脊髓损伤的病理与病理生理

脊髓损伤的病理与病理生理

一、病理改变

脊髓损伤的病理主要是损伤局部，在外力的作用下脊髓内发生一系列原发性损害，早期主要表现为中央灰质出血，白质水肿，神经元及神经胶质细胞的坏死。动物实验性脊髓损伤发现，伤后5分钟脊髓开始出现水肿，伤后5天达高峰，第12～15天水肿消失。其病理改变随着时间继续加重，初期累及灰质，而白质结构受累相对较轻。病理及组织化学研究发现，继发性损伤有如下主要表现：微循环小血管被堵塞，渗出性增加，红细胞渗出等；氧自由基增加致细胞膜脂质过氧化反应增加，使膜结构和功能发生改变，抑制一些重要酶系统（如Na+、K+-ATP酶、腺苷酸环化酶和细胞色素氧化酶系统）的活性；Ca通道开放，大量Ca向细胞内流，导致细胞破坏。

二、病理生理

（一）损伤区的病理生理改变

在脊髓损伤的病理生理方面，学者们进行了大量的研究，主要提出的学说有血管学说、儿茶酚胺学说和自由基学说。血管学说认为脊髓血管受到外伤或者发生痉挛时，通过侧支循环增加血运的能力差，导致局部组织缺血、缺氧，成为脊髓实质发生改变的原因。儿茶酚胺学说认为脊髓内存在儿茶酚胺系统，而脊髓血管存在有儿茶酚胺受体，对去甲肾上腺素有特异性。脊髓损伤后在组织内积累了大量神经介质（如组胺、儿茶酚胺等），作用于脊髓血管

平滑肌受体，使血管痉挛，造成组织缺血、缺氧而发生坏死或变性。自由基学说认为脊髓神经细胞膜上多价不饱和脂肪酸含量高，容易受到自由基的攻击。脊髓损伤后失去了对自由基的防御能力，病理性自由基不断攻击细胞结构中的多价不饱不1l脂肪酸，使其发生脂质过氧化，引起组织损伤。

（二）全身重要器官系统的病理生理改变

1.呼吸系统四肢瘫患者与高位截瘫患者由于呼吸肌或辅助呼吸肌瘫痪，多少存在呼吸问题。在呼吸过程中有4组主要的肌群参与，根据中枢神经支配划分，这些肌肉分别是辅助呼吸的颈部肌群、膈肌、胸壁肌群和腹部肌群，嘴和咽喉的肌群构成潜在参与的第5组肌群。通过观察四肢瘫患者的呼吸发现，在吸气过程中膈肌下降的同时患者的腹部升高，胸壁的回缩伴随这一现象。胸壁的回缩是对膈肌下降产生的胸廓内负压的被动反应。这种回缩力由于部分地抵消了由膈肌产生的吸气力量而使其效力下降。正常胸壁肌群阻碍这种回缩力，有胸壁麻痹的四肢瘫患者不能阻止这种回缩力。假如要求患者用力呼气或咳嗽，可因为麻痹的胸壁和腹部肌群而观察不到任何力量。假如少量用力，胸大肌的锁骨部分可提供四肢瘫患者一些主动的呼气，高位四肢瘫患者也可用舌咽呼吸提供短暂的呼吸支持。因为呼吸肌的瘫痪，患者的潮气量下降，时间肺活量等通气功能指标均下降。在损伤即刻或伤后不久，脊髓损伤患者就可由于虚弱而继发形成通气衰竭。并发的肺不张、肺炎可使病情恶化，并促成换气衰竭的发生。这些问题较多地发生于较难吸引排痰的左肺。肺活量逐渐随着神经损伤平面增高而降低，它是一种反映整体通气功能的有用指标，通气衰竭愈早发现愈好，一旦肺活量处于下降状态，呼吸机的使用将是必须的。

2．循环系统脊髓损伤使正常的心血管生理过程发生改变，当脊髓损伤患者进行练习时，心率和氧摄入量与正常人一样增加，但其所能达到的水平却低于正常人。神经损伤平面越高，随活动而增加的心率和氧摄入量幅度越低，这是由于肌肉收缩功能降低、静脉回流较差、肺通气受限等原因所致。四肢瘫患者由于自主反射损害，限制了心率的增加，也影响正性心律和收缩力的儿荼酚胺的产生，从而导致机体工作能力的降低，此外由于交感神经系统受到破坏，外周血管阻力下降，在颈髓损伤者尤为明显，在进行直立移动时血压可突然下降，且通常伴有心率的增加。它常见于高位神经损伤平面的患者，可导致头晕、眩晕或突然的意识丧失。脊髓损伤患者经常基础血压偏低，这一现象是在体位变化或转移活动中出现。直立性低血压通常是在直立时血液淤在下肢血管内并且不能触发自主反应性的血管收缩，症状产生的基础是血压绝对值降低而不能满足大脑血液的供应。

3．运动系统

(1)肌肉：脊髓损伤后其损伤平面以下的肌肉由于失去了神经的支配或失去高位中枢的控制，肌肉丧失收缩功能。在脊髓休克期均表现为软瘫，脊髓休克恢复后失去高位中枢控制的肌肉出现痉挛和失用性肌肉萎缩，由于肌肉的生理横切面不同，各肌群痉挛的力度不同，久之就形成挛缩、肢体关节畸形。在脊髓型痉挛中，来自肌梭或者屈肌反射传入纤维的传入冲动从某一节段进入脊髓后，通过上、下行纤维传到其他脊髓平面，不产生抑制作用，导致多个节段的肢体肌肉产生反应，例如截瘫患者足底刺激可以引起屈髋、屈膝动作，脊髓的累积性兴奋可以波及屈肌和伸肌群。不完全性损伤患者的痉挛较重一些，对于抗惊厥药反应良好。在以下运动神经元(LMN)损伤为主的失去了神经的支配的肌肉则出现明显的肌肉萎缩，肌张力低下，如神经支配不恢复，肌肉萎缩将继续下去，受其肌无力和其生物力学改变的影响，最终无法维持手足部关节的正常形态，而出现手足部的畸形。

(2)骨骼：脊髓损伤后由于下肢瘫痪，主动和被动运动均缺失（类似制动），可以出现局部或全身骨质疏松。制动而引起的骨质疏松，在比较短的时间内可以丢失全部骨量的30%～40%以上，相当于原发性骨质疏松一生的骨丢失量。组织学检查显示骨吸收点有大量的破骨细胞，骨小梁变薄。在急性期骨吸收比率比正常人高2～3倍，此阶段骨形成水平也升高，但不能完全补偿骨的吸收。在慢性期，骨的吸收和形成接近正常。脊髓损伤出现骨质疏松的主要表现是骨折，一般无肢体疼痛和压痛，往往患者在训练或者移动中出现骨折。

4.泌尿系统脊髓损伤患者正常的尿液排放发生改变，不同部位损伤，其表现不同，其病理生理机制亦有所不同。

(1)骶髓上损害：脊髓损伤是影响排尿的最常见骶髓上损害，其患者可能有逼尿肌反射亢进伴逼尿肌、括约肌协同失调，但部分损伤、骶髓损伤或持续性脊髓体克患者并不出现这种情况。

脊髓损伤患者在脊髓休克期表现为逼尿肌反射消失，用各种方法或耻骨上叩击等都不能引起膀胱收缩，膀胱功能恢复常在骨骼肌肉反射恢复之后，既往认为急性脊髓休克期尿道外括约肌活动性降低。实验发现经T2与T4间手术横断的狗，尽管其逼尿肌反射消失，但尿道周围横纹肌的活动性没有改变。Nanninua与Mever发现有骶髓上损害的脊髓休克的14名患者的球海绵体肌反射全部为阳性。32名患者中有30名尽管在伤后72小时内逼尿肌反射消失，但括约肌有活动性。Koyariagi等发现急性脊髓休克期外括约肌电活动未受影响，但脊髓休克恢复后却有所增加。这种增加在较高的骶髓上损害患者中更明显。

外伤性骶髓上脊髓损伤患者排泄功能一般在伤后12周出现，但据报道逼尿肌反射亢进延迟至伤后22个月。最终，所有这些患者都出现了非抑制性收缩。Graham报告，50%～70%的患者不治疗即可达到膀胱“平衡”，但是要达到膀胱平衡常需要较高的膀胱内排尿压，而高压会导致肾积水和肾功能损害。

Blaivas等注意到有96%骶髓上损害患者发生逼尿肌——外括约肌协同失调，他们发现了数种不同的横纹括约肌协同失调的类型。Rudy等提出逼尿肌——外括约肌协同失调是一种过度的控制反射。这种控制反射是膀胱充盈时增加尿道括约肌活动性的正常现象。他们认为Blaivas等描述的情况是单纯控制反射的变化形式。除了逼尿肌外括约肌协同失调，内括约肌协同失调也曾有报道过，常与逼尿肌外括约肌协同失调同时发生。

(2)骶部损害：脊髓损伤影响骶髓或神经根的，一半以上为损害圆锥和马尾，骶髓或神经根损害一般引起高顺应性的非反射性膀胱，但在部分损害的患者中，反射消失可合并膀胱顺应性降低，引起充盈时膀胱内压的逐渐增高。骶髓损害外括约肌未和逼尿肌一样受到影响，这是因为骨盆神经对膀胱的支配常比阴部神经对括约肌的支配高一个节段，神经核也位于骶髓的不同部位，逼尿肌神经核位于中间外侧细胞柱，阴部神经核位于腹侧灰质。逼尿肌反射消失合并完好的括约肌加中了膀胱的过度膨胀和失代偿。

另外，脊髓损伤后膀胱受体发生的改变可影响膀髋功能，有证据表明，若平滑肌失神经变配，它对神经地址的敏感性增加（即失神经超敏性），因此与非神经源性膀胱相比，脊髓损伤时小剂量药物可引起更明显的效应。此外，受体部位和密度可发生变化。有研究发现，完全失神经后由fi受体优势变为a受体优势，由于a受体引起平滑肌收缩，因而受体改变也是一些脊髓损伤患者膀胱顺应性差的原因之以一。