福島医学雑誌 56 巻 1 号 2006
〔総 説〕
腰部脊柱管狭窄の基礎的検討
関口 美穂，紺野 慎一，菊地 臣一
福島県立医科大学医学部整形外科学講座
（受付 2005年12月12日）
Experimental Studies of Lumbar Spinal Canal Stenosis
MIHO SEKIGUCHI, SHIN-ICHI KONNO and SHIN-ICHI KIKUCHI
Department of Orthopaedic Surgery, Fukushima Medical University School of Medicine, Fukushima
要旨: 腰部脊柱管狭窄の馬尾障害の特徴的な症状は，神経性間欠跛行（Neurogenic intermittent claudication: NIC）である。NICの発生機序の重要な因子の一つに考えられているのが，歩行による腰部神経根内血流量の低下である。圧迫をうけた障害神経根内血管では，血管自体の病態が存在する可能性がある。さらに，馬尾障害では，多根性の神経障害が出現するが，下肢痛は惹起されない。しかし，その機序については不明な点が多い。この神経内血流と疼痛発現の関与の2点について検討した。我々の開発したイヌ慢性馬尾圧迫モデルを用いた神経根内血管のセロトニン感受性と5-HT2A受容体拮抗薬の効果についての研究では，セロトニンは圧迫のない状態の神経根内血管は拡張させるが，慢性圧迫下の神経根内の血管に対しては血管収縮を引き起こすことが明らかになった。このセロトニンによる血管の反応は，5-HT2A受容体を介していることが明らかになった。すなわち，5-HT2A受容体拮抗薬は，腰部脊柱管狭窄に伴う神経根内血流減少を改善する可能性がある。ラットの圧迫の強さの異なる馬尾圧迫モデルを用いた下肢疼痛の発現とアポトーシス細胞の発現の関与の研究では，圧迫の程度に関係なく下肢の疼痛は出現しなかった。軽度の馬尾圧迫では，馬尾の脱髄所見がみられ，中等度と強度の馬尾圧迫では，馬尾の変性所見が認められた。これらの組織学的変化にもかかわらず，疼痛は惹起されなかった。神経因性疼痛モデルでは，後根神経節（DRG）でのアポトーシスが増加しており，神経保護作用を有する薬剤の投与によって，アポトーシスの発現が減少し疼痛が軽減することから，アポトーシスが疼痛に関与していることが考えられている。本研究での馬尾圧迫モデルでは，アポトーシス細胞の発現は，脊髄よりDRGでの割合が低く，疼痛が惹起されなかったことから，DRGが疼痛に関与すると考えられる。
索引用語: 腰部脊柱管狭窄，馬尾，アポトーシス，間欠跛行，神経性疼痛
Abstract: Neurogenic intermittent claudication (NIC) is a major clinical problem that can be cuased by compression of the cauda equina due to spinal stenosis. A reduction of blood flow to the cauda equina is a significant contributor to NIC. In addition, it is known that cauda equina compression does not induce pain in clinical situations. However, the mechanism by which cauda equina compression causes these effects remains unknown. Thus, we investigated the changes of nerve vasculature and blood flow in compressed nerve roots, and the relationship between the degree of cauda equina compression and pain. The effects of serotonin and a 5-HT2A receptor antagonist (5-HTRA) on blood flow were evaluated using a cauda equina compression model in a canine subject. It wan found that serotonin has a vasodilative effect on blood vessels in undamaged nerve roots, while in chronically compressed nerve roots it has vasoconstrictive effect, which leads to a reduced blood flow. This vasoconstrictive effect is mediated by the 5-HT2A receptor. These findings suggested that a 5-HRTA is effective in increasing blood flow and therefore relieving NIC due to chronically compressed nerve roots in patients with spinal stenosis. Another experimental study was conducted on the relationship between the degree of cauda equina compression, neuropathological findings, and pain. There was no significant mechanical allodynia observed in any of the three groups in which mild, modetate, and strong compression was applied to the cauda equina. Some nerve roots showed demyelination in the mild compression group, whereas axonal degeneration was observed in the moderate and strong compression groups. It is known that apoptosis in the dorsal root ganglion (DRG) increases after spinal nerve damage, and that a neuroprotective medicine, such as erythropoietin, inhibits both apoptosis and pain. Therefore, apoptosis is considered to contribute to inducing pain. In this study, apoptosis of DRG cells was less than that in the spinal cord, and there was no mechanical allodynia observed. These results suggest that DRG might be associated with inducing neuropathic pain.
Key words: lumbar spinal canal stenosis, cauda equina, apoptosis, intermittent claudication, neuropathic pain