ペナンブラ（医学）

病理学および解剖学では、血栓性脳卒中や塞栓性脳卒中などの虚血性イベントの周囲の領域をペナンブラと呼びます。イベントの直後、血流と酸素輸送が局所的に減少し、最初の障害が発生した場所の近くの細胞が低酸素状態になります。これにより低酸素性細胞死 (梗塞)が起こり、虚血による元の損傷が増幅されます。ただし、ペナンブラ領域は、ペナンブラ領域に血液を供給する側副動脈があるため、虚血性イベント後も数時間は生存できる場合があります。

脳卒中発症後時間が経つにつれ、周辺領域の広がりは減少する傾向がある。^[1]そのため、救急科では、危険領域にある細胞への酸素輸送と供給を増やして周辺領域を保護し、細胞死を制限することが主な関心事となっている。周辺領域が存在するということは、細胞の救済が可能であることを意味する。自然神経学的回復の程度と梗塞を免れた周辺領域の容積との間には高い相関関係があるため、周辺領域を救済することで臨床転帰が改善されるはずである。^[1]

意味

ペナンブラの広く受け入れられている定義の 1 つは、この領域を「潜在的に梗塞を起こす可能性のある虚血組織だが、不可逆的な損傷は受けておらず、そのため急性期治療の対象となる」と説明しています。^[2] ペナンブラの元の定義は、損傷を受けているがまだ死んでいない脳の領域を指し、適切な治療によって脳組織を救える可能性を示唆していました。^[3]

血流

周辺領域は通常、血流が20 mL/100 g/分未満に低下したときに発生します。^{[4]この時点で、}ニューロン間の電気的通信は存在しなくなります。この領域の細胞は生きていますが、代謝ポンプは抑制され、酸化代謝は減少しますが、ニューロンは再び脱分極し始める可能性があります。^[4]脳の領域は、通常、その領域への血流が 10～12 mL/100 g/分未満に低下するまで梗塞しません。^[4]この時点で、グルタミン酸の放出は制御不能になり、イオンポンプは抑制され、アデノシン三リン酸(ATP) の合成も停止し、最終的に細胞内プロセスの破壊とニューロン死につながります。^[4]

画像による識別

陽電子放出断層撮影（PET）は半影の大きさを定量化できるが、広く普及しておらず、迅速にアクセスすることもできない。磁気共鳴画像法は、 2つのMRIシーケンスを組み合わせることで半影の大きさを推定することができる：^[5]

灌流強調画像（PWI）は、梗塞した中心部と周辺部の血液灌流の低下を示している。
拡散強調画像（DWI）では梗塞核の大きさを推定できます。

どちらのシーケンスも関心領域を多少過大評価していますが、PWIによる異常領域からDWIによる異常領域を差し引くことで、周辺領域の大きさを大まかに推定することができます。^[5]

周辺領域は、3つの要素を統合して検出することもできます。これらの要素には、血管閉塞の場所、その時点での乏血症の程度（周辺領域の周囲の灌流不足領域だが、梗塞のリスクはない^{[1] ）、この}灌流欠陥とすでに梗塞している脳領域との不一致が含まれます^{[6] 。}

臨床的関連性

脳梗塞の周囲の周辺領域の容積が大きいほど、血栓溶解療法や血栓除去療法で救済できる脳組織の容積が大きいことを意味します。このような治療法は、脳梗塞後の運動機能などの回復に大きな効果があります。^{[7]最初の虚血イベントの後、周辺領域は損傷を特徴とする}組織リモデリングから修復を特徴とするリモデリングに移行します。 ^[3]

周辺部では、ミクログリアが神経細胞体との特殊な接触（体細胞接合部）を介して神経保護効果を発揮すると考えられています。 ^[8]これらのミクログリアの作用を理解しサポートすることで、治療範囲が広がり、より多くの神経組織が保存される可能性があります。^[要出典]

歴史

虚血性ペナンブラの概念は、1976年にロンドンのクイーンズスクエアにある国立病院のリンゼイ・シモンズ研究室で、MCA閉塞後のヒヒの脳の神経機能、血流、細胞外K ⁺の局所測定を組み合わせることによって開発されました。機能とエネルギー代謝にとって臨界レベルの血流が観察されました。これらの結果と虚血性ペナンブラという用語の最初の言及は、1977年にStroke(1)に掲載され、1981年の論説でさらに実証されました(2)。研究の最初の10年間は、脳卒中後のペナンブラ組織の生理学的プロファイル、脳血流のマッピング、およびこれらの領域を定義するための酸素とグルコースの消費量の定量化に重点が置かれました。次の10年間は、神経細胞死のメカニズムを明らかにしました。生化学的経路が分析されるにつれて、ペナンブラ科学は分子生物学の急速に発展する分野になりました。半影研究の第30年では、陽電子放出断層撮影（PET）スキャンを使用して血流が減少した脳組織を特定し、磁気共鳴画像（MRI）を使用してまだ死んでいない虚血組織の部分を検出できるという移行的な飛躍が見られました。これらの画像により、脳を視覚化し、救済できる可能性のある組織領域、つまり半影を見ることができるようになりました。^[3]

1. Astrup J、Symon L、Branston NM、Lassen NA。脳虚血の臨界レベルにおける皮質誘発電位と細胞外K+およびH+。Stroke。1977年1月-2月;8(1):51-7。doi: 10.1161/01.str.8.1.51。PMID: 13521。2. Astrup J、Siesjö BK、Symon L。脳虚血の閾値 - 虚血性周辺領域。Stroke。1981年11月-12月;12(6):723-5。doi: 10.1161/01.str.12.6.723。PMID: 6272455。

参考文献

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[8] チェレプ、チャバ;ポスファイ、バラズ。レナート、ニコレット。フェケテ、レベカ。ラスロー、ゾフィア I.レレ、ゾルト。オルソリッツ、バーバラ。モルナール、ガボール;ハインドル、ステファニー。シュワルツ、アネット D.ウイヴァーリ、カティンカ。コルニエイ、ズザンナ。トート、クリスティーナ。ザバディッツ、エステル。スペルラー、ベアタ;マリア、バラニー。チバ、ラスロー。ホルトバージ、ティボール。マグロツキー、ゾフィア。マルティネス、バーナデット;シャボ、ガボール。エルデルイ、フェレンツ。スピチュクス、ロバート。タムクン、マイケル M.ゲジリッチ、ベンノ。デューリング、マルコ。カトナ、イシュトヴァン。リース、アーサー。タマス、ガボール。デネス、アダム（2020年1月31日）。「ミクログリアは特殊な体細胞プリン作動性接合部を介して神経機能を監視し、保護します。」科学。367 (6477): 528– 537。Bibcode :2020Sci...367..528C。土井：10.1126/science.aax6752。PMID 31831638。S2CID 209343260 。