曝気法 にお け る脳 浮腫の実験的研究
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(2) 10. 門. い は7%重. 間. 曹 水 の 投 与 に よ り これ ら を生 理 的 範. 囲 に 保 っ た.ま. 文. 行. Division. た 大 腿 静 脈 よ り乳 酸 リン ゲ ル 液. を7〜10ml/kg/hourの 速 度 で 点 滴 静 注 し た.ヒ ー テ ィ ン グ パ ッ ドに よ り ネ コの 体 温 を実 験 中 37.8〜38.3℃(直 I. 腸 温)に. 保 っ た.. 脳 浮腫作 成 法 頭 皮 正 中 切 開 を 行 な い 左 側 頭 筋 を頭 蓋 よ り剥. 離 し,左 大 脳 半 球 部 頭 蓋 骨 を 大 き く切 除 し た. 続 い て 大 脳 皮 質 を 傷 つ け ぬ よ う十分 注 意 し な が ら硬 膜 を広 範 囲 に 切 除 し,室 温22〜25℃,湿 60〜70%の 水,リ. 条 件 下 に 曝 気 を 行 な っ た.生. 度 Specific Gravity. 理 食塩. ン ゲ ル 液 な どに よ る 脳 表 の 灌 流 は 行 な わ. 図1. 脳組 織 比 重 測定 の ため の 標 準直 線 の1例 を示 す.縦 軸 に は比 重 勾配 溶液 内に お け るK2SO4. な か っ た。 Ⅱ. 小 滴 の位 置(実 測 値),横 軸 に は対 応 す る比重 (×10,000)を 示 して い る,. 局所 脳水分 量の 測定 脳 組 織 水 分 量 の 測 定 に はNelsonの. 方 法14)に 白質 局 所 水 分 含 有 量(%g. 準 じ脳 組 織 比 重 測 定 法 を用 い た.ま ずK2SO4を 100℃24時 間 乾 燥 させ た後 そ の5.19, 5.74, 6.28, 6.83gを anceで. 島 津 製 作 所 製Direct. Reading. う 溶 解 しそ れ ぞ れ 比 重1.0406,. 1.0447, 1.0489,. 1.0530の 標 準 溶 液 を 作 成 した,実 A液(比. 重1.0350):プ. 験終 了直 前に. 局 所 脳 血 流 量(ICBF)の ICBF測. 測定. 定 に は 水 素 ク リア ラ ン ス法16)17)を採 用. し,測 定 電 極 と して 直 径300μ の ユ ニ ー ク メ デ ィ. 重1.0650):プ. ロ モベ ン. 後 にSniderら18)の. ス シ リン. 側 視 床 腹 後 外 側 核: A9,0L6.5H2.5,視. ゼ ン48.0ml+ケ. ロ シ ン77.0mlを250mlメ. 液 を 作 成 し た.あ. Ⅲ. カ ル 社 製UHメ. B液(比. ダー に てNelson法14)に. =784.93. ロ モベ ンゼ ン42.5ml+ケ. ロ シ ン82.5ml,. よ り混合 し,比 重 勾 配 溶. らか じめ 作 成 して お い た 標 準. tissue). 脳組 織 腫‑684.93. Bal. 測 定 し,こ れ を再 蒸 留 水 で100mlと な る よ. water/9. ー タPHG‑201を. 射 系 の 白質2ヶ. 用 い た.曝 気 直. ネ コ脳 図 譜 に よ り電 極 を曝 気 床 ・皮 質 投. 所: A19,0L7.0H7.0, A13.0L10.0H2.5. (そ れ.それ 脳 表 よ り約10,. 15mm深 部)お. 溶 液 を滴 下 し30秒 後 の 小 滴 の 位 置 を計 測 し,グ. 次 知 覚 運 動 野 で 脳 表 よ り2〜3mm深. ラ フ 用 紙 に プ ロ ッ トし て脳 組 織 比 重 測 定 の た め. 定 位 的 に 刺 入 し た,電. の 標 準 直 線 を作 成 した.測. 去 し,電 極 を フ リー と し て そ の 先 端(測. 定 に は 相 関 係 数0.99. 極 刺 入 後 電 極 支 持 台 を除 定 部). が 脳 組 織 の 偏 位 に 追 随 し て移 動 で き る よ うに し. 以 上 の カ ラム を用 い た(図1). 実 験 終 了 後 脱 血 しす み や か に 脳 を取 り出 し大 脳 皮 質,白 質,視 床 そ れ ぞ れ の 部 位 のlCBF測. 定. 用 水 素 電 極 先 端 近 傍 の 組 織 片(10〜20mg)を. 採. 取 し カ ラ ム に落 下 させ30秒 後15)のシ リンダー 内の. た.吸 入 ガ ス 濃 度 は 藤 本17)の実 験 に準 じて約4% と し,水 素 ガ ス吸 入 中 止 後45秒 以 降17)を対 象 に ク リア ラ ン ス カー ブ を分 析 した. ICBFの Aukland19)に. 位 置 を標 準 直 線 上 に プ ロ ッ ト して 脳 組 織 地 重 を 求 め た.測. よび一. 部 の皮 質 に. 算 出には. 準 じ次 式 を用 い た.. ICBF=λ0.693/T1/2(ml/g/min). 定 に 際 しそ れ ぞ れ の 部 位 よ り試 料 を. 3個 以 上 採 取 しそ の 平 均 比 重 を 求 め た.ネ 灰 白 質,白 質 の 局 所 脳 水 分 量 はNelsonに. 準 じそ. れ ぞ れ 次 式14)よ り求 め た. 灰 白 質 局 所 水 分 含 有 量(%g sue). λ ・(組織 血 液 分 配 係 数)=1. コ脳 Ⅳ. 局所神 経機 能 の測定 局 所 神 経 機 能 の 指 標 と し て体 性 感 覚 誘 発 反 応. water/9tis. (Somatosensory. Evoked. よ び 直 接 皮 質 反 応(Direct =484.62/ 脳 組 織 比 重‑384.62. DCR)を. Response;. SER)お. Cortical Response;. 用 い そ れ ぞ れ 曝 気 開 始 後12時 間 ま で約. 1時 間 毎 に 経 時 的 に 測 定 した. SER,. DCRい. ず.
(3) 曝 気法 にお け る脳浮 腫の実 験的 研究I. 11. れ も測 定 電 極 と して ユ ニ ー ク メデ ィ カ ル 社 製 多 極 コル チ コ電 極(UDWN)を. 用 い,曝. 次 知 覚 運 動 野(posterior 導 出 した. SERで V,パ. sigmoid. は 右 正 中 神 経 を1. ル ス 幅0.2msecの. 気脳 の一. gyrus)よ Hz,. り. 5〜8. 矩 形 波 で 刺 激 し, DCR. で は 関 電 極 よ り2mm離 れ た 皮 質 表 面 を1 Hz, 3 〜5V ,パ ル ス幅50μsecの 矩 形 波 で刺 激 した. い ず れ の 場 合 も不 関 電 極 を 前 頭 洞,接 側 頭 筋 に 置 い た.測 0.8〜3,000Hzと. 地電極 を. 定 に 際 し周 波 数 通 過 帯 域 を し 三 栄 測 器 製Bioelectric. Amplifierで5×105倍. に 増 幅 し,同 じ くSignal. Processor7T08に. てSERで. は100回, DCRで. 20回 加 算 を行 な っ た. SER,. DCRと. 図2. は. 極,定 位 的 に刺 入 したICBF測. もにX‑Yプ. は 導 出 され た3つ. の 潜 時 の 変 化 を, DCRで. の 陰 性 波N1,. 定 用電 極が み. られ る.. ロ ッ ター に て 下 向 きが 陽 性 とな る よ う記 録 した. SERで. 1実 験例 の 曝気12時 間後 の 大脳 半球 の外観 を 示 す.左 大 脳 半球 は骨縁 よ り著 明 に膨 隆 して い る.一 次知 覚運 動 野 にSER, DCR測 定 用 電. N2, N3. は 潜 時 約8msecに. 出. 現 す る 陰 性 波 の 振 幅 の 変 化 を検 討 し た. Ⅴ. BBB透. 過性 の程 度お よび脳 浮腫 の組織 学. 的検 討 実 験 終 了2時. 間 前 にEvans'blue. 脈 内 投 与 した.実 な いEvans'blueの し, BBBの. 2ml/kgを. 静. 験 終 了 後 脱 血 脳 の 冠 状 断 を行 漏 出 の 程 度,拡. が りを 観 察. 破 綻 部 位 と程 度 を検 討 した.ま た 摘. 出 脳 を10%ホ. ル マ リ ンに て 固定 し, 2週 間 後 厚. さ10μ の 冠 状 断 連 続 切 片 を作 成 し.曝 気 側,非 曝 気 側 の 組 織 学 的 変 化 をH・E染. 色 にて光 顕的 に. 検 討 した.な お 統 計 学 的有 意 差 検 討 にはStudent' St‑検 定 を 用 い た. 実. 験. 6時 間 曝 気 群(12頭),. 結. 全 例 に お い て6時. 果. 12時 間 曝 気 群(19頭). 間後 には曝 気側大 脳 半球 は骨. 縁 よ り膨 隆 し, 12時 間 後 に は19頭 中10頭 で 著 明 な 脳 膨 隆 が み ら れ た(図2).ま に は 曝 気 側 脳 表(図3 に 広 範 囲 にEvans'blueの. A)お. た 曝 気12時 間 後 よ び 白 質(図3. B). 漏 出 が 認 め られ た.. 実 験 動 物 の 正 常 時 平 均 血 圧 は105〜150㎜Hg で あ り6時 間 曝 気 群,. 12時 間 曝 気群 い ず れ に お. い て も実 験 終 了 ま で 平 均 血 圧 は 有 意 な 変 動 を示 図3. さ なか っ た(表1). 大 脳 皮 質,白. 質,視. 床 の 局所脳 水分 量 の コン. ト ロ ー ル 値 は そ れ,そ れ79.1±0.3, 79.5±0.4%g. water/g. 67.6±0.5,. tissue(mean±SD,. 1実 験例 の 摘 出脳(A)お よび 一 次知 覚運 動 野 を通 る冠 状 断(B)を 示 す. 曝 気12時 間 後左 大 脳 半球 表 面 お よび深 部 白質 にEvans'blueの 漏 出が 認 め られ て い る..
(4) *. 12. 門. n=7,. n:頭. 数)で. 間. あ っ た 。 こ れ らの 値 は他 の. 報 告20)21)22)とほ ぼ 一 致 して い た.局 所 脳 水 分 量 の. 文. 行. 均0.7%有. 意 に 増 加 す る に と ど ま っ た(表2).. 大 脳 皮 質,白. 質,視. 床 腹 後 外 側 核 のlCBFの. 経 時 的 変 化 をみ る と,ま ず 一 次 知 覚 運 動 野 皮 質. ン ト ロ ー ル 値 は そ れ ぞ れ56.8±12.7. で は 曝 気6時. 21.7±5.2. (n=34),. (n=24). (mean±SD,. 間 後 に は コ ン トロ 一 ル に 比 し有 意. な 変 化 は み られ な か っ た が, 12時 間 後 に は 平 均 1.9%有. 意 に 増 加 し た.ま た 白質 で は 曝 気6時. 間. コ. (n=31),. 44.1±13.4ml/100g/min n:測. 告23) 24)25)と 近 似 し て い た.上. 定 回 数)で. 他 の報. 記 い ず れ の部 位 で も. 後 よ り有 意 な 水 分 増 加 が み られ, 12時 間 後 に は. 曝 気6時. 平 均4.1%と. 間 の 経 過 と と も に 減 少 し,. 12時 間 後 に は そ れ ぞ. で は 水 分 量 の 変 化 は少 な く,曝 気12時 間 後 に 平. れ40.1±12.5,. 24.7±8.0ml/1009/. 表1. min(mean±SD)と. な り正 常 値 の 約30,. %の. (表3,図4).. 著 明 な増 加 が み られ た.さ らに 視 床. 6時 間曝 気群, 12時 間曝 気群 それ ぞ れに おけ る平均 血 圧 の 経時 的 変化 を示す. Changes. in mean blood. 間 後 に は 有 意 の 低 下 を き た し,以. 12.3±3.5,. 減 少 を 示 し た.. 局 所 脳 水 分 量 の 変 化 がICBFに. pressure. 後時. 35,. 40. いか に影 響 す る. か 検 討 す る ため 横 軸 に局 所 脳 水 分 量 の 変 化(△% g water/g. tissue),縦 軸 にICBFの. 変 化(△%). を と り曝 気 終 了 時 に お け る両 者 の 相 関 を み た. 一 次 知 覚 運 動 野 皮 質 ,視 床 で は 両 者 間 に 有 意 な 相 関 は み ら れ な か っ た が,白. 質で は有意 な相 関. mean±SD(mmHg) l CBF ml/100g/min. 表2. 曝 気 側 一次 知覚 運 動 野皮 質,白 質,視 床 の局 所 脳 水分 量 の 経 時的 変化 を示 す. Changes. in brain. tissue. water. content. • significantly. mean•}SD * significantly. 表3. (%g. water/g. different. 図9. tissue) from. cotrol. 曝 気 側 一 次 知 覚 運 動 野 皮 質,白 の 経 時 的 変 化 を示 す.. (p<0.01). 質,視. mean•}SD. from control. (p<0.01). 曝 気 法 に よ る脳 浮腫 に お け る皮 質,白 質,視 床 の局 所 脳 血 流 量の 経 時的 変化 を示 す.. 床 腹 後 外 側 核 の 局 所 脳 血 流 量(local. Changes. different. Cerebral. Blood. Flow;. ICBF). in ICBF. (ml/100g/min). * significantly. different from control. (p<0 .01).
(5) 曝気 法に おけ る脳浮腫 の実 験的研 究I が み ら れ た(y=‑11.52x‑5.16, p<0.01,. n=19,. n:資. r=‑0. 料 数). (図5A,. N3の3つ. .775, B,. C).. 局 所 神 経 機 能 の 経 時 的 変 化 を み る とSERで. は 平 均2.9,. コ ン ト ロ ー ル に て 平 均 潜 時 が そ れ ぞ れ10 .4± 1.2(n=24), (n=21). 22.0±4.0(n=19), (mean±SD,. 6).ま. 47.0±5.7msec. n:頭. 数)のN1,. 間 後 よ り有 意 に 延 長 し12時 間 後 に 7.3,. 16.8msec延. た 曝 気12時 間 後N2,. 長 した(表9,図 N3の 振 幅 が きわ め. て低 下 ま た は 消 失 した もの が そ れ ぞ れ2例,. N2,. A. の 陰 性 波 が 導 出 され た が,い ず れ の 潜. 時 も曝 気6時. は. 13. 例 あ っ た,一 方DCRで. 5. は コ ン トロー ル に て潜 時. B. 図5. 曝 気 側皮 質,白 質,視 床 に お け る局 所脳 水 分 量 の 変化 と局 所 脳 血 流量 の 変化 との関係 を示 す.一 次知 覚 運 動 野皮 質,視 床 で は両者 間 に 有 意 な相 関 はみ られ ない が,白 質 で は直 線 的 相 関 がみ られ る. A:一 次 知覚 運 動 野皮 質. C. 表4. B:白. 質. C:視. 床. 曝 気 法 に よ る 脳 浮 腫 に お け る 体 性 感 覚 誘 発 反 応(Somatosensory N3潜. Evoked. Response:. SER). N1,. 時 の 経 時 的 変 化 を 示 す.. Changes. mean•}SD. in the latency. of SER. (msec). * significantly. different from control. (p<0.01). N2,.
(6) 14. 図6. 門. 間. 文. 曝気 法 に よる脳 浮腫 モデ ル にお け る体 性感 覚 誘発 反 応(SER)の 経 時 的変 化 を1実 験例 で 示す.N1,. N2,. 図7. N3潜 時 が曝 気6時 間 後 よ. 曝 気 法に よ る脳 浮腫 モデ ル に おけ る直 接皮 質 反 応(DCR)の 経 時 的変 化 を1実 験例 で 示す. 導 出 され た表 面 陰性 波 の振 幅 が曝 気6時 間後 よ りしだ い に低 下 した こ とを示 す.. り しだ い に延 長 した こ とを示 す. 表5. 行. 曝 気 法 に よ る脳 浮 腫 に お け る 直 接 皮 質 反 応(Direct. Cortical. Response;. DCR)振. 幅 の 経 時的 変化 を示. す.. Changes. mean±SD(%). in the amplitude. of DCR. (n=13). * significantly different from control. 図8. 曝気12時 間後 にお け る曝 気側(A),反. 対 側(B)白. (p<0.01). 質 の光 顕 像 を示 す.曝 気側 で は基 質 のrarefaction,. 細胞 間 隙 の拡 大 な ど脳 浮腫 に特 徴 的 な所 見 が認 め られ る. H. E.染 色 ×100. 図9. 曝 気12時 間 後 に おけ る曝 気 側(A),反. 対 側(B)皮. び血管 周 囲 腔 の拡 大 が 認め られ る. H. E染. 色 ×100. 質 の光 顕 像 を示 す.曝 気側 で は淡 染 色性 で細 胞 お よ.
(7) 曝気 法 におけ る脳 浮腫 の実 験 的研 究I 8.6±2.7msec(mean土SD,. n=13,. の 表 面 陰 性 波 が 導 出 され た(図7).そ 経 時 的 変 化 を み る と曝 気6時. n:頭. 数). 15. 形 成 が さ ら に促 進 さ れ た 実 験 モ デ ル と考 え ら れ. の振 幅 の. る.著 者 の モ デ ル で は 異 常 な 高 血 圧 動 物 は 除 外. 間 後 よ り有 意 に 低. し,ま た 実 験 を通 じて 血 圧 の 有 意 な変 化 は 認 め. 下 し, 12時 間 後 に は コ ン トロー ル の49.0±14.0. られ なか っ た.し. %(mean±SD,. に よ り脳 組 織 圧31)32)が低 下 し血 管 内 圧 と組 織 圧. H・E染. n=13)ま. で 抑 制 さ れ た(表5).. 色 に よ る組 織 学 的検 討 で は,曝 気12時. か し広 範 な外 減 圧,硬. と の 差 が 増 大 す る こ と も考 え ら れ,こ. れ も浮 腫. 間 後 曝 気 側 と反 対 側 で は 明 ら か な相 異 が 認 め ら. 形 成 に 一 部 関 与 し て い る可 能 性 が あ る.. れ た.す な わ ち 白 質 で は 基 質 のrarefactionや. Ⅱ. 細. 胞 周 囲 腔 の 拡 大 な ど脳 浮 腫 に特 徴 的 な組 織 所 見 が 認 め ら れ(図8A),皮. 質 で も全 体 に 淡 染 色 性. 脳 浮 腫 と局 所 脳 血 流 に つ い て Reulenら32)は. に 測 定 しICBFと. 9A).. 織 のICBF低. I. 察. 曝 気 法 に よ る脳 浮 腫 に つ い て Pradosら13)は. ネ コの脳 表 を4〜7時. 凍結 損傷 の脳浮腫 モデルにお い. て 浮 腫 部 の 脳 組 織 圧 と脳 室 内 圧 の 変 化 を経 時 的. で 細 胞 お よ び血 管 周 囲 腔 の拡 大 が 認 め られ た(図. 考. の相 関 を検 討 した 結 果,浮 腫 組. 下 に は 組 織 圧 上 昇 に 伴 う微 小 循 環. 障 害 が 大 き く関 与 す る も の と推 測 し た.一. 方. Hossmannち24)は. 一. 白 質 浮種 に お け るICBFは. 見 低 下 し て い る よ う に み え るが,こ 間曝気 し. 膜切 除. よ り増 加 したwetweightを. れ は浮腫 に. も とに 計 算 す る ため. た 後 硬 膜 を縫 合 し脳 局 所 微 小 循 環 の 変 化 をben. で あ りdry weightに. zydine染. ル に 銘 し有 意 な 変 化 は み ら れ な い と報 告 し て い. 色 に て 経 時 的 に 観 察 し た.そ の結 果,. 換 算 して み る と コ ン トロー. 曝 気 開 始 後30分 か ら1時 間 後 よ り脳 表 小 静 脈 の. る.こ の よ うに 脳 浮 腫 がICBFに. 拡 張,う. っ 血 が 始 ま り,続 い て 小 動 脈 も拡 張 し. お よ ぼ す か に つ い て は い まだ 定 説 を み て い な い.. 間 後 に は 大 脳 皮 質 の 広 範 囲 な微 小 循 環 障. 本 法 に よ る 脳 浮 腫 で は脳 表 を大 気 圧 に 開 放 して. 約2時. い か な る影 響 を. 害 を き た す こ と を報 告 した.一 方Vallforsら26). い る た め 頭 蓋 内 圧 の 関 与 を 無 視 で き る と考 え ら. は15分 間 の 脳 表 曝 気 に よ り脳 表 軟 膜 にEvans,. れ る.従. blueが 漏 出す る こ と を観 察 し. Samorajskiら27). 白体 がICBFに. は45分 間 の 曝 気 に よ りBBBの. る もの と考 え ら れ る.. aminoacridine色. トレー サー で あ る. 素 が 一 過 性 に皮 質 血 管 外 へ 漏. 1). っ て 局 所 脳 水 分 量 の 変 化 す な わ ち浮 腫 お よぼす 影 響 を直 接 的 に検 討 し得. 大 脳 皮 質 の 浮 腫 と血 流 量 変 化. Rapoport33) 34)は一 側 頸 動 脈 に 高 張 液 で あ る. 出 す る こ と を報 告 して い る.ま たPradosら13)も 曝 気24時 間 後 に は 曝 気 側 皮 質 を 中 心 に 白質,大. arabinose溶. 脳 基 底 核,視 床 ま で 広 範 囲 にtrypan. 時 的 破 綻 を き た す 実 験 モ デ ル を作 成 し,皮 質 組. す る こ と を み て い る.今. redが 漏 出. 図行 な っ た実 験 モ デ ル. で も曝 気12時 間 後 にはBBBの. 破 綻 を示 すEvans'. 液 を注 入 す る こ とに よ りBBBの. 織 内 に 血 漿 成 分 が 漏 出 して も1.5%以 加 は 生 じ な い こ と を報 告 した.そ. 一. 上の水分 増. の 理 由 と して. blueの 漏 出 が 深 部 白 質 ま で お よ び,大 脳 皮 質,. 本 来 正 常 組 織 内 で は 静 水 圧 差 に 伴 う水 の 動 きが. 白 質,視. 少 な い こ と,皮 質 は 白質 に 比 し細 胞 密 度 が 高 く,. 床 い ず れ の 部 位 で も段 階 的 に 水 分 量 が. 増 加 し脳 浮 腫 に 特 徴 的 な組 織 所 見 が 認 め られ た。. 細胞 間の三 次元 的構築 が発達 して いるため 細胞. こ れ ら の 事 実 は 従 来 い わ れ て い る よ うに 曝 気 法. 間 稼 が 拡 が りに くい(コ ンプ ラ イ ア ン ス34)が小 さ. に よ る 脳 浮 腫 がKlatzo5)の. い)こ. edemaの. 提 唱 し たvasogenic. 範 疇 に 属 す る こ と を示 して い る.. 一 方 小 池28)はネ コ を 用 い 一 側 大 脳 半 球 の 広 範 囲 な 頭 蓋 骨 除 去(外. 減 圧,た. だ し硬 膜 を切 除 し. な い)と 高 血 圧 負 荷 を行 な い, Evans'blueの. と な ど を 挙 げ て い る.こ. れ ら の こ とは 皮. 質 が 白質 に 比 し浮 腫 抑 制 機 構 が 大 き い こ と を示. 漏. して い る. 本 実 験 モ デ ル で は曝 気 に よ っ て 皮 質 表 面 よ り 水 分 が 蒸 発 し皮 質 水 分 量 に 影 響 を お よぼ す 可 能. 出 を伴 う広 範 な 浮 腫 を き た す こ と を報 告 し た.. 性 が あ るが,そ. 高 血 圧 負 荷 に よ りBBBが. た 。 しか し皮 質 水 分 量 の 増 加 は 白質 に 比 し明 ら. 破 綻 す る こ とは既 に 報. 告29)30)され て い る.こ れ は 頭 蓋 骨 除 去 に よ り浮 腫. の 絶 対 値 は 明 ち か に し得 な か っ. か に 少 な く,曝 気12時 間 後 平 均1.9%増. 加 す るに.
(8) 16. 門. 間. と ど ま っ た. さ て 曝 気6時. 行. の 白 質 の 容 積 効 果(mass 間, 12時 間 後 に お け る皮 質 水 分. 量 増 加 と皮 質 血 流 量 の 変 化 との 相 関 を検 討 した が 有 意 の 相 関 は み ら れ なか っ た.し か し検 討 し た21例 の う ち18例 で は 約20%以 認 め ら れ,総. 文. 上 の血 流低下 が. じて 皮 質 水 分 の 増 加 に 比 し血 流低. 下 の 度 合 が 大 きか っ た.曝. 気 に伴 う水 分 蒸 発 の. 影 響 も考 慮 し な け れ ば な らな い が,皮 質 微 小 循 環 の 障 害 とそ れ に伴 うBBB破. 綻 に もか か わ らず. 皮 質 水 分 増 加 が 軽 度 で あ っ た の は,先. に も述 べ. effect)に. よ る視 床 微. 小 循 環 へ の 影 響 も否 定 し きれ な い. Ⅲ. 脳 浮 腫 と神 経 機 能 につ い て 脳 神 経 手 術 に お い て 広 範 で しか も長 時 間 に わ. た る 開 頭 術 後,皮. 質 損 傷 が 存 在 し な い に もか か. わ らず ま れ に 一 過 性 の 運 動 障 害 や 失 語 症 を き た す こ とが 古 くか ら知 られ て い る. Echlinは. この. 神 経 機 能 障 害 は 曝 気 に 伴 う皮 質 表 層 の 炎 症 性 浸 出液 や 硬 膜 との ゆ 着 に よ っ て 軟 膜 動 脈 が 圧 迫 さ れ,一. 過 性 の 皮 質 虚 血 に 陥 るた め 発 現 す る と推. た よ う な皮 質 に お け る 浮 腫 抑 制 機 構 が 大 き な役. 測 した13).そ の 後Pradosら37)は. 曝 気後 皮質 脳波. 割 を果 た して い る もの と考 え ら れ た.. の 経 時 的 変 化 を検 討 しBBB.透. 過 性 が 亢 進 し脳. 2). 白質 の 浮腫 と血 流 量 変 化 に つ い て. 浮 腫 をきたす 時期 に は脳 波 上diffuseな. 白質 は 皮 質 に 比 し組 織 コ ンプ ラ イ ア ン スが 大 き く34),従 って 水 分 保 持 能 力 も皮 質 よ り大 き い. Meinigら35)は. ネ コの 水 中 毒 性 浮 腫 脳 に お い て 白. 質 水 分 量 とICBFと. の 間 に直 接 的 相 関 があ るこ と. 波 化 を き た す こ と をみ た.こ. 低 振 幅徐. れ 以後曝 気 に よる. 脳 浮 腫 と神 経 機 能 との 関 連 を検 討 し た 報 告 は な い.. Perin38)は 脳 腫 瘍 の 患 者 に お いて 浮腫 の 程 度,. を示 唆 し た.ま たMamarouら31)はvasogenic. 臨 床 症 状 お よ び体 性 感 覚 誘 発 反 応(SER)と. edemaの. 関 連 を検 討 し,白 質 浮 腫 そ の も の はSERに. モ デ ル で あ る ネ コ の凍 結 損 傷 浮 腫 に お. い て 白 質 浮腫 の程 度 とICBFと. の 相 関 を検 討 した. の 実 験 結 果 で も 白質 水 分 増 加 とICBF低 よ く相 関 して お り(r=‑0.775,. 回. 下 とは. p<0.01),白. Knoblichら41)は. 凍 結損傷. 浮 腫 の 進 展 に伴 っ て脳 波 の徐 波 化 を 認 め た.彼. 視 床 で は有 意 な水 分 増 加 を き た す 以 前 の 曝 気 有 意 に低 下 し,局 所 脳 水 分 下 の 方 が 明 らか に早 期 で. そ の 度 合 が 大 きか っ た. Pradosら13)は. 曝 気数時. 間 後 よ り脳 表 皮 質 ば か りで な く脳 深 部 基 底 核 に お い て も小 動 静 脈,毛. , Schaulら40),. 浮 腫 と脳 波 の 変 化 との 関 連 を検 討 した 結 果,脳. 視 床 の 浮 腫 と血 流 量 変 化. 量 の 変 化 に 比 しICBF低. あった と. い う.こ れ ら の 結 果 は 白質 浮 腫 が 直 接 神 経 機 能. 一方. 下 を もた ら し た こ と が 推 測 さ れ た.. 6時 間 後 よ りICBFは. 異 常 の 原 因 と考 え られ た もの は9.5%で. に 影 響 し な い こ と を示 唆 して い る よ う で あ る.. 質 浮 腫 が 直 接 微 小 血 管 抵 抗 を 増 大 させICBF低. 3). をお よぼ さな い と報 告 して い る.またGastautら39) は127例 の 脳 腫 瘍 患 者 にお いて 脳 浮 腫 自体 が 脳 波. 結 果,凍 結 損 傷 部 近 傍 で 浮腫 の強 い部 位 程ICBF 低 下 の 度 合 が 大 き い こ と を報 告 して い る.今. の 影響. 細 血 管 の う っ 血,拡. 張な. ら は脳 浮 腫 のmass. effectと して の 間 脳,中 脳 な. ど脳 深 部 構 造 へ の圧 迫 ・ 偏 位42)が電 気 生 理 学 的 異 常 の 主 因 で あ ろ う と報 告 して い る. こ の よ うに 脳 浮 腫 自体 は 神 経 機 能 に 影 響 を お よぼ さず,先 な わ ちICBF低. に 述 べ た 浮 腫 に 伴 う二 次 的病 態 す 下,代 謝 障 害,脳 組 織 の 圧 迫 ・ 偏. ど微 小 循 環 障 害 を き たす こ と を報 告 し て お り,. 位,頭. 視 床 血 流 の 早 期 低 下 は 脳 表 に お い て観 察 さ れ る. して 推 測 して い る報 告 が 多 い.し. と 同様 に 微 小 循 環 障 害 が そ の 一 因 で あ る と思 わ. 伴 う二 次 的 病 態 の う ち ど の 因 子 が どの 程 度 の 障. れ る.ま. 害 で神 経 機 能 障 害 の 発 現 に 最 も関 与 す るの か は. 気6時. た 白質 水 分 量 の 経 時 的 変 化 をみ る と曝. 間, 12時 間 後 に は そ れ ぞ れ コ ン トロ ー ル. よ り平 均1.3,. 4.1%増. 加 して い た.こ. れ を脳浮. 腫 に 伴 う脳 容 積 増 大 の 程 度 を表 わ すSwelling Index36)に 換 算 す る と そ れ ぞ れ4.2, 質 容 積 増 大 と な る.す は 白 質 容 積 が5〜15%増. 14.5%の. な わ ち曝 気6時. 蓋 内 圧 亢 進 な ど を神 経 機 能 障 害 の 原 因 と. 必 ず し も明 らか で は な い.こ. 白. 大 し た こ と に な り,こ. の実験 モデル では. 大 脳 皮 質 を 直 接 損 傷 せ ず 頭 蓋 内 圧 の.関与 を 無 視 し得 る た め,視. 間以 降に. か し脳 浮 腫 に. 床 ・皮 質 撰 射 系 お よ び 皮 質 の 電. 気 生 理 学 的 局 所 神 経 機 能 の 変 化 と同 部 の 浮 腫 の 程 度, ICBFの 考 え られ る.. 変 化 を対 比 して 検 討 し得 る もの と.
(9) 曝気 法に おけ る脳 浮腫 の実 験的研 究I 1). 視 床 ・皮 質 投 射 系 の 浮 腫 と神 経 機 能. られ て き たSER,脳. に つい て SER. 17 波 は と も に 間 脳,中 脳 な ど. の 脳 深 部 組 織 の 圧 迫,偏. N1は 視 床 ・ 皮 質 投 射 線 維 に よ る シナ プ ス. 位,虚. 血 などに よる影. 響 を被 り易 く,厳 密 な 意 味 で 皮 質 そ の もの の機. 前 電 位 あ るい は 一 次 知 覚 運 動 野 皮 質 内 ニ ュ ー ロ. 能 を 表 わ して い る と は 言 い 難 い.し. ン に よ る シナ プ ス 後 電 位 を反 映 し て い る とい わ. 腫 自体 と厳 密 な皮 質 神 経 機 能 と の 関 連 に つ い て. れ43)44)45),その 検 討 に よ り同 部 の 電 気 生 理 学 的 活. の 検 討 は み あ た らな い 。. 性 を 客 観 的 に 評 価 で き る もの と され て い る. N1. DCRは. か も皮 質 浮. 皮 質 尖 頭 樹 状 突 起 のaction. potential. 潜時 延長 は視床 ・ 皮 質 投 射 系 の神 経 活 性 の低 下,. の総 和51)52)とされ 大 脳 皮 質 の きわ め て 限 局 した部. 神 経 伝 導 速 度 の 遅 延 を意 味 して い る.. 位 の 電 気 活 性 を 表 わ し59), asphyxia54),脳. 今 回 の 実 験 結 果 で はN1潜. 時 は 視 床,白 質,一. 血55)56)によ ってDCR振. 虚. 幅 が す み や か に低 下 し,. 次知 覚運 動野 皮質 に有意 な血 流低下 をきたす曝. 皮 質 神 経 機 能 の 変 化 がDCRに. 気6時. とが 知 られ て い る,今 回 の 実 験 結 果 で も皮 質 血. 間 後 に一 致 して 異 常 とな り,以 後 時 間 の. 経 過 と と もに 延 長 した.曝 気6時. 間後 には視床 ・. 流 量 の低 下 とDCR振. 鋭 敏 に 反 映 す るこ. 幅 低 下 とが よ く一 致 して い. 皮 質 の 局 所 脳 水 分 量 に は 有 意 な 変 化 は み られ な. た.す な わ ち皮 質ICBFが. い事 か ら, N1潜 時 延 長 に は 視 床 ・皮 質 投 射 系 の. 時 間 後 よ りDCR振. 血 流 低 下 が 大 き く関 与 して い る も の と考 え ら れ. 低 下 と並 行 して 振 幅 は 抑 制 され た.一 方 皮 質 浮. た. Suttonち46)も. 腫 の 程 度 とICBFと. ネ コを用 いた両側 頸動 脈閉塞. お よび脱 血 に よ る白 質 虚 血 モデ ルでN1振. 幅 低 下,. なか っ た.従. 有 意 に低 下 す る曝 気6. 幅 も低 下 しは じめ,以 後 血 流. の 間 に は有 意 な相 関 は み られ. っ て 曝 気 法 に お け る脳 浮 腫 の 皮 質. 潜 時 延 長 を き た す こ と を 報 告 し て い る.曝 気 法. 電 気 活 性 の 低 下 に は 同 部 の 血 流 低 下 が 大 き く関. に お け る脳 浮 腫 で は 先 に 示 し た よ う に 白 質 の. 与 して い る と考 え ら れ た.. ICBFと. 浮 腫 の 程 度 が相 関 す る事 か ら4%以. 上の 結. 白質 水 分 量 の 増 加 は 白質 虚 血 を介 して 神 経 機 能 ネ コ を用 い硬 膜 を広 範 囲 に 切 除 し脳 表 を 空 気. 障 害 を惹 起 し得 る と推 測 され た. SER. N2,. N3の 発 生 起 原 は い ま だ 確 定 され て. い な い が,広. 範囲 な非特 異性 連合 野が その各波. に曝 す こ と(曝 気)に. さ れ た.本. 潜 時 はN1潜. を 与 えず,頭. 時 が 有 意 に 延 長 す る曝 気6時. 間後 よ. り有 意 に 延 長 し以 後 時 間 の 経 過 と と もに さ ら に た 曝 気12時 間 後 に は著 明 に 振 幅 が. よ り12時 間 後 に は 左 大 脳. 半 球 に 広 範 囲 にvasogenic. 成 分 に 関 与 す る と推 測 され て い る47)48).これ らの. 延 長 し た.ま. 論. brainedemaが. 作成. 実験 モデ ルで は大脳皮 質 に直接損 傷 蓋 内 圧 の 関 与 を無 視 し得 るの で,. こ れ らの 因 子 を 除 外 してvasogenic. edemaに. け る局 所 脳 水 分 量(脳 組 織 比 重 測 定 法),局. 間以. 血 流 量(水. 素 ク リア ラ ン ス 法)の. 降 に は 視 床 ・皮 質 投 射 系 の み な ち ず 非 特 異 性 連. 経 機 能(直. 接 皮 質 反 応; DCR)お. 合 野 の 広 範 な 電 気 活 性 低 下 を き たす も の と推 測. 質 投 射 系 機 能(体. さ れ た.. し て い か に 影 響 をお よぼ す か 検 討 した.. 低 下 し消 失 す る もの も み られ た 。 曝 気6時. 2). 皮 質 浮 腫 と神 経 機 能 に つ い て. Tanakaら49)は,白 注 入 す るinfusion. edema. model23)を 作 成 し皮 質. 神 経 機 能 の 変 化 を 検 討 し た 結 果,白 mass. よ び視 床 ・皮. 性 感 覚 誘 発 反 応; SER)に. 質 浮腫 の. effectに よ る皮 質 圧 迫 が皮 質 機 能 障 害 を も. 時 間 後 に は 皮 質,視. 床 で そ れ ぞ れ 平 均1.9,. %有 意 に 増 加 し,白 質 で は 平 均4.1%と. 局 所 脳 血 流 量(ICBF)は 次 知 覚 運 動 野 皮 質,白. Hossmamら50)は. 12.7,. 腫 瘍性 脳 浮腫 の実験 モデ ルに. 対. 気12 0.7. 著 明に 増. 加 し た.. た ら す 可 能 性 が あ る こ と を報 告 し て い る.一 方. お い て 脳 波 を指 標 と し検 討 し,白 質 浮 腫 に よ る. 所脳. 変化 が皮質 神. まず 局 所 脳 水 分 量 の 変 化 に つ い て は,曝. 質 の 中に 直 接 生 理 食 塩 水 を. お. 21.7±5.2,. (mean±SD)で. 質,視. コ ン トロ ー ル で は 一 床 そ れ ぞ れ56.8±. 44.1±13.4ml/100g/min あ っ た が,い ず れ の 部 位 で も曝. 皮 質 圧 迫 だ け で は 皮 質 機 能 は 障 害 さ れ な い と述. 気6時. べ て い る.従 来 神 経 機 能 測 定 の 指 標 と して 用 い. 31.3±11.9ml/1009/minと. 間 後 には そ れ ぞれ46.5±13.2,. 16.3±5.0,. 有 意 に低 下 し以 後.
(10) 18. 門. 間. 文. 行. 時 間 の 経 過 と と もに減 少 し, 12時 間 後 には40.1±. 射 系のICBF低. 12.5, 12.3±3.5,. れた.一 方 白質浮腫 の程 度 と白質 血流低 下 との. 24.7±8.0ml/100g/minま. で. 低 下 した. DCRの. 下が大 き く関与す るもの と推 測 さ. 間には直 線的相 関 がみ られ た,白 質 水分 量 の増 表 面 陰 性 波 の振 幅 は 曝 気6時. コ ン トロ ー ル の 平 均 約70%に. 間後には. 加 に従 ってICBFも. 低 下 し,以 後 時 間. 低下 し,ついには 白質 電気 活. 性 が抑制 され る可 能性 が示唆 され た.. の 経 過 と と もに 抑 制 さ れ12時 間 後 に は 約50%ま で低 下 し た. SER. N1,. 稿 を終 るに臨み,御 懇篤 な る御 指導 と御鞭 撻 N2,. N3潜 時 は い ず れ も曝 気6時. 間. を賜 った恩 師西本 詮教授 に深 謝す る とと もに, 終始 多大 な御 指導 を頂 い た長 尾省 吾先 生 に謝 意. 後 よ り有 意 に 延 長 し12時 間 後 に は そ れ ぞ れ 平 均 2.9,. 7.3,. 16.8msec延. 長 し た.. を表 します.ま た本研 究に御 協力 頂 いた本 間温 先生,西 浦 司先生,室 田武伸 先生 に心 か ら厚 く. 曝 気 法 に お け る脳 浮 腫 で は 皮 質 お よ び視 床 ・ 皮 質 投 射 系 の 神 経 機 能 は 曝 気6時 経 過 と と もに 障 害 さ れ,そ. お礼 申 し上 げ ます.. 間以 降時間 の. れ に は視 床 ・皮 質 投. 文. 献. 1. Scheinker IM: Cerebral swelling; histology, classification and clinical significance of brain edema. J Neurosurg (1947) 4, 225-275. 2. Smith JF, McLaurin RL, Nichol JB and Asbruy A: Studies in cerebral swelling.. Brain (1960) 83,. 411-424. 3. Weinstein JD, Langfitt TW and Kassel NF: Vasomotor response to increased intracranial Neurology. pressure.. (1961) 14, 1118-1131.. 4. Langfitt TW and Kassel NF: Acute brain swelling in neurological patients.. J Neurosurg. (1966) 14,. 975-983. 5. Klatzo I: Neuropathological. aspects of brain edema.. J Neuropathol. Expe Neurol (1967) 26, 1. -14. 6. Reulen HJ, Gruham R, Spatz M and Klatzo I: Role of pressure gradients and bulk flow in dynamics of vasogenic brain edema.. J Neurosurg. (1977) 46, 24-35.. 7. Reulen HJ, Tsuyumu M, Tack A, Fenske AR and Prioleau GR: cerebrospinal fluid. J Neurosurg. 8. Aarabi B and Long DM: Dynamics of cerebral edema. production 9.. and propagation. Clearance. of edema fluid into. (1978) 48, 754-764.. of brain edema.. The role of an intact vascular bed in the. J Neurosurg. Bruce DA, Weeme CT, Kaiser G and Ghastine S:. (1979) 51, 779-784.. Mechanism and time course for clearance of. vasogenic cerebral edema; in Neural Trauma, Popp, Bourke, Nelson and Kimelberged, Raven Press, New York. (1979) pp 155-172.. 10. Torak PM, Terry RD and Zimmerman HM: The fine structure of cerebral fluid accumulation. Swelling secondary to cold injury. Am J Pathol 11. Bakay L and Haque IU: Morphological Neurol. I.. (1959) 35, 1135-1147.. and clinical studies in cerebral edema.. J Neuropathol. Exp. (1964) 23, 393-418.. 12. Ishii S, Hayner R, Kelly WA and Evans JP: Studies of cerebral swelling. II. Experimental cerebral swelling produced by supratentorial. extradural. compression.. J Neurosurg. 13. Prados M, Strowger MA and Feindel WH: Studies on cerebral edema. air exposure;. Pathological. changes.. Arch Neurol Psychiatry. I.. (1959) 16, 152-166. Reaction of the brain to. (1945) 54, 163-174..
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