筋病理学

筋病理学（Muscle pathology）とは骨格筋の病気を扱う病理学の分野である。

生検の部位

生検部位は徒手筋力テスト4レベルの筋を生検することが望ましい。特に筋炎など選択的な筋障害をみとめる疾患ではMRIで所見のある部位を狙って筋生検するべきである。また筋生検部位はアプローチのしやすいさや術後歩行に与える影響も考慮する。成人で生検されることが多い筋は上腕二頭筋、三角筋、大腿直筋、外側広筋、短腓骨筋である。上腕二頭筋と大腿直筋が好まれる。それはタイプ1、２A、２Bの三種類の筋線維がモザイクをなして1/3ずつ存在することが確立しているため、筋線維のタイプの分布異常が評価できるからである。腓腹筋は神経原性変化と筋原性変化の区別が困難なことがあるため避けるべきである。

実際

生検部位としては術後の歩行制限が不要であることから上腕二頭筋が好まれる傾向がある。しかし近年はMRIによって炎症反応がある部位を選択することが多い。STIRによる高信号域やGd増強効果がある部位である。針筋電図を施行した部位は局所性の壊死性炎症反応が起こるため、生検しないことが一般的である。
皮膚切開の前にその部位の筋が収縮するか肉眼で確認する。切開部位は予めマーキングし、局所麻酔後皮膚切開する。鉗子を用いて皮下組織を鈍的に開き、筋膜に到達する。血管は切断する時は結紮し、皮神経はできるだけ温存する。筋膜はメスかはさみで切開し、鉗子で筋膜の裏を剥離する。筋線維の走行と直角に糸をかける。ペアンを用いて筋束を確保し、はさみで採取する。筋膜を吸収糸で縫合する。真皮縫合を吸収糸で行うこともある。これは創の離開を防ぐために行う。ナイロン糸を用いて皮膚縫合を行い、消毒して終了する。3日ほどは免荷する。
検体の固定にはホルマリン固定、新鮮凍結固定、グルタールアルデヒド固定などがあるが筋病理学では特別な理由がない限りホルマリン固定は行わない。筋病理学では新鮮凍結固定を用いた各種組織化学染色が発達している。

筋組織の発生

筋芽細胞が融合し筋管細胞を形成する。一部の筋芽細胞は衛星細胞となる。筋管細胞内でタイプ2C線維が作られる、神経支配を受けて核の周辺移動、基底膜の形成がおこる。その後タイプ1、2A、2B線維の分化が起こる。生下時は5〜10%が2C線維である。

筋細胞の壊死と再生

筋線維がどのように壊死に陥るかは2010年現在も詳細は不明である。何らかの原因で細胞膜が壊れ、細胞外液が細胞内に流入することで筋線維は崩壊すると考えられている。細胞外液が細胞内に流入すると蛋白分解酵素が活性化され、筋線維内の筋原線維は消化され壊死に至る。筋線維は長い細胞のため筋線維全部が壊死することはなく、通常は線維の一部であるsegmentalな壊死となる。筋原線維が消化された壊死の初期は筋線維の染色性の低下（HE染色やゴモリ・トリクローム変法で淡く染まる）が認められる。12時間ほど経過すると単核球や多核球といった炎症細胞が壊死線維に周囲に認められるようになる。24時間で壊死線維内に貪食細胞が認められ、48時間で壊死線維は単核細胞で埋もれてしまう。貪食細胞はライソゾーム酵素を多く持つため酸ホスファターゼ染色で赤染する。筋線維内の壊死した部分が清掃された後、障害から3〜4日で筋線維は好塩基性（HE染色で紫）の胞体をもつ多核の細胞として認められる。この細胞が筋芽細胞のように働き筋再生を行う。筋線維が再生する状態は筋組織の発生と非常によく似ている。異なる点は基底膜が残っているため基底膜内で起ること、また神経支配下であることが多いことである。筋芽細胞の役割をするのは衛星細胞である。衛星細胞は筋障害が起こったら速やかに活性化され、筋線維の変性と同時に分裂する。壊死を起こした5〜7日で大型の核と、抗塩基性の胞体、明瞭な核小体をもつ再生線維が認められる。筋線維の再生は神経と比べると非常に早く、実験的に壊死させると2週間後には壊死筋の約半数、1カ月にはほぼすべてが再生筋に置き換わる。再生筋は2C筋でありおよそ3週間で白筋、4週間で赤筋に分化する。但し、これは実験での話であり実際には2C反応が2〜3カ月続くとされており、人体内での再生はもう少し遅いと考えられている。筋再生の時も筋発生と同様に筋分化誘導遺伝子（myogenin）が発現する。

HE染色

HE染色（ヘマトキシリン・エオジン染色）は主に基本的な構造変化をみるための染色である。筋病理学のHE染色で得られる情報は、全体の構築の変化、筋線維大小不同、筋線維の壊死・再生、核の変化、細胞浸潤、内鞘線維化、その他の構造変化の変化の7つである。
正常の筋線維は横断面でみると多角形で筋核は周辺部に存在する。成人の場合、筋線維径は60～80μmである。通常、100μmを超えると肥大線維と判定される。筋線維の大小不同は最も基本的な病理情報のひとつである。筋線維の直径を測定し、最小径から最大径までの分布や平均を記載する。原則として障害の程度が強ければ筋線維大小不同も著しくなる。ただし先天性疾患では筋線維が全て小径であったり、筋線維径が小径線維と大径線維の二峰性に分布したりすることもある。また進行期には肥大線維のみが認められることもある。筋線維の大小不同に規則性がなく、広範であれば筋原性疾患であることが多く、小角化線維があって、群委縮の所見があれば神経性疾患であることが多い。
筋線維は数十本単位でまとまって存在しており、このまとまりを筋束（muscle fascicle）という。筋束と筋束の間の間質は周鞘（perimysium）という。筋束内の筋束と筋束との間の間質は内鞘（endomysium）という。周鞘には正常でも線維化など認められる一方で、通常は内鞘には繊維組織や細胞浸潤は認められない。そのため内鞘に線維組織が認められる場合は病的所見であり内鞘線維化（endomysial fibrosis）とよぶ。
皮膚筋炎ではしばしば萎縮線維が筋束周辺部にまとまって存在しているのが観察される。これを筋束周辺委縮（perifascicular atrophy）とよび、診断的な価値がある。
ウェルドニッヒ・ホフマン病とも呼ばれる脊髄性筋萎縮症１型（SMA1）など先天性の神経原性疾患ではしばしば筋束ごと全ての筋線維が萎縮しており大群集萎縮（large group atrophy）と呼ばれる。この疾患で認められる萎縮線維は丸みを帯びているのが特徴である。一方で筋萎縮性側索硬化症などの後天性神経原性疾患では萎縮線維が角ばっており、しばしば小角化線維とよばれる。ただし、これらの小角化線維は神経原性疾患において脱神経筋線維を反映しているものと考えられるが、小角化する原因は様々であり、小角化線維がすなわち神経原性変化を意味するわけではない。神経再支配を受けた後、さらに脱神経が起こると、その末梢の支配領域の筋線維が数本から数十本単位でまとまって小角化する。これを小群集萎縮（small group atrophy）という。程度が著しく筋束全体が萎縮した場合は先に述べた大群集萎縮（large group atrophy）となる。小群集萎縮も大群集萎縮もいずれも脱神経を反映する重要な所見である。
筋線維壊死・再生変化は筋ジストロフィーにおいて最も重要な所見である。筋線維は壊死すると筋線維細胞質が溶解してうすいピンク色になり内部にマクロファージが侵入する。これと平行して、筋衛星細胞から分裂した筋芽細胞が壊死線維内で分化して更に融合し、筋線維を再生する。再生繊維は盛んにタンパク質を合成しているために、核が大きく、核小体が目立つ。さらには、核や細胞質にタンパク質合成装置であるリボソームが充満しているために好塩基性に青みがかって染色される。再生線維では筋核は筋線維の内部にあり内在核という。再生が完了する頃には筋線維周辺部へ筋核は移動する。
筋ジストロフィーは壊死・再生を繰り返す疾患であるため、一つの切片内で壊死から再生完了まで様々なフェーズが観察される。一方で、発作性ミオグロビン尿症などにより一時期に一斉に壊死を起こした筋では、筋生検の時期に応じて壊死または再生の一定のフェーズの像しか観察されないことが多い。またデュシェンヌ型など筋鞘膜脆弱性を病態とする筋ジストロフィーでは、数本単位で壊死・再生線維がまとまって存在することが多い。
内在核は再生線維で認められるが再生線維以外でも筋核が内在する場合がある。代表例が先天性ミオパチーの中心核ミオパチーである。中心核ミオパチーでは大半の筋線維で筋線維中心部に筋核が存在している。したがって内在核といわず中心核と表現される。また筋強直性ジストロフィーではしばしば多数の内在核を認める。核の数は正常では筋線維内に0〜3個である。5個以上の場合は異常であり筋強直性ジストロフィーなどの可能性がある。また中心部に核が認められる（中心核）場合は筋ジストロフィーや筋強直性ジストロフィーなどで認められる。
炎症細胞浸潤は炎症性筋疾患において重要な所見である。周鞘内の血管周囲のリンパ球浸潤や壊死線維を取り囲むようなリンパ球浸潤は軽度のものは非特異的に認められるものである。多発筋炎や封入体ミオパチーでは内鞘へのリンパ球浸潤が特徴的で、非壊死性線維を囲むように存在し、時に筋線維内部にも侵入しているのが確認される。これらのリンパ球はCD8陽性の細胞傷害性T細胞である。サルコイドミオパチーでは周鞘や内鞘に類上皮細胞とラングハンス巨細胞からなる非乾酪性肉芽腫をみとめる。周辺部にはリンパ球を伴う。
時に筋線維内に空砲が認められることがある。ポンペ病では内部に好塩基性で不定型な物質をふくんだ比較的大きな空砲が認められる。この空砲はグリコーゲンや細胞質分解産物が蓄積した自己貪食空胞であり、酸フォスファターゼ染色で濃染する。脂質蓄積性ミオパチーでは、脂肪滴の増加を反映して筋線維内に小空胞をみる。糖原病のうち脱分枝鎖酵素欠損症などでは筋鞘膜直下に中心に比較的大型の空胞がみられる。内部にはグリコーゲンが蓄積している。また炎症性筋疾患ではしばしば血管壁が肥厚している。結節性動脈周囲炎では血管壁のフィブリノイド壊死がみられる。
筋線維内空胞としてはアーチファクトが多いがタイプ1線維に数多く認められる場合は脂質代謝異常の可能性もある。アーチファクトの場合は冷却が不十分になる中心部に集中し、筋選択性がない場合が多い。

免疫染色

ジストロフィン染色や表面マーカー染色を行うことがある。炎症性筋疾患でもENMCの診断基準に当てはめる場合は必要である。

筋病理の各論

筋ジストロフィー、遠位型ミオパチー、筋強直症候群、先天性ミオパチー、ミトコンドリア病、炎症性ミオパチー、ミオパチーなども参照とする。

神経原性筋萎縮症

上位ニューロン障害では廃用性萎縮を示し、非特異的な2B線維萎縮が認められる。下位ニューロン障害では脱神経による小径化、神経再支配による筋線維タイプ群化（fiber type grouping）がおこる。脱神経によって筋線維は小径化する。小径化した線維は正常大の筋に圧迫され角張ってみえるため小角化線維（small angular fiber）という。萎縮線維は群をなす傾向があり、小群萎縮（small groups of atrophic fibers）を示し、進行すると筋束全てが萎縮筋となり大群萎縮（large groups of atrophic fibers）となる。大群萎縮はウェルドニッヒ・ホフマン病で必ず認められる。また神経再支配がおこると再支配神経にあわせて筋線維のタイプが変化する。このため通常はタイプ1とタイプ2の線維がモザイク状に分布するがその分布がくずれ、筋線維タイプ群化（fiber type grouping）がおこる。筋線維タイプ群化は神経再支配を示す重要な所見である。