脳主幹動脈閉塞性疾患における虚血性大脳皮質神経細胞障害と認知機能障害―PETによる評価

Ischemic Cortical Neuronal Damage and Cognitive Impairments in Atherosclerotic Occlusive Disease of the Major Cerebral Artery: A PET Study

はじめに

　アテローム硬化性内頸動脈（internal carotid artery：ICA）または中大脳動脈（middle cerebral artery：MCA）病変患者における認知機能障害は多様であるが，主に2つの発生機序が考えられる^1-3)。まず，認知機能に関与する特殊な領域の梗塞による局所脳機能障害が挙げられる。これの主な原因は，動脈原性塞栓による局所血管閉塞と考えられる。この場合，MRIなどの形態画像による梗塞の局在と認知機能障害との関連を検討可能である。そして，多発性の梗塞が多数の局所脳機能を障害すれば「認知症」を生じる。これは「多発梗塞性認知症」として一般的に知られている。

　一方，あまり知られていない機序として，血行力学障害による慢性脳虚血がある。慢性低灌流により認知機能障害をきたすことは古くから指摘されており²⁾，血行再建術により認知機能が改善したという報告も散見される³⁾。慢性低灌流により一過性脳虚血発作や軽症脳梗塞を呈し，梗塞が認知機能障害の原因として特定しにくい患者では，認知機能障害は全般的であり，比較的軽症であることが特徴である⁴⁾。

　近年の脳循環動態評価法の普及により，手術前後に脳循環動態と神経心理学的検査が多数例で検討されるようになり，認知機能障害は脳循環障害の存在と関連はあるものの，血行再建術後の変化は多様であることがわかってきた⁵⁾。慢性虚血による機能障害は初期には可逆的かもしれないが，なんらかの要因により不可逆的組織障害が進むと，血行再建術を行っても血流の改善は不十分で機能低下は残存する可能性がある³⁾。しかし，どれくらいの慢性虚血で不可逆的組織障害が生じるかは明らかではない。

　脳主幹動脈閉塞により脳梗塞が生じるよりも軽度の脳虚血が生じると，大脳皮質に選択的神経細胞障害（不完全脳梗塞）が生じることが，動物実験で明らかにされてきた⁶⁾。近年，神経細胞表面に存在する中枢性ベンゾジアゼピン受容体（benzodiazepine receptor：BZR）を画像化することにより，虚血性神経細胞障害の生体での評価が可能になった^7-12)。BZRは抑制性神経伝達物質のγ-アミノ酪酸の受容体と複合体を形成している。臨床的には，BZRは，¹¹C-標識flumazenil（FMZ）とpositron emission tomography（PET）を，あるいは，¹²³I-標識iomazenilとsingle photon emission computed tomography（SPECT）を用いて画像化される。アテローム硬化性ICAまたはMCA病変患者においても，形態画像上梗塞のない大脳皮質にBZR低下が検出され^13-15)，高度脳循環障害（misery perfusion）と関連して生じることが明らかになった^16-19)。すなわち，高度脳循環障害を呈する患者では，灌流圧低下による血行力学的脳虚血が間歇的に神経細胞障害の閾値を超えることにより，形態画像上梗塞を伴わない選択的神経細胞障害を引き起こすと考えられる。この選択的神経細胞障害が，慢性虚血による不可逆的機能障害の一因である。本稿では，大脳皮質BZR低下と認知機能障害との関係について，われわれの研究を中心に概説する。

Abstract

　In atherosclerotic internal carotid artery (ICA) or middle cerebral artery (MCA) disease,selective neuronal damage can be detected as a decrease in central benzodiazepine receptors (BZRs) in an apparently normal cerebral cortex.　To investigate the association between cortical BZRs decreases and executive dysfunctions,we measured BZRs using positron emission tomography (PET) and ¹¹C-flumazenil in 60 non-disabled patients with unilateral atherosclerotic ICA or MCA disease and no cortical infarction.　Using 3-dimensional stereotactic surface projections,we calculated the BZR index,a measure of abnormally decreased BZRs in the cerebral cortex within the anterior cerebral artery (ACA) or MCA territory,and found that it to be correlated with the patient's score on the Wisconsin Card Sorting Test (WCST).　Based on the WCST results,39 patients were considered abnormal (low categories achieved) for their age.　The BZR index of the ACA territory in the hemisphere affected by arterial disease was significantly higher in abnormal patients than in normal patients.　The BZR index of the MCA territory differed significantly between the 2 groups when patients with left arterial disease (n ＝ 28) were analyzed separately.　The BZR indices of the anterior cingulate gyrus and the middle frontal gyrus carrelated significantly and positively with the total number of WCST errors.　In atherosclerotic ICA or MCA disease,selective neuronal damage that is manifested as a decrease in BZRs in the non-infarcted cerebral cortex is associated with executive dysfunction.　PET imaging of BZRs is useful as an objective measure of cognitive impairments in atherosclerotic occlusive disease of the major cerebral artery.