椎間盤脫出和坐骨神經(jīng)痛基礎(chǔ)的科學(xué)平臺(tái)

1、椎間盤脫出和坐骨神經(jīng)痛：基礎(chǔ)科學(xué)平臺(tái)Kjell Olmarker, Bjorn Rydevik60多年來，人們業(yè)已發(fā)現(xiàn)腰骶神經(jīng)根與椎間盤脫出和坐骨神經(jīng)痛有著密切的關(guān)系（19），然而，其病理生理原理尚未完全明了。在過去十年當(dāng)中，人們對(duì)該課題的興趣日益增大。最近, 人們的研究目的旨在從分子和亞分子水平給基礎(chǔ)病理生理學(xué)活動(dòng)下定義, 因?yàn)檫@與坐骨神經(jīng)痛的病理生理學(xué)有關(guān)。本章將討論當(dāng)前對(duì)這些機(jī)理的認(rèn)識(shí)。坐骨神經(jīng)痛的癥狀可分為兩大類：疼痛和神經(jīng)機(jī)能失調(diào)（26）。坐骨神經(jīng)痛系典型的放射性疼痛，通常擴(kuò)展至膝下，這可能與個(gè)別神經(jīng)根有關(guān)。神經(jīng)功能障礙可能存在于運(yùn)動(dòng)原和感覺道，從而導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)無力和感覺障礙。也許有人假

2、設(shè)疼痛與神經(jīng)功能障礙是由不同的病理生理活動(dòng)造成的。但因?yàn)樗麄兺ǔＥc坐骨神經(jīng)痛同時(shí)發(fā)生，表明此種失調(diào)的病理生理學(xué)非常復(fù)雜。神經(jīng)根受累的病理生理學(xué)神經(jīng)根損傷在“組織水平”上兩個(gè)特殊機(jī)理可解釋為：(a) 神經(jīng)根的機(jī)械性變形；(b) 椎間盤組織的生物和生化活動(dòng)對(duì)神經(jīng)根的影響。機(jī)械性變形理論是關(guān)于盤組織脫出導(dǎo)致神經(jīng)根損傷最陳舊的觀念。這一理論在一定程度上可追溯到20世紀(jì)初期，那時(shí)，對(duì)腰骶接合處損傷并發(fā)腿部疼痛進(jìn)行了一些臨床觀察，主要是Mixter 和Barr兩人做的觀察（3，11，26，37）。盤組織的生物活動(dòng)可能會(huì)損傷神經(jīng)根這一理論僅僅在最近才得到實(shí)驗(yàn)的證明。在此將對(duì)這些生物機(jī)理進(jìn)行討論。在X光檢查和

3、外科手術(shù)中沒有椎間盤脫出的情況下，坐骨神經(jīng)痛其特有的疼痛分布及神經(jīng)功能紊亂的臨床表現(xiàn)已經(jīng)表明，這種機(jī)械性成分并非造成坐骨神經(jīng)痛的唯一因素。因此，有人業(yè)已提出椎間盤組織本身可能具有有害的特性，這也許具有病理生理學(xué)意義（35）。然而，僅僅在最近的一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中才得到證實(shí)，在沒有機(jī)械性變形下，硬膜外局部運(yùn)用自體細(xì)胞核pulposus于豬體中，可導(dǎo)致鄰近神經(jīng)根結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生重大改變（24）。這一發(fā)現(xiàn)已開創(chuàng)了研究的新領(lǐng)域。迄今所收集的資料綜述如下。中心細(xì)胞（技能）核Pulposus的生物影響將從兔腰椎獲得的自體細(xì)胞置于兔模型脛骨神經(jīng)之上之后，神經(jīng)功能及結(jié)構(gòu)均未觀察到任何變化。然而，在顯微解剖和血管滲透性方面

4、外圍神經(jīng)和神經(jīng)根之間的某些差別使從外圍神經(jīng)實(shí)驗(yàn)到脊柱狀況的推斷變的困難。McCarron 和他的同事們?cè)趬蛴材ね饪臻g運(yùn)用狗尾巴間盤自體細(xì)胞核pulposus。他們觀察到硬膜外炎性反應(yīng)，這種炎性反應(yīng)并不是在注射鹽水時(shí)發(fā)生的。然而，本研究對(duì)神經(jīng)組織不進(jìn)行評(píng)估。Olmarker 和他的同事們最近提出的一項(xiàng)研究顯示：自體細(xì)胞核可能會(huì)使神經(jīng)傳導(dǎo)速度減慢，導(dǎo)致豬尾equina模型光顯微鏡下結(jié)構(gòu)發(fā)生改變（圖3.1, 3.2, 和3.3）(24)。然而，這些軸突的變化有一種焦點(diǎn)式分布，而且所損傷的軸突的數(shù)量太少，以致于不可能成為明顯的所觀察到的神經(jīng)生理功能失調(diào)的原因。對(duì)暴露于細(xì)胞核pulposus下的神經(jīng)根區(qū)

5、域（這一區(qū)域在光顯微鏡下似乎是正常的）的隨訪研究表明：Schwann 細(xì)胞明顯損傷，并伴有Schmidt-Lanterman 切跡的空泡和解體。Schmidt-Lanterman 切跡對(duì)軸突和周圍組織之間的離子的正常交換是非常重要的。因此對(duì)該結(jié)構(gòu)的損傷會(huì)有可能妨礙軸突的正常的沖動(dòng)傳導(dǎo)。然而，分布變化太有限以至于不能充分地對(duì)所觀察的神經(jīng)生理功能失調(diào)做出解釋。例如，最近一項(xiàng)研究顯示，細(xì)胞核pulposus冷凍阻止了神經(jīng)傳導(dǎo)速度的下降，這也表明了盡管在正常的神經(jīng)傳導(dǎo)下組織學(xué)上這些特點(diǎn)的變化（29）。然而，在利用狗模型的一次實(shí)驗(yàn)中核pulposus的勢能得到進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)，在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，圖3.1對(duì)環(huán)形

6、纖維的外科手術(shù)切口，核pulposus滲漏最少，足以引起結(jié)構(gòu)和鄰近神經(jīng)根的明顯變化（13）。由于對(duì)于這種功能性的變化不存在結(jié)構(gòu)上的關(guān)聯(lián)，最近的一項(xiàng)研究已經(jīng)評(píng)估了核pulposus對(duì)神經(jīng)根營養(yǎng)的潛在影響。從而可以看出，在2個(gè)小時(shí)之內(nèi)硬膜外（敷貼）應(yīng)用自體核pulposus可導(dǎo)致神經(jīng)內(nèi)血腫（6），這種血腫在3個(gè)小時(shí)之內(nèi)就可引起神經(jīng)內(nèi)血流減少（6，7，31）。3個(gè)小時(shí)之后現(xiàn)神經(jīng)根的組織學(xué)改變，在（敷貼）應(yīng)用后3到24小時(shí)之間繼而開始出現(xiàn)神經(jīng)傳導(dǎo)速度減慢（5，24）。圖3.3：神經(jīng)傳導(dǎo)速度（m/s）因此由初步實(shí)驗(yàn)可得出結(jié)論：在局部敷貼應(yīng)用后，核pulposus 明顯能損傷神經(jīng)根。但是，由核pulpos

7、us損傷神經(jīng)根的機(jī)理尚未完全明了。這些研究中有跡象表明至少在硬膜外存在炎性反應(yīng)。這就使我們開始一項(xiàng)研究，即在核pulposus敷貼應(yīng)用后不同時(shí)間靜脈給藥一種有效的抗炎劑甲基強(qiáng)的松龍。結(jié)果清楚顯示：如果在敷貼應(yīng)用24小時(shí)之內(nèi)即給藥甲基強(qiáng)的松龍的話，由核pulposus引發(fā)的神經(jīng)傳導(dǎo)速度減慢將被消除。如果48小時(shí)內(nèi)給藥甲基強(qiáng)的松龍的話，影響不會(huì)被消除，但影響明顯低于不用藥的情況下。這一觀察表明：副作用并非立刻發(fā)生的，而是會(huì)在敷貼應(yīng)用后起初24小時(shí)期間發(fā)展起來的。然而，如果在24小時(shí)之內(nèi)給藥甲基強(qiáng)的松龍的話，神經(jīng)根仍然會(huì)有一些區(qū)域顯示正常的沖動(dòng)傳導(dǎo)特性，它們?cè)诠怙@微鏡下存在軸突改變，這種改變與以前研

8、究當(dāng)中的變化幅度是一樣的（24）。由此進(jìn)一步證實(shí)了這樣一種觀點(diǎn)：即導(dǎo)致神經(jīng)功能失調(diào)的結(jié)構(gòu)神經(jīng)損傷在光顯微鏡水平下也許不存在，但是，必須在亞細(xì)胞水平下去尋找。 盡管甲基強(qiáng)的松龍可能會(huì)介入由核pulposus引起的神經(jīng)根損傷的病理生理活動(dòng)，但這是否是由甲基強(qiáng)的松龍抗炎性特性或一些其它的特性所引起還不清楚。為了確定自體核pulposus的存在是否能夠促使周圍組織的白細(xì)胞排列順序的反應(yīng)，進(jìn)行了一項(xiàng)研究來評(píng)估核pulposus的潛在的炎性遺傳因子特性（27）。自體核pulposus和自體腹膜后的脂肪被置于不同的小的鈦制容器（腔）中，并與仿制容器（腔）一起在皮下安放于豬體。七天后，對(duì)白細(xì)胞數(shù)進(jìn)行評(píng)估，在脂

9、肪和仿制腔之間白細(xì)胞數(shù)是一樣的。然而，含有核pulposus的腔室（容器？）有若干白細(xì)胞超過了其它兩種250%。同樣，當(dāng)局部注射時(shí)與大倉鼠頰囊的微脈管系統(tǒng)相聯(lián)系時(shí)，核pulposus可導(dǎo)致對(duì)高分子滲透性增加。如果動(dòng)物同時(shí)用消炎痛治療的話，不存在這種情況。在另外一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中，自體核pulposus和肌肉被皮下置于兔內(nèi)的Gore-Tex管中。兩周以后對(duì)核pulposus持續(xù)4周的觀察時(shí)間，在管內(nèi)存有巨噬細(xì)胞、T輔助細(xì)胞和T抑制細(xì)胞堆積。最近研究已經(jīng)證實(shí)，用消炎痛對(duì)受間盤切口的狗的治療降低了對(duì)神經(jīng)傳導(dǎo)速度的影響（1）。這進(jìn)一步支持了這樣一種觀點(diǎn)：即當(dāng)在椎間盤空間之外時(shí)自體核pulposus可能會(huì)引起炎性反應(yīng)。核pulposus的成分 核pulposus主要由蛋白聚糖、膠原質(zhì)和細(xì)胞組成（4，10）。因此所觀察到的由核pulposus在局部敷貼應(yīng)用引起的影響也許應(yīng)與一種或更多的這些成分有關(guān)。蛋白聚糖這種成分最引人注目，人們認(rèn)為它對(duì)神經(jīng)組織有直接的刺激作用（16，17，22。人們以前就已認(rèn)為膠原質(zhì)和細(xì)胞在病理生理上具有重要性。然而，對(duì)核pulposus細(xì)胞的最新研究表明：這些細(xì)胞不僅能夠產(chǎn)生諸如白明膠酶或膠原酶等金屬蛋白酶，而且產(chǎn)生前列腺素E2 和白細(xì)胞間素6（interleukin-6），并且在培養(yǎng)中是自動(dòng)完成的（12）。使用以前所描述的