Niigata Dent. J. 39（2）：17 － 21,

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－原著－
嚥下反射誘発時の呼吸関連筋活動の変調
吉津和憲，井上新潟大学大学院医歯学総合研究科

誠摂食・嚥下リハビリテーション学分野

Modulation of repiration-related muscle activity during reflex swallowing
Kazunori Kitsu, Makoto Inoue
Division of Dysphagia Rehabilitation, Niigata University Graduate School of Medical and Dental Sciences
平成 21 年４月 26 日受付

６月９日受理Key words：呼吸（Respiration），嚥下（Swallowing），筋電図（Electromyography），気管内圧（Tracheal pressure）

Abstract：

Coordination of respiration-related muscle activity and tracheal pressure during reflex

swallowing was investigated in animals.
The experiments were carried out in ten anesthetized male rabbits. Reflex swallowing was evoked byinjection of distilled water into oropharyngeal region. Swallowing events recorded were divided into
three types, depending on when the reflex was evoked : Early I type was defined as the one evoked
before the peak of diaphragmatic burst, Late I type evoked after the peak of the diaphragmatic burst
and Before I type evoked before the onset of diaphragmatic burst. About 90% of swallowing in thepresent study was evoked in the inspiratory phase. Respiration-related muscle activity was modulated
during swallowing as well as the tracheal pressure and the modulatory pattern of them was different
among the swallowing types. Particularly, the duration of positive-tracheal pressure was significantly
shorter during Before I swallowing than Early I or Late I. The duration of diaphragmatic burst andtracheal positive pressure tended to be expanded during Early I and Late I swallowing as compared tobefore or after swallowing. Furthermore, the respiratory rate was decreased before the onset of Early Iswallowing while that was not the case during Late I and Before I swallowing.
The present study suggested that the peripheral inputs to the respiratory center resulted in the early
modulation of respiratory-related muscle activity. However, the results that the modulation of respiratory
pattern lead to the occurrence of swallowing may also suggest that the neuronal activity responsible forthe initiation of swallowing changes that of the respiratory center before the onset of swallowing.
抄録：麻酔下の動物を用いて，末梢性に誘発された嚥下反射時の関連筋活動および気管内圧・食道内圧が呼吸運動とどのような協調を見せるかを検索した。
実験には，全身麻酔下のウサギ 10 羽を使用し，蒸留水を口腔咽頭内に注入することにより嚥下反射を引き起こした。
嚥下タイプを，嚥下開始が横隔膜筋電図活動のピーク前に来る Early I 型，後に来る Late I 型，さらに横隔膜筋電図の活動開始前に嚥下が開始される Before I 型に分けた。今回記録した全嚥下の約９割は吸気相において嚥下反射が誘発される結果が得られた。平常時に呼吸関連活動を示す横隔膜筋電図や気管内圧は，嚥下タイプによって持続時間に差がみられ，Before I 型嚥下時の内圧発生持続時間は有意に短かった。横隔膜活動持続時間および気管内圧発生時間について，Early I 型ならびに Late I 型では，嚥下前後に比べて嚥下時には延長する結果が得られた。さらに
Early I 型では，呼吸頻度は嚥下が誘発される前から減少する傾向がみられたのに対して Late I 型や Before I 型においては，嚥下時以外には呼吸頻度の変調は認められなかった。
末梢刺激による感覚信号は，先に呼吸中枢へと作用しているように思われるが，呼吸リズムの変化は直後の嚥下反－ 17 －

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新潟歯学会誌

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射の誘発を伴っていることから，嚥下運動への引き金となる起動神経群の活動が，嚥下運動発現前に呼吸中枢に作用したものであることが示唆された。

緒

電極を挿入した。電極間距離はそれぞれ 20 mm とした。

言

食道内圧と気管内圧記録のために頚部切開の後，圧トランスデューサに連結した 16 Ｇサフロ針を気管および食口腔内に取り込まれた食物は，上下の臼歯間もしくは道に直接刺入した後にこれらを固定した。

舌と口蓋で圧縮されることにより粉砕され，さらに唾液次に，持続的注入ポンプを用いて蒸留水を一定速度でと混じりあうことによって食塊が形成される。この一連口腔咽頭内に注入することにより嚥下反射を引き起こしの過程は摂食運動の準備期もしくは咀嚼期と呼ばれ，同た。嚥下反射の同定には，舌骨上筋群，輪状咽頭筋に見時に食塊は舌の蠕動様運動によって順次口腔から咽頭へられる群発活動を用いた（図１）。と移送される。これらの食塊や唾液による咽頭への刺激により嚥下反射が誘発され，多くの筋の協調運動を伴って食塊は咽頭から食道に送られる。嚥下運動は，随意性のみならず反射性にも引き起こされる（1, 2）。ことに，食塊が咽頭を通過する嚥下の咽頭相は 1 秒足らずの時間で起きることが知られており，生体で制御される最も複雑な反射応答であるといわれている。また，一旦嚥下反射が開始されると，その間呼吸は止められる。これは嚥下性無呼吸と呼ばれており，末梢では，声門閉鎖，喉頭口閉鎖が起きて食塊が喉頭や気道に落ち込むのを防ぐだけでなく，中枢性にも呼吸が止められ気道の防御に寄与する（1, 3）。
呼吸運動と嚥下運動の協調の中で，ヒトでは呼気相

図１ 嚥下反射誘発時の同時記録
横隔膜活動に対する嚥下誘発のタイミングにより，本実験において観察された嚥下を Early I 型，Late I 型，Before I 型に分けた。

において嚥下反射が優位に誘発されることが知られている（4, 5）。このことは，嚥下時に食塊や唾液を誤嚥しな

筋 電 図 お よ び 内 圧 記 録 は， 増 幅 後 AD コ ン バ ー タ

いためには有効であるという点で合理的であると考えら（PowerLab, ADInstruments, USA）を介してパーソナれるのに対して，イヌ，サルなどでは吸気相において優ルコンピュータに取り込まれた。解析はオフラインにて，位に誘発されることが報告されている（3）。呼吸運動と嚥データ解析ソフト（Chart 5 for windows, ADInstruments,下運動は胎生期には独立して発現し始め，その協調に関USA）を用いて行った。舌骨上筋群に関しては嚥下に伴しては生後獲得されることから，ヒトとそれ以外の動物にう一過性の活動を抽出し，活動開始・停止時刻と活動持おける形態学的または外的な環境因子の相違がこのよう続時間を求めた。輪状咽頭筋は平常時に持続的な活動をな違いを生むことが予想されるが，その詳細については明示し，嚥下時には一度抑制を受けた後に一過性の大きならかにされていない。

活動を示す（3, 6）。今回は，嚥下に伴う抑制開始，一過性

そこで今回我々は，麻酔下の動物を用いて，末梢性に誘の活動開始・停止時刻と活動持続時間を求めた。横隔膜発された嚥下反射時の関連筋活動および食道内圧，気管内活動は平常時には吸気に伴う紡錘状の活動を示す（図

圧が呼吸運動とどのような協調を見せるかを検索した。

１）。はじめに嚥下とは関連のないこれらの平常時の吸方

気関連活動持続時間を求めた。さらに嚥下開始時には一法

過性の活動低下を示すことから，活動低下の開始および停止時刻と嚥下時の横隔膜活動全体の活動持続時間を求実験には，ウサギ 10 羽（日本白色種，雄，体重 2.5-3.5 kg）めた。

を使用し，全身麻酔下にて行った。全身麻酔にあたり耳

食道内圧は，嚥下時に食道括約筋の活動に伴い一過性静脈より Propofol（4 mg/kg, iv）を投与し，実験中はの上昇を示すことから，内圧発生開始および停止時刻な顔面や前肢，後肢へのピンチ刺激にて応答しない麻酔深らびに持続時間を求めた。気管内圧に関しては平常時に度を維持するために，Propofol を注入ポンプにて持続的は呼気に伴う活動を示す。はじめに嚥下とは関連のないに投与（4 mg/kg/h, iv）した。

これらの呼気関連内圧発生持続時間を求めた。さらに嚥

全身麻酔後ウサギを仰臥位に固定し，筋電図記録のた

下開始時には一時的な活動の低下を示すことから，嚥下めに，舌骨上筋群，輪状咽頭筋，横隔膜へ双極性ワイヤー時の気管内圧低下の開始および終了時刻と気管内圧発生－ 18 －