交感神经在腰椎间盘源性疼痛中作用的研究进展

唐元章 卞晶晶 倪家骧*

(1.首都医科大学宣武医院疼痛科，北京100053;2.徐州医学院附属医院麻醉科，江苏徐州221000)

腰椎间盘源性疼痛指由于一个或者多个椎间盘内部结构和代谢功能出现异常，纤维环撕裂，髄核液外漏产生无菌性炎性反应，刺激长入椎间盘内部的神经末梢及间盘周围痛觉纤维所引起的疼痛症状［1］。腰椎间盘病变导致的疼痛疾病，病因复杂，发病率高，是困扰患者和医生的一大顽疾［2］。既往研究［3］显示为腰椎间盘无神经支配，疼痛症状是由于椎间盘病变对脊神经的压迫或刺激而导致的，但是由于椎间盘源性疼痛多定位模糊，无明确神经定位体征，单纯用脊神经受累的机制很难解释;随着交感神经在椎间盘分布的阐明［4-5］，认为交感神经是椎间盘及周围组织的神经支配重要成分，而且研究［6］证实交感神经可传递疼痛［3］，交感神经在腰椎间盘源性疼痛中的作用逐渐引起重视。腰椎间盘病变的刺激因素通过交感干传导至上位腰脊神经节而产生范围模糊腰背痛，其特点类似于“内脏痛”;特别是随着“盘源性腰痛”［7］，“盘源性腹痛”［8］等概念的提出，椎间盘病变刺激或压迫交感神经而导致的临床相关症状逐渐明朗。本文就交感神经在腰椎间盘的分布及腰椎间盘源性疼痛机制研究进展方面进行综述。

1 交感神经在椎间盘的分布

交感神经在腰椎间盘及周围的分布，构成了椎间盘病变侵犯交感神经引起临床症状的基础。正常交感神经只在腰椎间盘纤维环的外1/3处分布，而在纤维环内2/3及髓核无分布［9］。在退变椎间盘内神经分布研究［4－5］证实，采用交感神经特异标志物神经肽(neuropeptide Y，NPY)标记椎间盘内交感神经，退变椎间盘髓核组织有大量NPY分布，提示交感神经已经分布到椎间盘内部髓核组织。随着退变椎间盘神经支配的逐渐揭示及交感神经传导疼痛理论的提出，腰椎间盘交感神经支配成为研究报道的热点。

1.1 椎间盘后方

先前的研究［10］显示支配腰椎间盘后方的是窦椎神经，而窦椎神经是由脊神经返支和灰交通支组成的混合神经。但是最近的研究对于窦椎神经的成分提出争议。Palmgren等［11］发现在正常人腰椎间盘纤维环浅层有交感神经的标志物神经肽Y的羧基端连接肽阳性神经纤维和感觉神经的标志物SP阳性神经纤维分布，提示人椎间盘有纤维环浅层交感神经和脊神经双重支配。石作为等［12］通过在大鼠L5/6椎间盘右后壁注入辣根过氧化物酶(horseradish peroxidase，HRP)逆行追踪法观察腰交感干切除后L1、L2脊神经节内标记HRP阳性细胞数量，发现腰交感干切除组相比于保留腰交感干组，脊神经节内HRP阳性细胞数明显减少，提示HRP通过腰交感干逆行转运至上位脊神经节，同时部分通过脊神经传导。但是，Nakamura等［13］通过选择性地切除大鼠L2～L6的交感干和交感节，用乙酰胆碱酯酶组织化学方法研究腰椎间盘后方的神经分布，发现腰交感神经全切除的大鼠，腰椎间盘后方的神经分布几乎完全消失;双侧单节段或单侧多节段交感神经切除的大鼠，腰椎间盘后方的神经分布稍有减少，结果表明腰椎间盘后方的神经纤维是交感神经并呈多节段和双侧分布的。Takahashi等［14］在大鼠L5/6椎间盘不同部位进行DiL标记，观察神经支配，发现椎间盘后方及椎管内组织(后纵韧带、硬脊膜等)主要接受来自腰交感干的交感神经支配。Raoul等［15］在解剖尸体窦椎神经发现其起源于椎间盘、硬脊膜、后纵韧带及前纵韧带，经交感干，大部分终止于L2脊神经节，少数分散终止于L3～L5脊神经节。Groen等［16］则证实腰椎间盘后方的神经支配来自于窦椎神经，窦椎神经仅由交感神经发出组成，支持 Raoul等［15］的结论。而陈金栋等［17］在尸体解剖的研究也发现椎体和椎间盘盘后部及后纵韧带均由交感干发出的窦椎神经支配。因此，从目前报道来看，腰椎间盘后缘及其附近组织由窦椎神经支配，但对于窦椎神经的成分尚存在争议。但是从神经解剖上可以推测:腰椎间盘后缘疼痛信息可能经交感神经(交通支)和脊神经(脊膜返支)两条通路传导，而交感神经系统主要参与腰椎的非节段性疼痛信息传递。

1.2 椎间盘前方

腰椎椎体前外侧有椎旁神经节，并借节间支互相连接形成交感干。由交感干神经节发出交感节后纤维形成内脏神经丛并发出支配神经。随着椎间盘神经解剖的逐渐深入研究，椎间盘前方、前纵韧带、椎体前方的神经支配已经逐渐明确。Morinaga等［18］在大鼠L5/6椎间盘前侧应用逆行标记法研究其神经支配，并用组织学观察了所有腰脊神经节，发现只有在L1和L2脊神经节发现了逆行标记的HRP，提示L5/6椎间盘前侧疼痛信息传至L1、L2脊神经节，而不是传至同节段的脊神经节。Ohrori等［19］研究大鼠椎体前侧神经支配，证实椎体前缘由交感神经支配，并经交感干传至多节段脊神经节。Raoul等［15］在尸体解剖证实椎间盘前缘、前纵韧带被交感干分支及交通支分支支配。而陈金栋等［17］在尸体解剖也证实椎体和椎间盘前侧为交感干分支和内脏神经支配，而椎体外侧、后外侧有交感干分支、交通支及脊神经分支共同支配。但是，Takahashi等［14］在试验中发现，L5/6椎间盘前方、侧方虽然是由L2脊神经节支配，但主要不是通过腰交感干，而是由L2脊神经前支通过腰大肌肌支发出的分支支配。

综上，人体椎间盘后侧是由窦椎神经，前侧是由交感干分支支配，有争议的是窦椎神经组成，部分学者认为其完全属于交感神经成分，而另有部分学者认为为交感神经和脊神经返支共同组成;而对于前方支配，腰交感干分支的支配理论也受到挑战，虽然尚存在争议，但是交感神经在椎间盘及其附近结构前纵韧带、后纵韧带、硬脊膜等的分布是明确的;且目前研究结论证实:下位腰椎间盘疼痛信号可经交感神经通路传递至L1、L2脊神经节，该传导通路也同时解释了椎间盘退变导致的非节段性、定位模糊的腰背痛［11－19］。

2 椎间盘病变导致的疼痛性疾病

2.1 腰椎间盘后方交感神经激惹(盘源性腰痛)

传统观点［20］是椎间盘源性腰腿痛是由于刺激脊神经引起的，但是临床中常常发现，对于不伴有明显的下肢放射性疼痛的腰痛患者，主诉有范围模糊L1/2脊神经支配区的腰背部疼痛，累及腹股沟、髂骨翼、臀部等部位;在影像资料中常发现无明显的椎间盘突出，无脊神经根和硬膜囊明显受压，可见有下腰段椎间盘(L4/5，L5/S1)黑盘征，磁共振T2加权像(magnetic resonance imaging T2，MRI T2)椎间盘后方高信号影的特点;应用传统的同节段脊神经受累的观点常解释不通，下位腰椎病变如何能影响到上位的腰脊神经根呢?随着腰椎间盘后方及相邻组织的神经支配逐渐揭示，研究显示［13］盘源性腰痛是由于椎间盘后方的窦椎神经受刺激经腰交感干而传递至非同节段上位腰脊神经节而产生的疼痛，其产生机制类似于“内脏痛”的特点。由于椎间盘退变以后，髓核沿纤维环裂隙漏出，同时，神经末梢沿纤维环裂隙长入，髓核作为自身抗体外漏后导致无菌性炎性反应，而局部炎性反应，产生大量炎性介质刺激相应神经，被认为是神经痛的主要原因［21］。基于前述椎间盘后方神经支配的解剖学研究，盘源性腰痛的机制逐渐阐明，椎间盘退变是盘源性腰痛的始发因素，椎间盘长入内部的交感神经受髓核导致的无菌性炎性反应刺激，向上位腰脊神经节(L1，L2)的传导是腰背部疼痛的主要原因。有学者在临床行L2脊神经节阻滞，对于缓解椎间盘源性腰背痛取得了较好的疗效［22］，推测L2神经根是盘源性腰痛的主要传入神经;动物实验运用射频方法毁损交感神经交通支明显的减少椎间盘源性疼痛伤害性信息的传导［23］，而且在切断动物腰交感干后，在椎间盘后方给予化学刺激，腰脊神经动作电位幅度明显减弱，潜伏期延长［24］，也证实了椎间盘源性腰痛经交感干向上位腰脊神经节传递的理论，腰交感干在椎间盘源性腰痛痛觉传导通路中起重要的作用。

2.2 腰椎间盘前方交感神经激惹(盘源性腹痛)

既往的研究［25－28］多主要集中于椎间盘后缘退变或突出后引起的一系列症状，椎间盘前方退变一般认为不会引起疼痛，而被临床忽视，而容易导致误诊的发生。但随着椎间盘神经解剖的深入，椎间盘前方、前纵韧带、椎体前方仅由交感神经支配，而且腰椎前方有紧邻的肠系膜上丛、上腹下丛等内脏神经丛分布。那么既然椎间盘后方退变，髓核外漏导致相应神经炎性反应及骨髓突出压迫脊神经根可产生疼痛性疾病，当椎间盘前方退变或突出，髓核外漏导致的炎性反应或椎间盘前凸压迫分布于其前方的交感神经分支、交感干、内脏神经丛等是否也会产生临床症状呢?有研究［29］显示腰椎间盘前突或和侧前突可挤压推移腰大肌或前纵韧带加上其化学或免疫的作用可导致腰背痛或腰腿痛。杨辉等［30］报道1例伴腹痛腹胀的腰椎间盘突出症，腹痛腹胀症状与腰痛同时发作，磁共振成像显示L2/3椎间盘向左后及向前突出，经牵引等治疗，腹痛腹胀可缓解，后路椎板减压、髓核摘除术术后腹痛腹胀症状完全缓解。曹家树等［31］对腰椎间盘前突出症引起下腹痛4例患者进行分析，认为腰交感干神经以及交感神经节，通过腹腔自主神经兴奋，引起反射性腹痛是可能原因之一。Ohtori等［19］证实椎体前缘由交感神经支配，疼痛信号经交感干传至多节段脊神经节，并用此解释腰椎骨质疏松患者后腰部范围模糊疼痛分布。从解剖学机制上，腰椎椎体前外侧有椎旁神经节，并借节间支互相连接形成交感干。由交感干神经节发出的交感节后纤维，除经灰交通支随5对腰神经分布于下肢的血管、汗腺和竖毛肌外，还有穿过腰神经节，由节前纤维组成的腰内脏神经，终止于腹主动脉丛和肠系膜下丛内的椎前神经节，再由此发出的交感节后纤维直接或随血管分布至结肠左曲以下的消化管、盆腔的脏器和下肢血管。另外，腹腔丛位于T12～L1椎体前方，肠系膜下丛位于L3椎体水平腹主动脉前方，上腹下丛位于L5椎体前腹膜后间隙，支配下腹部及盆腔内的消化管、脏器等。本课题组前期在临床研究中发现，部分顽固性腹痛患者是由于椎间盘前突出，髓核外漏引起的，交感神经炎性反应是椎间盘前凸导致内脏痛的主要原因，而采取连续腰交感神经阻滞对该类患者取得了良好的治疗效果。结果证实，当椎间盘前突压迫或髓核外漏引起局部无菌性炎性反应时，可激惹临近的交感干、内脏神经丛等而导致腹痛、便秘、下肢营养不良等相关交感神经炎性症状，称之为“盘源性腹痛”［8］。目前正在进行“盘源性腹痛”方面的基础研究，以期明确揭示其机制。

3 总结

对椎间盘及周围组织解剖学研究的深入研究，有助于对于椎间盘源性疼痛的致病机制的阐明。既往研究［25－28，32－33］多集中于椎间盘突出对脊神经的压迫或致炎作用，而对临床上所见非节段性、定位模糊的椎间盘源性疼痛无法从机制上进行解释，明确交感神经在椎间盘分布及其在椎间盘源性疼痛中所起的作用，将有助于临床上椎间盘源性疾病的诊断及治疗。明确交感神经在椎间盘源性疼痛中所起的作用，还将有助于针对交感神经的有效的治疗方法的开展，并进一步推进椎间盘源性疼痛分子水平的研究，为阐明其致痛机制提供基础。

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