脊髓损伤的发病机制及治疗进展(1)
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摘 要:脊髓损伤(Spinal cord injury,SCI)的发病率和致残率极高,故其发病机制及治疗的研究一直是当今神经科学的热点问题。对脊髓损伤的发病机制及治疗的研究进展做一综述。
关键词:脊髓损伤;发病机制;治疗;文献综述
中图分类号:R338.21
文献标识码:A
文章编号:1673-7717(2012)04-0769-04
Progress on Pathogenesis of Spinal Cord Injury and Its Treatment
ZHOU Hong-ying1,QI Guan-shu2,HOU Qun2
(1.Zhejiang Chinese Medical University,Hangzhou 310053,Zhejiang,China;
2. Zhejiang Hospital of Traditional Chinese Medicine,Hangzhou 310006, Zhejiang,China)
Abstract:Spinal cord injury (SCI) has a very high incidence and morbidity, so its pathogenesis and treatment are always the hot issue of today's neuroscience. This paper reviewed research progress about the pathogenesis and treatment of SCI.
Key words:spinal cord injury;pathogenesis; treatment; summary
脊髓损伤(Spinal cord injury,SCI)大多源于交通伤、坠落伤、暴力或运动等,在现代社会中有很高的发病率和致残率,脊髓一旦发生损伤、坏死 ,恢复的可能性较小,目前对SC I 的治疗仍是当今一大医学难题,一旦发生SCI,无论对患者个人、家庭,还是社会都将产生巨大的影响[1]。本文就其发病机制及目前治疗进展作一综述。
1 SCI的发病机制
研究表明,SCI有两种损伤机制参与,即原发性损伤(包括机械损害、出血等)和继发性损伤。原发性损伤被动地发生在损伤后短时间内(一般认为4h内),是不可逆的。而脊髓继发性损伤是在原发损伤后的数分钟到数天内逐渐形成,并伴随一系列的细胞内代谢和基因改变,有时继发性损伤产生的组织破坏程度甚至超过原发性损伤[3]。
由于继发性损伤的可干预性,如何对其发生机制进行研究及给予有效的治疗策略成为近些年来关注的热点。继发性损伤的机制较多,主要有血管机制、自由基损伤机制、兴奋性氨基酸毒性作用、细胞凋亡、钙介导机制、一氧化氮机制等。
1.1血管机制
SCI后的血管改变为即刻的及延迟的局部效应和系统效应。局部效应包括微循环的进行性下降, 脊髓血流自动调节的紊乱及脊髓血流量( SCBF) 的下降。系统效应包括全身性低血压、神经源性休克、外周阻力降低及心输出量的减少。具体机制如下[3]:①严重SCI后,交感神经张力降低,心输出量减少,血压下降,脊髓自动调节血流的能力丧失,使得脊髓组织局部血供不足。②微血管痉挛,血管内皮细胞损伤或水肿。③损伤后产生的血管活性胺(儿茶酚胺)及一些生物化学因子如氧自由基、一氧化氮、血小板活化因子、肽类、花生四烯酸代谢产物、内皮素、血栓素A2等均可影响微血管,使血管通透性增高,血小板聚集,血管栓塞。④创伤后脊髓内存在早期广泛的小血肿,特别是灰质内血肿可导致灰质周围白质的缺血,因为脊髓内半部分白质的血供是由沟动脉分支穿过灰质而来。这些血管改变导致损伤区脊髓缺血, 而如果长时间严重缺血,则会引起伤后脊髓梗死。脊髓缺血程度与其损伤和功能障碍的程度呈一种线性的剂量—反应关系,且在伤后最初数小时内逐渐加重,至少持续24h。
1.2自由基(FR)损伤机制
脊髓组织富含脂类物质,对脂质过氧化反应极为敏感。生理状态下,人体为维持各种细胞和亚细胞结构的完整性,虽产生一定自由基(FR),但内源性氧化系统如超氧化物岐化酶(SOD),过氧化氢酶(CAT)可以有效地消除FR。SCI后,通过多种环节可使FR增高[4]:(1)脊髓组织缺血缺氧和出血使线粒体功能障碍,ATP降解,氧还原不完全,产生氧自由基;(2)血管内皮细胞、神经细胞缺氧代谢,通过黄嘌呤—黄嘌呤氧化酶系统产生大量的FR;(3)多形核白细胞在吞噬作用时,产生大量O2-、OH·及H2O2;(4)SOD及CAT等抗氧化物质活性明显下降[5]。FR增高,一方面使脊髓组织的脂质过氧化反应得以不受抑制的进行,破坏脂质结构的细胞膜或细胞器膜的破坏通透性和完整性,最终引起细胞死亡;另一方面,自由基可抑制前列腺素,使得前列腺素的合成抑制不能对抗内皮素的血管收缩作用,导致血管痉挛与闭塞。
1.3 兴奋性氨基酸(EAA)作用机制
兴奋性氨基酸(EAA)包括谷氨酸(Glu)、天冬氨酸(Asp)。在生理情况下发挥神经递质作用;但在病理情况下则具有神经毒性作用。目前,许多研究认为EAA及其受体在触发SCI后的继发病理生理反应中起重要作用。Mat sushita等[6]发现,中枢神经系统损伤后,细胞外Glu和Asp的含量于伤后即刻(10min左右)明显升高。Dohmen等[7]利用微透析技术对脑缺血再灌注大鼠模型进行连续检测,发现大鼠海马区EAA浓度在短暂缺血期间显著升高,并可引起脑损伤,而恢复血流后则迅速下降至正常水平。认为缺血时EAA的过度释放参与了缺血脑组织的损伤病理生理过程。EAA参与SCI继发损伤机制分二方面:一方面,SCI后EAA大量释放,导致神经细胞的通透性改变,Na+、H2O内流致细胞毒性水肿;另一方面,伤后EAA大量释放,过度激活NMDA受体[8],使受体依赖性Ca2+通道大量开放,导致Ca2+内流而引起神经元迟发性损伤。
1.4细胞凋亡机制
细胞凋亡是指细胞在一定条件下的主动程序性死亡。众多研究证实,SCI后4-24h即出现大量神经元及胶质细胞凋亡[9],其中促凋亡因子如Bax、caspase-3等表达增加,而抑制凋亡因子如Bcl-2、c-kit等表达减少[10]。活化的胶质细胞在损伤后的最初几周内起到保护脊髓组织,参与损伤即刻脊髓功能的恢复[11] ......
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