最 近 の ト ピ ッ ク ス

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最 近 の ト ピ ッ ク ス

ヒト嚥下誘発システムの開発と今後の展望
Development and research
perspective of the system eliciting
swallowing in humans
新潟大学大学院医歯学総合研究科

口腔生理学分野

山村健介，北川純一
Division of Oral Physiology, Niigata University Graduate Schoolof Medical and Dental Sciences

Kensuke Yamamura, Junichi Kitagawa

く試みが積極的になされている。嚥下機能に障害を持つ患者さんの食物の経口摂取訓練とその後の食生活で問題となるのが「誤嚥」とその結果として起こる「誤嚥性肺炎」であり，誤嚥のリスクを減らすことは重要な課題である。近年，嚥下機能に障害をもつ患者さんのリハビリテーションとその後の食生活をいかに安全に行うかについて多方面からの研究がなされ，一定の効果を上げている。食塊を形成しやすく，誤嚥のリスクの少ない嚥下障
害食の開発や，食事介助を行う際の患者さんの体位への配慮などはその例である。今後は安全を確保した上で，より効果的なリハビリテーションと介助のための食品および手技の開発が必要となってくると考えられる。積極的に嚥下誘発を引き出すという新しいコンセプトでの嚥【は じ め に】

下障害食の開発はその一例である。そのためには嚥下誘発の神経メカニズムの解明が急務であるが，科学的エビ

嚥下は口腔内に摂取された固体や液体などの栄養物やデンスの蓄積は十分とは言えない。

分泌された唾液を咽頭・喉頭および食道を経て送りこむ【ヒト嚥下誘発システム開発の経緯】

運動で，摂取する飲食物の認知などの高次脳活動，半自動運動である口腔内での食塊の形成や移送，咽頭・喉頭領域の多数の筋が，一定の順序・時間関係を保ちながらこれまで我々の研究グループは主に動物を用いて嚥下不随意に収縮する嚥下反射，食塊を胃に移送する食道で誘発の研究を行い，①大脳皮質咀嚼野の一部は嚥下中枢の反射性運動の過程からなる。嚥下反射の中枢（嚥下中に対して持続的な促通効果を持っていること 1），②大脳枢）は脳幹に存在し，感覚入力を一連の運動出力へ変換

皮質咀嚼野の障害は嚥下関連筋の活動量と活動のタイミしている。ひとたび嚥下中枢が起動されると一連の運動ングに影響を与えること 2），③嚥下誘発には島・弁蓋には自動的に遂行され随意的に止めることは不可能であ

加え帯状皮質の活動が重要であること 3） を明らかにしる。ただし嚥下中枢には上位中枢やさまざまな感覚受容た。同時に我々は，摂食行動に伴って生じる末梢性感覚器からの情報が入力し，これらは嚥下中枢の起動や嚥下情報のうち④舌根部からの末梢性入力は嚥下誘発を抑制関連筋の活動量などに影響を与える。

し 4），⑤咽頭および喉頭への酸味刺激は嚥下誘発を促通

正常な嚥下を遂行するためには，嚥下に関連した感覚すること 5） も明らかにしてきた。このように実験動物

情報を受容するための感覚器，感覚情報や上位脳からのでは末梢性・中枢性に嚥下誘発を促通あるいは抑制する入力を統合し運動指令を出力するための神経系，運動指因子が存在することが明らかになってきたが，検索した令を運動に反映させる運動器官の全てが正常に機能する因子はまだ限定的な上，これらの因子が覚醒したヒトでことが必要である。また，「喉元過ぎれば熱さを忘れる」の嚥下誘発にいかなる効果を及ぼすのかは不明である。とのことわざ通り，栄養摂取の過程では食物を摂取し嚥下また，実際に食事介助を行う介護・看護の現場から，「食するまでの期間のみ，種々の感覚情報を認知可能であり，事中の嚥下は覚醒していないと危険である」「患者さんこれを認知することは，食べる喜びを与えるだけではなくの経口摂取に対する意欲を高めることが重要である」「摂その後の消化・吸収が効率よく行われることに寄与する。

食を安全に介助するために冷刺激や触刺激が有効であ

超高齢社会を迎え，寝たきり老人や脳血管障害の後遺る」などの臨床経験を元に培われた知識の科学的な裏付症で嚥下機能に障害を持つ患者さんが増加しており，社けを求める声が強い。これらの知識は断片的には生理学会的な問題となっている。以前は胃瘻や経管的栄養摂取的解釈が可能であるが，
「覚醒」
「意欲」
「冷刺激や触刺激」

が主流であったが，このことは患者さんから食べる喜びなどの因子がヒトでの嚥下誘発に及ぼす影響を検証したを奪うことになり QOL を著しく低下させる。そのため研究はない。この点を解決するために我々は，動物実験

近年ではこれらの患者さんに摂食・嚥下機能のリハビリでの咽頭領域への電気刺激の嚥下誘発に対する有効性にテーションを行い，少しでも食物を経口摂取していただ

着目し，ヒトへの応用を試み，嘔吐反射を誘発させない－ 61 －

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新潟歯学会誌

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（2）
：2010

「ヒト嚥下誘発システム」
A：ヒト嚥下誘発システムによる咽頭領域への電気刺激方法
内 視鏡観察下で鼻腔から電極を挿入し，嚥下誘発域である咽頭後壁を刺激する。
B：ヒト嚥下誘発システムの連続パルス電気刺激により嚥下が誘発されたR
 esp（ 呼 吸 ）: Insp（ 吸 気 ） と Exp（ 呼 気 ） 時 の 胸 部 の 動 き の 記 録，Stim: パ ル ス 電 気 刺 激 の 記 録，Suprahyoid EMG: 嚥下の指標として用いた舌骨上筋の表面筋電図の記録を示している。
（Yamamura et al .,Biol Pharm Bull. 2010 より改変）

よう刺激電極を鼻腔経由で挿入し，内視鏡観察下で嚥下るような皮膚感覚（触圧覚，痛覚，温度感覚）とは異な誘発域である咽頭後壁を刺激することで効果的に嚥下をる電気刺激特有のピリピリ感が感覚情報として認知され誘発する手法を確立した 6）（図）。このヒト嚥下誘発シるが，咽頭領域の刺激により認知されるのは，ほとんどステムを使うことにより，動物実験では不可能であったの被験者で「水が流れる」あるいは「水が湧き出す」よヒトの嚥下誘発に及ぼすさまざまな因子を定量的に評価うな感覚であった。咽頭領域を支配する感覚神経線維にすることが可能となった。

は身体の他の皮膚や粘膜に存在する機械・温度刺激に応【ヒト嚥下誘発システムを用いて得られた知見】

答する線維に加え，水刺激に応答する線維が存在することが明らかになっている。咽頭領域に電気刺激は，さまざまなモダリティの感覚神経線維を興奮させると考えら

実際に覚醒下のヒトで電気刺激により嚥下を誘発するれるが，それらの感覚情報が統合されることによって認ことにより，動物実験では知ることができなかった知見

知されるのが「水」に関連したものであるという事実は，を得ることができた。そのひとつは咽頭領域の電気刺激この領域での水感覚の重要性を示すものである。さらににより誘起される知覚である。
我々が行っている刺激は，覚醒下のヒトでの実験により明らかになったのは，麻酔低強度の連続パルスである。このような刺激を皮膚に与下の動物では舌咽神経咽頭枝や上喉頭神経などの末梢神えた場合には（低周波治療器など），通常我々が知覚す経を刺激することで確実に嚥下を誘発できるが，覚醒下－ 62 －

山村

健介

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ほかのヒトで被験者が嚥下誘発を回避するように試みると誘【参 考 文 献】

発閾値より十分に大きい刺激を与えても嚥下が誘発されないということである。この事実はヒトもしくは覚醒下の動物では末梢への感覚入力は必要条件ではあるが十分

１）Amarasena J, Ootaki S, Yamamura K, Yamada

条件ではなく，高位脳からの情報が嚥下誘発に重要な役

Y: Effect of stimulation of cortical masticatory

割を果たしていることを意味しており，「患者さんの経

area on swallowing evoked by the stimulation of口摂取に対する意欲を高めることが重要である」などのsuperior laryngeal nerve in anesthetized rabbits.

介護の現場での知見を裏付けるものである。

Brain Res, 965: 222-238, 2003.
２）Narita N, Yamamura K, Yao DY, Martin RE,【ヒト嚥下誘発システムを用いた研究】

Masuda Y, Sessle BJ: Effects of functional
disruption of lateral pericentral cerebral cortex

現在，我々の研究室ではヒト嚥下誘発システムを用いて嚥下誘発の促進・抑制因子の同定をおこなっている。

on primate mastication. Arch. Oral Biol, 47: 673688, 2002.

現在進行中の研究は「覚醒度」および「咽頭領域への味

３）Watanabe Y, Abe S, Ishikawa T, Yamada Y,覚刺激」が嚥下誘発に及ぼす影響である。前者について

Yamane GY: Cortical regulation during the early

はこれまでのところ覚醒度の低下に伴い嚥下誘発閾値がstage of initiation of voluntary swallowing in上昇するということを明らかにした。安静時に比べ睡眠

humans. Dysphagia, 19: 100-1008, 2004.

時には嚥下の頻度が減少することが知られており，主た４）Kitagawa J, Shingai T, Takahashi Y, Yamada Y:る嚥下物である唾液の分泌が睡眠時に減少することが主Pharyngeal branch of the glossopharyngeal因子と考えられてきたが，我々のデータは末梢刺激に対

nerve plays a major role in reflex swallowing

する嚥下中枢の応答性の低下も重要な因子であることをfrom the pharynx. Am J Physiol Regul Integr示していると同時に，「食事中の嚥下は覚醒していない

Comp Physiol. 282: R1342-1347, 2002.と危険である」という介護の現場での知見を裏付けるも

５）Kajii Y, Shingai T, Kitagawa J, Takahashi Y,のである。後者は積極的に嚥下誘発を引き出すという新Taguchi Y, Noda T, Yamada Y: Sour taste

しいコンセプトでの嚥下障害食の開発に向けた第一歩のstimulation facilitates reflex swallowing from the研究で，いくつかの味質による咽頭刺激が嚥下を促通す

pharynx and larynx in the rat: Physiol Behav.

るという予備的なデータが得られている。

77: 321-325, 2002.

今後「意欲」などの高次脳活動や「冷刺激や触刺激」

６）Yamamura K, Kitagawa J, Kurose M, Sugino S,などの末梢性感覚情報など検討する因子を増やし，嚥下

Takatsuji H, Mostafeezur R, Zakir H, Yamada Y:誘発の促進・抑制因子とそれぞれの寄与率，複数の因子

Neural mechanisms of swallowing and effects ofを組み合わせた効果も検証することで，嚥下機能に障害

taste and other stimuli on swallow initiation. Biolを持つ患者さんに対する効果的なリハビリテーションとPharm Bull. 2010 in press

食事介助のための食品や手技，新しい治療方法の開発に貢献していきたいと考えている。

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