血管周囲腔

血管周囲腔
CTで見た血管周囲腔
神経解剖学の解剖用語 [Wikidataで編集]

血管周囲腔は、ウィルヒョウ・ロビン腔とも呼ばれ、脳を含むいくつかの臓器の特定の血管を取り囲む液体で満たされた空間であり、 ^[1]免疫学的機能を持つ可能性がありますが、より広くは神経および血液由来のメッセンジャーを分散させる役割を果たしています。^[2]脳軟膜は、脳の表面からくも膜下腔の血管の表面に反射されます。脳では、血管周囲カフは血管周囲腔の白血球凝集領域であり、通常、ウイルス性脳炎の患者に見られます。

血管周囲腔の大きさは血管の種類によって異なります。脳ではほとんどの毛細血管が知覚できないほどの血管周囲腔を持っていますが、顕微鏡で観察すると、脳室周囲器官などの特定の脳構造は、透過性の高い毛細血管を囲む大きな血管周囲腔を持つことが知られています。視床下部の基部にある脳構造である正中隆起には、広い血管周囲腔を持つ毛細血管があります。^[3]

人間の場合、動脈と静脈を取り囲む血管周囲腔は、通常、 MRI画像上で拡張した領域として観察されます。多くの正常な脳ではいくつかの拡張した空間が見られますが、これらの空間の増加はいくつかの神経変性疾患の発症と相関している可能性があり、研究対象となっています。^[4]

血管周囲腔は、血管とその宿主臓器（脳など）の間にある間質液を含む隙間であり、血管は脳に浸透して溶質が通過できる血管外チャネルとして機能します。 ^{[2] [5]}血管周囲腔は、その周囲に形成される血管と同様に、脳のくも膜下腔と軟膜下腔の両方に存在します。^[6]

大脳皮質と基底核の動脈を取り囲む血管周囲腔は、それぞれ1層または2層の軟膜と軟膜によって軟膜下腔から分離されています。^[7]軟膜細胞層のおかげで、くも膜下腔に属する血管周囲腔は軟膜下腔の血管周囲腔と連続しています。くも膜下腔と軟膜下腔の血管周囲腔が直接つながっているのは、脳の静脈を取り囲む軟膜層がないため、脳の動脈に特有です。[ 7 ^{] [6]}走査型電子顕微鏡の使用により、くも膜下腔の血管を取り囲む空間は、デスモソームで結合した軟膜細胞の存在により、くも膜下腔と連続していないことが判明しました。^[8]

血管周囲腔、特に窓明き毛細血管の周囲は、胸腺、肝臓、腎臓、脾臓、骨、松果体など多くの臓器に見られます。^{[9] [10] [11] [12]}特に脳室周囲器官（脳弓下器官、最後野、正中隆起）内では、窓明き毛細血管の周囲に大きな血管周囲腔が存在し、この空間が脳や血液を介したメッセンジャーの分散役割を果たしていることが示されています。^[2]

血管周囲腔は健康な人では直径5ミリメートルまで拡大することがありますが、病気を意味するものではありません。拡大すると、それが投射する脳領域の機能に支障をきたす可能性があります。^[5]拡張は脳の片側または両側で発生する可能性があります。^[7]

拡張した血管周囲腔は3つのタイプに分類されます: ^[7]

• タイプ1は、基底核に突出するレンズ核線条体動脈に位置する。
• タイプ2は髄質動脈の経路に沿って皮質に位置する。
• タイプ3は中脳に位置する

血管周囲腔は、大脳基底核と白質、および視索に沿って最も一般的に位置します。[ 13 ]血管周囲腔を^視覚 化するのに最適な方法は、T2強調MRIです。他の神経疾患のMR画像は、拡張腔の画像と類似している可能性があります。これらの疾患は次のとおりです。^[7]

• 嚢胞性腫瘍
• ラクナ梗塞
• 嚢胞性脳室周囲白質軟化症
• クリプトコッカス症
• 多発性硬化症
• ムコ多糖症
• 神経嚢虫症
• くも膜嚢胞
• 神経上皮嚢胞

MRIでは血管周囲腔はいくつかの重要な特徴によって区別されます。血管周囲腔はくも膜下腔の脳脊髄液と視覚的に同等の信号強度を持つ明確な円形または楕円形の存在として現れます。 ^{[7] [14] [15]}さらに、血管周囲腔には質量効果がなく、周囲に形成される血管に沿って位置します。^[14]

血管周囲腔の最も基本的な役割の 1 つは、中枢神経系における体液の動きとその排出の調節です。^[13] 血管周囲腔は最終的に神経細胞体から頸部リンパ節に体液を排出します。^[5]特に、「潮汐仮説」は、心臓の収縮によって圧力波が生成され、維持され、くも膜下腔と血管周囲腔との間の流れが調整されることを示唆しています。^[16] 血管周囲腔は一種のスポンジとして機能し、信号伝達と細胞外液の維持に不可欠です。^[16]

もう一つの機能は、血液脳関門（BBB）の不可欠な部分としての機能である。 ^[17] BBBはしばしば内皮細胞間の密着結合として説明されるが、これは単純化しすぎていて、静脈血を脳実質から分離する血管周囲腔の複雑な役割を無視している。多くの場合、BBBを透過しない細胞残骸や異物は内皮細胞を通過し、血管周囲腔で貪食される。これは多くのT細胞やB細胞、単球に当てはまり、この小さな液体で満たされた空間は重要な免疫学的役割を果たしている。^[17]

血管周囲腔も免疫調節において重要な役割を果たしている。血管周囲腔には間質液や脳脊髄液が存在するだけでなく、血液中の単核細胞によって調節されるマクロファージが絶えず流入しているが、このマクロファージはグリア限界膜の基底膜を通過しない。^[17] 同様に、シグナル伝達の役割の一環として、血管周囲腔には血管作動性 神経ペプチド（VN）が含まれており、血圧や心拍数の調節以外に、ミクログリアの制御に不可欠な役割を果たしている。^{[18] VNは、}アデニル酸シクラーゼ という酵素を活性化してcAMPを産生することにより、炎症を防ぐ働きがある。cAMPの産生は、制御性T細胞による自己反応性T細胞の調節を助ける。^[19]血管周囲腔はVNの障害に対して脆弱な空間であり、その機能が低下すると、免疫応答が悪影響を受け、分解の可能性が増大する。^{[18] [19]} T細胞による炎症が始まると、アストロサイトはCD95受容体によりアポトーシスを起こし始め、グリア境界膜を開いてT細胞を脳実質内に送り込む。^[17] このプロセスは血管周囲マクロファージによって促進されるため、神経炎症中にマクロファージが蓄積し、空間の拡張を引き起こす傾向がある。^[18]

血管周囲腔の臨床的意義は、主にその拡張傾向から来ている。拡張の重要性は、サイズではなく形状の変化に基づいていると仮定されている。^{[13]拡張した腔は、}基底核、特にレンズ核線条体動脈で最も一般的に観察されている。また、傍内側中脳視床動脈、中脳の黒質、島の下の脳領域、小脳の歯状核、脳梁、およびその真上の脳領域である帯状回に沿って観察されている。^[5] MRIの臨床応用により、血管周囲腔の拡張とラクナ梗塞が、シグナル伝達異常の最も一般的に観察される組織学的相関であることがいくつかの研究で示された。^[13]

拡張は、最も一般的で、加齢と密接に関連しています。血管周囲腔の拡張は、高血圧、認知症、白質病変などの付随要因を考慮しても、加齢と最も相関していることが示されています。^{[20]高齢者では、このような拡張は、血管性高血圧、}動脈硬化、認知能力の低下、認知症、死後脳重量の低下など、動脈壁に影響を及ぼすことが多い多くの症状や状態と相関しています。 ^[13]高齢者の拡張に加えて、若くて健康な人の拡張も観察されます。この発生はまれであり、このような場合、認知機能の低下や白質異常との関連は観察されていません。^[13]拡張した VRS が脳梁で観察される場合、通常、関連する神経学的欠損はありません。この領域では、脳脊髄液のような液を伴う嚢胞性病変として観察されることがよくあります。^[21]

極度の拡張は、いくつかの特定の臨床症状と関連している。片側半球のみの重度の拡張の場合、報告されている症状には、非特異的な失神発作、高血圧、頭位めまい、頭痛、早期想起障害、および片側顔面チックなどがある。重度の両側拡張に関連する症状には、耳痛（自然に治まると報告されている）、認知症、および発作がある。このデータは、重度のVRS拡張のある個人の症例研究からまとめられた。^[13]このような症例にみられる解剖学的異常を考慮すると、症状が比較的軽度であったという点で、これらの所見は驚くべきものと考えられた。ほとんどの場合、実際には、ある程度のVRS拡張に関連する質量効果はない。VRS拡張に関連する臨床症状が軽度である例外は、黒質と大脳脚の接合部にある下部中脳に極度の拡張がある場合である。このような症例では、ほとんどの患者で軽度から中等度の閉塞性水頭症が報告された。関連症状は頭痛から、大脳半球の拡張の場合に今述べたものよりも重篤なものまで多岐にわたります。^[13] VRS拡張に関連するその他の一般的な症状には、頭痛、めまい、記憶障害、集中力の低下、認知症、視覚変化、眼球運動異常、震え、発作、四肢の脱力、運動失調などがあります。^[5]

拡張は、いくつかの疾患や障害の典型的な特徴です。これらには、マンノシドーシス、筋強直性ジストロフィー、ロウ症候群、コフィン・ロウリー症候群などの代謝性疾患や遺伝性疾患が含まれます。拡張は、 CADASIL（皮質下梗塞および白質脳症を伴う脳常染色体優性動脈症）、遺伝性乳児片麻痺、網膜細動脈蛇行および白質脳症、片頭痛、血管性認知症など、血管病変の疾患または障害の一般的な特徴でもあります。VRS拡張に典型的に関連する3番目の障害グループは、神経外胚葉症候群です。これには、外胚葉異形成、前頭鼻異形成、ジュベール症候群に関連する多嚢胞性脳が含まれます。拡張と典型的に関連する第4の疾患群には、小児自閉症、大脳巨頭症、二次性パーキンソン病、最近発症した多発性硬化症、慢性アルコール依存症などがある。拡張はいくつかの疾患と関連している可能性があるが、健康な患者にも見られるため、VRSの評価では、MRIで拡張周囲の組織を調べ、臨床的状況全体を考慮することが常に重要である。^[13]

ヴィルヒョウ・ロビン腔に関する現在の研究の多くは、その拡張傾向に関するものである。現在、これらの血管周囲腔の拡張の正確な原因を突き止めるための研究が行われている。現在の理論には、脳脊髄液の脈動による機械的外傷、拡張性穿通血管の伸長、および異常な血管透過性による体液滲出の増加などがある。さらなる研究では、周囲の脳組織の収縮または萎縮、血管周囲の脱髄、加齢による動脈のコイル化、動脈壁の透過性の変化、およびリンパ排出経路の閉塞が関係していることが示唆されている。 ^[13]さらに、不十分な体液排出および虚血性血管周囲組織の損傷による真空外効果も、拡張型 VRS の原因として示唆されている。^[5]拡張型 VRS は、血管損傷、血液漏出、および細動脈瘤の形成にも関連している可能性がある。^[22]

最近および進行中の研究では、VRS の拡大といくつかの疾患との関連性が明らかになっています。

かつては、認知症患者の剖検で拡張したヴィルヒョウ・ロビン腔が頻繁に見られ、これが認知症の原因であると考えられていました。しかし、現在では、ヴィルヒョウ・ロビン腔の拡張と認知症との直接的な関係を確認または否定するための追加研究が行われています。^[15]

VRS の分析により、動脈硬化性微小 血管疾患による認知症と神経変性疾患による認知症を区別できる可能性がある。2005 年の研究では、大脳基底核の無名質、レンズ核、尾状核にかなりの量の VRS が存在することが、神経変性疾患、具体的にはアルツハイマー病や前頭側頭型認知症による認知症ではなく、動脈硬化性微小血管疾患、特に虚血性血管性認知症による認知症を示唆する可能性があることが証明されている。したがって、VRS の拡張は、血管性認知症と変性性認知症の診断を区別するために使用できる可能性がある。^[23]

いくつかの研究では、アルツハイマー病患者と非アルツハイマー病患者におけるVRSの空間分布と有病率を評価しました。研究者らは、VRSは自然な老化と相関しているように見えるものの、MR画像ではアルツハイマー病患者の方がVRSの有病率が高いことを明らかにしました。^[24]

脳アミロイド血管症（CAA）は、アルツハイマー病によく伴う血管不全で、拡張したVRSを利用して炎症を実質に広げます。VRSは灰白質に余分な膜を持っていることが多いため、虚血性CAA反応は白質で観察されることが多いです。^[25]

大脳皮質のVRSの構造がアルツハイマー病の発症に寄与しているのではないかという仮説が立てられている。大脳基底核のVRSとは対照的に、大脳皮質のVRSは軟膜の1層のみに囲まれている。そのため、大脳皮質のVRSは、基底核のVRSよりも間質液中のβアミロイドの排出効率が低い可能性がある。排出効率が低いと、アルツハイマー病の特徴であるβアミロイドプラークの形成につながる可能性がある。この仮説を裏付ける研究結果から、アルツハイマー病患者の大脳皮質ではβアミロイドプラークの頻度が基底核よりも高いことが指摘されている。^[8]

血管周囲腔の拡張は脳血管疾患と非常に密接な相関関係にあるため、診断ツールとしての使用に関する研究が盛んに行われている。31人の被験者を対象とした最近の研究では、異常な拡張と不規則な脳脊髄液の脈動が、脳卒中の危険因子を3つ以上持つ被験者と相関関係にあることが示された。そのため、血管周囲腔は出血性脳卒中の新たなバイオマーカーとなる可能性がある。^[26]

CADASIL症候群（皮質下梗塞および白質脳症を伴う常染色体優性脳動脈症）は、19番染色体のNotch3遺伝子変異による遺伝性脳卒中疾患である。研究では、この疾患を引き起こす影響を受けたハプロタイプを持たない家族と比較して、CADASIL患者では拡張した空間の数が多いことが観察されている。これらの血管周囲空間は主に被殻と側頭皮質下白質に局在しており、疾患自体の重症度ではなく、患者の年齢と相関しているように見える。^[27]

フラミンガム脳卒中リスクスコアによると、高齢者の血管周囲腔の拡張は脳卒中のリスクが高いことが分かっています。^{[15]一方、他の研究では、これらの腔の拡張は}動脈硬化とは関係なく、加齢に伴う正常な現象であると結論付けられています。したがって、これはこの分野の研究において依然として重要なポイントです。^[13]

血管周囲腔とアルツハイマー病との潜在的な関連性に関する研究と同様に、最近多発性硬化症（MS）と診断された人々のMRIスキャンが研究されました。MS患者では、より大きく、より一般的な腔が観察されました。^{[28]同様の結果を示した追加の研究では、MSの特徴である}脱髄に寄与する炎症細胞が血管周囲腔も攻撃することを示唆しています。血管周囲腔が病気の潜在的なマーカーとして関与しているかどうかを判断するには、高度なMRI技術を使用した研究が必要です。^[29]

血管周囲腔の拡張は高齢者によく見られるが、小児ではまれである。研究では、発達遅延と非症候性自閉症の両方と血管周囲腔の拡大または拡張との関連が指摘されている。^{[30] [31]}非症候性自閉症は、原因が不明な自閉症患者を分類する。^[30]

血管周囲腔の出現は、1843 年にデュラン＝ファーデルによって初めて記録されました。^[7] 1851 年、ルドルフ・ヴィルヒョウは、脳血管の外層と内層/中層の間のこれらの微細な空間について初めて詳細な説明を行いました。シャルル＝フィリップ・ロビンは1859 年にこれらの発見を確認し、血管周囲腔を正常な解剖学的に存在するチャネルとして初めて説明しました。この空間はヴィルヒョウ＝ロビン空間と呼ばれ、現在でもそのように知られています。免疫学的な重要性は、 1865 年にウィルヘルム・ヒス・シニアによって、リンパ系への間質液の流れの観察に基づいて発見されました。^[13]

ヴィルヒョウ・ロビン腔が初めて説明されてから長年、くも膜下腔で 脳脊髄液と自由に連絡していると考えられていました。後に電子顕微鏡を用いて、軟膜が両者を隔てる役割を果たしていることが示されました。MRIの応用により、血管周囲腔と脳脊髄液の信号強度の差を測定したところ、これらの発見が裏付けられました。^[13]研究技術が進歩するにつれ、その機能、解剖学、臨床的意義に関する情報も増えていきました。