一、発病原因
1、急性動脈塞栓
(1)急性動脈塞栓。
(2)非栓塞性動脈塞栓。包括:①腹腔動脈または腹腔動脈瘤の急性血栓形成;②体外循環時の大腿動脈留置管;③動脈損傷;④大動脈再建時の血流遮断。
2、缺血性筋壊死。
3、非創傷性筋症筋損傷、長期昏睡、薬物毒性作用、感染、火傷、金属中毒。
二、発病機序
1、缺血性変化急性動脈塞栓後数時間以内に患肢の蒼白、腫脹が現れることがあります。24時間後にはこの変化がさらに顕著になります。この時筋肉を切開すると、魚肉のような外観を呈示します。24時間以降、筋肉は充血により紫色になり硬くなります。筋膜を切開すると、まだ活力を持つ筋肉がピンク色になり筋膜の切開部から突出します。血行が回復しない場合、腫脹はさらに悪化し、筋肉はさまざまな程度の壊死を呈する可能性があります。
2、顕微鏡観察では、変化の初期には一部の筋繊維が完璧な外観を保ち、一部の筋繊維は核の欠損および細胞質の軽い凝固を示し、粒状変化を呈します。これは欠氧早期の特徴的な変化です。24時間後、一部の筋繊維が腫れとガラス状変化を示します。後期(48~72時間)、損傷部位に筋繊維の横紋と細胞核の消失が見られます。切断後の標本では、再生した筋繊維は軽度から中程度の変性を示し、場合によっては壊死を示します。
3、骨格筋は人体の体重の約42%を占め、その複雑な構造には多くの生化学物質が含まれており、この筋組織は欠氧に対して非常に敏感です。欠氧状態では、これらの生化学物質が血液に放出され、その一部は人体に損害を与え、致命的なものもあります。これがMMSの主な原因です。筋繊維細胞膜は骨格筋の病理生理学的過程で重要な役割を果たします。欠血時、筋細胞内の三リン酸アデノシン(ATP)が顕著に減少し、膜の透過性が異常に変化し、筋浆網の内外空間の構造が深刻に破壊され、様々な生化学物質の膜越え交換が異常となり、これが一連の代謝症候群の発生を引き起こします。血行再建および再灌流期には、患肢から大量の活性酸素種が生成されます。主に超酸化物陰子、過酸化水素および水素酸素です。活性酸素種は安定性が低く、非常に反応性が高く、細胞毒性を持ちます。活性酸素種は容易に硫黄酸基酵素、タンパク質、脂質およびDNAなどと反応し、組織細胞の化学構造を破壊し、細胞膜の多不飽和脂肪酸が活性酸素種に最も影響を受けやすい物質であり、生物膜の完整性を変え、さらに筋細胞内の生化学物質が血液に流入し、MMSおよび筋細胞の壊死を引き起こします。
4、代謝症候群代謝症候群は一時的なものでも、持続的なものでもあります。この症状は血行再建後特に顕著です。
(1)代謝性アシドーシス:ほぼ全ての患者に発生しますが、程度は異なります。代謝性アシドーシスは酸性的代謝生成物の蓄積によるものです:組織の欠血欠氧により有酸素代謝が減少し、無酸素酵解が強化され、乳酸とアセト酸が大量に生成されます。初期は2つの酸の上昇が一致しますが、その後乳酸の上昇がアセト酸よりも速く、血液pH値とCO2含有量が低下し、陰陽イオンの数が顕著に増加します。
(2)電解質の変化:血清ナトリウムイオンはほぼ正常範囲内です。カリウムイオンも初期は正常範囲内ですが、血行再建後、筋細胞が溶解释放し多くのカリウムを血液に放出し、血中カリウムが急激に上昇します。血管挟みを突然取り除くと心臓停止が起こる可能性があります。高カリウム血症は心拍数不整や心臓停止を引き起こすことがあります。半数以上の患者が低カルシウム、高リン血症および少尿を伴います。少尿期のカルシウムリン比值の変化は筋細胞膜の透過性変化によるものです。正常状態では、細胞外液のカルシウムイオン濃度は細胞内カルシウムイオン濃度の3~4倍です。筋細胞膜が破壊されると、細胞内カルシウムイオン濃度が増加し、細胞内外のカルシウムイオン濃度が同等になるまで増加し、筋細胞の収縮性が強化され、欠血した肢が硬直し、一部のMMS患者が腎不全時筋肉収縮を示します。
(3)酵素学的変化:血行再建前、クレアチンリン酸キナーゼ(CreatinePhosphokinase、CPK)の血清濃度はわずかに上昇し、受損した肢の静脈血中の濃度は非常に高い。血行再建後、CPKはさらに上昇する。CPK、特にその同工酵素CPK-MMの上昇は筋肉損傷の直接の証拠であり、高濃度のCPKは進行性筋壊死を反映している。この時、皮膚の色が正常であれば、誤った判断に繋がる。皮膚が正常であることは、深部の筋組織が正常であることを反映しない。軽症の場合、CPKは血行再建後数時間から1~2日以内に低下し、重症例では数日内に1000~2000Uに達し、10~12日後に正常に戻る。重症例や死亡例では、CPKは進行的に上昇し、2万U以上に達する。すべての患者でラクターゼ脱酸化酵素(LactateDehydrogenase、LDH)および血清グルタミルオキサロアシルトランスアミナーゼ(SerumGlutamic-OxaloaceticTransaminase、SGOT)のレベルが上昇する。SGOTの上昇レベルは酸素不足の程度と正比例し、SGOTが持続的に上昇しないと筋肉が不可逆的な病理的損傷を起こしたことを示している。
(4)ミオグロビン尿:血管塞栓症の数時間後、尿量は通常減少し、骨格筋の溶解により放出されるミオグロビンが原因でピンク色を呈する。ミオグロビン尿は48時間でピークに達し、数日間持続する。尿中に現れるミオグロビンは愈創树脂陽性、または連苯胺陽性、または正塩基陽性の粒子であり、尿中には赤血球はなく、同時に血清は澄明である。ミオグロビン尿はしばしばヘモグロビン尿と誤診される。Bermanは以下の鑑別方法を提案した:赤い血清+赤い尿→ヘモグロビン尿;透明な血清+赤い尿→ミオグロビン尿。ミオグロビンの特異的な定性検査方法には、化学法、分光光度計測定法、免疫学方法がある。Markowizは尿中のミオグロビン定量測定法を報告し、血液、尿中のミオグロビンの早期正確な検出が可能となった。
(5)ミオグロビン血症:ミオグロビンが腎臓から排除されることが遅延し、早期には少量しか排出されず、ミオグロビン尿の存在を確認するのが難しく、誤診に繋がる。したがって、ミオグロビン血尿が検出されない場合、横紋筋溶解症が高度に疑われる患者に対して、血液中のミオグロビンを検査すべきである。
(6)急性腎不全:腎機能障害の程度は筋肉の欠血、酸中毒、筋球蛋白尿の程度によって異なります。軽症~中等症の症例では、腎機能は一時的で逆転可能な損傷であり、尿排出量が減少します。多くの患者が少尿または無尿を呈します。その後、患者の血中尿素窒素とクレアチニンが急速に上昇します。重症の症例では、重篤な酸中毒と持続的な筋球蛋白尿が発生し、透析をすぐに行わないと不可逆の腎損傷や死に至ることもあります。組織学的検査では、腎小管に筋球蛋白管型が存在し、少量の上皮細胞が含まれています。急性腎小管壊死の程度は筋球蛋白が腎小管を塞ぐ程度に依存します。この病態変化は筋球蛋白性腎炎と呼ばれます。時にはこの腎炎が患者に患う糸球体硬化性損傷と協力して、予後を悪化させます。動物実験や人体解剖の資料から、筋球蛋白が腎小管を機械的に塞ぐことが急性腎不全と因果関係があると示唆されていますが、筋球蛋白が腎小管に直接的な毒性を持つかどうかについては議論があります。なぜなら、実験では筋球蛋白の注射が急性腎不全を引き起こすことはないからです。