淺析魯菲尼小體在頸性眩暈中的作用

宋學(xué)文，謝興文，黃晉，李鼎鵬，徐世紅

(1.甘肅省中醫(yī)院，甘肅蘭州 730000；2.甘肅省第二人民醫(yī)院，甘肅蘭州 730000)

學(xué)術(shù)界既往認(rèn)為，頸椎病患者的疼痛及眩暈等癥狀是由頸椎間盤突出或者頸椎骨質(zhì)增生等壓迫刺激交感神經(jīng)，引起相應(yīng)的血管收縮導(dǎo)致頸性眩暈。但近年來，頸椎交感神經(jīng)受刺激導(dǎo)致頸性眩暈的理論已被質(zhì)疑。臨床發(fā)現(xiàn)，退變的頸椎間盤所具有的機(jī)械感受器，對頸椎病患者存在明顯的姿勢控制障礙和主觀平衡障礙，這些感受器被認(rèn)為是負(fù)責(zé)本體感覺功能的感受器。早年間就有學(xué)者通過某些試驗研究在頸椎間盤中發(fā)現(xiàn)了可以調(diào)節(jié)人體姿勢和控制主觀平衡的一些功能感受器[1]。在維持身體平衡的過程中，平衡感受器之間存在協(xié)調(diào)和競爭。并且頸椎間盤中存在的這些機(jī)械感受器對主觀平衡的前庭器官和調(diào)節(jié)視覺的系統(tǒng)有著復(fù)雜的生物學(xué)聯(lián)系[2]。因此，某些機(jī)械感受器(如魯菲尼小體)的異常過度增多，導(dǎo)致前庭功能發(fā)生特異性的紊亂，產(chǎn)生眩暈[3]。本文基于既往文獻(xiàn)報告，對魯菲尼小體在頸性眩暈中的作用作一綜述。

1 魯菲尼小體

魯菲尼氏小體是一種本體感覺器、觸覺感受器，是充滿膠質(zhì)絲狀物的小囊樣結(jié)構(gòu)，Aβ纖維伸入其中并與膠質(zhì)絲狀物相連接[4]。作為慢適應(yīng)感受器，魯菲尼小體對刺激強(qiáng)度進(jìn)行編碼。在皮膚變形或受牽拉后，魯菲尼小體發(fā)生變形，繼而使伸入其中的Aβ纖維終末變形，導(dǎo)致神經(jīng)末梢去極化產(chǎn)生動作電位[5]，負(fù)責(zé)感受機(jī)械性刺激，所以魯菲尼小體又被稱為低閾值II型伸張機(jī)械感受器[6]，這種刺激包括皮膚的牽拉、關(guān)節(jié)的屈曲。魯菲尼小體在皮下組織纖維層、肌腱、韌帶、筋膜、關(guān)節(jié)囊及關(guān)節(jié)盤等富含膠原的組織廣泛存在[7]，其形狀多呈長梭形，被膜松弛。超微結(jié)構(gòu)下，魯菲尼小體膨大的軸突末端內(nèi)存在大量線粒體，此外還具特征性受體漿，被稱作受體漿的細(xì)胞器也存在于皮膚的機(jī)械感受器中，含有成簇線粒體、小囊泡、光滑內(nèi)質(zhì)網(wǎng)及少量的細(xì)胞骨架細(xì)絲[6]，這些都為頸性眩暈的發(fā)生機(jī)制提供了另一種可能性：頸椎的機(jī)械力刺激及外形變化可轉(zhuǎn)化為初級傳入神經(jīng)電沖動，從而導(dǎo)致頸性眩暈。

2 魯菲尼小體的傳入途徑及換能機(jī)制

作為無毛皮膚(頸部)最常見的機(jī)械感受器之一，魯菲尼小體機(jī)械刺激感覺傳導(dǎo)主要通過四肢、軀干皮膚觸壓覺感受器，共三級神經(jīng)元，脊神經(jīng)節(jié)細(xì)胞(第一級神經(jīng)元)中樞突經(jīng)后根進(jìn)入脊髓，其長的上行分支經(jīng)脊髓背側(cè)的薄、楔束到達(dá)延髓背柱核換元。背柱核神經(jīng)元(第二級神經(jīng)元)的軸突經(jīng)內(nèi)側(cè)丘系投射到對側(cè)丘腦。第三級神經(jīng)元由腹后外側(cè)核發(fā)出，其軸突投射到大腦皮質(zhì)軀體感覺區(qū)[8-9]。這三種神經(jīng)元在魯菲尼小體導(dǎo)致頸性眩暈的機(jī)制中，均有非常重大的意義。

魯菲尼小體主要位于傳入神經(jīng)纖維的外周部分，這些類似于神經(jīng)末梢的外周部分具有對外來的機(jī)械刺激做出反應(yīng)并完成離子通道的換能過程。尤其受限于目前的科研技術(shù)對魯菲尼小體內(nèi)部精微結(jié)構(gòu)未能完全窺探，故當(dāng)前的研究中未能尋找到有效的能阻斷離子換能通道的阻斷劑或者抑制劑，對于靶向藥物的提取存在困難，且對其有效生物學(xué)分析的預(yù)期也存在差距[10]。

研究發(fā)現(xiàn)，在皮膚變形或受牽拉后，魯菲尼小體發(fā)生變形，繼而使伸入其中的Aβ纖維終末變形，導(dǎo)致神經(jīng)末梢去極化產(chǎn)生動作電位，研究已知的是感受器細(xì)胞膜受牽拉后機(jī)械門控Na+通道在機(jī)械刺激下被打開，由關(guān)閉轉(zhuǎn)化為開放狀態(tài)，Na+由此通過并引起Na+內(nèi)向電流沿軸突傳導(dǎo)，在第一個郎飛節(jié)處形成外向電流并去極化，達(dá)到閾電位時產(chǎn)生動作電位[4]。除了Na+通道外，其它電壓或配體門控通道如N型Ca2+通道、電壓依賴內(nèi)向整流K+通道、Ca2+依賴BK通道及NMDA受體通道等也表現(xiàn)出機(jī)械敏感性[8]，但上述通道目前尚需實驗的充分證明。

3 魯菲尼小體的作用機(jī)制

頸椎病是引起慢性頸痛、頸神經(jīng)根病或脊髓病的常見原因，可導(dǎo)致嚴(yán)重殘疾。在筆者的實踐中，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)頸椎病患者伴有眩暈。由于頸椎病是最常見的疾病之一，在頸椎病患者中發(fā)生的眩暈具有特殊的研究價值。Machaly等[10]研究表明，50%的頸椎病患者存在眩暈；另一項研究表明，65%的老年患者頭暈由頸椎病引起[11]。

眩暈患者的病變椎間盤中魯菲尼小體的分布較其他椎間盤更為豐富。研究發(fā)現(xiàn)，頸椎病患者眩暈的強(qiáng)弱程度與頸椎間盤中魯菲尼小體數(shù)量增加及向內(nèi)延伸的生長方式有 密切聯(lián)系，提示魯菲尼小體在頸源性眩暈發(fā)病機(jī)制中起著關(guān)鍵作用[12]。目前，導(dǎo)致病變椎間盤機(jī)械受體密度增加和向內(nèi)生長的機(jī)制尚不清楚。與正常椎間盤相比，病理椎間盤中神經(jīng)營養(yǎng)因子及其受體的表達(dá)水平更高，這提示了魯菲尼小體向內(nèi)生長的可能機(jī)制[13]。在維持機(jī)體平衡的過程中，平衡器官之間既有協(xié)調(diào)又有競爭。眩暈常意味著前庭、視覺或軀體感覺系統(tǒng)不匹配。頸部運(yùn)動也始終與頭部運(yùn)動相聯(lián)系，頸部的本體感受輸入?yún)⑴c眼睛、頭部、身體姿勢以及空間的協(xié)調(diào)取向。頸深肌群具有高密度的肌肉紡錘波，這些紡錘波被認(rèn)為在姿勢控制中起著重要的作用。在頸椎中，頸椎間盤機(jī)械感受器和頸椎肌肉之間可能也存在類似的關(guān)系[14]。研究認(rèn)為，椎間盤神經(jīng)支配的電刺激引起了脊髓肌肉活動。魯菲尼小體與肌肉紡錘波傳遞的信息相結(jié)合，主要來維持肌肉張力，監(jiān)測位置、速度和運(yùn)動，通常起著緩慢適應(yīng)的機(jī)械感受器作用[15]。該研究表明，椎間盤神經(jīng)電刺激導(dǎo)致脊髓肌肉活動，頸椎間盤位于頸椎運(yùn)動的軸線上，因為魯菲尼小體可以與肌肉紡錘波傳遞的信息結(jié)合，對于準(zhǔn)確檢測椎間盤的小負(fù)荷或位置變化具有良好的優(yōu)勢，所以正常頸椎間盤中的這些機(jī)械感受器可能參與了本體感覺傳感器的功能。

4 炎性刺激和魯菲尼小體

椎間盤由于機(jī)械刺激導(dǎo)致的退變始終與炎癥有關(guān)。炎癥細(xì)胞因子和介質(zhì)水平的升高在椎間盤退變過程中起著重要的作用，并被認(rèn)為與退變和疼痛有關(guān)[16]。椎間盤的退行性改變，如失去正常結(jié)構(gòu)和機(jī)械負(fù)荷，可導(dǎo)致異常運(yùn)動，引起機(jī)械刺激。在炎癥等某些情況下，機(jī)械刺激會產(chǎn)生一種被稱為周圍敏化的放大反應(yīng)[17]。例如，在關(guān)節(jié)炎動物模型中，炎癥關(guān)節(jié)的一些機(jī)械受體對機(jī)械刺激比正常關(guān)節(jié)更敏感。如果病變頸椎間盤中機(jī)械感受器的致敏特性由于炎癥刺激和數(shù)量增加而改變，會產(chǎn)生錯誤的信號，這些錯誤的信號會增加頸部深層肌肉的活動，從而導(dǎo)致肌肉緊張[18]。頸部本體感覺輸入異常，由頸椎間盤機(jī)械感受器的信號和頸部肌肉中的肌肉紡錘信號整合而成，傳遞到中樞神經(jīng)系統(tǒng)，導(dǎo)致感覺與前庭等感覺信息不匹配，產(chǎn)生眩暈、頭暈、不穩(wěn)等主觀感覺[19]。一些動物和人類的研究表明，動物頸背上三根傳遞的本體感受器對姿勢控制和平衡功能很重要，其中之一的頸椎神經(jīng)根感受器受壓引起頸椎神經(jīng)根型頸椎??；而人類最常見于下頸椎，尤其是C5-6和C6-7水平，很少影響上三根神經(jīng)根[20]。此外，眩暈常發(fā)生在頸部疼痛患者中，頸椎病是所有頸部疾病中最常見的疾病。因此，有理由假設(shè)這一人群是最大的頸性眩暈患者。Park等[21]報道，神經(jīng)根型頸椎病患者的眩暈發(fā)生率為50%；他們還發(fā)現(xiàn)，這些患者控制平衡的能力和功能在客觀上受到了損害，尤其是魯菲尼小體數(shù)量更多的受試者中失衡現(xiàn)象更嚴(yán)重。有研究通過靜態(tài)姿勢描記測試發(fā)現(xiàn)，神經(jīng)根型頸椎病患者行椎間盤置換術(shù)后的視覺信號與正常組比較傳入明顯減少[22]，這可能意味著椎間盤與神經(jīng)傳遞及外周機(jī)械感受器信息的接受有密切聯(lián)系。

研究表明，由于頸椎病的特點是慢性頸椎間盤退變，而頸椎眩暈的起源似乎是由頸椎間盤退變引起的[23-24]。人類頸椎間盤同時存在神經(jīng)纖維和機(jī)械感受器。機(jī)械感受器在正常頸椎間盤中的主要作用很可能是持續(xù)監(jiān)測椎間盤的運(yùn)動，以及頸椎的位置、速度和加速度[1]。退行性頸椎間盤炎性介質(zhì)和細(xì)胞因子顯著增加，可使這些頸椎間盤機(jī)械感受器對機(jī)械刺激更加敏感[25]。此外，許多研究發(fā)現(xiàn)，與正常椎間盤相比，退變椎間盤有更廣泛的神經(jīng)支配[26]。這些機(jī)械感受器可以明顯地產(chǎn)生錯誤的本體感受信息并將其傳遞到前庭核，其與中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的正確前庭信息的會聚可能導(dǎo)致感覺不匹配，進(jìn)而導(dǎo)致眩暈。更深入地了解機(jī)械感受器在病變的頸椎間盤中的分布，有助于闡明對頸椎性眩暈起源機(jī)制了解不足的原因。Yang等[12]通過免疫組化研究發(fā)現(xiàn)，最常見的機(jī)械感受器是魯菲尼小體，在病變椎間盤內(nèi)纖維環(huán)的數(shù)量明顯增多，并向內(nèi)深植，甚至向髓核內(nèi)深植。通過這些研究可以大膽假設(shè)，椎間盤在機(jī)械刺激作用下，軀干等部位的觸壓感受器對機(jī)械刺激信息進(jìn)行采集并通過換能的離子通道生成并轉(zhuǎn)運(yùn)魯菲尼小體，從而導(dǎo)致魯菲尼小體在退變或病變頸椎間盤中數(shù)量的增多，魯菲尼小體的異常過度的增多，導(dǎo)致前庭功能發(fā)生特異性紊亂，產(chǎn)生眩暈。

5 小結(jié)

在已知的實驗研究中，人類頸椎間盤中發(fā)現(xiàn)了三類形態(tài)和功能不同的受體：游離神經(jīng)末梢、魯菲尼小體和高爾基末梢，且這些受體都可以通過其特征結(jié)構(gòu)清楚地識別。在當(dāng)前研究中發(fā)現(xiàn)的最明顯特征是，患病的頸椎間盤中魯菲尼小體的數(shù)量和向內(nèi)生長的趨勢明顯增加，特別是在眩暈患者的椎間盤中；此外，由于高爾基體末端很少出現(xiàn)在病變的椎間盤中，所以其對眩暈的發(fā)展幾乎沒有影響。類似于魯菲尼小體、環(huán)層小體或高爾基末端所描述形態(tài)的機(jī)械感受器已經(jīng)在頸椎間盤或椎間盤中被發(fā)現(xiàn)，并且這些機(jī)械感受器主要被認(rèn)為是負(fù)責(zé)涉及姿勢和運(yùn)動感覺的本體感受功能[27]。魯菲尼小體通常起緩慢適應(yīng)的機(jī)械感受作用，主要作用是保持肌肉張力并監(jiān)測位置、速度及運(yùn)動與肌肉傳遞信息的整合，正常頸椎間盤中的機(jī)械感受器很可能也參與了本體感受器的功能[28]。目前的研究表明，大量魯菲尼小體向患病頸椎間盤內(nèi)生長可能與頸性眩暈有關(guān)。但需要進(jìn)一步的研究，來闡明這些機(jī)械感受器向患病頸椎間盤內(nèi)生長和眩暈發(fā)生的機(jī)制。