B 群,12例 )に 分け,対 照群 を C群 (1042j)として以下 の検索を行 った (Table l)。なお,術 前 に直腸肛門管 反射 お よび大腸鏡検査 を行 い,Hirschtsprung病お よび その他 の器質的 な原 因疾患 のない ことを確 認 した。 手術 は204/1ttT711に大腸亜全摘 を施行 し,再 建 は17例 に回腸直腸吻合 を, 3例 に上行結腸直腸吻合を施行 し た。排便 回数 は術前平均 1週 に1.2回が,術 後は平均 1 日1.2回に著明に改善 した。 1.病 理組織学的検索 切除標 本 は遊離結腸紐 に沿 って開 き,肉 眼的観察 お よび諸計預Jの後,仲 展 して10%ホ ルマ リン液中に浸潰 固定 した。 1週 間以上 固定後,検 索 目的 に応 じ適宜結 腸組織片 を切 り出 して用 いた。 病理組織学的検索 には,結 腸長軸 に直 交す る全層組 織 片 を採取後,粘液面 に垂直 な5″パ ラフ ィン切 片を作 製 し,HE染 色,Azan―Ma1lory染 色のほか,一 部 は酵
素抗体法 を用 いて,neuron spectic enolase(NSE) を免疫組織化学的 に検索 した。 2.細 胞計測法 ホル マ リンに固定 された切除結腸標本か ら全周の横 切組織 片を採取 し,約 3cm前 後 に細 分 してパ ラフ ィン 包埋後,各 ブロ ックにつ いて5″のパ ラフ ィン切片 を 3 枚ずつ作製 した。HE染 色 の後,A神 経叢 中に含 まれ る 神経細胞 につ いて,画 像解析装置 Quantimet 720 sys― tem 20 picture analyser(Cambridge社製)を 用 いて 腸管 1周 当た りの総神経細胞数 を数 え,同 時 にその全 神経細胞 の核面積 を計淑Jした。計測 に当た っては重複 を避 け るため,核 小体 の見 える核 のみを選 んで計測 し た. 1周 当た りの総神経細胞数は各 ブロック 3枚 ずつ の切 片で数 え,mean± sDで 表 した。核面積 も 1周 当 た りの総神経細胞 につ いて計測を 3枚 ずつの切片で行 い,meanttSDで 表 した。有意差検定 は Student's t testで行 った。 は じめの 3例 で上記計測 を上行結腸,横 行結腸,下 行結腸 お よび S字 結腸 の 4部 位 で行 った。その結果, 成績 で示す ご とく, 1周 当た りの総神経細胞数 は結腸 口側 か ら肛 門側 にな るに従 い増 加す る傾 向を認 めた が,神 経細胞 の核面積 には部位 に よる有意差を認めな 13(205) い こ とが判 明 した ので,以 後 の検 索 で は S状 結 腸 を もって代表 させ る こととした。 3.平 滑筋 の mAch‐Rの 定量実験 受容体 の結合実験 は,Yamamuraら りの方法に準 じ て行 った。 タイ ロー ド液中に-80℃ で保存 した使秘群 5421のS状 結腸新鮮凍結標本 を用 いた.粘 膜抜去 した 試料300mgを 5,7mlの 100mM Tris‐HCL burer(200 mM NaCl,2mM CaC12,pH 7.4)と ともにポ リ トロ ン22,000rpmで 1分 間 ホモジネー トした。〔3H〕quinu‐ clidinyl benzilate(QNB)のbinding assayヤよ, 前述
の Tris‐HCL burerと , 5種 類の濃度 (0.1∼1.6nM) の 〔3H〕QNB(New Engiand Nuclear 33.lci/mM) に,100/1の ホモジネー ト試料 を加 え,37℃で30分間 イ ン キ ュベ ー トして 行 った。結 合 した 〔3 H 〕Q N B を ヽVhatman GF/F fllter(ヽVhatman lntemational Ltd.)
を通 して吸引帽過 しメデ ィウム と分離 させた後,液 体 シ ンチ レーシ ョンカ ウンター (Packard 460)にて計測 した。特異的結合量 は,10″Mの atropine存在下 での 結合量 と全結合量 との差 とした。蟹 白含有量 の測定 は, Lowryら の方法1りに よった。対照群 として使秘 のない 5例 の早期癌 大腸症例 の非癌部 S状 結腸 を用 いた。 4.平 滑筋の oxotremorineに対す る収縮 反 応 実 験 i便 秘 群 5例 の1.5cm長 の 新 鮮 筋 片 を 95%02と 5%C02を 通 じた37℃ Krebs液 を満 た した 槽 内 (organ bath)に懸架 した。 lgの 張力負荷 を定常 的 に加 え,収 縮 を DC transducer(日 本光電 FD hip up TB‐612T, carier ampliner AP612G, recticorder
RJG 4124)で 等尺性 に記録 した。acetyicholine(以下
Ach)の agonistであ る oxotremorine投与 に よ る筋
の最大収縮値 を100%と して,各 濃度 (0.5nM∼ 20″M) に対す る収縮 をパ ーセ ン トで表示 し用量反応 曲線 を作 成 した。対照群 として 5例 の早期大腸癌 症例 の非癌部 S状 結腸 を用 いた。 成 績 1.病 理組織学的所見 切除結腸 の粘膜 には下剤 の長期服用 に原 因す る著 明 な melanosisが肉眼的 に も組 織 学 的 に も認 め られ た が,潰 瘍 や ビランな どの所見は見 られなか った。筋層 は拡張の強い症例で内輪筋 の軽度 の周巴厚 を認め る例が あ ったが,筋層 の断裂や線維化 は 1711も認 め なか った。 両筋 層 間 に位 置 す る A神 経 叢 には炎 症細胞 浸潤 や 神経細胞 の著 明 な破壊変性像 は見 られ ないが,概 して 同神経叢 は正常対照群 に比べ,神 経細胞 数 が少 な く, かつ大型 の神経細胞 が 目立 った (Fig.2A,B)。 大型
1 4 ( 2 0 6 )
Fig. 2 A-plexus of the sigmoid colon. HE stainx 200. Nerve cells are reduced in number and show an enlargement of cell bedies in the constipated colon (B) comparing to the control (A).
の神経細胞 の中には細胞 の膨化, 空 胞変性や硝子化 を 示す ものがあ り, 時 には神経細胞 の消失 した後 に グ リ ア性細胞で置換 されているもの も見 られた ( F i g . 3 A , B). NSE染 色で A神 経叢 中の神経細胞 の胞体 お よび筋 層 内では神経線維 が褐色 に染 出 され るが,対 照結腸 に 比べ便秘結腸標 本 で は A神 経叢 内 で,NSE染 色陽性 細胞 が少 な く,筋 層 内で は陽性線維 も著 し く減 少 を示 した (Fを .4,B). 2,細 胞計測成績 初 めの 3例 において,亜 全摘結 腸 の部位別 の 1周 あ た りの総神経細胞数お よび平均核面積を調べた。その 結果, 1周 当た りの総神経細胞数 は 口側 よ り肛 門側 に 向か うにつれ て増加 し,S状 結腸 にお いて最 もそ の数 が多か ったが,神 経細胞 の平均核面積 では有意 な部位 差 を認め なか った (Table 2).よ って,以 下 の検索 で は S状 結腸 について計測を行 った。 まず,S状 結腸 における 1周 当た りの総神経細胞 数 は便秘結腸では154.0±32.0個,拡 張度別でみ る と,著 明拡張群 (A群 )8例 の136.9±31.7個,軽 度拡張群 (B 重症特発性慢性便秘における結腸壁内神経叢機能 日消外会誌 26巻 2号
Fig. 3 Degenerative changes of nerve cells in the constipated colon. HE stain x400.
A : Giant ttansformation of nerve cells with vacuolar degeneration. B: Gliosis of the A-plexus. An arrow shows disappearing nerve cell with satellite glial cells indicating neurono-phagia. 群) 1 2 例 の1 7 6 。2 ±3 1 , 6 個であ り, 正 常対照群 ( C 群 ) 1 0 例の2 7 3 . 9 ±6 7 . 4 個に対 し, 有 意 に減少 を示 した。A 群 と B 群 で は A 群 にお いて よ り神経細胞減 少 は著 明 であ ったが, 統 計学的 に有意ではなか った ( T a b l e 3 , F i g . 5 ) . 次 に A 神 経叢 内の神経細胞 の核面積 は, 対 照 の平均 核 面 積62.0±19.竹2に対 し,便 秘 結 腸 で は102.8± 30,6″2,拡 張度別でみ ると,A群 112.0±30.6/2,B群 93.4±25.2μ2とぃずれ も有意に増加 していた。A群 と B群 との間 に有意差 はないが,B群 よ りA群 において 核面積増大 の程度 は大であ った (Table 3,F七 .6), 核面積 の分布 曲線 でみ る と,C群 では核面積60″2に頂 点 を有 す る正規 分布 に近似す る曲線 を示す が,B群 で は80″2,A群 で は110″2に頂点を有 し,分 布 曲線 は著明 に右方 に偏位 を示 した (Fig.7). 3.mAch‐ Rの 定量実験 便秘群 の 〔3H〕QNBの 特 異的結合量 は,対 照群 に比 しすべ ての プ ロ ッ トが高 い レベルを示 し,非 特異的結
1993+2
E
Fig. 4 Transverse section of the sigmoid colon. NSE stain x200. NSE positive neurons in the A-plexus and nerve fibers in the circular muscle layer are definitely reduced in the constipated (B) as compared to the control (A).
合量は 〔3 H 〕QNB濃 度 と正の相関を示 し直線的に増加
した。そ して各プロットにおける非特異的結合量は,
全結合量の1 0 % 以 下であった。〔3 H 〕QNBの 特異的結
15(207)
Fig. 5 Number of the myenteric ganglion cells per entire circumference of the colon.
ⅢPく 001
窪魯
ち 営 1 0 0B : 5 1
group A n = 8 Oroup B n = 1 2 Oroup C n‐ 10 合量 の S c a t c h a r d a n a l y s e s l ゆにおいて, 便 秘群の l i n e は対照群 のそれ に比べ右方移動を示 した ( F i g . 8 ) . 対 照 群 の 特 異 的 結 合 量 B m a x は , 2 9 1 . 6 ±3 1 . 2 f m o l e / m g p r o t e i n であ るのに対 し, 便秘群では, 4 4 7 . 0 ±7 9 . 6 f m o l e / m g p r o t e i n と有意に ( p < 0 . 0 1 ) 高 く, 便 秘群 の筋組織中に m A c h ―R 量 が有意に増加 していること が示 された。なお, 解 離定数 K D 値 および蛋白含有量 には有意差はなかった ( T a b l e 4 ) . 4 . 平 滑 筋 の o x o t r e m o r i n e に対 す る収 縮 反 応 実 験 : 平滑筋の o x o t r e m o r i n e に対す る用量反応 曲線に おいて, 便 秘群では対照群に比べそのカープは左方移 動を示 し, 5 0 % e r e c t i v e d o s e は便秘群では1 . 5 X 1 0 7 M で , 対 照群では2 . 2 ×1 0 6 M でぁった ( F i g . 9 ) . す なわち便秘群の平滑筋の o x o t r e m o r i n e に対す る反応 性の明 らかな増大が認め られた.Table 2 Number and size of the ganglion cells in each part of the constipat-ed colon. The number of the nerve cells per entire circumference gradually increased toward the anal side. But no significant difference was seen in the nerve cell size estimated by the nuclear area among four diffent parts of the colon
Number: Number of ganglion cells per entire circumference Area: Nuclear area of ganglion cell (p')
A景
:認
ng
TransversecolonDe淵
辞
ng
Sigmoid colon Case I Number Area 1 0 1 , 7 ±5 . 3 9 9 , 8 ±5 2 . 7 1 2 0 . 3 ±5 2 9 8 . 0 ±3 9 6 1 1 7 3 ±8 . 6 9 4 3 ± 3 0 . 4 122.Ot7 3 110.3t33.3 Case 2 Number Area 1 1 9 . 0 ±5 . 4 9 5 , 1 ±1 9 . 9 122.7■2 1 100.4■24.7 1 5 6 3 ±6 . 3 1 0 1 4 ±2 4 . 7 190 7t4 9 9 3 0 ± 1 7 . 6 Case 3 Number Area 1 3 9 . 0 ±8 6 92.8=L28.8 1 4 0 . 3 ±9 9 102.4t28 0 1 4 2 7 ±3 . 7 100.2=上22.5 146.7■6 2 100.8=L29.2 (Mean± SD)
16(208う
Table 3 Number and size of the myenteric gan. glion cells of the sigmoid colon
重症特発性慢性便秘における結腸壁内神経叢機能 日 消外会誌 26巻 2号
(Mcan± SD) Numberi Number of gang1lon cells per entire circum‐ ference
Area:Nuclear area of ganglion cel1 02)
A: cOnstipated group with megacolon, B: the same without lnegacolon,C i control group.
考 察 1 9 6 9 年H i n t O n ら1 のに よって考案 され た腸管 通 過 時 間 ( g u t t r a n s i t t i m e ) の測定法 は, バ リウムを充項 し た ポ リ エ チ レ ン チ ューブ を 細 切 し て 作 成 し た r a d i o o p a q u e p e l l e t ( m a r k e r ) を一定数服用 させ,一 定 時 間後 に腹 部 単純 撮 影 X 線 で マ ーカーの停 滞 部 位 と停 滞時間 ( 通過 時間) を 測定す る方法で あ る。本法 は極 めて簡使で生理的であ り, 欧 米では早 くか ら重症 の慢性便秘症患者 の診断 ・治療法 の決定 には欠かせ な
Fig. 6 Nuclear area of nerve cells of the myenter-ic plexus of the colon.
P < 0 . 0 1
O r o u p C n=10
Fig. 7 Distribution curves of nuclear area. Points indicate mean values of each specimens.
n u c l e a r a r e a
(μnf)
い検査法 となっている。重症 の慢性便秘で,局 所的に も原 因の見 出せ ない 1群 の疾患 は,一 般 に難治性特発 性便 秘 症 severe idiopathic constipationi121と呼 ば れ てい るが, これ らは gut transit time studyを行 うと ほ とん ど例 外 な く結 腸 通 過 時 間 が 異 常 に 長 く, i d i o p a t h i c s l o w t r a n s i t c o n s t i p a t i o n めとも呼 ばれてい る. 正常人 を対 象 に行 った腸通過時間 の測定 で は,マ ー カーの一部 が初 めて排泄 され るのは遅 くとも 3日 以内 であ り, 3日 以内に S状 結腸 に達 し, 5日 以内に80% の マーカーが排泄 された。一方,研 究対象 となった便 秘症患者 で は 5日 後 には全 マ ーカーが大腸 に到達 して いた が,そ の70%は S状 結 腸 に到達 して い な か った (ng.1)。 す なわ ち結腸 の著 しい slow transit consti・
e n b e P a t i
n u m group Number Area
A 1 2 2 0 ±7 3 146 7■6 2 146 3E生5 4 184 3■4 5 106 0■2 9 125.3=生5 4 183 3±3 8 1 0 9 7 ±2 1 1 1 0 3 ±3 3 3 100 8±29 2 1 1 4 5 ±3 7 4 1 2 4 1 4 2 9 2 9 9 0 こと3 3 4 1 1 0 7 ±4 2 9 100 2=生22 5 108 8=L33 7 B 1 9 0 7 ■4 9 1 6 9 0 ± 4 2 1 6 7 7 ± 2 1 1 4 5 2 ± 3 2 1 7 1 0 ± 2 9 1 8 8 0 ± 2 2 1 7 9 3 ±3 3 200 7t3 3 213 0t5 7 167 7t2 1 135 7=L3 3 175 3t2 1 93 0t17 6 92.0■19 9 92 0=生24 1 9 5 7 ± 2 6 3 102 4±30 4 102 7■30 2 84 4±24 4 86 4■16 6 101 9二生22 2 93 7t33 0 101 2=L37 9 7 3 7 ± 2 0 4 C 309 0t4 3 290 345 6 328 7■4 0 223 3=L3 3 187 3=L3 1 2 7 5 0 ± 4 1 276 0±5 0 287 0■6 2 228.3=生3 4 253 043 6 60 0415 9 54 9t15 4 64 8=生38 9 62 0こ生14 1 68 0■22 0 4 9 0 ± 1 6 3 62 4=L28 6 54 3=生10 5 69 5t21 1 7 0 3 ±1 4 2 2 、 日 m m 5 0 り 一一〇 O C O 一一働 ⊆ G D ≡o 6 0 ﹂ 雨 ﹂ G 。 ● D Z
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Fig. 8 Scatchard analyses of specific ('Hl QNB binding. Open circles are from the control group and closed circles are from the constipation group.
17(209) pationであ った。
今世紀初 め,sir William Arbuthnot Laneりは結腸
内容 の停滞,そ れ に よる腸 内細菌繁殖 が各種疾病 の根 元 であ る として,便 秘患者 に大腸亜全摘 ・回腸直腸吻 合 を行 った。そ の手術死亡率が当時 として当然 なが ら あ ま りに も高率 であ ったので(28%),以 後外科医 は便 秘 に対す る積極 的手術 をひかえ るよ うにな った。行 っ て も結腸 の部分切除 に止 ま ったが,そ の効果 は全 く一 時的で,息者 は再 び便秘 に悩 ま され るのが常で あ った。 その解決策 に林 田 ら1つは,術 前慎重 な bariulnography に よ り,そ の停滞部位 を含めた積極的結腸切除術 を提 唱 した。最近 10年位前 か ら重症 の特発性便秘 に対 して は,大 腸亜全摘 ・回腸直腸吻合が再 び見直 されつつあ る1"∼1つ.教 室 お よび関連病院で も当初 は重症便秘患者 に対 し,内 肛 門括約筋切 開や右 また は左半側結腸切除 に止 めた時期 があ ったが,結 局最後 は亜全摘 に よらな ければ本症 の便秘 は改善 しない ことが分 か った。 この よ うな経緯 か らも分 か るご とく,重 症時特発性便秘症 の本態 は全結腸の slow transitにあ り,停 滞部位 で あ る結腸 を全摘す るのが合理的 な手術 で あ る といえる. 便秘症患者 の切除結腸材料 を用 いて壁 内神経病 変 を 指摘 した報告 は,林 田 ら1。(1957),Dyerら い (1969) 以来数件 の報 告り∼ゆを見 るに過 ぎない。それ らの報告 に共通 す るのは A神 経叢 の神 経細 胞 お よび神 経 線維 の減少であ り,い ずれ も銭銀染色を用 いての所見であ る。こ とに Krishnamurthyら のは12例の重症特発性便 秘 症患者 の切除結腸 において,普 通 の HE染 色で は異 常 を見 出 しえない症例 で も鍍銀法 を用 いた検索 に よっ て好銀性細胞 の著 しい減少があ り,か つ残存す る好銀 神経細胞 に も著 しい形態異常 を認めた として,本 症 を 結腸壁 内神経叢 の明瞭 な異常 を伴 う結腸 の機能的異常 疾患 の 1つ であ る と断定 してい る。 今回の著者 の検索 で も,便 秘結腸 において HE染 色 × Z 0 建 Z 0 l 0 2 0 3 0
Bound ONB (Jmoles)
Fig. 9 Dose-response curves of contractions to oxotremorine. Each maximal contraction of the muscle was taken as 100% and values were calcu-lated as percentages of this contraction. Points and bars indicate mean values and standard
8 7 6 5
- log concentration of oxotremorine (n)
︵ ぺ ︶ L O も 置 中E o O E s ほ 収 G E
Table 4 Muscarinic acetylcholine receptor binding in controls and con' stipation group
Bmax: maximum specific binding. KD: dissociation constant. Values are meant SD. deviation. QNB binding protein contenG Qc/ms wet wt) B max (f mol/mg protein) K D n M Control n = 5 Constipation n = 5 < ﹁ ︱ 辞 十 一 十 一
檻十
襴哨
S N 司 ︲ 3 ョ 十 一 十 一18(210) 重症特発性慢性便秘における結腸壁内神経叢機能 日消外会誌 26巻 2号 大 し,その過程 は生後 1年 位 で一定 の大 きさに達す る。 したが って成 人 の A神 経叢 内 に も常 に一定 の割合 で 中小型細胞 が存在す る。 Levi21)ゃst6hr22)は自律神経節内 にあ る小型細胞 の 存在 を早 くか ら指摘 してお り, これ らは reserve ele‐ mentと して,非 常時 に成熟 して機能 を遂行す る もの で あ る と述べてい る。神経細胞 は,出 生後 は分裂 によ る増殖 は行わず,そ の数は生産 を通 じて一定不変であ る とされてい る。硬 い頭蓋 によって保護 されている中 枢 では ともか く,消 化管 の ご とき末梢最前線 に派遣 さ れ,常 に数 々の悪循環 に さらされてい る腸壁内神経 に お いては, この よ うな補充機構が存在 していて もおか し くない と思われ る。現に岡田23)は,ィ ヌ小腸 に実験的 に慢性狭窄 を作成 し, 日側慢性肥大腸管 において 1神 経節 あた りの神経細胞 の増加 と核径 の著明 な増大を観 察 してい る。 また同 じ実験 モデルを用 いて大 室20は こ の変化 は狭窄 の解除 によって元 に復す る,つ ま り可逆 的 であ ることを証 してい る。 以上 の実験 か ら腸壁 内神経 は機能 負荷状態 に際 し, 中小型細胞 を動員 し, また既存 の神経細胞 を大型化す る ことに よって適応 し うることを意味す る。 この変化 は可逆的であ るが,機 能負荷状態が長期 にわたれば極 限において神経細胞 は疲弊 し消耗 を免れ えない,自 然 に老齢化 した ラ ッ トや モル モ ッ ト腸管 において も,幼 若時 の60%程 度 に腸壁 内神経細胞 数が減少 してい る と の報告2Dもある。 本研究 の検索対 象 とな った便秘症患者 は最低 3年 , 最長30年の罹患期 間 を有 し,そ の間多量 の下剤 の服用 や浣腸 に よって腸管 を刺激 し,排 便 を促 して きた。加 えて,ア ン トラキ ノン系 の下剤その ものに よる腸壁内 神経障害 を臨床的 に も実験的 に も立証 した報 告2ω2つも あ る。両者相 まって結腸壁 内神経細胞 の消耗 を早 め, それ に よる大腸機能低下 が残存す る神経細胞 に さらに 機能的負荷 をかけ,神 経細胞 に労作肥大 を促 してい る もの と思われ る。 腸壁 内神経叢 は古 くか ら副変感性 の節後 ニ ュー ロン とされ,迷 走 お よび骨盤 副交感神経線維が これに接続 し,変 感 神 経 線維 は脊椎前交感 神経 節 で節 後 線維 と な って腸壁 に入 り,壁 内神経叢 中の神経細胞 に接続す る ことな く素通 りして直接筋細胞 を支配す る と考 え ら れて きた。しか し,1962年 ,Falck‐Hillar2ゆに よって ノ ル ア ドレナ リンの貸光組織化学的検 出法が創案 され, 本法 に よって外来 の交感線維 は腸壁 内神経細胞 に終末 す るこ とが明 らか とな った。壁神経叢内にはア ドレナ で も A神 経叢 中の神経細胞 の減少 と残存 神経細胞 の 大型化が認 め られた。神経叢 内 には好 中球や リンパ球 な どの炎症性細胞漫潤 は認め られなか ったが,細 胞質 の膨化,空 胞変性,核 の萎縮,偏 在 な どの変性所見を 呈 す る神経細胞 が しば しば見つ か り,中 には死滅 した 神経細胞 を取 り巻 いて グ リアの増殖 (neuronOphagia) を示唆す る所 見 を認 めた。 これ らの所見は神経細胞 が は じめか ら少 なか ったのではな く,一 次的,二 次的 な 何 らかの原 因のため に,後 天的 に神経細胞 が傷害を受 け,相 当長期 間 の間 に徐 々に死滅 ・減少 した ことを示 唆す るものであ る。 神経細胞 の胞体 お よびその神経突起 であ る神経線維 を特異 的 に染 出す る NSE染 色 にお いて も,対 照群 に 比べ,便 秘群 において A神 経叢中の NSE陽 性細胞 お よび筋層 内 に分布す る NSE陽 性線維 は明 らかに減 少 していた。 使秘 腸管 にお け る A神 経 細 胞 の大 きさお よび数的 変化 を よ り客観的 に把握 す るため,画 像解析装置 を用 いて解析 した結果,成 績 に示 した ごとく,便 秘結腸 に おいて 1周 当た りの神経細胞数は対照 に比べて有意 に 減 少 を示 した.ま た神経細胞 の核面積 においては,便 秘結腸 において対照 よ り有意 な増大 を認めた。 ヒ トを含む哺乳動物の腸壁内神経細胞数 に関 して, 正 常 腸 管 に お け る A神 経 叢 の 分布 密 度 を研 究 した Irwinlめの成績 で も結腸 口側 か ら肛 門側 にかけて神経 細胞 の密度 の増加が認め られ てお り,便 秘結腸 におい て もその傾 向が温存 されていた。算定尺度 としては, 単位面積 当た りの神経細胞数 または輪切 り切片全周当 た りの神経細胞数のいずれかが用 い られてお り,マ ウ ス,モ ルモ ッ トな どの小動物では前者,イ ヌ以上の大 型動物 では後者 が主 として用 い られ てい る。今回 ヒ ト 結腸 の検索 で も全周 当た りの神経細胞数を用いた。 ま た神経細胞 の大 きさの検索では核の大 きさを測定す る のが普通 であ り,通 常核 の短径 または長径 を測定 して 代表 させ るが,優 れた画像解析器 の出現 に よ り核面積 で表 現す る ことが可能 となった。 神経細胞 の核面積 の分布 曲線 か ら分かるよ うに,壁 内神経叢 はほぼ正規分布 を示す大小種 々の大 きさの神 経細胞 の集合 として表 現 され る。 こ れ は他 の体細胞 に は見 られない神経細胞 の特徴 とされている。 ヒ ト胎児 を用 いた 岡本lり2いの研究 によると,腸 壁 内神経細胞 は 神経芽細胞 として消化管全長 に分布 を完了す る胎生 3 か月頃はその核径 は均一であ るが,以 後急速 に大小が 現れ,正 規分布 曲線 の右方移動 を示 しなが ら成長 ・増
1993年2月 リン作動 ニュー ロンは存在 しない ことも分か った。一 方 同 じ頃,BurnstOckら 2のによって,腸 壁内神経細胞 の中に非 ア ドレナ リン作動性,非 アセチル コ リン作動 性 の抑制 ニ ュー Pン の存在 が証 明 された。つ ま り腸壁 内神経 はそれ 自体 の中 に,興 奮性 ・抑制性 ニ ュー ロン を有 し,外 来 の変感 ・扇l変感線維 は この神経系 を介 し て腸管 に作用 を及 ぼす に過 ぎない ことが分か り,今 ま では腸壁 内神経 はそれのみで独立 した神経系であ り, gut brain(腸の脳)と いわ れ る くらいその機能 は重視 され るに至 った。興奮性 ニ ュー ロンの neurotrattmit‐
terは もちろん acetyicholine(以下 Ach)で あ るが,
抑制 ニ ュー ロンの transmitterはい まだ確 立 され て い ない。最初 Burnstock2りに よって ATP説 が とな え ら れたが,最 近 は NO説 3の31)が有力 であ る。 その他 に, 各種 の消化管 ホル モ ンが,neurOtransmitterあるいは neuromodulatorと して登場 して きた。の。 さ て前述 し た ご とく,慢 性便秘腸管 において今 までの報告 の一致 す る点 は,銭 銀染色 において,好 銀性細胞 の著 しい減 少 とい う所見 であ った。鍍銀法 は非常 に古 く,Bielsch‐ owsky以 来種 々の改良が加 え られ,最 近 はパ ラフ ィン 切片で もかな り良好 な像 が得 られ るに至 ってい るが, 神経細胞 及 び軸索 が本法 に よって染 出 され る原理 は全 く不 明であ る. しか も本法で染色 され る好銀細胞 は, A神 経叢 で約45%を 占め るが残 りは嫌銀 性細胞 とさ れ,そ の形態 は不 明であ る。また好銀細胞 につ いて も, その形 態 か らのみでは,興 奮性 か抑性性 かあ るいは連 合性 かの区別 は困難 で あ る。しか し,岡 田2りの作成 した 労 作肥 大 腸管 に お いて好 銀 性 細 胞 の増 加 が あ り,大 室2つの実験で AchE強 陽性細胞 が同程度 に増加す る所 か らすれ ば,好 銀性細胞 は コ リン作動性 ニュー ロンの 可能性 は高 い。 とす れば,慢 性便秘結腸 において好銀 性細胞 の減少 は コ リン作動性 ニ ュー ロンの減少 を意味 す る可能性 があ る との作業仮説 の もとに,本 研究 にお いて使秘結腸筋組織中の mAch‐Rの 定量 を行 った.成 績 で 示 し た ご と く, 特 異 的 Q N B 結 合 量 で み た m A c h R 量 は, 便 秘 結 腸 筋 組 織 で4 7 7 . 0 ±7 9 . 6 f m o l e / m g p r o t e i n と対照群 の2 9 1 . 6 ±3 1 . 2 f m o l e / m g p r o t e i n に比べ有意 に増加 を認めた. ま た, 新 鮮結腸筋条片の o x o t r e m o r i n e に対す る用量反応 曲線 にお いて も, 便 秘群 では5 0 % e f f e c t i v e d o s e が, 1 . 5 × 1 0 7 M と 対照群 の2 . 2 ×1 0 6 M に 比 べ 明 らか に感 受 性 の元 進 を示 し ブt , 1 9 3 1 年C a n n O n 3 ωは神経支配 を失 った平滑筋細胞 は それを具備す る正常筋 よ りも自律神経薬剤 に過剰 に反 19(211) 応 す る こ とを 見 つ け,CannOnの 除 神 経 則 law Of denervationとして知 られて い る。 この現象 は食道壁 内神経細胞 の後天的消失 に よって起 こる achalasia食 道 にお け る Ach(メ コ リール)に 対す る過乗Jな反応 の 理 由 とされ,実 際 に メコ リール テス トとして診 断 に応 用 され て い る30.植 木 ら30はマ ウス腹 腔 内 に hex‐ amethoniumを 10日間持続注入 して化学的除神経 を行 うと腸管 の InAch‐Rが 著増 し,oxotremorineに 対す る感 受 性 が 著 し く元 進 す る こ と か ら,Cannonの denervation supersensitivityの本態 が,除 神経 された 筋側 の mAch‐Rの 増量 であ る ことを明 らかに した.ま た井上3いは,benzalkonium chlorideを用 いて結 腸壁 内神経細胞 に選択的傷害 を与 える と,mAch‐ Rの 増量 と同時 に denervation supersensitivityが出現 す る こ とを薬理学的 に証 明 してい る。 以上 か ら,本 研究で証 明 された便秘結腸筋組織 中の mAch・Rの 増量 と,向 コ リン薬 で あ る oxotremorine に対す る感受性の増大は,同 部 の筋層 を支配す る A神 経叢 中の コ リン作動性神経支配 の減 弱 を強 く示唆す る ものであ る とい える。 また 向 コ リン剤 に対す る感受性 の元進 は,筋 細胞 の機能その ものは良好 に保たれてい る証左 で もあ る。 コ リン作動性神経支配 の減弱 に よっ て腸管 内容 の輸送 が遅滞す る うえに,相 対的 に引 き起 こされた抑制神経優位状態 は,結 腸 の拡張 ・弛緩 を さ らに促進す る。 こ れが重症特発性便秘症 の病態 の重要 な要 因 と考 え られ る。 今 回 の 研 究 に お い て 腸 壁 内 神 経 内 に お け る non Adrenergic,non Cholinergicな抑待J性ニ ュー ロンの 動 態 を解 明 す る まで に は至 らな か った。最 近 ,sub‐ stance P, Enkenphalin, VIPな ど7)8v)neurOtrans‐ m i t t e r あるいは n e u r o m o d u l a t o r が, 免 疫学的手法 で 定量可能 とな り, 組 織化学的染色 も可能 とな った。今 後 この方面 か らの解 明の糸 口が開 かれ ん ことが期待 さ れ る。
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Function of the MyenteHc Plexus in Constipation
Hirofumi Niwamoto, Shuichi Ohashi* and Eizo Okamoto The First Department of Surgery, Hyogo College of Medicine
*Department of Surgery, Takarazuka Municipal Hospital
To clarify the functional role of the myenteric plexus in the pathogenesis of severe idiopathic constipation, morphologic studies were carried out on resected specimens of 20 patients treated by subtotal colectomy. The number of myenteric nerve cells of the entire circumference of the colon calculated by an image analyzer was lM + 32 in the constipated patients, which was significantly lower than the274 + 67 in the control. Conversely, the size of the nerve cells represented by the nuclear area was 102.8 + 30.6 p2 in the constipated group, which was significantly higher than the 62.0 + 19.6 p2 in the control. The amount of muscarinic acetylcholine receptor measured by [3H] quinuclidinyl benzilate binding assay was significantly higher in the constipated groups (477.0 a 79.6 fmol/mg protein) than in the control (291.6 t37.2 fmol/mg protein). Coincidentally, the dose response curve of the fresh muscle strip to oxotremorine, an agonist of acetylcholine, shifted markedly to the left, indicating the existence of denervation supersensitivity of Cannon. This study suggests that a decrease in cholinergic excitatory neurons and a relative increase in inhibitory neurons of the myenteric plexus may play a significant role in the pathophysiology of severe idiopathic constipation.
Reprint requests: Hirofumi Niwamoto The First Department of Surgery, Hyogo College of Medicine 1-l Mukogawa-cho, Nishinomiya, 663 JAPAN