特發性脊柱側彎病因學及相關動物模型研究(2)

時間: 2011-01-11

3  IS 中椎旁肌的作用

從生物力學的角度出發,椎旁肌肌力的不平衡在IS 的發病過程中起了較爲重要的作用[ 9 ] 。脊柱的運動依靠椎旁肌及其神經的支配。臨牀觀察證實IS 患者椎旁肌的形態學、椎旁肌肌纖維的構成及椎旁肌神經終末支配均有改變。椎旁肌的病理變化與脊柱側彎的關係一直是人們關注的問題,許多研究也試圖通過椎旁肌的病理改變來明確IS 的病因。Roaf 把椎旁肌分爲深淺兩層:淺層爲縱形肌羣,其作用是脊柱後伸,輔助側屈; 深層肌羣爲斜形與橫行,主要起旋轉和側屈作用。Even 用手術使動物一側椎旁肌發生瘢痕攣縮,模擬一側肌力增加,結果脊柱彎向手術一側。1988 年,Sarwark 用尼龍繩牽拉固定大鼠一側肩胛骨和骨盆,模擬一側椎旁肌肌力增加結果得到脊柱側彎模型。Stiwell 切除大段椎

旁肌,使脊柱彎向對側。1997 年,Carpintero 縫扎兔相鄰棘突至低位同一橫突上,同樣製造出脊柱側彎動物模型。但是,單純用椎旁肌變化一種因素來解釋側彎的成因,難以令人信服。Marc 等研究發現,未採用支具治療的病人其椎旁肌纖維類型變化主要發生在頂椎部位,而採用支具治療在各個節段均可引發相同的變化。椎旁肌病理改變是脊柱側彎的繼發性改變,這一觀點被大多數學者所接受。隨着組化技術及神經生理學的不斷髮展,相信會對IS 椎旁肌的作用有新的認識。

4  IS 的神經系統改變

許多臨牀和基礎研究均顯示中樞神經系統異常在IS 發病機制中起重要作用。Yamadal 對150 例IS 患者進行檢查發現,79 %的患者表現至少有一項檢查有明顯功能障礙,認爲側彎的發生與腦幹功能性或器質性改變造成的。學者們還發現IS 患者與正常人之間位置覺、震動覺和前庭功能有顯著差異而先天性脊柱側彎患者未發現類似異常,這就提示IS 患者本體感覺通道功能障礙可能爲原發病變。這些結果支持脊髓和腦幹部位的異常爲側凸的病因。同時特發性脊柱側彎的病人發現存在脊髓空洞[ 10 ] 。依據現在的研究還不能肯定脊髓空洞爲這些病人側彎發生的原因。但是,己經有報道,手術解除脊髓空洞後可使這些病人的側彎減輕。Chuma等通過向狗的小腦延髓池注射白陶土造成顱底蛛網膜炎,產生腦積水和脊髓空洞,成功地誘發出狗的脊柱側彎動物模型。這進一步說明中樞神經系統異常在這些病例中的作用。

爲進一步證實神經系統改變對IS 發病所起的作用學者們進行了廣泛的動物實驗, Yamada 等爲探討在雙足鼠中,對腦幹及下丘腦後部進行定向破壞,以引起腦幹網狀系統紊亂,從而導致小鼠發生脊柱側彎。作者認爲,功能性或器質性的腦幹損害是脊柱側彎的原因。但腦幹破壞的小鼠並非都發生脊柱側彎。通過迷路切除或用立體定2向毀壞部分中腦可以在雙足鼠中製造出脊柱側彎的動物模型。Pincott 等報道了一組在猴的硬膜內注射減毒口服脊髓灰質炎疫苗建成的脊柱側彎模型。側彎猴的凸側的脊髓部分較對側損害明顯,特別是在後角和Clarke 柱。

無論是臨牀觀察的結果還是動物實驗都表明,神經系統異常在IS 病因中起重要作用。神經系統異常通過椎旁肌力量的不對稱作用引起脊柱側彎。神經系統特別是中樞神經系統在IS 中的作用越來越受到重視。

5  褪黑素在IS 中的作用

爲探討脊柱側彎的成因,學者們利用許多方法成功建立脊柱側彎動物模型,但至今由於脊柱側凸病因不清,還沒有一種能夠在形態上完全模仿該病的變化。切除松果體的小雞在脊柱三維結構上很好的模擬了IS 的三維畸形。Thillard 等首先報道了在切除松果體的雞中可以產生脊柱側凸。隨後,Dubousset 等進一步的證實了此動物模型的可行性。最近, Machida 等切除松果體的雞中成功地製造出脊柱側彎的模型,並且發現此模型同人類的特發性脊柱側彎極爲相似。因此認爲松果體分泌的褪黑素是此動物模型的病因,並且認爲該激素很可能是通過中樞神經系統作用於椎旁肌引起其不對稱生長所致。

爲了進一步證實褪黑素在其中的作用。Machida 等將手術切除的松果體移植到雞的肌肉中,發現這可以預防雞松果體切除後側彎的發生。爲了驗證血清素和褪黑素作爲IS 治療的可行性,Machida 等又研究了52羥色胺即血清素的前體,可以通過血腦屏障,治療雞側彎的作用。在行52羥色胺注射的松果體切除的40 只雞中,只有28 只雞發生了側彎。因此認爲血清素對特發性脊柱側彎的病人具有潛在的治療作用。Machida 等[ 11 ]又在哺乳類動物大鼠中進行了松果體切除。雖然褪黑素在所有松果體切除的鼠中都降爲零,但只在雙足鼠組中發生了脊柱側彎。因此認爲雙足(脊柱垂直,受重力的影響) 對脊柱側彎的產生有十分重大的作用。Wang 等[ 12 ]對松果體切除後雞的脊柱側彎同特發性脊柱側凸的病人進行了比較,發現兩者之間有許多相似之處,包括:單彎和雙彎的發生、彎曲的程度、彎曲的穩定性、彎曲累及的椎體、旋轉的方向及彎曲進展加重的特點。不同之處是雞椎體的楔形改變、彎曲的發展和累及的椎體有較高的變異性。因此認爲這些不同是由於人類和雞的脊柱生物力學不同造成的。有報道在飼料中缺乏色胺酸即褪黑素的前體餵養的魚中可以發生脊柱側彎。除雞和雙足鼠以外其他動物行松果體切除後觀察脊柱側彎發生的實驗研究還很少,特別是在種系發生上與人類相近的靈長類動物。揭示褪黑素在IS 中的作用有助於將該激素用於側彎進行加重病人的治療成爲可能,明確褪黑素在IS 中的作用,對於確定褪黑素是否可以作爲IS 成因或進行性加重的預測因子有很大的幫助。

綜上所述,爲探討脊柱側凸的成因,學者們利用許多方法成功建立脊柱側凸動物模型。這些實驗爲研究脊柱側凸的病因積累了豐富經驗。但至今,由於脊柱側凸病因不清,目前仍沒有一種動物模型能真正完全描述人類特發性脊柱側凸的全部特徵,所以今後仍需更深入地研究和探索。

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