腰神经根在神经通道内慢性损伤时的形态学与神经生理学变化

腰神经根在神经通道内慢性损伤时的形态学与神经生理学变化 腰神经根在神经通道内慢性损伤时的形态 学与神经生理学变化 至噩鲞复翅!』!塑!丝!zLubodynia2003,Vo1.24No.3 腰神经根在神经通道内慢性损伤时的形态学与神经生理 学变化 岳寿伟,吴宗耀 (第三军医大学西南医院康复中心,重庆市400038) 摘要:腰神经根在神经通道内受到机械压迫和炎性刺激是腰椎间盘突出症和神经根管狭窄诱发腰腿痛的 主要原因.建立合适的神经根慢性损伤动物模型,有利于研究其病理性疼痛的机制.神经根受到慢性损伤后在 形态学,电生理学,血液一神经屏障和化学介质等方面部有变化. 神经纤维脱髓鞘后,钠通道重新分布,细胞膜 处于对刺激的超敏状态,产生自发重复放电,这种变化可能是病理性疼痛产生的原因. 关键词:神经根;损伤;形态学;电生理;钠通道 中图分类号:R745.49文献标识码:A文章编号:1005—7234(2003)03—0187—03 腰椎间盘突出和椎管骨质增生继发 的对腰神经的压迫是引起下腰痛的主要 原因.疼痛的产生起始于痛觉神经纤维 末梢感受器,但并非所有疼痛均来自于 此,神经轴突的损伤,背根神经节和神经 根的压迫和炎症刺激损伤均可产生异位 神经冲动,诱发疼痛.本文对慢性压迫和 炎症刺激损伤引起的神经根的形态学和 神经电生理变化作一综述. 腰神经分前根和后根,两根经过硬 脊膜囊,贯穿硬膜,行达椎间孔处,后根 膨大形成背根神经节(dorsalrootgan- glia,DRG),前根单独行走,在背根神经 节的远侧端两根混合,出椎间孔,形成脊 神经干.后根较粗大,由有髓纤维和无髓 纤维组成.直径较大的有髓纤维来自肌, 腱和触觉感受器的感觉纤维,细的有髓 纤维主要司温觉和痛觉的传导.前根由 大小不同的有髓纤维组成,起于前角和 侧角的细胞,粗大的纤维属躯体运动纤 维.神经根结构具有与周围神经不同的 特点:?神经外膜不发达,缓解外部压力 的作用差}?神经根束膜不完善,抗张力 能力不如周围神经;?神经束不分割;? 神经根缺乏与周围组织结构的血管沟 通. 腰神经前根,后根,背根神经节及脊 神经干出椎问孔前均在腰神经通道 (1umbarnervecana1)内.腰神经通道是 指腰神经自离开硬膜囊至椎问外孔这一 较窄的骨性纤维性通道,此通道的任何 一 部分出现病变,均可产生腰腿痛. 收稿日期:2002—09.20#修订日期;2002一lO一26 作者简介z岳寿伟(1962-),男,tll~,籍,教授,博士 在读 研究方向:脊柱疾病的非手术治疗. Lee"将神经通道分为三区,即入口区 (entrancezone),中区(midzone)和出口 区(exitzone).入口区是腰椎管外侧部 最头端的部分,此区仅有前后壁,内外侧 面开放.前壁为椎间盘的后面,后壁是关 节突关节面.腰神经居此区中,被覆以硬 脊膜并浸于脑脊液中.中区位于椎弓板 关节问部的下方且低于神经根,其前缘 为椎体的后面,后缘是椎弓板关节问部, 内侧缘开口向中央椎管.含于此区内的 神经结构是背根神经节和前根,其被覆 于硬脊膜的纤维结缔组织,浸于脑脊液 中.与腰神经的其他部分相比,背根神经 节较大,其占有的空间也较大,轻度的狭 窄就可使其敏感.出口区是指椎间外孔 的区域,其后缘是关节突关节的外侧面, 此区的关节突关节和椎 前缘为椎问盘. 问盘均低于同一腰神经入口区的一个水 平,腰}申经在此区被覆以神经外膜. 腰神经根压迫和刺激损伤模型 Cornefjord_2应用一带有缺口的塑料管 套在猪的腰神经根上作为慢性压迫模 型,该套管长5.5mm,外层是一金属壳, 内层的材料通过吸收水分可逐渐膨胀, 由于外层是金属,不可膨胀,所以,内层 的材料膨胀后使套管的内径减小,达到 缓慢压迫神经根的目的.Yoshizawa[.用 硅胶管套住狗的第7腰神经前根和后 根,第7腰神经前根和后根的横径为1.8 士0.2mm,纵径为2.6士0.3mm,硅胶管 长5.O:mm,内径为3.Omm.分不同的时 间点来观察轻度慢性压迫对神经根形态 学,电生理学和血液一神经屏障的影响. Toh用特制的"H"型金属夹压迫兔的 腰骶部硬膜囊和神经根,观察慢性压迫 对不同年龄组兔腰骶神经根组织学变化 ? 187? ? 文献综述? 的影响.所用金属夹长20mm,中间部有 一 可调的丝钮,压迫分三级:1级压迫硬 膜囊和前后根的1/9,2级压迫2/9,3级 压迫1/3.受压的神经根和背根神经节都 其刺激因素除 有不同程度的炎症反应, 压迫外还有?退行性变的椎间盘物质, 如乳酸,糖蛋白,磷酸酶A2(PLA2)嘲; ?神经根局部炎症反应组织释放的内源 性化学物质,如缓激肽,血清素,组织胺, 乙酰胆碱,前列腺素E1,E2和白三烯;? 椎问盘破裂导致的髓核脱出,刺激机体 免疫系统产生自身免疫反应.髓核物 质被认为是腰椎间盘突出致下腰痛最主 要的原因[.Yabuki[将大鼠自体髓核 物质放到腰5神经根和背根神经节之 间,对照组用相同大小的自体肌肉组织, 观察背根神经节血流的变化和大鼠后爪 的反应.Hasegawa[.也用5mm×3mm× 3mm的髓核组织放到狗的L5,6,L6, 7后侧神经根和硬膜囊之间,对照组用 5mm×5mm×3mm的纤维环组织,观察 未成年和成年狗神经根周围的炎症反 应. 在腰神经通道内,轻微压迫首先使 背根神经节变形,但随压迫程度的增加, 神经根和背根神经节都发生变形.早期 出现神经外膜增厚,有髓神经脱髓鞘,随 压迫时间的延长,神经外膜进一步增厚, 髓鞘变薄.肌电图检查运动神经传导速 度减慢.周耀[】.观察到兔背根神经节机 械压迫损伤后1,3周,背根神经节的神 经内膜间隙明显充血,水肿和出血,伴有 部分神经细胞肿胀,坏死和脱髓鞘样改 ,8周,背根神经节的充血,水 变.术后4 肿明显减轻,而以神经纤维的脱髓鞘样 改变和纤维细胞增生为主.电镜下,髓鞘 ?188?颈腰痛杂志2003年第24卷第3期 TheJournaIofCervicodyniaandLumbodynia2003,Vo1.24No.3 板层结构呈点状松散板层结构排列疏 松,紊乱和肿胀,并挤压轴突,轴突呈不 规则样改变,轴浆内细胞器密集.内皮连 接间隙增宽,部分雪旺细胞肿胀,胞浆内 出现许多清亮的泡状小体.神经细胞内 线粒体明显肿胀,嵴排列紊乱和消失,呈 空泡样改变.胞浆内有较多的呈空泡样 改变的粗面内质网,滑面内质网和扩张 的高尔基扁平囊泡.细胞核出现"裂隙" 样改变.脊髓诱发电位(SEP)的潜伏期 (N1和P1)明显延长,与对照组比较,其 潜伏期延长率分别为64.3%和6O.7%, Cornefjoid[2]在实验中观察到慢性压迫 神经4周后,压迫侧有明显的炎症反应, 在1周内未见明显成纤维细胞和毛细血 管增生,而4周后上述增生很明显,神经 内膜的变化比神经外膜明显.神经纤维 发生明显的变性反应,背根神经节的神 经纤维也发生变性.神经根套管内径3. 5mm组,1周后出现有髓纤维的破坏,出 现髓鞘碎片,轴突变小,胞浆浓缩,神经 纤维萎缩.神经根套管内径2.5mm组压 迫1周后,有髓纤维的破坏更明显,轴突 的体积和髓鞘明显萎缩.4周后,3.5mm 组,主要 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 现是有髓纤维的数目减少,轴 突和髓鞘的体积也进一步缩小.两组在 压迫1周内都可见到神经根的水肿和出 血,但4周后,该现象已不明显.在压迫1 周后,神经传导速度与对照组比较无明 显差异,4周后神经传导速度明显变慢. Yoshizawa【3的研究表明,在神经根慢性 压迫中最早的表现是围绕神经根的硬脊 膜和蛛网膜的变厚,然而此时光镜和电 镜观察,神经纤维是正常的,神经周围的 蛛网膜血管的内皮细胞是一层扩散屏 障,即血液一神经屏障,其功能直接影响 到神经根周围的环境.血液一神经屏障 的破坏可导致硬脊膜内神经根和神经内 膜水肿,从而继发神经根的变性[】因 此,Yoshizawa认为,慢性压迫引起的神 经根组织学和电生理的变化是基于血液 一 神经屏障的破坏.早期复合运动电位 的幅度降低是因粗大的有髓纤维减少引 起的. Yabuki[8]用大鼠自体髓核组织刺激 神经根和背根神经节时,发现背根神经 节和患侧下肢血流明显降低,此现象可 解释腰椎间盘突出症病人患下肢血液循 环差和发凉的原因.另外,下肢发凉还与 躯体交感反射有关,因该反射与交感神 经受刺激有关[1Hasegawa[9观察表 明,狗自体髓核刺激神经根后周围组织 成 有明显的炎症反应,有淋巴细胞浸润.年狗(24个月)髓核组织周围可见成纤 维细胞,神经根纤维退变明显.Ga— vanaughD3]用大鼠自体髓核组织刺激背 根神经节,1,3min潜伏期后,8根出现 兴奋性反应.用PLA刺激背根神经节与 神经根交界区也出现兴奋性反应,说明 生物化学介质对神经痛的诱发具有重要 作用.受压或局部炎症反应的神经根对 机械刺激的反应更加敏感. 神经根炎症损害时,神经细胞和非 神经细胞间通过各种化学介质产生复杂 的相互作用,部分化学介质直接作用于 细胞膜离子通道,另一部分则通过第二 信使使神经细胞致敏,诱发坐骨神经痛. 在众多的化学介质中,P物质(sub— stance,P,SP)与神经痛关系密切,越来 越受到重视.P物质参与感觉特别是痛 觉的一级传入神经纤维末梢的递质传 递.在周围神经中,P物质主要由背根神 经节细胞合成,然后沿背根传入纤维转 运至位于背根最背部的第1和第2层末 梢,以及周围神经纤维和游离神经末梢. 人类正常的椎间盘纤维环外层1/3终板 有神经纤维和游离神经末梢分布[1,这 些纤维中部分为P物质免疫反应阳性神 经纤维.P物质是与伤害性刺激传导有 关的兴奋性递质.对伤害性感受器及炎 症有初级始动作用,引起血管舒张,血浆 外渗以及通过作用于肥大细胞上的P物 质而释放组织胺,继而在感觉神经细胞 和炎性细胞间形成正反馈环路,进一步 加重炎性损伤,这可能是腰背痛的原因 之一[. 实验表明,正常神经根可产生短暂 放电,而受损的神经根则产生持续放电. 该机制可能与轴突膜上的大分子物质的 重组和钠通道的重新分布有关.正常传 入:}申经的电产生需依赖充分的Na+浓 度.神经纤维脱髓鞘后,钠通道重新分 布,聚集到脱髓鞘部位,使该处的细胞膜 处:F对刺激的超敏状态,甚至产生自发 性重复放电,引起神经持续性疼痛.腰椎 间盘突出时,神经根压迫和炎性刺激导 致钠通道功能的变化,可能是引起慢性 疼痛的重要机制.河豚毒素不敏感性钠 电流[trodotoxin—resistant(TTXR) sodiumcurrent],与慢性疼痛的敏化有 很大的关系,该钠通道9O存在于DGR 小的神经元上[】.DGR小细胞神经元, 体积小,传导速度慢,在伤害感受器中起 作用.DevorDs]研究发现,周围神经损伤 后形成神经瘤发芽的轴突出现钠通道的 累积,可能是痛觉过敏的主要原因. 电生理学检测Yoshizawa[用0. 1ms的方波电流以2Hz的频率双电极刺 激神经根和坐骨神经,记录复合动作电 位的振幅和感觉神经的传导速度.发现 压迫3个月后复合动作电位的振幅明显 降低,与早期粗有髓纤维数量的减少相 一 致;12个月后复合动作电位的振幅和 感觉神经的传导速度都明显下降认为 复合动作电位可灵敏反映神经根变性时 粗有髓神经纤维的减少情况,但只要还 存在粗有髓神经纤维,神经传导速度就 不会下降.Cornefjord[t用两针状铂电 极刺激神经根,在椎旁肌肉处记录神经 肌电图(EMG),计算神经传导速度,发 现受压神经根的传导速度明显下降,可 较好地监测神经根运动纤维的运动功 能.周跃用0.2,O.5ms的方波脉冲以 4Hz刺激背根神经节和胫神经,记录损 伤前后脊髓诱发电位(SEP)的变化,对 背根神经节用微型手术血管夹直接压迫 后,SEP的潜伏期(N和P.波)明显延 长;用铬制肠线炎性损伤后1周潜伏期 无显着变化,2—4周后SEP的潜伏期 (N和P.波)明显缩短,8周后延长.De— lamarter[2o3将刺激电极放在胫后神经和 正中神经处,参考电极放在耳和鼻处,记 录标准的经皮层诱发电位曲线N一P一 N,发现潜伏期明显缩短,振幅显着延 长,能在出现症状之前就检测出神经系 统的异常. 神经根在腰神经通道内受到慢性压 是腰椎间盘突出症,腰椎 迫和炎性损伤, 管狭窄症,腰椎退行性变诱发腰腿痛的 重要病理学基础.研究慢性压迫时神经 根的形态学和电生理变化以及炎性介质 对神经根的刺激,对了解腰腿痛的发生, 发展及临床治疗有一定的指导意义.目 前对神经根慢性压迫和炎性刺激的形态 学研究已比较完善,但对其电生理学机 制的研究还有待于进一步深入. 参考文献: [1]LeeCK,RauschuingW,GlennW.Lateral lumbarspinalcannalstenosis:classification, 生墨鲞翌塑』rnofCezvicodyniaandLumbodynia2003,Vo1.24No.3 pathologicalanatomyandsurgicaldecompres— sion[J].Spine,1988,13(3):313 [2]CornefjordM,Satok,OlmarkerK,etalA modelforchronicneverrootcompression studies[J].Spine,1997.22(9):946.957. 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DelamarterRB,ShermanJE,CarrJBCauda equinasyndrome.-Neurologicrecoveryfollow. ingimmediate,early,orlatedecompression [J]_Spine,1991,16:1022—1029. 摘要:椎问盘是人体最大的无血管组织,具有自身免疫抗原性,自身免疫反应可能与椎间盘突出症有关.众 多研究表明:椎间盘突出症患者脑积液中IgG,IgM含量和血清中IgG,IgM含量的比率明显高于正常对照组,在 突出椎间盘组织标本中发现抗原抗体复合物沉积,椎间盘突出标本中有大量的淋巴细胞和巨噬细胞表达,不同 类型的椎间盘突出其自身免疫反应所诱导的炎症反应也不完全相同,并和腰腿痛的症状有明显的相关性.自身 免疫反应可能是椎间盘突出症重要作用机理之一,是椎间盘突出症保守治疗的理 论基础. 关键词;椎问盘;免疫}突出}类型}症状 中图分类号;R364.7;R681.53文献标识码:B文章编号;1005.7234(2003)03.0189—02 椎间盘突出症是骨科常见病,其主 要症状是下腰痛和坐骨神经痛.坐骨神 经痛的确切病因尚不完全清楚,目前认 为是机械压迫和椎问盘突出诱导的生化 学刺激共同作用的结果.有学者[i-4]认为 椎间盘自身免疫可能是其重要因素之 一 ,近年来有许多椎间盘自身免疫的相 关报道,主要探讨的问题有:I,椎间盘自 身免疫在椎间盘突出症中的作用,2,椎 问盘自身免疫与椎间盘突出病理分型的 相关性研究,3,椎间盘自身免疫与症状 的相关性研究.本文就以上三方面的研 究进展作一个综述. I椎间盘自身免疫在椎间盘突出症中 收稿日期:2002.09.12}修订日期:2002—11—27 作者简介:樊天佑(1966.),男,江西籍,副主任医 师,硕士 研究方向:脊柱外科,关节外科. 的作用 椎间盘突出症的主要病因是椎间盘 退行性变,椎间盘应力的改变,纤维环破 裂,髓核突出或脱出,压迫脊髓或神经 根,引起下腰痛和坐骨神经痛.但单纯的 机械压迫尚不能完全解释其作用机理, 如坐骨神经痛采用非甾体药物及激素, 秋水仙碱等免疫抑制剂治疗有效,有学 者[4]认为椎间盘自身免疫在其中起重要 作用.椎间盘是人体最大的无血管封闭 结构,组织被纤维环包绕,自出生以来 与自体血循环隔绝,因而具备自身抗原 性.其组织中的II型胶原及糖蛋白等 隔绝抗原一旦与血循环接触后,与T,B 淋巴细胞不断作用,形成抗原抗体免疫 复合物,激活补体,吸引炎细胞聚集,造 成局部炎症,同时炎性介质可增加血管 通透性,促进巨噬细胞吞噬抗原抗体复 合物.这可能是椎问盘突出发展及引起 坐骨神经痛的重要作用机理之一.Ol— marker.K[5]等采用自体椎问盘和后腹 膜脂肪植入体内进行实验观察发现自体 椎间盘组织中有大量的炎性细胞,明显 高于脂肪组织,但是尚不能证明是椎间 盘组织所产生白细胞诱导素引起的炎症 反应还是椎间盘自身免疫引起的炎症反 应.Satoh.K[6等采用免疫组织化学方法 对8例腰椎问盘突出的髓核组织和5例 正常的椎间盘组织进行了对比研究,他 们在突出椎间盘组织标本中发现抗原抗 体复合物沉积,而在正常的椎间盘组织 中没有发现抗原抗体复合物沉积,他们 认为椎问盘自身免疫机理在腰椎间盘突出 症中神经损伤和坐骨神经痛的病理生理