摘要：提出脑卒中康复机制的“脊髓功能重塑”设想：认为脑卒中后脊髓节段可能发生功能重塑，脊髓节段做为中枢神经系统低位中枢，会出现形态学和功能的改变，并部分替代了受损部分的脑功能。而康复治疗可以调节脊髓的形态学变化和改善其功能。最后提出证实该设想的相应实验研究方案。 关键词：脑卒中 脊髓 功能重塑 【中图分类号】R4 【文献标识码】A 【文章编号】1008-1879（2012）11-0009-02 脑卒中是我国的常见病、多发病，其发病率、死亡率和致残率均很高。尽管脑卒中的死亡率随着早期诊断和治疗技术包括药物治疗和手术治疗等的不断提高而显著降低，但其致残率仍然很高。而在临床上，康复技术对脑卒中恢复期治疗有着显著的疗效。但脑卒中的康复机制目前仍未完全明确。 目前认为脑卒中的康复机制主要为神经系统重塑理论。因脑卒中的损伤部位在脑，因此目前学术界对脑卒中康复机制的研究也主要集中在高位中枢（脑）。而对恢复期脑卒中的临床药物治疗也主要采用改善脑循环、营养脑神经的药物。但是，大量的临床观察却发现：对于恢复期脑卒中患者单纯使用改善脑循环、营养脑神经的药物可以改善认知功能障碍，却对患者瘫痪肢体功能的恢复疗效较差；而康复训练（如运动疗法、作业疗法）后，却能很好的促进患者瘫痪肢体功能的恢复。 如果脑卒中恢复期的康复机制主要发生在大脑，那为什么我们用了大量改善脑循环、营养脑神经的药物对肢体功能的恢复疗效却较差？会不会有这么一种可能性：即康复训练与药物的作用机制其实并不完全相同。 我们知道：人体中运动传导通路中支配四肢骨骼肌运动的主要是皮质脊髓束。皮质脊髓束由大脑的锥体细胞轴突集中而成，下行至延髓锥体，在锥体下端，形成锥体交叉。交叉后的纤维最终终止于脊髓前角细胞，最后支配躯干及四肢骨骼肌的运动[1]。当脑卒中后，脑功能受损，脊髓功能亦受到抑制，从而使肢体产生瘫痪。因此，脑卒中后，脑、脊髓功能恢复对肢体运动功能恢复有重要作用。 1994年，日本铃木俊明[2]发现脑卒中偏瘫患者的瘫痪肢体的F波比非瘫痪肢体其出现率、振幅F/M比明显增高，并受肌张力、腱反射高低及运功功能分级影响。之后，李氏[3]发现实验性大鼠内囊出血后瘫痪肢体腓肠肌F波的波幅显著升高，F波潜伏期明显缩短。蔺氏[4]发现BrunnstromⅠ―Ⅱ级患者患侧肢体正中神经的F波参数较正常对照组明显降低，Brunnstrom Ⅲ―Ⅳ级患者患侧肢体正中神经的F波参数较正常对照组明显增高，Brunnstrom Ⅴ―Ⅵ级患者患侧肢体正中神经的F波参数高于正常对照组，其中动态情况下增高明显。而F波是末梢神经接受最大电刺激，从肌肉诱发出来的后期合成活动电位之一，是脊髓运动神经元突触后电位的反映，对F波的研究已经被作为衡量脊髓运动神经元兴奋性的一种手段[5]，因此F波的变化，提示脑卒中后脊髓前角细胞发生功能改变。而蒋氏[6]则发现大鼠内囊出血后1周，脊髓灰质前角缝隙连接蛋白Cx32显著升高，神经元间缝隙连接的增加将导致神经元间同步化放电，引起脊髓运动神经元池活动强化，导致脊髓前角神经元对所支配肌肉的冲动增加。 由此可见，脑卒中后除了脑功能发生功能重塑外，脊髓在此期也很可能出现了功能重塑。脊髓节段由于功能重塑，很可能出现了形态学及功能的变化。由于功能是以形态学改变为基础的，故这种变化很可能表现为：如前后角细胞神经元增多，兴奋性改变；神经递质增多；神经信号通路改变等一系列变化。 我们猜想，虽然脑功能受损后，下传的神经冲动减弱，但功能重塑后的脊髓能增强这种减弱的神经冲动，使原本减弱的神经冲动信号能在脊髓节段被放大，从而促进肢体恢复运动。即脊髓做为中枢神经系统低位中枢，部分替代了受损部分的脑功能，对身体骨骼肌加强了支配。 而如果脊髓功能在此期出现过度的形态学增长及功能由低下转为亢进，则会引起对所支配肌肉的冲动过度增加，使瘫痪肢体由弛缓性瘫痪转为痉挛性瘫痪。 而康复训练与药物在康复机制在可能存在的最大区别就在于：药物只是单纯改善脑功能，而康复训练则同时对脑及脊髓产生了重要作用。康复训练通过不断地刺激肢体，各种感觉输入通过感觉传导通路必须经过脊髓，而后传入脑，这个过程中不断刺激脊髓的功能重塑；而部分利用牵张反射设计的训练，由于牵张反射是脊髓固有反射，则更有可能直接刺激脊髓的功能重塑。康复技术很可能发挥的机制是起到促进脊髓形态学及功能的恢复，抑制过度的形态学增长及亢进的功能，即起到调节的作用。 例如刘氏[7]发现不同强度耐力训练对大鼠脊髓前角细胞线粒体超微结构有不同影响。 为了验证该设想的合理性，我们可以做以下的实验研究：目前国内研究发现，脑源性神经营养因子（BDNF）在正常大鼠脑组织内很少表达。在大鼠脑梗死后1d时梗死灶周围BDNF阳性神经元均明显增多；3d时有更多BDNF阳性神经元表达；随时间延长，BDNF阳性神经元减少，在7d时梗死灶周围仅有少量BDNF阳性神经元；10～14d时梗死灶周围偶见BDNF阳性神经元[8]。 而我们则可以选择观察脑卒中大鼠模型（MCAO）不同康复时期（如造模后第1天、第10天、第20天、第30天、第60天、第90天）脊髓前角细胞BDNF表达的变化，如果大鼠在康复中后期前角细胞BDNF出现明显增多，甚至过度增多，说明脊髓出现形态学重塑，那就能较好支持设想。然后我们对MCAO大鼠进行康复训练治疗（如网屏训练、转棒上转动训练及平衡木训练等），观察康复技术是否能调节BDNF的增长。 如果“脊髓功能重塑”设想能成立，那么提示我们在临床治疗上，除应用改善脑功能的药物及康复治疗外，还应加用促进“脊髓功能重塑”的药物，并针对脊髓加强康复治疗。 “脊髓功能重塑”只是笔者的设想，尚需更多的实验研究以证实。我们提出该设想是希望能为研究脑卒中康复机制提供新思路，并为临床康复治疗提供更大的帮助。 参考文献 [1] 柏树令，应大群.系统解剖学[M].北京：人民卫生出版社，2009：417 [2] 铃木俊明.脑卒中偏瘫患者安静时F波的特性[J].国外医学物理医学与康复学分册，1994，14（3）：140 [3] 李书林，曾琳，蒋晓江，等.大鼠实验性脑出血后F波和脊髓前角血流量的改变[J].中华物理医学与康复杂志，2004，26（1）：9 [4] 蔺勇，李鹏，刘世文.脑卒中偏瘫患者患侧正中神经的神经生理学变化[J].中国康复医学杂志，2002，17（4）：220 [5] 吴原，岩永书朋，矢野直次.磁刺激对脊髓前角细胞兴奋性的影响[J].中国临床康复，2005，41（9）：156 [6] 蒋晓江，李书林，姚国恩，等.实验性内囊出血后脊髓前角缝隙连接对肌痉挛的影响[J].中国临床神经科学，2003，11（1）：46 [7] 刘小红，包修风，冯慎远，等.不同强度训练后大鼠脊髓前角细胞线粒体的定量研究[J].中国运动医学杂志，2002，21（4）：386 [8] 张松涛，李玲，邱建勇，等.康复训练对大鼠脑卒中灶周围BDNF表达的影响[J].中国康复理论与实践，2003，9930：139
摘要：提出脑卒中康复机制的“脊髓功能重塑”设想：认为脑卒中后脊髓节段可能发生功能重塑，脊髓节段做为中枢神经系统低位中枢，会出现形态学和功能的改变，并部分替代了受损部分的脑功能。而康复治疗可以调节脊髓的形态学变化和改善其功能。最后提出证实该设想的相应实验研究方案。 关键词：脑卒中 脊髓 功能重塑 【中图分类号】R4 【文献标识码】A 【文章编号】1008-1879（2012）11-0009-02 脑卒中是我国的常见病、多发病，其发病率、死亡率和致残率均很高。尽管脑卒中的死亡率随着早期诊断和治疗技术包括药物治疗和手术治疗等的不断提高而显著降低，但其致残率仍然很高。而在临床上，康复技术对脑卒中恢复期治疗有着显著的疗效。但脑卒中的康复机制目前仍未完全明确。 目前认为脑卒中的康复机制主要为神经系统重塑理论。因脑卒中的损伤部位在脑，因此目前学术界对脑卒中康复机制的研究也主要集中在高位中枢（脑）。而对恢复期脑卒中的临床药物治疗也主要采用改善脑循环、营养脑神经的药物。但是，大量的临床观察却发现：对于恢复期脑卒中患者单纯使用改善脑循环、营养脑神经的药物可以改善认知功能障碍，却对患者瘫痪肢体功能的恢复疗效较差；而康复训练（如运动疗法、作业疗法）后，却能很好的促进患者瘫痪肢体功能的恢复。 如果脑卒中恢复期的康复机制主要发生在大脑，那为什么我们用了大量改善脑循环、营养脑神经的药物对肢体功能的恢复疗效却较差？会不会有这么一种可能性：即康复训练与药物的作用机制其实并不完全相同。 我们知道：人体中运动传导通路中支配四肢骨骼肌运动的主要是皮质脊髓束。皮质脊髓束由大脑的锥体细胞轴突集中而成，下行至延髓锥体，在锥体下端，形成锥体交叉。交叉后的纤维最终终止于脊髓前角细胞，最后支配躯干及四肢骨骼肌的运动[1]。当脑卒中后，脑功能受损，脊髓功能亦受到抑制，从而使肢体产生瘫痪。因此，脑卒中后，脑、脊髓功能恢复对肢体运动功能恢复有重要作用。 1994年，日本铃木俊明[2]发现脑卒中偏瘫患者的瘫痪肢体的F波比非瘫痪肢体其出现率、振幅F/M比明显增高，并受肌张力、腱反射高低及运功功能分级影响。之后，李氏[3]发现实验性大鼠内囊出血后瘫痪肢体腓肠肌F波的波幅显著升高，F波潜伏期明显缩短。蔺氏[4]发现BrunnstromⅠ―Ⅱ级患者患侧肢体正中神经的F波参数较正常对照组明显降低，Brunnstrom Ⅲ―Ⅳ级患者患侧肢体正中神经的F波参数较正常对照组明显增高，Brunnstrom Ⅴ―Ⅵ级患者患侧肢体正中神经的F波参数高于正常对照组，其中动态情况下增高明显。而F波是末梢神经接受最大电刺激，从肌肉诱发出来的后期合成活动电位之一，是脊髓运动神经元突触后电位的反映，对F波的研究已经被作为衡量脊髓运动神经元兴奋性的一种手段[5]，因此F波的变化，提示脑卒中后脊髓前角细胞发生功能改变。而蒋氏[6]则发现大鼠内囊出血后1周，脊髓灰质前角缝隙连接蛋白Cx32显著升高，神经元间缝隙连接的增加将导致神经元间同步化放电，引起脊髓运动神经元池活动强化，导致脊髓前角神经元对所支配肌肉的冲动增加。 由此可见，脑卒中后除了脑功能发生功能重塑外，脊髓在此期也很可能出现了功能重塑。脊髓节段由于功能重塑，很可能出现了形态学及功能的变化。由于功能是以形态学改变为基础的，故这种变化很可能表现为：如前后角细胞神经元增多，兴奋性改变；神经递质增多；神经信号通路改变等一系列变化。 我们猜想，虽然脑功能受损后，下传的神经冲动减弱，但功能重塑后的脊髓能增强这种减弱的神经冲动，使原本减弱的神经冲动信号能在脊髓节段被放大，从而促进肢体恢复运动。即脊髓做为中枢神经系统低位中枢，部分替代了受损部分的脑功能，对身体骨骼肌加强了支配。 而如果脊髓功能在此期出现过度的形态学增长及功能由低下转为亢进，则会引起对所支配肌肉的冲动过度增加，使瘫痪肢体由弛缓性瘫痪转为痉挛性瘫痪。 而康复训练与药物在康复机制在可能存在的最大区别就在于：药物只是单纯改善脑功能，而康复训练则同时对脑及脊髓产生了重要作用。康复训练通过不断地刺激肢体，各种感觉输入通过感觉传导通路必须经过脊髓，而后传入脑，这个过程中不断刺激脊髓的功能重塑；而部分利用牵张反射设计的训练，由于牵张反射是脊髓固有反射，则更有可能直接刺激脊髓的功能重塑。康复技术很可能发挥的机制是起到促进脊髓形态学及功能的恢复，抑制过度的形态学增长及亢进的功能，即起到调节的作用。 例如刘氏[7]发现不同强度耐力训练对大鼠脊髓前角细胞线粒体超微结构有不同影响。 为了验证该设想的合理性，我们可以做以下的实验研究：目前国内研究发现，脑源性神经营养因子（BDNF）在正常大鼠脑组织内很少表达。在大鼠脑梗死后1d时梗死灶周围BDNF阳性神经元均明显增多；3d时有更多BDNF阳性神经元表达；随时间延长，BDNF阳性神经元减少，在7d时梗死灶周围仅有少量BDNF阳性神经元；10～14d时梗死灶周围偶见BDNF阳性神经元[8]。 而我们则可以选择观察脑卒中大鼠模型（MCAO）不同康复时期（如造模后第1天、第10天、第20天、第30天、第60天、第90天）脊髓前角细胞BDNF表达的变化，如果大鼠在康复中后期前角细胞BDNF出现明显增多，甚至过度增多，说明脊髓出现形态学重塑，那就能较好支持设想。然后我们对MCAO大鼠进行康复训练治疗（如网屏训练、转棒上转动训练及平衡木训练等），观察康复技术是否能调节BDNF的增长。 如果“脊髓功能重塑”设想能成立，那么提示我们在临床治疗上，除应用改善脑功能的药物及康复治疗外，还应加用促进“脊髓功能重塑”的药物，并针对脊髓加强康复治疗。 “脊髓功能重塑”只是笔者的设想，尚需更多的实验研究以证实。我们提出该设想是希望能为研究脑卒中康复机制提供新思路，并为临床康复治疗提供更大的帮助。 参考文献 [1] 柏树令，应大群.系统解剖学[M].北京：人民卫生出版社，2009：417 [2] 铃木俊明.脑卒中偏瘫患者安静时F波的特性[J].国外医学物理医学与康复学分册，1994，14（3）：140 [3] 李书林，曾琳，蒋晓江，等.大鼠实验性脑出血后F波和脊髓前角血流量的改变[J].中华物理医学与康复杂志，2004，26（1）：9 [4] 蔺勇，李鹏，刘世文.脑卒中偏瘫患者患侧正中神经的神经生理学变化[J].中国康复医学杂志，2002，17（4）：220 [5] 吴原，岩永书朋，矢野直次.磁刺激对脊髓前角细胞兴奋性的影响[J].中国临床康复，2005，41（9）：156 [6] 蒋晓江，李书林，姚国恩，等.实验性内囊出血后脊髓前角缝隙连接对肌痉挛的影响[J].中国临床神经科学，2003，11（1）：46 [7] 刘小红，包修风，冯慎远，等.不同强度训练后大鼠脊髓前角细胞线粒体的定量研究[J].中国运动医学杂志，2002，21（4）：386 [8] 张松涛，李玲，邱建勇，等.康复训练对大鼠脑卒中灶周围BDNF表达的影响[J].中国康复理论与实践，2003，9930：139