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ウレギリアは、脳溝の深部領域に特定のタイプの皮質瘢痕が生じ、脳回が変形する状態を表す診断名です。ウレギリアは、特徴的な「キノコ型」の脳回によって識別され、瘢痕によって深部脳溝領域が縮小および萎縮する一方で、表面の脳回は影響を受けません。[ 1 ]この状態は、周産期の低酸素性虚血性脳損傷によって引き起こされることが最も多いです。[ 2 ]ウレギリアの影響は重症度が様々ですが、脳性麻痺、知的障害、てんかんと最も一般的に関連しています。NC Bresler は 1899 年に初めてウレギリアを観察し、脳のこの異常な形態を「キノコ脳回」と表現しました。 [ 1 ]ウレギリアは 1899 年に初めて確認されましたが、この状態について知られている、または報告されている情報はまだ限られています。
ウレギリアの物理的特徴は、皮質溝を占める小さな放射状の瘢痕です。[ 3 ]全体として、脳の影響を受けている領域の物理的構造は、「キノコ」のような形と表現され、脳回は異常に大きく、溝は皮質の奥深くで広くなっています。1899年にウレギリアの脳を初めて見たNCブレスラーは、「キノコ脳回」という言葉を作り出しました。彼はまた、ラテン語の語根「ule」（瘢痕）に基づいてこの疾患に名前を付けました。[ 1 ]このキノコのような構造は、ウレギリアの影響を受けている領域の下部が劣化しやすい一方で、上部の脳回は通常影響を受けないことの結果です。[ 4 ]しかし、影響を受けている領域全体が縮小し、ウレギリアの結果として茶色に変色します。さらに、ウレギリアの影響を受けているニューロンの間に、比較的影響を受けていないニューロンの「島」が存在することがあります。[ 5 ]ウレギリアは両側性または片側性に発生する可能性があるが、前者のほうが診断されることが多い。[ 6 ]
ウレギリアは、大脳皮質、傍矢状面領域、頭頂葉や後頭葉などの脳の後部領域を含む、脳の多くの部分に影響を与える可能性があります。[ 1 ]これらの領域は、動脈が豊富な領域の近く、または主要な脳動脈の近くに位置します。[ 5 ]例えば、特に新生児では、ウレギリアの影響を受ける領域は、後大脳動脈の近く、または脳の中部と後部領域の間の動脈が豊富な領域の近くに見られます。この領域は、しばしば分水嶺領域と呼ばれます。[ 1 ] [ 4 ] [ 7 ]
脳回障害の影響を受けたニューロンは、正常に機能するニューロンとは異なる特性を示します。たとえば、脳回障害の影響を受けたニューロンでは、グリア細胞、特にアストロサイトがニューロンの近くや周囲に蓄積するグリオーシスが見られます。脳回障害の影響を受けたニューロンでは、白質含有量の減少も見られ、ニューロンのミエリンの劣化を特徴とする硬化症の兆候が見られます。しかし、灰白質の領域では、ミエリンの大きな密な凝集体が存在します。[ 4 ] 脳回障害の影響を受けたニューロンでは、フェニルケトン尿症や尿素サイクルの障害に関連する可能性のある代謝障害も見られます。[ 8 ]低血糖症と 低酸素症も、脳回障害の影響を受けたニューロンの症状に伴って起こると考えられています。[ 2 ] [ 9 ]
ウレギリアは、乳児の出生前後に起こる脳虚血と呼ばれる脳損傷の結果として発症します。胎児の低酸素性虚血性脳損傷は、胎盤早期剥離、臍帯事故、難産による心血管ストレスなどの妊娠合併症の結果として発生することがよくあります。 [ 10 ]脳への酸素不足は、通常、脳の頭頂葉と後頭葉の近くにある3つの主要な脳動脈付近に病変の形成につながります。[ 4 ]周産期脳損傷の原因には、次のものがあります。
周産期脳損傷の危険因子には、低出生体重、早産、周産期の心肺機能の低下、人工呼吸器の使用などがある。[ 12 ]
脳虚血は、脳が正常な機能を維持するのに十分な酸素を受け取れなくなったときに発生します。このような場合、体は生命維持に不可欠な臓器への酸素供給を回復させることを最優先事項とします。脳は主要な血管の直径を変化させ、脳、心臓、副腎などの重要な臓器に血液を再分配します。交感神経系の活性化によって改善が見られない場合、酸素レベルは低下し続け、代謝、その他の細胞プロセス、そして全身機能に障害が生じます。
血流が非効率なことによるもう一つの深刻な結果は、細胞が十分な量のグルコースを受け取れないことである。細胞内グルコース濃度が低いと、細胞内でATP産生が減少する。これによりNa-Kポンプが効果的に不活性化され、細胞によるカルシウムイオンの取り込みが起こる。カルシウムの流入が続くと、リパーゼ、プロテアーゼ、エンドヌクレアーゼなどの下流のエフェクターが恒常的に活性化され、最終的に細胞骨格が破壊される。[ 11 ]グルタミン酸調節イオンチャネルが開くことで、細胞内カルシウム濃度がさらに上昇する。虚血は無酸素性細胞脱分極を引き起こし、シナプス前細胞における膜電位の上昇が興奮性神経伝達物質であるグルタミン酸の放出を引き起こす。[ 13 ]
脳におけるグルコース欠乏は、いかなる時間であっても深刻な結果をもたらす可能性があり、脳がこのような無酸素状態に置かれる時間は、タンパク質生合成経路への不可逆的な損傷の蓄積に直接関係します。脳が急性酸素欠乏に苦しんでいる間、全身のタンパク質合成は著しく阻害され、実質的に停止します。[ 13 ]酸素が再び組織を十分に飽和させると、タンパク質生合成は脆弱でない領域では正常に戻りますが、他の領域では正常レベルを下回ったままになります。脳におけるタンパク質合成の不足は、通常起こる成長と発達の量を考えると、胎児の脳では特に問題です。低酸素エピソードの損傷の影響に特に脆弱な領域には、深部および表層の貫通血管の枝によって供給される脳幹上部、小脳、白質、および皮質下構造が含まれます。 [ 10 ]タンパク質合成が阻害される脆弱な領域は、通常、ニューロンの細胞死が差し迫っていることを示しています。酸素レベルが回復すると、酸素ラジカル、一酸化窒素、および神経伝達物質の不均衡がさらなる損傷を引き起こし、アポトーシスによる細胞死につながります。ニューロンの細胞死はグリオーシスを引き起こし、領域がキノコ状に見えるようになり、これは脳回異常の特徴です。[ 13 ]
脳出血は、脳病変の未熟な血管が破裂した結果です。胚芽層は、胎児の脳が発達するにつれて通常は消失する脳の一部ですが、この過程で血管容積の変化により血管が破裂することは珍しくありません。最近の顕微鏡研究によると、脳出血の最も一般的な部位は、髄質静脈が上衣下領域の終末静脈に流れ込む場所です。早産児は交感神経系が完全に発達していないため、脳出血によって引き起こされる低酸素飽和度レベルにうまく反応できないという仮説が立てられています。[ 11 ]正期産で生まれた赤ちゃんもこれに罹患する可能性はありますが、反応が良好であるため、低酸素イベントに対する反応は良好になる傾向があります。
最近の研究では、子宮内感染と母親の炎症が胎児の周産期脳損傷の可能性を高めることと関連していることが明らかになった。この研究では、母親の子宮内感染が胎児の脳の炎症反応を調節する上で重要なグリア細胞とトール様受容体（TLR）に影響を与える可能性があることが示唆された。 [ 14 ]グリア細胞とTLRが悪影響を受けると、脳内で発生する炎症にも反応できなくなる。子宮内感染の上昇と周産期脳損傷との関連性は発展途上の研究理論であるが、その関連性のより詳細な説明はまだ分かっていない。
周産期の循環器疾患による欠陥のある患者の約 1/3 にウレギリアが認められた。[ 15 ]この疾患の臨床観察のほとんどでは、知的障害、脳性麻痺、および発作が主な欠陥として報告されている。[ 1 ] [ 6 ] [ 8 ] [ 10 ] [ 16 ]しかし、ウレギリアを示す患者が比較的正常に発達する軽症例も報告されている。[ 1 ] [ 2 ]脳性麻痺に分類されるウレギリアに関連する主な運動障害は、舞踏アテトーゼ、ジストニア、および運動失調である。[ 10 ]皮質の奇形がニューロン、グリア細胞、およびシナプスの分化を阻害するため、ウレギリアがてんかんを引き起こすと考えられている。[ 15 ]頭頂後頭葉てんかんは、後部皮質てんかん（PCE）と同義であることが多く、 [ 16 ]は、脳回欠損を伴うほとんどの症例で見られる疾患の形態です。[ 2 ]このタイプのてんかんは非常にまれで、てんかんの報告全体の約 5% を占めています。この疾患の形態には、頭頂葉と後頭葉の損傷から予想される症状、すなわち、幻視を伴う発作、視空間機能障害、チクチク感、しびれ、痛み、灼熱感が含まれます。[ 17 ]脳回欠損に加えて、腫瘍と皮質形成異常が PCE の主な原因となっています。[ 13 ]脳回欠損を伴うてんかんのほとんどは、治療に反応しない、つまり医学的に難治性であると分類されます。[ 7 ]患者は通常、幼い頃にてんかんの症状を示します。[ 1 ]てんかんの重症度は、発症年齢と皮質病変の量に依存することが示されています。てんかんの発症が早く、病変の範囲が大きいほど、発作はより重症になる傾向があります。[ 1 ] [ 7 ]
ウレギリアは、多小脳回症として知られる同様の皮質の歪みと混同されることが多い。[ 7 ]多小脳回症は、ウレギリアに典型的な溝の瘢痕ではなく、表面脳回の過剰な折り畳みと大脳皮質の肥厚を特徴とする。 [ 18 ]形態学的差異に加えて、多小脳回症とウレギリアが発生する時期も異なる。多小脳回症は通常、胚の中枢神経系が成熟する間に形成される。ウレギリアは、神経細胞の移動がすでに起こった後の周産期に、発達のより後期に獲得される。また、多小脳回症は遺伝的に関連しているのに対し、ウレギリアは環境要因、すなわち酸素不足によって引き起こされるとも考えられている。[ 1 ]
多小脳回症は、知的障害、脳性麻痺、てんかんなど、小脳回症に関連する同様の症状を引き起こす可能性があります。多小脳回症の患者はてんかん手術に反応しないことが観察されています。しかし、小脳回症の患者が同様の手術に反応するかどうかはまだ完全にはわかっていないため、これら 2 つの疾患を区別することが重要です。生体内の神経画像技術、すなわちMRIは、この区別を行う上で重要な役割を果たしてきました。小脳回症の MRI 画像では、キノコ状の脳回、白質の変形、および主に後部大脳領域への局在が識別されます。[ 1 ]多小脳回症は、灰白質と白質の境界領域に波状の外観が見られることで典型的に認識されます。[ 18 ]これらの区別は多くの患者で行われていますが、これら 2 つの類似した状態の明確な境界を定義することはまだ困難です。[ 7 ]
主に、脳回障害を検出する主な方法は、てんかんのMRIスクリーニングを使用することです。通常、脳回障害のある領域のMRIでは、グリオーシスを伴う変性したニューロンのグループが明らかになります。さらに、特に両側の境界領域には影響を受けていない脳回も存在し、周産期低酸素障害の遅延効果を示しています。[ 4 ]ただし、上記の特徴に加えて、MRIを使用して脳回障害を診断するための3つの主な基準があります。[ 4 ]
MRI スキャンで確認できる脳回狭窄のもう 1 つの兆候は、皮質萎縮を示すクモ膜下腔の拡大です。FLAIR 信号は、頭頂後頭溝の深さを視覚化するのに役立ち、脳回狭窄の影響を受けた脳回を特定することもできます。 [ 6 ]患者における脳回狭窄と多小脳回症の鑑別にはまだ混乱がありますが、MRI は大多数の症例で適切な識別を可能にします。さらに、脳回狭窄に関する現在の研究のほとんどは、この識別の改善に焦点を当てています。さらに、MRI は脳回狭窄の存在が片側性か両側性かを診断できます。[ 1 ]脳波検査 ( EEG ) も脳回狭窄のスクリーニングに使用できますが、MRI が依然として好まれています。これは主にてんかん患者に対して行われ、EEG 記録の異常は検査対象の脳領域に脳回狭窄が存在することを示しています。[ 7 ]例えば、てんかん患者の脳波検査で前頭葉と中心頭頂葉に異常が見られる場合、その領域に脳回欠損が存在すると考えられる。[ 7 ]
現在、脳回欠損症に対する明確な治療法は確立されていません。これは主に、影響を受けた領域の神経細胞に不可逆的な虚血性損傷が生じるためです。しかし、てんかんや脳性麻痺など、脳回欠損症に関連する症状は、適切な治療法で治療できます。例えば、後頭葉に脳回欠損症が存在するために起こるてんかん発作は、一部の患者では抗てんかん薬でコントロールできます。[ 1 ]後部皮質に脳回欠損症がある患者など、他の患者では薬は効果がなく、てんかんの原因となっている領域の手術が必要です。 [ 1 ] [ 16 ]これらの治療法は症状のみを治療するもので、脳回欠損症自体には効果がありません。