びまん性軸索損傷

びまん性軸索損傷（DAI）は、白質路と灰白質の広範囲にわたって散在性の病変が発生する脳損傷です。^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]} DAIは、外傷性脳損傷の中で最も一般的で破壊的なタイプの1つであり^{[ 8 ]} 、重度の頭部外傷後の意識喪失と持続性植物状態の主な原因です。^{[ 9 ]}重度の頭部外傷の約半数で発生し、脳震盪で発生する主要な損傷である可能性があります。結果は昏睡であることが多く、重度のDAI患者の90%以上は意識を回復しません。^{[ 9 ]}昏睡から目覚めた人は、多くの場合、著しい障害が残ります。^{[ 10 ]}

DAIは、外傷性脳損傷（TBI）の重症度の範囲全体にわたって発生する可能性があり、損傷の負担は軽度から重度へと増加します。^{[ 11 ] [ 12 ]}脳震盪は、びまん性軸索損傷のより軽度なタイプである可能性があります。^{[ 12 ] [ 13 ]}

DAIは、自動車事故、転倒、暴行などで頭部が急激に加速または減速されたときに発生する外傷性せん断力の結果です。 ^{[ 14 ]}自動車事故はDAIの最も一般的な原因ですが、揺さぶられっ子症候群などの児童虐待の結果として発生することもあります。^{[ 15 ] [ 16 ]}

重度の脳損傷では軸索の即時切断が観察されることがあるが、DAIの主な損傷は、長期間にわたってゆっくりと進行する遅発性の二次軸索切断である。^{[ 2 ]}髄鞘化により白く見える軸索の束は、白質と呼ばれる。CTおよびMRI検査では、死後脳において灰白質と白質の両方に病変が見られる。^{[ 9 ]}

DAIの病理には、軸索細胞骨格の機械的破壊に加えて、軸索輸送の中断、軸索静脈瘤として知られる進行性の腫脹、変性などの二次的な生理学的変化も含まれます。^{[ 17 ]}最近の研究では、これらの変化は、破壊された軸索微小管のねじれと位置ずれ、およびタウタンパク質とアミロイド前駆体タンパク質（APP）の沈着と関連付けられています。^{[ 17 ] [ 18 ]}

DAIによって損傷を受けた脳の白質に病変が見られるのが一般的で、これらの病変の大きさは約1～15mmで 、特徴的なパターンで分布しています。^{[ 9 ]} DAIは、脳幹、脳梁、大脳半球などの領域の白質に最もよく影響を及ぼします。

脳の中で最も損傷を受けやすいのは前頭葉と側頭葉です。^{[ 19 ]} DAI の一般的な発生部位には、大脳皮質の白質、上大脳脚、^{[ 16 ]}基底核、視床、および深部半球核が含まれます。^{[ 20 ]}これらの領域は、脳の他の領域との密度の違いにより、より容易に損傷を受ける可能性があります。^{[ 20 ]}

細胞骨格の破壊

軸索は通常弾力性がありますが、急速に伸展されると脆くなり、軸索細胞骨格が破壊されることがあります。伸展損傷後の細胞骨格要素のずれは、軸索の断裂とニューロンの死につながる可能性があります。軸索輸送は細胞骨格の断裂点まで続きますが、それ以上は進まず、その点で輸送産物が蓄積し、局所的な腫脹が生じます。^{[ 25 ]}この腫脹が十分に大きくなると、細胞骨格の断裂部位で軸索が断裂し、細胞体に向かって引き戻されて球状構造を形成します。^{[ 11 ]}この球状構造は「収縮球」と呼ばれ、びまん性軸索損傷の組織学的特徴です。 ^{[ 9 ]}

軸索が断裂すると、損傷後 1 ～ 2 日以内に、断裂部より遠位側の軸索が変性するワラー変性が起こります。 ^{[ 26 ]}軸索膜が崩壊し、^{[ 26 ]}ミエリンが分解して順行方向 (細胞体から軸索末端に向かって) に細胞から剥離し始め、^{[ 27 ]}近くの細胞が貪食活動を開始し、細胞の残骸を貪食します。^{[ 28 ]}

DAIは、 CTスキャンやその他の肉眼的画像診断法ではよく映らないため、検出が困難ですが、顕微鏡的には映ります。 ^{[ 9 ]}ただし、DAIに特有の特徴の中には、CTスキャンで映る場合と映らない場合があります。びまん性損傷は、肉眼的損傷よりも顕微鏡的損傷が多く、CTやMRIでは検出が困難ですが、脳梁や大脳皮質に小さな出血が見られる場合は、その存在を推測できます。^{[ 34 ]} MRIは、亜急性期および慢性期のびまん性軸索損傷の特徴を検出するのにCTよりも有用です。^{[ 35 ]}拡散テンソル画像法などの新しい技術では、標準的なMRIで陰性であっても、白質線維路の損傷の程度を示すことができます。DAIにおける軸索損傷は、主に二次的な生化学的カスケードの結果であるため、発症が遅れ、最初は健康に見えるDAI患者でも、後に悪化する可能性があります。したがって、損傷は認識されているよりも重篤な場合が多く、医療従事者は、CTスキャンが正常に見えるが意識不明などの症状がある患者ではDAIを疑うべきである。^{[ 9 ]}

MRIはCTスキャンよりも感度が高いが、 DAIは浮腫の兆候を探すことで特定されるため、偽陰性となる可能性がある。浮腫は必ずしも存在するとは限らない。^{[ 33 ]}

DAIは、損傷の重症度に基づいてグレードに分類されます。グレードIでは、広範囲の軸索損傷が存在しますが、局所的な異常は見られません。グレードIIでは、グレードIで見られる損傷に加えて、特に脳梁に局所的な異常が見られます。グレードIIIの損傷は、グレードIとIIの両方に加えて、脳幹吻側 部の損傷と組織の断裂を伴うことが多いです。^{[ 36 ]}

軸索の一次断裂が一度発生すると、それを元に戻す治療法はありません。そのため、管理は主に支持療法であり、中等度から重度の外傷性脳損傷に使用される神経集中治療の原則に従い、低酸素症、低血圧、頭蓋内圧亢進による二次的な脳損傷を防ぐことを目標とします。^{[ 37 ] [ 38 ]}

重度のびまん性軸索損傷では、二次損傷を軽減するために、必要に応じて気道保護と人工呼吸器による集中治療が必要となる場合がある。^{[ 37 ] [ 38 ]}びまん性軸索損傷では外科的に治療可能な腫瘤病変がしばしば見られないが、頭蓋内圧の上昇が起こる可能性があり、一部の患者ではモニタリングと治療が必要となる場合がある。^{[ 39 ]}

DAI の概念は、数年前に頭部外傷を受けた人の白質の病変に関するSabina Strichの研究の結果として初めて生まれました。 ^{[ 40 ]} Strich は 1956 年にこの概念を初めて提唱し、白質のびまん性変性と呼びましたが、より簡潔な用語である「びまん性軸索損傷」が好まれるようになりました。^{[ 41 ]} Strich は認知症と頭部外傷の関係を研究しており^{[ 40 ]}、1956 年に、DAI が頭部外傷による認知症の最終的な発症に不可欠な役割を果たしていると主張しました。^{[ 15 ]} DAI という用語は 1980 年代初頭に導入されました。^{[ 42 ]}

• トップギアのプレゼンター、リチャード・ハモンドは、2006年のヴァンパイア・ドラッグスターのクラッシュによりDAIを負った。 ^{[ 43 ]}
• チャンプカー・ワールドシリーズのドライバー、ロベルト・ゲレーロは、1987年にインディアナポリス・モーター・スピードウェイでのテスト中にクラッシュし、DAI（大動脈損傷）を負った。^{[ 44 ]}
• フォーミュラ1ドライバーのジュール・ビアンキは、 2014年の日本グランプリでの事故によりDAIを発症し^{[ 45 ]}、9か月後に意識を取り戻すことなく死亡した^{[ 46 ] 。}
• 俳優でオーディオブックのナレーターでもあるフランク・ミュラーは、スティーブン・キングの『ダークタワー』を朗読したが、2001年にバイク事故でDAIを発症した。彼は2008年に亡くなった。^{[ 47 ]}
• NASCARドライバーのアダム・ペティ（7度のカップシリーズチャンピオン、リチャード・ペティの孫）は、2000年5月にニューハンプシャー・モータースピードウェイで行われたレースに向けた練習中に、致命的な頭蓋底骨折に続発するびまん性軸索損傷を負った。 ^{[ 48 ]}

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• 軸索輸送

• びまん性軸索損傷のMRIおよびCT画像