生理的臍帯ヘルニアから腸はどのように腹腔へ戻るのか-上腸間膜動脈の秩序だった「帰還機構」-

掛谷さんは、修士の研究で、生理的臍帯ヘルニアから腸管が腹腔へ戻る過程に注目し、上腸間膜動脈（SMA）とその分枝の立体配置を手がかりに、この「帰還」の仕組みを詳しく解析しました。

ヒトの中腸は発生の初期に急速に伸長し、いったん臍帯内の胚外体腔へ生理的に脱出したあと、再び腹腔内へ戻ることが知られています。しかし、この戻り方については長く不明な点が多く、従来はCRL約40 mmごろに短時間で一気に腹腔へ吸い戻されるように戻るというイメージが広く受け入れられてきました。ところが、実際にその途中段階の標本は少なく、腸のループ構造がそのまま保たれたまま戻るのか、それとも臍輪で形を変えるのかについては、十分な検証がありませんでした。

そこで本研究では、ドイツ・ゲッティンゲン大学のBlechschmidt Collectionに保存された、CRL 30〜50 mmのヒト胎児10例を対象に、連続組織切片から腸管、SMA本幹、腸管へ入るすべての分枝を三次元的に再構築しました。標本は、ヘルニア期1例、移行期7例、帰還後2例に分け、腸管の位置変化と血管分布の変化を連続的に比較しました。

その結果、腸の帰還は「突然」起こるのではなく、SMA分枝の配置変化が先行する、秩序だった長い過程であることが明らかになりました。すなわち、腸管そのものの位置変化がはっきり見える前から、SMAとその枝の分布はすでに再編成を始めていたのです。このことは、移行期が従来考えられていたよりも早く始まり、より長く続く可能性を示しています。

ヘルニア期では、SMA本幹はほぼ直線的に臍輪へ向かい、3番目から13番目の腸枝が近位側の下内側から遠位側の上左方へ向かって、わずかならせん状に配列していました。この配列は、胚外体腔内で腸が秩序立って並んでいることを示唆していました。

一方、移行期に入ると、SMA本幹は徐々にゆるやかに湾曲し、分枝の位置関係も段階的に変化しました。重要なのは、臍輪を通過する部位では、腸管が強く巻いたままではなく、ほぼ垂直に「ほどけた」状態で走行していたことです。つまり、腹腔内や胚外体腔内では複雑にループしている腸管も、臍輪のところではいったんコイルが解かれたような形で通過していることが示されました。

この所見は、腸管の中心線から算出した曲率でも裏づけられました。腸管の曲率は腹腔内や胚外体腔内では高く、複雑に折れ曲がっていましたが、臍輪を横切る部分では有意に低く、よりまっすぐに近い走行を示していました。つまり、腸は戻るときに、**臍輪のところでいったん「ほどけてから通る」**と考えられます。

さらに、臍輪断面の観察から、ヘルニア期から移行期の大部分において、臍輪を通る腸管は常に2本だけであることが分かりました。すなわち、近位脚1本と遠位脚1本が、関連する腸間膜とSMA分枝を伴って、臍輪内にぎっしり詰まった状態で存在していました。これまで提唱されてきた「複数の腸ループがまとめて滑り込む」というモデルとは異なり、少なくとも臍輪断面で見る限り、多数のループが同時に通過しているわけではありませんでした。

また、SMA分枝は臍輪内で、本幹に沿って下から上へ整然と並び、腸管への血流を維持していました。帰還が進んでも、この秩序だった配列は保たれたままで、最終的にすべての組織が臍輪を通過し、制約が解除されると、SMA本幹は腹腔内で左上から右下へゆるやかに弧を描き、およそ12本の分枝がらせん階段状に広がる成人に近い配置へと移行しました。

この研究のポイント

• ヒト胎児10例の連続組織切片から、腸管とSMA分枝を三次元再構築し、帰還過程を解析しました。
• 腸管の帰還に先立って、SMA分枝の再配置が段階的に進行していました。
• 腸管は臍輪を通過する際、ループをほどいたようにまっすぐ近くなり、近位脚と遠位脚の2本が通過することが示されました。

今回の研究は、腸管そのものだけでなく、血管系を一体として見ることで、腸の帰還過程をはじめて立体的・連続的に理解した点に大きな意義があります。SMA分枝の配置は非常に整然としており、どの時点でも安全で連続的な血流供給が保たれるように構成されていることが分かりました。これは、急激な位置変化の最中でも腸が虚血や損傷を起こさずに腹腔へ戻れるための重要な仕組みと考えられます。

また、本研究は、従来のslide–stack model、すなわち腸ループがドメインごとにそのまま滑り込むという考え方に修正を迫る結果でもあります。実際には、各SMA分枝とそれに対応する腸管領域がひとつの単位として位置を変えつつ、臍輪ではその単位の形を変えて通過すると考えるほうが、今回の所見によく合致します。

こうした知見は、正常発生の理解だけでなく、臍帯ヘルニアの遷延、腸回転異常、腸管位置異常などの先天異常の成立機序を考えるうえでも重要です。今後は、腹壁成長や腸間膜の変化との関係をさらに詳しく解析することで、腸がどのような力学的・解剖学的条件のもとで腹腔へ戻るのかが、より明確になると期待されます。

本研究成果は、2022年6月27日に Journal of Anatomy 誌にオンライン掲載されました。

論文情報

タイトル
The return process of physiological umbilical herniation in human fetuses: The possible role of the vascular tree and umbilical ring

著者
Maki Kakeya, Jun Matsubayashi, Toru Kanahashi, Jörg Männer, Shigehito Yamada, Tetsuya Takakuwa

掲載誌
Journal of Anatomy

公開日
2022年6月27日

DOI
https://doi.org/10.1111/joa.13720

ひとこと紹介

ヒト中腸は、臍帯内へ一時的に脱出したあと腹腔へ戻ります。本研究では、上腸間膜動脈とその分枝を三次元的に解析し、腸は臍輪を通る際にループをほどくように形を変えながら、安全に帰還していくことを明らかにしました。