脳脊髄液（Cerebrospinal Fluid: CSF）

脳脊髄液（Cerebrospinal Fluid: CSF）とは、脳の中の空間（脳室）と、脳・脊髄のまわりのすき間（くも膜下腔）を満たす無色透明の液体です。試験では「脈絡叢で作られ、脳室からくも膜下腔へ流れ、くも膜顆粒などから吸収される」流れと、そのはたらきが中心です。

脳脊髄液の定義と、総量約150mL（脳室約25mL・くも膜下腔約125mL）に対して1日約500mLがおもに脈絡叢で作られ1日に約4回入れかわることを示す絵、3つのポイント（脈絡叢で作られる、脳室系→くも膜下腔→静脈血、脳を浮かべて守る）をまとめた図 — ひと目でわかる脳脊髄液

簡単な説明

パックの豆腐は、水に入っているので形がくずれにくいですね。やわらかい脳も、頭蓋骨の中で液体に浮かんで守られています。プールに入ると体が軽く感じるのと同じで、液体の浮力が脳の重さを支えます。この液体が脳脊髄液で、略して髄液ともいいます。

髄液はためておくだけの水ではなく、毎日新しく作られ、脳のまわりを流れ、血液などに戻っていく「脳のまわりの小さな川」です。川がせき止められるとあふれるように、流れがさまたげられると脳室が広がることがあります。

由来

年	主なできごと
1764年	Domenico Cotugnoが、坐骨神経痛についての著作で、脳室だけでなく脳と脊髄のくも膜下腔も液体で満たされていることを示す。
19世紀前半	François Magendieが、髄液を体の正常な液体と位置づけ、第四脳室から外へ出る流れを記述する（マジャンディ孔に名が残る）。
1891年	Heinrich Quinckeが腰椎穿刺の方法を報告する。
1926年	Harvey Cushingが、脳室→くも膜下腔→血液という流れを「第三の循環」と呼ぶ。
2012年	Jeffrey J. Iliff、Maiken Nedergaardらがグリンパティック系を提唱する。

具体的な説明

どこで作られ、どこを流れるか

脳と脊髄からなる中枢神経系は、外側から硬膜・くも膜・軟膜の3枚の膜（髄膜）に包まれています。髄液が流れるのは、脳の内部の脳室系と、くも膜と軟膜のあいだのくも膜下腔です。

髄液をおもに作るのは、脳室内の血管に富んだ組織、脈絡叢（choroid plexus）です。伝統的な考え方では約80％が脈絡叢、残り約20％が脳実質などに由来するとされます。教科書的な流れ道は次のとおりです。

順番	場所	次へのつなぎ目
①	左右の側脳室（ここの脈絡叢で多く作られる）	室間孔（モンロー孔）
②	第三脳室	中脳水道（シルビウス水道）
③	第四脳室	正中口（マジャンディ孔）1つと外側口（ルシュカ孔）2つ
④	くも膜下腔（脳と脊髄のまわり）	くも膜顆粒など
⑤	硬膜静脈洞（静脈血に戻る）	―

第三脳室のまわりには視床下部の神経核が集まっています。

脳脊髄液が側脳室の脈絡叢で作られ、室間孔（モンロー孔）、第三脳室、中脳水道（シルビウス水道）、第四脳室、正中口（マジャンディ孔）と外側口（ルシュカ孔）を通ってくも膜下腔へ出て、くも膜顆粒などから硬膜静脈洞の静脈血に吸収されるまでの流れを示した図 — 脳脊髄液の流れ道：脈絡叢で作られ、脳室系からくも膜下腔へ出て、くも膜顆粒などから静脈血に戻る

量と1日の産生量

数値には幅があります。成人の総量は約90〜150mLで、平均150mLとする総説では脳室に約25mL、くも膜下腔に約125mLとされます。大部分はくも膜下腔にあるわけです。産生速度は1分あたり約0.3〜0.4mL、1日に換算すると約430〜580mL（約500mL）です。総量より1日の産生量のほうがずっと多いので、髄液は1日に約4回入れかわるとされます。

どこで吸収されるか（近年の議論）

古典的には、髄液はくも膜が静脈洞に突き出したくも膜絨毛（大きく集まったものがくも膜顆粒）から静脈血に吸収されます。一方、動物実験では神経のさやや鼻の奥の篩板（しばん）からリンパ系へ出る経路も大きく、2015年にはマウスの硬膜に、髄液を首のリンパ節へ運ぶリンパ管が報告されました。人では、心臓の拍動や呼吸に合わせて往復する動きも知られています。

グリンパティック系（glymphatic system）は、髄液が動脈のまわりのすき間から脳の内部に入り、老廃物を静脈のまわりから運び出すという仮説です。アストロサイトの水の通り道アクアポリン4がかかわるとされますが、流れの向きや測定方法には批判もあり、まだ議論が続いている考え方です。

はたらき

はたらき	内容
浮力	脳を浮かべ、実質的な重さを大きく軽くする（軽くなる割合は資料により数値に幅がある）
緩衝（クッション）	衝撃を受けたとき、脳が頭蓋骨にぶつかるのをやわらげる
恒常性の維持	脳のまわりの化学的な環境を安定させ、栄養（ビタミンなど）やホルモンを運ぶ
老廃物の除去	脳でできた不要な物質を静脈やリンパ系へ運び出す

血液脳関門と血液脳脊髄液関門

血液中の物質を自由に通さない「関所」は、場所と細胞で区別します。ただし必要な物質は輸送のしくみで通します。

関門	場所	関所をつくる細胞
血液脳関門（BBB）	脳の毛細血管	血管内皮細胞どうしの密着結合（タイトジャンクション）。アストロサイトの突起（終足）や周皮細胞も関与
血液脳脊髄液関門	脈絡叢	脈絡叢の上皮細胞どうしの密着結合

腰椎穿刺と髄液検査、水頭症

腰椎穿刺（lumbar puncture）は、腰の背骨のあいだ（ふつう第3・4腰椎間か第4・5腰椎間）に細い針を入れ、髄液を少量とる検査です。髄膜炎などの感染症、多発性硬化症、脳の出血、アルツハイマー病などの診断に使われます。髄液の流れや吸収がさまたげられ、脳室が広がった状態は水頭症といいます。

試験でまちがえやすい点

ひっかけ	正しくは
くも膜下腔は硬膜とくも膜のあいだ	くも膜と軟膜のあいだ
中脳水道は側脳室と第三脳室をつなぐ	それは室間孔。中脳水道は第三脳室と第四脳室をつなぐ

実験や観察の方法と結論

研究1：Dandyの犬の実験（1910年代）

方法：Walter E. Dandyらは、犬のモンロー孔をふさぎ、片方の側脳室だけ脈絡叢を取り除きました。

結論：脈絡叢を取った側の脳室はしぼみ、残した側は広がったため、「髄液は脈絡叢で作られる」と結論しました。脈絡叢説の根拠になりましたが、のちに1匹の犬にもとづくことや再現されなかったことが指摘されています。

研究2：グリンパティック系と睡眠（Iliff et al., 2012；Xie et al., 2013）

方法：生きたマウスの髄液に蛍光色素を入れ、二光子顕微鏡で広がりを観察しました。

結論：髄液が動脈のまわりから入り、静脈のまわりから出る流れが観察されました。アクアポリン4をもたないマウスでは物質の排出が約70％低下し、アミロイドβの除去もおそくなりました。続く研究では、睡眠中や麻酔中に細胞のあいだのすき間が約60％広がり、アミロイドβの除去が速まりました。どちらもマウスの研究です。

例文

「脳脊髄液はおもに側脳室の脈絡叢で作られ、第三脳室、中脳水道、第四脳室を通ってくも膜下腔へ流れます。」

「髄膜炎が疑われたため、腰椎穿刺で脳脊髄液をとって調べることになりました。」

疑問

Q: 髄液の流れがさまたげられると、どうなるのですか？

A: 髄液がたまって脳室が広がる水頭症になることがあります。髄液の圧が正常範囲なのに歩行障害・認知機能の低下・尿失禁（Hakim–Adamsの三徴）があらわれるものは正常圧水頭症とよばれ、Hakim & Adams（1965）が報告しました。

Q: 「寝ると脳の老廃物が流される」は本当ですか？

A: マウスでは、睡眠中に細胞のすき間が広がり、アミロイドβの除去が速まることが報告されています。ただしグリンパティック系そのものに議論があり、人での確認は研究の途中です。

Q: 腰に針を刺して、脊髄を傷つけないのですか？

A: 成人の脊髄の下端は、多くの人で第1〜2腰椎のあたりにあります（個人差があります）。そのため、それより下の腰椎のあいだに針を入れて脊髄を避けます。

理解度を確認する問題

問題1. 脳脊髄液の産生と循環に関する説明として、最も適切なものはどれか。

A. 脳脊髄液はおもにくも膜顆粒で作られ、脈絡叢から静脈血へ吸収される
B. 側脳室の脳脊髄液は、中脳水道を通って第三脳室へ流れる
C. 第四脳室の脳脊髄液は、正中口と外側口を通ってくも膜下腔へ出る
D. くも膜下腔は、硬膜とくも膜のあいだのすき間である

正解：C 第四脳室の髄液は正中口（マジャンディ孔）と外側口（ルシュカ孔）からくも膜下腔へ出ます。Aは産生と吸収が逆です。Bはまぎらわしいですが、側脳室と第三脳室をつなぐのは室間孔（モンロー孔）で、中脳水道は第三と第四脳室のあいだです。Dのくも膜下腔は、くも膜と軟膜のあいだです。

問題2. 成人の脳脊髄液の量に関する説明として、最も適切なものはどれか。

A. 総量は約150mLで、1日の産生量も総量とほぼ同じ約150mLである
B. 総量は約150mLで、1日に約500mL作られるため、1日に数回入れかわる
C. 総量の大部分（約125mL）は脳室にあり、くも膜下腔には約25mLしかない
D. 伝統的な考え方では、産生の約80％は脳実質、約20％が脈絡叢に由来する

正解：B 総量は約90〜150mL、産生量は1日約500mLで、1日に約4回入れかわるとされます。Aは総量と1日量の取りちがえです。Cは脳室とくも膜下腔の量が逆で、脳室は約25mL、くも膜下腔が約125mLです。Dは割合が逆で、伝統的には約80％が脈絡叢とされます。

問題3. 脳の関門と髄液検査に関する説明として、最も適切なものはどれか。

A. 血液脳関門の中心は、脳の毛細血管の内皮細胞どうしの密着結合である
B. 血液脳脊髄液関門の中心は、くも膜顆粒の細胞どうしの密着結合である
C. 血液脳関門はアストロサイトの終足だけでつくられ、血管内皮細胞は関与しない
D. 成人の腰椎穿刺は、ふつう第1・2腰椎間で行う

正解：A 血液脳関門の関所は、毛細血管の内皮細胞の密着結合です。Bの血液脳脊髄液関門をつくるのは脈絡叢の上皮細胞です。Cはまぎらわしいですが、アストロサイトの終足や周皮細胞は関与するものの、中心は内皮細胞です。Dは誤りで、脊髄の下端より下の第3・4腰椎間か第4・5腰椎間で行います。