虫垂（解剖学）

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ＦＭＡ	14542
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虫垂（複数形：appendicesまたはappendixes、虫垂状突起とも呼ばれる）は、盲腸につながる指状の盲端管であり、胎児の頃にそこから発達する。

盲腸は、小腸と大腸の接合部に位置する大腸の袋状の構造です。「虫状」という用語はラテン語に由来し、「虫のような形」を意味します。虫垂はかつて退化した器官であると考えられていましたが、この見解は2000年代初頭から変化しました。^[1]^{[2]研究では、虫垂が有益な}腸内細菌の貯蔵庫として重要な役割を果たしている可能性があることが示唆されています。

構造

人間の虫垂の平均長さは9cm（3.5インチ）で、5～35cm（2.0～13.8インチ）の範囲です。虫垂の直径は6mm（0.24インチ）で、6mm（0.24インチ）を超えると虫垂が肥厚しているか炎症を起こしていると考えられます。これまでに切除された最も長い虫垂は、26cm（10インチ）の長さでした。^{[3]虫垂は通常、}腹部の右下四分の一、右の寛骨の近くにあります。虫垂の基部は、大腸と小腸を分ける回盲弁の下2cm（0.79インチ）にあります。腹部内の虫垂の位置は、マクバーニー点として知られる表面上の点に対応します。

虫垂は回腸の下部にある腸間膜と、中結腸の短い領域である中虫垂を介してつながっています。^[4]

変化

一卵性双生児の中には、鏡像双生児と呼ばれる、虫垂が腹部の右下ではなく左下に位置する先天性疾患である鏡像解剖学的構造を持つ者もいる。 ^[5]^[6]腸回転異常によって虫垂が左側にずれることもある。

虫垂の基部は通常、回盲弁の下2cm（0.79インチ）に位置しますが、虫垂の先端は骨盤内、腹膜外、盲腸の後ろなど、さまざまな位置にあります。^[7]異なる位置の発生率は人口によって異なり、盲腸後位はガーナとスーダンで最も一般的で、それぞれ67.3%と58.3%の発生率です。一方、骨盤位が最も一般的であるイランとボスニアでは、それぞれ55.8%と57.7%の発生率です。^[8]^[9]^[10]^[11]

非常に稀なケースでは、虫垂が全く存在しないこともある（虫垂炎の疑いで開腹手術を行った場合、頻度は10万人に1人である）。^[12]

虫垂の開口部には半円形の粘膜のひだがあることがあります。虫垂のこの弁はゲルラッハ弁とも呼ばれます。^[4]

機能

腸内細菌叢の維持

虫垂や腸管の他の部分の周囲にある免疫組織（腸管関連リンパ組織と呼ばれる）がいくつかの重要な機能を果たすことは長い間認められてきたが、虫垂の独特な形状や、虫垂を切除しても副作用がないことから判断される特定の重要性や機能の欠如については説明がなかった。^{[13]そのため、虫垂は}痕跡的な組織に過ぎないという考えが広く信じられるようになった。

デューク大学のウィリアム・パーカー、ランディ・ボリンジャーらは2007年に、病気で腸の残りの部分から細菌が洗い流されたときに、虫垂が有用細菌の避難所として機能すると提唱した。 ^[14]^{[15]この命題は、免疫系が有益な}腸内細菌の増殖をどのようにサポートするかという2000年代初頭までに明らかになった理解と、^[16]^[17]虫垂の構造、大腸内の食物と細菌の通常の一方通行の流れのすぐ下に位置すること、大量の免疫組織との関連など、虫垂の多くのよく知られた特徴との組み合わせに基づいている。

ウィンスロップ大学病院で行われた研究によると、虫垂のない人はクロストリディオイデス・ディフィシル大腸炎の再発が4倍も起こりやすいことがわかった。^[18]そのため、虫垂は有益な細菌の「安全な家」として機能している可能性がある。^{[14]この細菌の貯蔵庫は、}赤痢やコレラの後に消化器系の腸内細菌叢を再び増殖させたり、より軽い胃腸疾患の後に腸内細菌叢を増強したりするのに役立つ可能性がある。^[15]

免疫系とリンパ系

虫垂は、哺乳類の粘膜免疫機能、特にB細胞を介した免疫応答と胸腺外由来のT細胞の重要な構成要素であることが確認されている。この構造は、消化器系における老廃物の適切な移動と除去を助け、病原体を制御するリンパ管を含み、最後に、致命的な病気を防ぐ早期防御を生み出す可能性もある。さらに、これにより、侵入する病原体に対する免疫防御が強化され、リンパ系のB細胞とT細胞が腸のその部分に感染するウイルスや細菌と戦うようになり、免疫応答が標的となり、より確実かつ危険性の少ない方法で病原体を撃退できるように訓練される可能性があると考えられている。^[19]さらに、腸内では、虫垂が消化器系の健康を維持するのを助けるために機能する自然リンパ細胞と呼ばれるさまざまな免疫細胞がある。 ^[20]

研究では、虫垂の存在と盲腸リンパ組織の濃度の間に正の相関関係があることも示されており、これは虫垂が盲腸と複合体として進化しただけでなく、大きな免疫上の利点もあるという説を裏付けています。^[21]

臨床的意義

虫垂の一般的な病気（ヒトの場合）は虫垂炎とカルチノイド腫瘍（虫垂カルチノイド）です。^[22] 虫垂がんは、消化管悪性腫瘍全体の約200分の1を占めます。まれに腺腫が発生することもあります。^[23]

虫垂炎

虫垂炎は虫垂の炎症を特徴とする疾患である。痛みは多くの場合、胎児の中腸の一部として虫垂が発達するのに対応して腹部の中央から始まる。この痛みは典型的には鈍く、局所性が不明瞭な内臓痛である。^[24]

炎症が進行するにつれ、腹膜が炎症を起こし、痛みは右下腹部にはっきりと局在し始めます。この腹膜炎、つまり腹膜炎は、反跳痛（圧迫を加えるときよりも圧迫を解除したときに感じる痛み）を引き起こします。特に、前上腸骨棘から臍まで引いた線の1/3にあるマクバーニー点に現れます。通常、点（皮膚）の痛みは、壁側腹膜も炎症を起こすまで現れません。発熱と免疫系の反応も虫垂炎の特徴です。^{[24]その他の徴候や症状には、}吐き気や嘔吐、悪化する可能性のある微熱、便秘や下痢、腹部膨満、鼓腸などがあります。^[25]

虫垂炎では通常、炎症を起こした虫垂を切除する必要があり、開腹手術または腹腔鏡による虫垂切除術が行われます。治療しないと虫垂が破裂して腹膜炎を起こし、ショック状態に陥り、さらに治療しないと死に至ることがあります。^[24]

手術

虫垂の外科的切除は虫垂切除術と呼ばれます。この切除は通常、患者が急性虫垂炎に罹患している場合に緊急処置として行われます。外科的設備がない場合、敗血症の発症を遅らせたり回避したりするために静脈内抗生物質が使用されます。虫垂炎が完全に治癒する場合もありますが、多くの場合、虫垂の周囲に炎症性腫瘤が形成されます。これは手術の相対的禁忌です。

虫垂は、神経因性膀胱の患者に対するミトロファノフ手術^[26]と呼ばれる手術で、輸出尿管の構築にも使用されます。

虫垂は、腸麻痺や直腸括約筋の重大な問題を抱える小児の大腸にアクセスする手段としても使用される。虫垂を皮膚表面に引き出し、小児または親がカテーテルを装着し、適切な溶液を使用して大腸を（通常の排便により）簡単に洗浄することができる。^[27]

歴史

チャールズ・ダーウィンは、虫垂は初期の人類では主に繊維質の植物を消化するために使われ、その後、時が経つにつれて新しい目的を担うように進化したと示唆した。馬やコアラなどの一部の草食動物の非常に長い盲腸は、この仮説を裏付けているように思われる。コアラの盲腸は、セルロースを分解するのを特に助ける細菌を宿すことができる。人間の祖先も、葉っぱの多い食事をしていたときにこのシステムに頼っていた可能性がある。

人間がより消化しやすい食物を食べるようになると、セルロースを多く含む植物をエネルギー源として利用しなくなった可能性がある。盲腸が消化にそれほど必要ではなくなったため、以前は有害であった（進化の妨げとなった）突然変異はもはや重要ではなくなり、突然変異は生き残った。これらの対立遺伝子がより頻繁に発生し、盲腸は縮小し続けたと推測される。数百万年後、かつて必要だった盲腸は現代人の虫垂に退化した。^[28]

ミッドウェスタン大学のヘザー・F・スミス博士とその同僚は次のように説明した。

最近、腸の免疫に関する理解の向上が生物学および医学の現在の考え方と融合し、哺乳類の盲腸虫垂が共生する腸内細菌の隠れ家として、現代医学のない社会で胃腸感染症が発生した際に細菌叢を保護する役割を果たしていることが明らかになりました。この機能は、虫垂の進化と維持に対する選択的力となる可能性があります。哺乳類の盲腸虫垂には、主に盲腸の形状に基づいて 3 つの形態型が説明できます。丸いまたは袋状の盲腸から分岐した明確な虫垂 (多くの霊長類種の場合)、長くて容積の大きい盲腸の頂点に位置する虫垂 (ウサギ、モグラ、ケープデューンデバネズミの場合)、および顕著な盲腸がない虫垂 (ウォンバットの場合) です。さらに、細長い虫垂のような構造は、盲腸が見られない（単孔類など）か、盲腸と虫垂のような構造の間に明確な接合部がない（コアラなど）哺乳類に見られる。盲腸の虫垂は少なくとも2回独立して進化しており、オーストラリアの有袋類と世界の他の地域の胎盤類の形態の収束を示すもう1つの例であると思われる。虫垂は多くの種で失われたようだが、少なくとも1つの系統では8000万年以上維持されてきた。^[29]

2013年の論文では、虫垂は異なる動物において少なくとも32回（おそらくは38回）独立して進化し、歴史上失われたのは6回以下であることが判明した。^[30]更新されたデータベースで同様の方法を使用した最近の研究では、同様の結果が得られたが、それほど目を見張るものではなかった。少なくとも29回の増加と最大12回の減少（すべて不明瞭）があり、それでもかなり非対称である。^[31]

これは、盲腸虫垂が多くの状況で選択的優位性を持っていることを示唆しており、その退化的な性質に強く反論しています。この器官は多くの状況で選択的優位性を持っている可能性があることを考えると、特定の体重に対して、より長い最大寿命と関連しているようです。^[32]たとえば、2023年の研究では、下痢に対する保護機能が若い霊長類で観察されました。^[33]虫垂のこの複雑な進化の歴史と、さまざまな分類群での進化速度の大きな異質性は、虫垂が反復的な形質であることを示唆しています。^[34]

このような機能は、下痢が蔓延している可能性のある、近代的な衛生設備や医療慣行のない文化では役立つかもしれない。2001年に世界保健機関が収集した開発途上国における死亡原因に関する最新の疫学データによると、急性下痢は現在、開発途上国における疾病関連死の第4位の原因となっている（ビル＆メリンダ・ゲイツ財団がまとめたデータ）。他の主要な死因のうち2つは、選択圧がほとんどないか、まったくかかっていないと予想される。^[35]

追加画像

腹部超音波検査では、外腸骨動脈と腹壁の間に正常な虫垂が認められる。
子供の虫垂の位置を示すイラスト
消化器系の他の臓器に対する虫垂の正常な位置（正面図）
虫垂
虫垂先端の粘液腺癌
エンテロビウス虫垂のH&E染色による断面
四肢動脈の進入点の顕微鏡写真（内側の筋層レベルの矢印）。穿孔と混同しないでください。

参照

メッケル憩室
精巣上体付属器、精巣上体から分離した輸出管
精巣付属器、ミュラー管の痕跡
腹膜虫垂は、結腸と直腸に沿った腹膜上のいくつかの小さな脂肪袋の1つです。
- 喉頭室付属器、喉頭室から伸びる袋状のもの
中虫垂、回腸と虫垂をつなぐ腸間膜の部分

参考文献

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さらに読む

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外部リンク

ウィキメディア・コモンズの虫垂（解剖学）に関連するメディア

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