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盆底器官包括下泌尿系統、下消化系統及性生殖系統,多為管(囊)腔器官。盆底器官的功能活動可分為2種形式:貯存與排泄,并進行著周期性的轉換。為了在貯存時空(囊)腔能保持適當的順應性且獲得出口的完全禁閉,排泄時逼出力量的增加與禁閉力量(括約肌)的減弱以至消失相互協調一致并轉換迅速,以維持正常的貯存—排泄功能,有眾多的神經反射(興奮性和抑制性)參與其中,包括各自器官的內在反射、脊髓反射、脊髓橋腦反射和大腦的意識控制等[1]。圓錐上的完全性脊髓損傷使盆底器官喪失了高級中樞的抑制性調節和大腦的意識控制,常造成高張力、高反射的神經性膀胱和神經性大腸,大小便的失禁與尿潴留往往合并存在,危害極大。雖然可從康復和泌尿、腹部外科的角度進行一些處理,如膀胱擴大術、括約肌切斷術和膀胱、結腸造瘺術等,但效果并不理想。自1976年Brindley[2]和1981Tanagho[3]在人體采用骶神經前根埋置電極進行電刺激,并配合進行骶神經后根切斷術以來,約1/2~2/3的病人能通過電極獲得控制性的排尿和排便,且多數病人的大小便失禁得到了根除,效果良好。據統計,至今全世界已有1000多人進行了骶神經前根的電極埋置術[4]。這種手術的開展不僅為脊髓損傷病人恢復控制性的排泄功能開創了新途經,也為深入研究骶神經根對盆底器官功能的支配與影響提供了良好的模型。本文擬對此作一綜述。
1盆底器官的神經來源
盆底器官的神經支配非常復雜,有內在與外在神經聯系2個系統。內在神經聯系存在于器官壁的平滑肌中,其反射活動不經過脊髓。外在神經系統的來源有3種,即交感神經、副交感神經和軀體神經,每種又有傳入纖維和傳出纖維之分。
交感傳出纖維起自胸腰段脊髓(T12~L3)的中間外側核,節前纖維在交感干內更換神經元或直接通過交感干而在盆叢或器官壁內更換神經元,節后纖維再支配盆底器官。交感傳出纖維在膀胱逼尿肌的分布很少,但在膀胱底部、頸部及近側尿道分布很多,這在男性尤為明顯,其支配區被稱為“生殖括約肌”(genitalsphincter),起到防止逆向射精的作用[5]。交感傳入纖維起于T12~L3的后根神經節,主要傳導內臟痛覺。副交感傳出纖維起自骶段脊髓(S2~4)的前角基部,節前纖維在盆叢或器官壁內更換神經元后,再到效應器。副交感傳出纖維是盆底器官平滑肌的主要運動支配者,興奮時平滑肌收縮,抑制時平滑肌松馳。同時副交感傳出纖維對男性陰莖勃起起著主要作用。副交感傳入纖維起自S2~4后根神經節,是內臟感覺(痛覺、擴張、便急等)的主要神經。軀體神經起自骶段(S2~4)前角Onuf核,支配尿道外括約肌、肛門外括約肌和其他盆底橫紋肌。軀體傳入纖維起自S2~4后根神經節,主要存在于陰部神經中,傳導盆底皮膚感覺和性沖動。近來發現尿道外括約肌的神經分布十分復雜,接受交感、副交感和軀體神經的共同支配[1]。
2解剖學研究
盆底器官主要由自主神經系統的盆叢和軀體神經系統的陰部神經支配,另有由S4、S5和C0(尾節)組成的肛尾神經,支配尾部皮膚感覺。肛尾神經在人類已明顯退化。
2.1盆叢
盆叢又稱下腹下叢,由腹下神經、骶交感干的分支和盆內臟神經構成。腹下神經由上腹下叢延伸而來,呈束或網狀,在髂內動脈和輸尿管內側沿直后壁行向外下,左右各一,并相互溝通,至第3骶椎平面纖維分散加入盆叢。骶交感干是交感干的骶段,兩側各有4節,并連于尾部的1個奇節。骶交感干除有灰交通支與骶、尾神經的前支相連外,亦有分支加入盆叢。盆內臟神經由S2~4組成,以S3、S4最為主要且恒定。S2~4神經根穿出骶孔后,其自主性的副交感纖維與隨意性的軀體纖維隨即分開,前者向腹側靠攏,構成盆內臟神經,在直腸側韌帶深面行向前下,長約2cm,加入盆叢,跟隨髂內動脈的分支走行,從盆內支配盆底三大系統的平滑肌、腺體和血管[6、7]。一般認為盆叢僅含自主神經系統,但是Juenemann[8]發現,起自S2和S3的一些軀體神經纖維,卻與盆內臟神經走行靠近,從盆臟內部下降,支配肛提肌和尿道膜部的橫紋機;同時肛提肌和尿道外括約肌也接受盆外陰部神經的分支支配。肛提肌呈四邊形的漏斗,是封閉盆底的主要肌肉,肛提肌在接近尿道膜部時,肌肉明顯增厚,與尿道外括約肌相融合,包繞尿道周徑的5/6(余1/6由纖維組織連接),肛提肌也是尿道括約機制的重要力量。因此在從盆腔外進行陰部神經切斷時,尿道的括約機制雖然受損,但并未完全消失,病人不一定出現尿失禁。
2.2陰部神經
早在上世紀的1899年,Harman通過6例嬰兒解剖,即提出了骶神經根對陰部神經的貢獻以S3最為重要,存在著S3>S4>S2的關系。后來的解剖調查發現,在陰部神經的組成形式中,以包含S2~43根的最多,約占62%,S3~4占18%,S2~3占10%,包含S1的(S1~3或S1~4)占7%,少數尚可包含S5和C0[9]。
Juenemann[8]詳細研究了陰部神經的走行與分支規律。骶神經根的軀體神經與自主神經分離后,即在骶棘韌帶之上的尾骨肌表面形成陰部神經總干,穿過梨狀肌下孔,與起自髂內系統的陰部內動靜脈伴行,繞坐骨棘后面入坐骨小孔至坐骨直腸窩外側,靠近閉孔內肌進入陰部管(Alcock’s管)。在管內,陰部神經發出其第1分支——陰莖(蒂)背神經,且二者之間被其伴行血管分隔開。陰莖(蒂)背神經走行于陰部神經的背外側,位于閉孔內肌之上、肛提肌之下,從外側穿過會陰橫肌,于兩側陰莖(蒂)根的腹內側到達背部,走行于陰莖(蒂)背動靜脈的外側,分布于陰莖(蒂)背面及陰莖(蒂)頭。在坐骨直腸窩的下部,陰部神經發出數條運動支和感覺支,其中的盆底肌支位于外側部,支配會陰淺、深橫肌和坐骨海綿體肌;直腸肛管支位于內側部,支配肛提肌、肛門外括約肌和肛管皮膚。在Alcock’s管的前端,陰部神經的終支改稱會陰神經,進入會陰淺隙,支配球海綿體肌和陰莖腹側及陰囊皮膚。不僅軀體神經有部分纖維加入盆內神經叢,而且,自主神經也有部分纖維加入陰部神經,隨血管走行到達性器官,主管陰莖勃起反射。
3電刺激研究
3.1對膀胱—尿道的影響
Schurch[10]報告了10例脊髓損傷病人術中分別進行兩側骶神經根電刺激的膀胱收縮觀察結果,神經根—膀胱反應例數:S2(6例),S3(10例),S4(9例),S5(2例),其中同一病例左右兩側反應不同的有3例,均是右側強于左側。10例病人中通過刺激S3~4能獲得控制性排尿的有6例,刺激S2~4的有1例,單獨刺激S3的有2例,刺激S4~5的有1例。MacDonagh[11]對15例病人的術中研究發現,刺激S3能產生逼尿肌最大收縮壓力的有9例,S4有5例,S3與S4等同的1例;而且在大多數病人刺激右側S3和S4產生的膀胱壓力高于左側。Juenemann[8]研究了5例病人骶神經根電刺激對尿道括約機制的影響,發現約70%的尿道壓力由S3前根提供,主要是通過尿道橫紋肌和提肛肌而獲得的;另30%的壓力由S2和S4提供。
3.2對直腸—肛管的影響
Varma[12]通過5例脊髓損傷病人研究了刺激S2~4前根對直腸—肛管的動力學影響。5例病人的直腸基礎壓平均為2.44kPa(18cmH2O),刺激S2壓力上升較少(平均至35cmH2O),刺激S3上升很多(平均至55cmH2O),刺激S4上升亦較少(平均至30cmH2O)。對乙狀結腸的測壓研究也得到了相似的結果。MacDongh[13]對12例病人的研究,發現對結直腸的運動支配,存在著S3>S4>S2的關系。可見S3對乙狀結腸和直腸的運動起著主要的支配作用,單獨提供了約60%的腔內壓力。Varma對肛管壓力的測定發現,5例病人的肛管基礎壓平均為9.5kPa(70cmH2O),刺激S2壓力上升至150cmH2O,刺激S3上升至220cmH2O,刺激S4上升至270cmH2O,骶神經根對肛管壓力的貢獻隨著其序號的增加而增加,即存在著S4>S3>S2的關系。Schurch[10]通過10例病人的研究,發現對肛門外括約肌的支配,以S3最為重要(10/10),其次為S4(8/10),而S2的貢獻很小(2/10)
3.3對性功能的影響
Huang[4]在進行選擇性脊神經背根切斷(SPR)治療下肢痙攣時,通過刺激陰莖(蒂)背神經,對105位兒童成功地進行了S1~3背根的傳入動作電位定位圖記錄,發現陰莖(蒂)感覺動作電位在神經棍的分布上,經S1~3傳入的占25%,經S2~3傳入的占57%,單獨經S2傳入的占18%,其中包括7.6%(8例)的病孩僅經右側S2單根傳入,在傳入數量的分布上,約60%的感覺沖動由S2傳入,37%由S3傳入,3%由S1傳入。而且,陰莖(蒂)的感覺傳入沖動,在左右兩側骶神經根上并不對稱,右側起著更重要的作用。Vankerrebroeck[15]在埋置電極的29例男性病人中發現,單獨刺激S2可使18例(62%)獲得堅硬的陰莖勃起,但因有的病例所需電壓太高,實際上僅6例用電刺激幫助進行性生活。
4展望
骶段是脊髓的終未,不僅在解剖學上存在著較多的變異,而且同一節段的左右兩則神經根也常不對稱,多數是右側較為粗大,支配的功能較多,發揮的作用較大。脊髓L4及其以下的神經根構成人體最大的神經叢—骶叢,主管下肢和盆底功能。對排尿、排便和性功能而言,其神經支配通常由S2~4節段構成,少數情況可高至S1節段或低至S5或Co節段,但以S2~4最為重要。骶神經各根的纖維不僅在椎管外構成神經叢或神經干時相互交叉編織,而且在椎管內各神經根也存在著豐富的根間神經纖維聯系[16]。因此盆底器官的每一功能均能得到多個節段的神經支配,并互為代償補充;但每一功能也均有其相對主要的神經支配節段和神經根。如膀胱逼尿肌主要受S3支配,受S4和/或S2的支配程度較小;尿道外括約肌主要受S2支配,同時也較大程度地受S3支配;直腸受S2、S3、S4的支配程度比較平均;肛門外括約肌主要受S3和S4支配;性功能主要受S2支配,受S3支配的程度很小,不受S4支配。。總的來說,S3似乎是盆底器官所有肌肉的主要支配神經。研究這些功能的主要支配神經根和神經支,可為從神經外科方面開展膀胱—尿道、直腸—肛門及性功能的修復重建,包括圓錐上脊髓損傷痙攣性功能障礙的去神經(神經根的選擇性切斷、神經束的高選性切斷、陰部神經支的選擇性切斷)和圓錐下脊髓損傷弛緩性功能障礙的神經再支配(神經吻合、神經移植)等,提供新途經。
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