脊神經節損傷的組織形态學與電生理改變 中國修複重建外科雜志 1998年第3期第12卷 神經損傷 作者：周躍1廖維宏2梅芳瑞1劉正津3 單位：1第三軍醫大學附屬新橋醫院骨科(重慶，400037)；

　　脊神經節損傷的組織形态學與電生理改變

　　中國修複重建外科雜志1998年第3期第12卷神經損傷

　　作者：周躍1廖維宏2梅芳瑞1劉正津3

　　單位：1第三軍醫大學附屬新橋醫院骨科（重慶，400037）；2第三軍醫大學附屬野戰外科研究所；3第三軍醫大學解剖學教研室

　　關鍵詞：脊神經節；超微結構；脊髓誘發電位；利多卡因

　　摘要脊神經節（DRG）損傷常引起感覺及運動功能障礙，為了探索DRG不同損傷方式和不同損傷時間的脊髓誘發電位（SEP）和DRG組織形态學改變，用52隻家兔，分别制成機械壓迫、炎性損傷模型，以及2%利多卡因加2.5%醋酸氫化潑尼松局部治療，并與未損傷組作對比研究。結果表明，DRG血管内皮細胞連接間隙增寬是機械性損傷導緻血管通透性增加的主要原因，而血管内皮細胞連接間隙增寬，以及血管内皮細胞吞飲小泡轉運功能增強，是炎性損傷導緻血管通透性增加的主要原因。認為，2%利多卡因加2.5%醋酸氫化潑尼松局部浸潤能顯著減輕DRG炎性損傷。

　　HISTOLOGICALANDELECTROPHYSIOLOGICCHANGESOFINJURYOFDORSALROOTGANGLIA/Zhouyue,LiaoWeihong,MeiFangruietal.DepartmentofOrthopedicSurgery,SecondAffiliatedHospital,ThirdMilitaryMedicalUniversity,Chongqing,P.R.China400037

　　AbstractInjuryofdorsalrootganglia（DRG）maycausesensoryandmotordysfunction.Inordertoinvestigatethechangesofsomato-sensoryevokedpotential（SEP）andhistologicalcharacteristicsofDRGindifferentcausesanddifferentperiodsofinjury,fifty-tworabbitswerechosedtobuildthemodels.Therabbitsweredividedinto4groups:Controlgroup（n=4）;mechanicalcompressinggroup（n=16）;inflammatoryinjurygroup（n=16）;andtreatmentgroup（2%lidocainewithhydroprednisonewasadministeredlocally,n=16）.Afteronetoeightweeks,SEPwasdeterminedandsamplesofDRGwereobtainedtoobservethehistologicalandultrastructuralchangeseveryweek.TheresultshowedthatthegapjunctionofmicrovascularendotheliuminDRGhadbeendestroyedbythemechanicalcompressionwasthemajorcauseofthevesselpermeabilityincreasing.TheincreasingofendothelialpinocyticvesiclestransportationandwideningofendothelialgapjunctionwerethemaincausesofinflammatoryirritationofDRG.Thelocalinfiltrationwith2%lidocaineandhydroprednisonecouldobviouslyameliorateinflammatoryinjuryinDRG.

　　KeywordsDorsalrootgangliaSomato-sensoryevokedpotentialUltrastructureLodocaine

　　因椎間盤突出、椎管狹窄和脊柱退行性改變所造成的脊神經根（spinalnerveroot,SNR）和脊神經節（dorsalrootganglia,DRG）損傷，常常引起感覺和運動功能障礙，以及神經行為異常。DRG是機體内外環境與脊髓連接的紐帶，具有傳輸和調節機體的各種感覺，接受和傳遞各種傷害性感受的功能。我們研究的目的是探讨DRG不同損傷方式和不同損傷時間組織形态學和損傷前後脊髓誘發電位（somatosensoryevokedpotential,SEP）的變化規律及特點。

　　1材料與方法

　　1.1動物及分組

　　健康家兔52隻，雌雄不拘。随機分為：A組（正常對照組，n=4），B組（機械性壓迫組，n=16），C組（炎性損傷組，n=16），D組（治療組，n=16）。

　　1.2模型複制

　　3%戊巴比妥鈉（0.5ml/kg～1ml/kg）耳靜脈麻醉，常規消毒鋪無菌巾。腰骶部後正中切口，咬除L5～7棘突和椎闆。手術顯微鏡下仔細顯露雙側DRG5，和DRG6。左側為損傷側，右側為非損傷側。B組采用2枚微型手術血管夾，夾寬2mm，張開距3mm，壓力0.441N，分别壓迫左側DRG5和DRG6。

　　C組采用4/0鉻制腸線，剪成長0.5cm，取4條～6條，沿左側DRG5和DRG6周圍縱軸排列放置，并用無菌手術骨蠟固定，1層～2層明膠海綿覆蓋在硬脊膜表面，縫合傷口，送動物室飼養。D組采用與C組相同的損傷模型，但當模型制作完畢後，直視下在DRG旁側分别放置1根無菌醫用2FX聚乙烯肝素内襯導管，并将導管固定。術後1周～8周，每周經導管推注2%利多卡因0.5ml加2.5%醋酸氫化潑尼松注射液0.5ml，2次/周。A組除局部不放置鉻制腸線外，其手術顯露和術後處理均與C組相同，A組為正常對照組，而B組、C組和D組右側的DRG5和DRG6為自身對照組。

　　1.3觀測指标

　　1.3.1SEP測定采用雙銀絲（間距4mm）刺激保護電極，經手術将電極固定在實驗側胫神經上。記錄電極采用雙銀球記錄電極（直徑0.6mm，間距4mm），放置在實驗側DRG的傳入神經進入脊髓背角平面的硬脊膜外。參考電極放置在實驗側皮下。溫熱石蠟油保護好脊髓和DRG。刺激用恒流電采用寬度0.2ms～0.5ms的方波脈沖，刺激強度為受刺激神經所支配肌肉出現輕微抽動。刺激頻率為4Hz，疊加次數50次，分析時間20ms。采用WD-4000神經電位診斷儀測定。A組的測定值作為各組術前正常值，B組、C組和D組分别在術後1，2，4及8周各取4隻家兔測定SEP的變化。

　　1.3.2DRG組織學觀察

　　常規光鏡切片術後開胸，升主動脈插管灌注0.9%生理鹽水和4%多聚甲醛液（0.1mol/L，pH7.4,4℃）1500ml～2000ml，2小時後取标本置入相同固定液再固定24小時，修整，石蠟包埋，常規切片和HE染色、VanGiesson氏染色、Toluidineblue氏染色，Olympus生物顯微鏡下觀察。

　　常規電鏡标本灌注固定後取标本，在解剖顯微鏡下将标本修剪成1mm3的組織小塊。再置入2%锇酸（OsO4）中固定，系列丙酮脫水，環氧樹酯包埋，超薄切片，醋酸鈾-枸橼酸鉛雙層染色，JEM-200型日立電子顯微鏡觀察。

　　1.3.3統計學處理實驗結果的數據統計均在486/DX266型微機上，采用MicrosoftExcel5.0的統計程序，行樣本單因素和多因素方差分析，顯著性t檢驗。

　　2結果

　　2.1SEP測定結果

　　2.1.1DRG機械性壓迫損傷正常家兔脊髓SEP由兩個向下的正波和兩個向上的負波構成，分别定義為P1、P2、N1和N2波。研究表明，A組N1波平均潛伏期為（1.36±0.27）ms，P1波的平均潛伏期為（2.23±0.32）ms。當B組DRG機械性壓迫期間，SEP的潛伏期（N1和P1）明顯延長（P＜0.05），與A組相比，其潛伏期延長率分别為64.3%和60.7%（附表）。

　　2.1.2DRG炎性損傷術後1周，潛伏期無顯著變化，術後2周～4周SEP的潛伏期（N1和P1）明顯縮短（P＜0.05），術後8周延長（圖1，2）。

　　2.1.3治療組術後與術前比較，各時相SEP改變無顯著差異（P＞0.05）。與C組比較，D組術後1周～2周的P1潛伏期明顯延長（P＜0.05），見圖1，2。

　　2.2DRG損傷後的組織學變化

　　2.2.1DRG機械性壓迫損傷術後1周～2周，DRG神經内膜間隙明顯充血、水腫和出血（圖3），伴部分神經細胞腫脹、壞死和脫髓鞘樣改變。術後4周～8周DRG充血、出血和水腫明顯減輕，而以神經纖維的脫髓鞘樣改變和纖維細胞增生為主。電鏡改變（圖4）與DRG炎性損傷組基本相同，但改變的程度和範圍相對較輕。

　　2.2.2DRG炎性損傷組肉眼觀察：術後1周～2周，DRG明顯充血水腫，其體積較對側增大近1/2。術後4周DRG與周圍組織相互粘連，其充血和水腫

　　附表B組、C組及D組不同時期的SEP變化比較（ms，

　　組别潛伏期術後1周術後2周術後4周術後8周BN13.23±0.25△★3.04±0.32△★3.17±0.28△★2.35±0.31P14.01±0.33△★3.95±0.24△★2.90±0.213.08±0.36CN11.02±0.190.68±0.06△0.71±0.10△1.96±0.22P10.95±0.08△0.76±0.04△1.84±0.163.03±0.26DN12.01±0.161.95±0.172.25±0.132.04±0.11P12.89±0.20★3.01±0.32★2.77±0.232.46±0.22注：1.正常組平均潛伏期：N1=1.36±0.27，P1=2.23±0.32；2.其它組與正常組比較：△P值＜0.05；3.其它組與炎性損傷組比較：★P＜0.05圖1B組、C組及D組N1波平均潛伏期變化

　　圖2B組、C組及D組P1波平均潛伏期變化

　　等炎性反應仍然明顯。術後8周DRG與周圍組織粘連，局部纖維瘢痕形成，壓迫DRG和SNR，DRG和神經根外膜也明顯增厚呈纖維化樣改變。光鏡觀察：術後1周～2周，DRG内膜間質增寬呈明顯充血和水腫，微血管擴張，大量炎性細胞浸潤，神經細胞尼氏小體顔色變淺，呈顆粒狀改變，部分神經細胞染色不均，核固縮，部分髓鞘呈空泡樣改變。術後4周～8周，除上述病理改變外，大直徑髓鞘纖維數量明顯減少，而小直徑無髓鞘纖維數量相對增多，同時可見神經外膜和神經内膜的纖維化樣改變，膠原纖維明顯增多，并包繞在神經細胞周圍（圖5），大量有髓神經纖維呈脫髓鞘樣改變，較多神經細胞染色不均、變性。電鏡觀察：髓鞘纖維改變顯著，髓鞘闆層結構呈點狀松散，闆層結構排列疏松、紊亂和腫脹，并擠壓軸突，軸突呈不規則樣改變，軸漿内細胞器密集。部分血管内皮細胞腫脹，胞漿内出現大量的吞飲小泡，血管腔膜面的質膜上出現大量的“凹腔”和“膜孔”樣結構，内皮連接間隙增寬，提示這些血管的通透性顯著增加。部分雪旺細胞腫脹，胞漿内出現許多清亮的泡狀小體，顯示分泌功能增強。神經細胞内線粒體明顯腫脹，嵴排列紊亂和消失，呈空泡樣改變（圖6）。同時核周粗面内質網減少，胞核呈顆粒樣改變，溶酶體多見，遊離核糖體增多。胞漿内含有較多的呈空泡樣改變的粗面内質網、滑面内質網和擴張的高爾基扁平囊泡。細胞核膜出現“裂隙”樣改變。治療組的病理變化規律雖然與炎性損傷組的改變基本相似，但改變的程度顯著減輕、範圍顯著縮小，尤其是早期炎性反應和後期纖維化改變明顯減輕。圖3DRG機械性壓迫1周，神經内膜間隙明顯充血、水腫和出血，部分神經細胞腫脹和變性（HE×200）圖4DRG機械性壓迫2周，雪旺細胞腫脹，擠壓軸突（↑），軸突部分區域收縮，脫離髓鞘（MF）。神經細胞内線粒體（M）腫脹（TEM×30000）圖5DRG炎性損傷4周，神經外膜和内膜纖維化樣改變，膠原纖維明顯增多，并包繞在神經細胞周圍（VanGiesson×200）

　　圖6DRG炎性損傷1周，神經細胞内線粒體（M）明顯腫脹，嵴排列紊亂和消失，呈空泡樣改變（↑），胞核（N）呈顆粒樣改變（TEM×15000）

　　3讨論

　　3.1機械性壓迫對DRG結構和功能的影響

　　腰腿痛是工業化國家面臨的主要健康問題之一。流行病學調查表明，80%成年人或早或晚，或輕或重都将受到腰腿痛的困擾，約20%腰腿痛患者為此而喪失工作能力［1］。自從本世紀初Sack等［2］首先報道1例因腰椎闆肥厚機械性壓迫馬尾神經根而導緻根性疼痛以來，有關各種腰椎退行性改變，如椎間盤突出、椎管狹窄和腰骶椎不穩所造成的SNR和DRG損傷，導緻神經感覺和運動功能障礙，以及神經行為異常改變，如患肢感覺過敏、麻木和放射性疼痛等，給患者生活和工作帶來極大痛苦和危害，同時也成為臨床醫生研究和治療的重點。DRG是機體内外環境與脊髓連結的紐帶，傳輸和調節機體的各種感覺，并接受和傳遞各種傷害性感受。由于DRG細胞對各種刺激高度敏感，DRG外膜上又分布有大量傷害性感受器［3］，刺激後可産生自發性異位放電和反射性神經沖動［4］。因此，DRG的損傷可導緻與腰腿痛相關的神經病理生理反應，但其損傷機制尚不完全清楚，以往的研究曾觀察到直接壓迫SNR［5］或馬尾神經［6，7］，可導緻神經傳導功能障礙，主要表現為神經潛伏期延長和神經傳導速度降低，主要臨床表現為感覺和運動功能降低或喪失。對于DRG直接壓迫後，SEP的變化規律及影響則尚不清楚。我們采用微型手術血管夾直接壓迫DRG後，表現為SEP潛伏期明顯延長，其N1和P1波的潛伏期較正常時延長64.3%和60.7%（P＜0.05），神經傳導功能降低，感覺減退或喪失。壓迫造成的神經損害主要是通過機械性壓迫的直接力學效應和神經血供障礙的間接生物學效應所緻。壓迫早期神經細胞和神經軸突已出現明顯的病理改變，直接壓迫區神經内膜間隙明顯充血、出血、水腫和血管内皮細胞腫脹，間隙明顯增寬等病理改變，同時部分神經細胞和神經纖維變性。結果表明，壓迫導緻的神經功能改變，主要與壓迫造成DRG的神經細胞和神經纖維的直接損傷，以及微循環損害，血管通透性增加，組織充血和水腫相關。

　　3.2炎性損傷對DRG組織結構和功能的影響

　　椎管狹窄或椎間盤脫出造成的神經根或神經節損傷，不但與壓迫物的機械性損傷有關，而且與局部炎性反應釋放的神經源性和非神經源性的炎性細胞介質的損傷相關［8］，兩者相互作用，互為因果。來源于退行性改變的椎間盤、神經根和神經節周圍局部炎性反應組織所釋放的内源性化學物質，具有炎性刺激和炎性損傷作用［9，10］，而且還可增加傷害性感受器對其它緻炎和緻痛物質的敏感性。我們采用DRG的炎性損傷模型，探讨DRG炎性損傷過程中的組織結構和功能改變。研究表明：①損傷後第1周，SEP的P1波潛伏期較正常組顯著縮短。此階段組織改變主要為明顯充血、水腫，大量的炎性細胞浸潤，神經細胞和神經纖維出現輕微變性，傷後2周～4周SEP的N1和P1波潛伏期均顯著縮短（P＜0.05）。其改變可能與炎性刺激造成神經細胞興奮性增高，軸突轉運和傳導功能增強相關。②損傷後第8周，SEP的潛伏期逐漸延長到傷前水平，組織學改變主要以神經細胞變性壞死，大量有髓纖維脫髓鞘樣改變，以及明顯的纖維組織增生，神經纖維化樣改變為特征。上述組織結構改變造成神經功能降低，神經傳導功能損害。機械性壓迫産生的生物力學效應，炎性損傷造成的大量炎性介質和毒素釋放，在病理生理變化中起重要作用。我們實驗治療組的結果表明，2%利多卡因加2.5%醋酸氫化潑尼松DRG局部浸潤麻醉，不但可以顯著增加DRG的血供，同時通過醋酸氫化潑尼松的抗炎作用，顯著減輕了DRG的炎性反應和纖維化樣瘢痕形成。這一研究結果具有臨床應用價值。

　　4參考文獻

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　　（收稿：1997-08-12）

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