前回の「メニエール病(めまい・耳鳴り・難聴)完治の研究報告Part5(コメントあり)」の続きとなります。まだ読んでいない方は、かぎかっこのタイトルをクリックして是非読んで下さい!
軟骨細胞( chondrocyte 発音は、コンドロサイト)とは軟骨で認められる唯一の細胞。軟骨細胞は主にコラーゲンとプロテオグリカンより構成される軟骨基質の形成と維持を行う。軟骨芽細胞は未熟な軟骨細胞を意味する用語として使用されるが、軟骨細胞は骨芽細胞から分化して形成されることもあるため、未熟な軟骨細胞を意味する用語としては不正確であり推奨されない。
軟骨細胞を分類するとき初期から分化の最終形態までの軟骨細胞の系統は下記の四つになります。いいかえると1)から4)まで分化していくので極めて興味深いのは目の当たりに胎生期の発生・分化の過程を見ることが出来るからです。
1)Colony-forming unit-fibroblast (繊維芽細胞様コロニーと訳し略してCFU-F)
2)間充織幹細胞 又は 骨髄間質細胞(Marrow stromal cell略して MSC)
3)軟骨細胞
4)肥大軟骨細胞
間葉系幹細胞を “Mesenchymal stem cell” 、間葉系幹細胞の供給源のひとつであり最も利用されている骨髄間質細胞を “Marrow stromal cell” と呼び、いずれも MSC と略される。又、MSCはMultipotent stromal cellの頭文字にもなり、訳は多能性間質細胞となります。間葉系幹細胞(mesenchymal stem cell:MSC)の間葉とは中胚葉に由来する胎生期結合織を指し、間質細胞とは組織で機能する細胞が存在するところで支持構造を形成する結合織細胞を指す。
間充織とは(かんじゅうしき mesenchyme)は間葉ともいう。動物の個体発生初期に外胚葉と内胚葉との間に形成される一種の結合組織で,突起をもつ星形の細胞がまばらな集団をつくっているので,密な細胞配列をなす胚葉と区別される。外胚葉と内胚葉のいずれに由来するかで,それぞれ外性間充織exo‐mesenchymeと内性間充織endo‐mesenchymeに分けられる。間充織はさまざまな組織や器官の結合組織系の分化形成にあずかる重要な細胞集団である。
間充織幹細胞(MSC)は単独では培地によって軟骨細胞あるいは骨芽細胞に分化するため、一般に軟骨系の細胞として知られている。In vivoでの間葉細胞は血管新生領域では骨芽細胞に分化し、非血管新生領域では軟骨細胞に分化する。軟骨細胞は軟骨内骨化において肥大し、最終的な分化を果たす。この最終段階において細胞の表現型の変化により特性が決定される。
骨化(こつか、英: ossification)は、発生過程において骨組織が作られることを示す。正常な骨化は1)膜内骨化および2)軟骨内骨化に分類される。
1)膜内骨化とは胎生期における神経堤細胞に由来する。未分化間葉細胞が骨芽細胞に分化し、類骨(osteoid)、骨小柱(bone trabecula)を経て骨細胞となる。これを膜内骨化(intra‐membranous ossification)という。骨芽細胞は複数の骨化中心で骨様組織を合成、分泌して骨様組織の無機質沈着が起きる。そしてその骨芽細胞は小腔に閉じ込められ骨細胞になる。前頭骨、頭頂骨、後頭骨、側頭骨、頭蓋冠を構成する扁平骨、下顎骨の一部、鎖骨などがある。頭蓋冠とはなんでしょうか?頭蓋の下面には多数の穴があって,頭蓋腔に出入する神経や血管の通路をなしている。頭蓋腔は脳をいれる大きいまるい腔所で,その天蓋(天井)すなわち頭蓋冠は俗に〈あたまのはち〉といい,ほとんど同じ厚さの骨質でできていて,じょうぶである。これに反して,頭蓋腔の下底すなわち頭蓋底は,内部から見ても,外部から見たのと同様に,はなはだ複雑な形を呈し,そのうえ厚さが場所によって違うので,衝撃によって破裂を生じやすく,頭蓋底骨折をおこして致命傷となることがある。
神経堤(しんけいてい、neural crest)は、胚発生において生じる脊椎動物特有の構造。第四の胚葉ともいわれる。 神経堤から遊離する神経堤細胞(neural crest cell)は、多くの頭部骨格やメラニン細胞(メラノサイト)、神経節や神経膠細胞、クロム親和性細胞、一部のホルモン産生細胞などを生じる。 非常に多くの構造へ分化するため、外胚葉、中胚葉、内胚葉の三胚葉に続く、第四の胚葉と例えられる。
一般には神経管が形成される時期に、神経管と外胚葉上皮(あるいは神経襞の自由縁)との間に位置し、神経管の閉塞にともなって未分化な神経堤細胞が葉裂、遊走する。
2)軟骨内骨化は胎生~思春期における硝子軟骨が骨組織に置換されることを軟骨内骨化(内軟骨性骨化)という。椎骨、四肢骨などがある。すなわち胎生期は軟骨で骨格が作られている。軟骨性骨化によってできる骨は軟骨性骨と呼ばれることがある。 細胞レベルで見てみると次の現象が起こっている。軟骨細胞は肥大化後、やがて細胞死する。細胞死中の軟骨細胞は破骨細胞に取り込まれて処理される。軟骨細胞がなくなった部分には、骨芽細胞が骨基質を分泌して骨を形成する。成長期では、軟骨細胞が破骨細胞に吸収される速さと、骨芽細胞によって石灰化していく速さが等しく、動的平衡を保っているため、身長が伸びる。ホルモン異常により、思春期を過ぎても骨化がつづく場合があり、末端肥大症や、巨人症を引き起こす。
脊椎すべり症は、上で説明したように事故がない限り椎骨は簡単にずれることはありません。まずずれるのは骨壁と硬膜のあいだに隙間があるのでずれが生ずる可能性がありますが硬膜上腔にはつまり骨壁と硬膜のあいだには結合繊維や脂肪組織がつまっているのでずれがないようになっているのです。 この結合繊維や脂肪組織の「詰め物」がしてあるおかげで、 脊髄は脊柱管内でガタつくことなく、 水平方向に対して安定な位置を保つことができるのです。椎間関節や椎間板が傷つくことでずれることがあると整形外科医は言い張りますが何がどのように椎間関節や椎間板に障害を与えるのかについて一切説明しません。何故脊椎(背骨)を構成する椎骨がずれ、更に腰痛を引き起こす痛覚神経はどの神経であるかについても一切説明しないのです。
脊椎の構造と脊椎すべり症
脊椎すべり症の種類には脊椎すべり症には、1)「形成不全性すべり症」2)「分離すべり症」3)「変性すべり症」の3つのタイプがあります。
1)の「形成不全性すべり症」は、生まれたときから背骨の発育に問題がある先天性の脊椎すべり症で、非常にまれな病気です。近頃herpesについて勉強すればするほど生まれたときからの先天性の病気は妊娠中に初めて感染したヘルペスによるものであると考え始めています。この世に偶然に原因もわからずに起こる病気はないからです。2)の「分離すべり症」は、腰椎の一部が疲労骨折を起こす腰椎分離症が原因で骨がずれる病気です。疲労骨折(ひろうこっせつ)は、一度では骨折に至らない程度の応力が、骨の同一部位に繰り返し加わることにより発生する骨折である。また、この骨折は女性運動選手の3主徴とされる、骨粗鬆症、無月経、摂食障害の徴候とされている。腰椎分離症が第5腰椎で発症しやすいことから、分離すべり症も同じ場所での発症例が多くみられます。尾骨靱帯は第5腰椎の下にある仙骨や尾骨と癒合して、脊髄を長軸方向に張って支えているので仙骨(仙椎)や尾骨(尾椎)と癒合しているので、第5腰椎を長軸方向に引っ張って支えているので第5腰椎で腰椎分離症が発症しやすいのかもしれません。
腰椎の形や、腰椎のアーチの角度には個人差があり、それによって分離すべり症を起こしやすい人と、起こしにくい人がいるので、2)の「分離すべり症」は1)の「形成不全性すべり症」の亜流と言えます。それ以上にストレスがかかりやすい人はherpesが増えやすいので「分離すべり症」になりやすいのです。
3)「変性すべり症」は、3タイプの中でもっとも多くしかも閉経後の女性に多く見られるタイプです。その一つの理由は第4腰椎に腰を曲げるときに一番ストレスがかかりやすい上に閉経まで大量のコルチコステロンと言うステロイドホルモンを出し続けざるを得ないからです。従って好発部位は第4腰椎で、手術が必要な人も多くいます。変形すべり症は閉経後の女性に多く、女性ホルモンの減少による骨粗しょう症によって骨が体重を支えきれなくなり、引き起こされるといわれていますが間違っています。閉経後の女性に多く見られる「変性すべり症」の原因は、黄体ホルモンが作れなくなったので代謝産物であるコルチコステロンが作れなくなったので免疫があがり始め、それまでに増やしたherpesとの戦いが激しくなり好発部位の第4腰椎周辺の関節組織の細胞が免疫によって変性・崩壊したためです。脊椎すべり症の症状は、下肢の痛みやしびれ、腰痛などです。また、脊椎すべり症によって脊柱管の狭窄が起こるため、神経が圧迫され間欠性跛行という症状が起こることもあると言われていますがこれも間違っています。脊柱管の狭窄は絶対起こりえない上に脊柱管の狭窄によって神経が圧迫されることもないのです。少し歩くと痛みで歩き続けることができなくなり、座って休むと痛みが和らぎまた歩けるようになるという間欠性跛行の症状は脊髄後根に感染したヘルペスによるものであるくとherpesが感染した脊髄神経根の痛覚神経が刺激されるからです。
硬膜の内層には、クモ膜がある。 硬膜とクモ膜のあいだには、おおきなすき間は存在せず、 両者は直に接した状態にある。 一方でクモ膜とその内層の軟膜との間には、 クモ膜下腔 subarachnoid spaceと呼ばれる空間が存在する (Figure 10)。 クモ膜下腔は脳脊髄液 cerebrospinal fluid という液体で満たされている。脳脊髄液は衝撃を吸収するだけでなく、ガス・栄養素・老廃物などを溶かして代謝する生理学的機能も担っている。
クモ膜のさらに下の軟膜は、3枚の髄膜の一番内層にあたり、 神経組織と直に接している。クモ膜下腔をはさんで神経組織から少し「浮いた」状態にあるクモ膜や、 それを外から包んで物理的な強度を与える厚い硬膜と違い、薄く柔らかい軟膜は神経組織にぴったり張りつき、脊髄表面全体を覆っている。軟膜は、脊髄に分布する血管の表面を同じく包みこむことで、神経細胞と血管が直に接しないようにしている。これは血液が直接ニューロンに接触すると、血中に含まれる化学物質が神経のはたらきに影響してしまうためである。
それでは脊髄自体の構造についてみていこう。脊髄は外見上は区切りのない細長い器官であるが、長軸方向の位置によっておおきく 頚髄 cervical segment・ 胸髄 thoracic segment・ 腰髄 lumbar segment・ 仙髄 sacral segment・ 尾髄 coccygeal segmentの5つのレベルに分けられている。それぞれの部分はさらに細かい分節に分けられ、ヒトでは頚髄から仙髄まであわせると全31個の 髄節 spinal segmentに分けられる(Figure 11)。 5つの大分類の頭文字と、その髄節範囲のなかでの番号によって表わされる。髄節は このような脊髄髄節の範囲分けは、 その位置の脊髄から出る脊髄神経が、 どのレベルの椎間孔を通っているかによって規定される。たとえば腰髄(lumbar)の上から3番目の髄節(第3腰髄)はL3となる。ただし尾髄は1髄節のみしかないため、 番号なしでCoとだけ表記される。脊椎の各領域の椎骨には上から番号が付けられています。例えば頸椎の1番上の椎骨はC1、2番目の椎骨はC2、胸椎の2番目の椎骨はT2、腰椎の4番目の椎骨はL4と呼ばれます。ただし尾髄は1髄節のみしかないため、番号なしでCoとだけ表記されるのです。尾骨神経(びこつしんけい)は英語でcoccygeal. Nerveで発音は「かくしーぢある なーぶです」。尾髄は1髄節のみしかないため、 番号なしでCoとだけ表記されるのは、coccygeal Nerveのcoccygeal の頭文字のcoをとり尾髄は1髄節のみしかないため、番号なしでCoとだけ表記されるのです。
このような脊髄髄節の範囲分けは、その位置の脊髄から出る脊髄神経が、どのレベルの椎間孔を通っているかによって規定される。前述の第3腰髄(L3)の例でいえば、この領域から出ていく脊髄神経が第3腰椎と第4腰椎のあいだを通るからこそ、その範囲の脊髄の3番目の椎間孔から出ていくのでL3と呼ぶわけだ。このとき、より尾側において脊髄からでた脊髄神経の枝は、必ずより尾側の椎間孔を通る。すなわちある髄節由来の脊髄神経が、順序を守らず、自身より下の髄節由来の脊髄神経が通るよりさらに下の椎間孔を通って脊柱管を出ることはない。これにより脊髄髄節の番号は、途中で入れ替わったりすることなく、吻尾方向に規則正しい昇順になっている。ただし最初に書いたとおり、脊髄自体は全長にわたって区切りなく連続した器官であって、髄節のあいだに膜などの解剖学的な仕切りとなる構造があるわけではない。これは非常に大切なポイントであり脊髄自体は全長にわたって区切りなく連続した器官であって、髄節のあいだに不連続な膜などの仕切りとなる構造があるように考えている整形外科医が多すぎるので椎間板ヘルニアと言う病気が生まれたのです。ちょうどありえない脊柱管狭窄症と言う病気をつくったのと同じなのです。
それでは手術をして病気が治るのは何故でしょうか?整形外科のみならず外科的な手術はすべからく病巣部分を除去しきってしまうのでヘルペスが感染していた細胞を一挙にherpesもろとも完璧に削除できるからです。炎症性腸疾患と言われるクローン病などで腸管を長い目に切除する手術もいくらでもありますがヘルペスが感染して作られた病巣を多い目にちょん切るので大大袈裟なオペになりますがある意味では完璧な根治原因療法と言えるのです。アッハハ!!!
脊髄は頚髄と腰髄の部分で太くなっている。 これをそれぞれ頚膨大 cervical enlargement・ 腰膨大 lumber enlargementと呼ぶ。 これらの膨大部には上肢・下肢を多くのさまざまな神経で制御するため、 たくさんのニューロンが存在しているからです。 また脊髄は腰膨大より下に行くにつれて先細り、 最終的に終糸 filum terminale と呼ばれる細い索状物となる。 この終糸を髄膜が包み込んだ構造を 尾骨靱帯 coccygeal ligamentという。靭帯(じんたい、英: ligament)とは、骨同士を繋ぐ強靭な結合組織の短い束状の帯である。 尾骨靱帯は仙骨や尾骨と癒合して、脊髄を長軸方向に張って支えている。
各髄節からは左右1対ずつの前根 ventral rootと 後根 dorsal rootが出る(Figure 10)。前根 ventral rootは効果器へと伝えられる運動指令の通り道であり、 後根 dorsal rootは末梢や内臓で受容された感覚情報の通り道である。因みに一本の後根を構成する神経線維の数は、ヒトで有髄線維と無髄線維をあわせて約200万-300万といわれる。有髄線維はA線維と呼ばれる太い線維(径10-20μm)で、髄鞘を持つため跳躍電動が出来るので伝導速度が速い(5-120m/s)。無髄線維はC線維と呼ばれる細く、跳躍電動が出来ないので伝導速度も遅い線維である。 後根には後根神経節 dorsal root ganglion (脊髄神経節 spinal ganglion) と呼ばれるふくらみがあり、 ここには感覚ニューロンの細胞体が存在している。前根には前根神経節はありません。従って 脊髄の椎間孔からは左右4本ずつの神経根が出ていきますが後根にしか神経節はないので後根神経節を脊髄神経節 spinal ganglion)と言うのです。
いずれにしろ脊髄では、このように遠心性・求心性の線維が前根・後根というかたちできちんと分離して出入りする。しかしこの前根と後根はすぐに合流し、左右1本ずつになって椎間孔から脊柱管を出る。正確にいえば、椎間孔を通る段階で混合性(遠心性も求心性も含んでいる状態)となったこの神経線維をはじめて脊髄神経 spinal nerveと呼ぶ。混乱を避けるためにこの神経線維は 脊髄末梢神経 と呼ぶべきなのです。よって定義上、計31対の脊髄神経(脊髄に由来する末梢神経) はすべて混合性神経に分類されることになる。またさきほどから迂闊に「髄節から脊髄神経が出る云々」という表現をとってきたが、解剖構造としての細部にこだわるなら、脊髄の各髄節から出ているのは左右計4本の前根と後根である。混合性線維である脊髄神経が直接脊髄から生えているわけではない。とはいえ機能的なレベルでの議論をする場合には、そうした細部にこだわらず 「脊髄から脊髄神経が出る」という表現がとられる。従って細部にこだわって脊髄から脊髄末梢神経が出るというべきなのです。
脊髄は脊柱管内部にすっぽりおさめられているため、 必然的にその全長は脊柱よりも短い。 というよりも、じつのところ脊髄は脊柱よりもかなり短く、 椎骨のレベルでいえば第1–2腰椎のあたりまでしかない。この位置よりも尾側の脊柱管内には、 もはや脊髄の本体である脊髄の構造はないものの、 まだ通るべき椎間孔のレベルまで降りきれていない脊髄中枢神経が束になって通っている。 この構造は馬の尾に似ているので 馬尾 cauda equina(コーダ・イクアイナ)と呼ばれている(Figure 11)。馬尾(ばび)とは、正確には、馬尾神経(ばびしんけい)と言うのですが、脊髄から出て、脊髄の下端よりも下に向かって伸びていく10本以上の神経(脊髄中枢神経)の束のこと。脊髄は背骨に囲まれた脊柱管の中にあるが、馬尾も脊柱管の中を、脊髄の下端から下に向かって伸びる。馬尾とは馬のしっぽのことで馬のしっぽに似ているので馬尾神経と言うのです。馬尾神経(ばびしんけい)はイメージができにくいのでまとめるとまず脊髄は脊柱管の中にある。脊髄から出る神経を脊髄神経と呼ぶが、脊髄神経は脊柱管から出るとき、必ず椎骨と椎骨の間の椎間孔を通って出ていく。脊髄は脊柱管の中で、頚椎から腰椎上部の高さまでを占めていて、脊髄はその中を脳から第1〜2腰椎の高さまで伸びている。それより下方腰椎以下の脊柱管では神経線維の束となり、馬尾神経と呼ばれる。神経線維と脊髄とは違います。神経線維は軸索であり神経線維の束は神経軸索の束なのです。脊柱菅のなかには脊髄が収納されていますが、腰部までは脊髄から神経がなくなり、神経軸索線雑の集まりである「馬尾神経」となります。脊髄からそれぞれの高位で枝分かれして脊髄から末梢に出ていく神経の束を「神経根」といいます。神経根は上下の椎骨同士の間で作られる「椎間孔」という穴から脊柱管の外へ出て、「坐骨神経」や「大腿神経」となります。上部腰椎の高位以下の脊柱管の中にある馬尾神経は馬尾神経軸索であり、脊髄神経から出ている「前根」および「後根」が一緒になった神経根の集まりで、でん部(お尻)や下肢の運動・知覚や、排尿や排便といった機能も支配しています。この高位での神経根にherpesが感染すると、下肢の痛みをともなう腰痛が起こります。
下肢の痛みをともなわない、普通の腰痛の場合、椎間板や椎骨同士をつないでいる靭帯、椎間関節、背筋などの軟部組織にherpesが感染して炎症を起こすため、そこに分布する神経を刺激して痛みを感じます。これらは神経根から出ている「後枝」や迷走神経の「反回枝」(反回神経)と呼ばれる細い神経が痛みを伝えています。何故ならば迷走神経は運動神経であると同時に感覚神経であるからです。因みに迷走神経は自律神経である副交感神経でもあるのです。下肢の痛みを伴わない腰痛も腰の関節を構成する細胞に感染したヘルペスによるものです。
「後枝」は別名脊髄神経後枝(せきずいしんけいこうし、英: posterior branches of the spinal nerves)で、脊髄神経が前根と後根になって椎間孔を出て再び一本になった後で2つに分岐したうちの後方に伸びる枝のことです。31対ある脊髄神経すべてにあり、前枝に比べて細い枝であるのは前枝のほうに多くの神経が走っているから前肢が太くなっているのです。
念のために言うと馬尾(馬尾神経)は神経軸索の束である。脊髄の下端から下に向かって、終糸という紐上組織が伸びるが、終糸は結合組織で、これは馬尾には含めない。
脊髄と骨髄を見ましょう。端的にいえば脊髄とは、背骨のなかに格納された細長い神経組織である。一方骨髄は神経系ではなく、骨の内部に存在する骨組織の一部である。おなじ「ほねのなか」といっても、脊髄は「骨によって形成されたトンネル状の構造のなか」におさめられているのに対し、骨髄は「骨そのものの内部」の組織だ。動物の骨においては、その中心部分が中空ではなく骨の内部自身が造血組織になっており、それを骨髄というわけだ。一方で神経解剖において、髄は中枢神経系を指す意味で用いられている。髄膜は「(中枢神経系たる)脳・脊髄を包む膜構造」のことだし、脳自体についても、わざわざ髄をつけて「脳髄」といったりする。これは中枢神経系が、人体の芯を成す骨格構造のさらに内部の中心部分に、厳重に保護されている様子に由来したものと想像できる。このように脊髄と骨髄はまったく違うものを指す用語であるが、ひとたび意味を知ってしまえば、 両者は混同しようのないほど別のものなのです。ちなみに神経科学のなかでも、 グリア細胞がニューロンの軸索の絶縁のためにつくる鞘状構造を髄鞘といい、 ここでも髄という漢字が登場する。 この場合の髄は、 鞘に守られた芯の部分にあたる神経線維である軸索のことを指していると思われ、 中枢神経系の意味ではない。 実際、 中枢神経系においてはオリゴデンドロサイトが、 末梢神経系においてシュワン細胞がミエリン性の鞘をつくるが、 これらは中枢・末梢によらずいずれも髄鞘と呼ばれる。
脊髄断面の細胞構築を見ましょう。前項では脊髄断面各部のおおまかな区分けを説明した。 本項では、これらの部分のうち脊髄のどこにどのようなニューロンが存在し、その軸索がどこを通っているのかという、より詳細な細胞レベルの構造を学習しよう。
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