頸椎間盤神經(jīng)分布的研究進(jìn)展

王瑞軍，高春華，姜 昊，徐浩欽，彭寶淦

頸椎間盤神經(jīng)分布的研究進(jìn)展

王瑞軍，高春華，姜 昊，徐浩欽，彭寶淦

許多研究已證實(shí)椎間盤有神經(jīng)分布，然而，多數(shù)學(xué)者都集中在腰椎間盤神經(jīng)分布的研究上。頸椎間盤的神經(jīng)分布與腰椎間盤類似，后方來自竇椎神經(jīng)，側(cè)方來自椎體神經(jīng)，前方來自交感干。支配頸椎間盤的神經(jīng)可分為感覺神經(jīng)和自主神經(jīng)。椎間盤中包含的機(jī)械感受器主要是游離神經(jīng)末梢和魯菲尼小體，故椎間盤與傷害性刺激有關(guān)，頸椎間盤可能是頸痛的原因。頸椎間盤相關(guān)性疼痛受竇椎神經(jīng)調(diào)節(jié)，交感神經(jīng)也參與其中。與頸椎病相關(guān)的臨床癥狀包括眩暈、頭痛、耳鳴、惡心嘔吐、視力模糊、心悸等。總之，頸椎間盤神經(jīng)豐富，魯菲尼小體長(zhǎng)入病變的頸椎間盤會(huì)導(dǎo)致前庭功能紊亂，產(chǎn)生眩暈；高血壓也與頸椎病相關(guān)，通過頸椎減壓手術(shù)可有效治療伴發(fā)的眩暈及高血壓。

頸椎間盤；神經(jīng)分布；機(jī)械感受器

椎間盤位于相鄰椎體之間，將相鄰椎體牢固連接從而維持脊柱序列。每一個(gè)椎間盤包含三個(gè)不同的結(jié)構(gòu)：位于中心呈凝膠狀的髓核、環(huán)繞髓核的纖維環(huán)和透明狀的軟骨終板[1]。既往大量的研究證實(shí)，人類腰椎間盤接受廣泛的神經(jīng)纖維支配，尤其是纖維環(huán)[2]。在正常腰椎間盤，感覺神經(jīng)通常僅支配纖維環(huán)的最外層，但在退變的腰椎間盤，神經(jīng)分布范圍則更廣更深，一些神經(jīng)纖維甚至長(zhǎng)入髓核[3-6]。腰椎間盤神經(jīng)的病理性再分布和隨之產(chǎn)生的放射狀裂紋在椎間盤源性腰痛的發(fā)生中起重要作用[7]。目前，有關(guān)頸椎間盤神經(jīng)分布的文獻(xiàn)較少。筆者現(xiàn)在對(duì)頸椎間盤的神經(jīng)分布作一綜述。

1 正常頸椎間盤的神經(jīng)分布特征

Bogduk等[8]用成人尸體頸椎間盤進(jìn)行顯微切片發(fā)現(xiàn)，頸椎竇椎神經(jīng)的分布與腰椎相似，頸椎竇椎神經(jīng)走形時(shí)有向上的分支，分布到相應(yīng)水平及其以上的椎間盤，該研究同時(shí)發(fā)現(xiàn)，竇椎神經(jīng)來自軀體神經(jīng)根和自主神經(jīng)根，軀體神經(jīng)根來自相應(yīng)水平的脊髓神經(jīng)前支下方，與后支方向相反。其在椎動(dòng)脈后方走形，此處軀體神經(jīng)根在椎間孔處由自主神經(jīng)根連接到椎動(dòng)脈，但在C3水平，其連接自主神經(jīng)根之前在椎動(dòng)脈前方走形。每一個(gè)竇椎神經(jīng)傾斜向上，居中穿過椎間孔，到達(dá)脊神經(jīng)前方，橫跨椎間盤背面，然后到達(dá)椎體后方。其主要分支繼續(xù)包繞鄰近椎弓根中下緣，平行后縱韌帶邊緣走形。自主神經(jīng)根來自椎體神經(jīng)的終末支，而在其以下水平，則來自交感神經(jīng)叢的分支，中部頸椎水平來自交感干的灰交通支，在下頸椎則來自星狀神經(jīng)節(jié)的分支。

Groen等[9]通過對(duì)四個(gè)胎兒的頸椎間盤標(biāo)本行染色切片發(fā)現(xiàn)，竇椎神經(jīng)來自脊神經(jīng)和交感干或其灰交通支，并且粗細(xì)不一，較粗的竇椎神經(jīng)可發(fā)出上升支、下降支及二分叉支。多數(shù)竇椎神經(jīng)在椎間孔內(nèi)位于脊神經(jīng)節(jié)腹側(cè)，并在該處發(fā)出許多細(xì)小分支。進(jìn)入椎管后，在整個(gè)椎管中呈縱向的走形，上升支較下降支長(zhǎng)，并發(fā)出許多分支與節(jié)段動(dòng)脈的后中央支分布區(qū)域幾乎一致，每支神經(jīng)通過直接的上、下支支配兩個(gè)椎間盤，向下的分支在椎間盤的背面發(fā)自竇椎神經(jīng)進(jìn)入椎管處，此處與下位椎體竇椎神經(jīng)的上行支匯合，較長(zhǎng)的上升支沿著后縱韌帶邊緣上行到達(dá)上一水平椎間盤。

除竇椎神經(jīng)，脊神經(jīng)還有其他分支進(jìn)入頸椎間盤，包括由前外側(cè)方進(jìn)入椎間盤的與竇椎神經(jīng)相伴行的細(xì)小神經(jīng)纖維，以及由側(cè)方直接進(jìn)入椎間盤的較大分支，頸椎間盤神經(jīng)分布不僅在纖維環(huán)表層，且深入其中[8]。

總之，支配頸椎間盤的神經(jīng)中有來源于交感干的交感支，還有交通支和血管周圍神經(jīng)叢[8，10]。頸椎間盤的神經(jīng)分布與腰椎間盤類似，后方來自竇椎神經(jīng)，側(cè)方來自椎體神經(jīng)，前方來自交感干[11]。

2 支配頸椎間盤的神經(jīng)分類及功能

支配頸椎間盤的神經(jīng)可分為感覺神經(jīng)和自主神經(jīng)，免疫組化相關(guān)特異性抗體和神經(jīng)逆行示蹤劑的引入可以進(jìn)一步了解生理和病理?xiàng)l件下的椎間盤神經(jīng)分布[1]。蛋白基因產(chǎn)物9.5（protein gene product 9.5，PGP 9.5）和突觸小泡蛋白可作為常規(guī)的神經(jīng)標(biāo)記物；降鈣素基因相關(guān)肽（calcitonin gene-related peptide，CGRP）和P物質(zhì)主要標(biāo)記感覺神經(jīng)；神經(jīng)肽Y主要標(biāo)記交感神經(jīng)。

Fujimoto等[12]使用神經(jīng)示蹤劑熒光金標(biāo)記10只SD大鼠的頸5～6椎間盤的神經(jīng)元，使用肽類神經(jīng)元的標(biāo)記物CGRP和非肽類神經(jīng)元的標(biāo)記物同工凝集素B4（isolectin B4，IB4）進(jìn)行免疫組化染色發(fā)現(xiàn)，頸5～6椎間盤受來自頸2～8背根神經(jīng)節(jié)（dorsal root ganglion，DRG）神經(jīng)元的多節(jié)段支配，熒光金標(biāo)記的DRGs可分為CGRP免疫反應(yīng)性（CGRP immunoreactive，CGRP -IR）、IB4結(jié)合型、非CGRP-IR和IB4結(jié)合型、交感神經(jīng)節(jié)（sympathetic ganglion，SG）神經(jīng)元、副交感神經(jīng)節(jié)（parasympathetic ganglion，NG）神經(jīng)元，其比例分別為：20.6%、3.3%、 55.7%、8.9%、11.5%。而且支配頸椎間盤的神經(jīng)纖維中79.6%是感覺神經(jīng)，20.4%是自主神經(jīng)。此外，23.9%為痛覺傳入纖維，8.9%為交感神經(jīng)，11.5%為副交感神經(jīng)。但由于研究使用的是動(dòng)物模型，因此數(shù)據(jù)外推到人類時(shí)必須慎重[12]。

DRGs可分為大小兩類包含神經(jīng)肽的神經(jīng)元及小的不含神經(jīng)肽神經(jīng)元，較大的背根神經(jīng)節(jié)神經(jīng)元包含本體感受器，而參與炎性反應(yīng)相關(guān)性痛知覺的感覺神經(jīng)元是典型的小神經(jīng)元。小的非肽類神經(jīng)元，可結(jié)合IB4，參與多種疼痛，如神經(jīng)受損引起的神經(jīng)性疼痛[13]。CGRP-IR 背根神經(jīng)節(jié)神經(jīng)元是神經(jīng)生長(zhǎng)因子（nerve growth factor，NGF）依賴性神經(jīng)元的亞類，而NGF依賴性神經(jīng)元占DRG的40.0%[12]。

2.1機(jī)械感受器的分類 周圍神經(jīng)纖維的末端形成神經(jīng)末梢，并與其周圍構(gòu)成神經(jīng)終末裝置，感覺神經(jīng)終末裝置即為感受器，可分為游離神經(jīng)末梢和有被囊的神經(jīng)末梢兩大類。游離神經(jīng)末梢主要功能是感受痛覺。有被囊的神經(jīng)末梢包括：（1）觸覺小體（Meissner's corpuscle），感受觸覺；（2）魯菲尼小體（Ruffini ending），慢適應(yīng)機(jī)械感受器；（3）環(huán)層小體（Pacinian corpuscle），感受壓覺和振動(dòng)覺；（4）高爾基腱器官（Golgi tendon organs），感受靜力工作中肌肉張力的變化。根據(jù)形態(tài)和功能將機(jī)械感受器分為四型：魯菲尼小體、環(huán)層小體、高爾基腱器官、游離神經(jīng)末梢，高爾基腱器官和游離神經(jīng)末梢的感受器具有傷害感受功能，并且對(duì)脊柱的運(yùn)動(dòng)刺激敏感[14]。

人類腰椎間盤包含機(jī)械感受器，其形態(tài)類似于環(huán)層小體、魯菲尼小體和高爾基腱器官[1]。頸椎間盤也有類似分布。Mendel等[15]對(duì)4具成年人尸體的頸椎間盤標(biāo)本行熒光金染色切片，證實(shí)人類頸椎間盤富含神經(jīng)纖維和機(jī)械感受器，并在纖維環(huán)外層表面觀察到類似于環(huán)層小體的受體，在纖維環(huán)深層觀察到類似于高爾基腱器官的受體，這兩種受體在纖維環(huán)后外側(cè)區(qū)普遍存在，可分別歸為Freeman和Wyke分型的第Ⅱ、Ⅲ類受體，而且在纖維環(huán)后外側(cè)區(qū)域觀察到的大多數(shù)受體與Malinsky在腰椎間盤觀察到的受體的位置類似。Strasmann等[14]也使用免疫組化技術(shù)在有袋短尾負(fù)鼠的頸椎間盤中發(fā)現(xiàn)游離神經(jīng)末梢和環(huán)層小體，其直徑為12～25 μm，長(zhǎng)35～100 μm，完全被周圍神經(jīng)被囊包裹。

2.2機(jī)械感受器的功能 無髓或細(xì)小的有髓游離神經(jīng)末梢可緩和高閾值機(jī)械感受器和多覺型傷害感受器的刺激。環(huán)層小體通常是對(duì)組織張力變化發(fā)出信號(hào)的快適應(yīng)感受器。多數(shù)頸部深層肌肉是靜態(tài)肌肉，即使椎間盤和椎體的微小活動(dòng)所產(chǎn)生的本體感受信息也與肌肉的緊張度高度相關(guān)[15]。而退變椎間盤中機(jī)械感受器的密度增加[13]，尤其是在有眩暈癥狀的患者頸椎間盤中，魯菲尼小體數(shù)量顯著增加，頸椎病患者的頸椎間盤中魯菲尼小體數(shù)量的增加程度與眩暈發(fā)生率呈正相關(guān)，魯菲尼小體在頸性眩暈病理機(jī)制中起著關(guān)鍵作用[16]。

3 頸椎間盤神經(jīng)分布相關(guān)的臨床癥狀

3.1頸椎間盤神經(jīng)分布與頸椎間盤源性疼痛的關(guān)系頸椎間盤源性疼痛（cervical discogenic pain）是指因頸椎間盤病變而引起的頸肩部慢性持續(xù)性鈍痛，可向頭、頸、肩及上臂放射，無沿皮節(jié)分布的運(yùn)動(dòng)及感覺神經(jīng)障礙或神經(jīng)節(jié)段性定位體征[17]。脊柱是一個(gè)由神經(jīng)、關(guān)節(jié)、肌肉、肌腱和韌帶等構(gòu)成的復(fù)合體，其中任何一個(gè)結(jié)構(gòu)都可以引起疼痛。然而，僅有神經(jīng)支配的組織才能產(chǎn)生疼痛，椎間盤源性疼痛是椎間盤的機(jī)械和化學(xué)性損傷刺激支配椎間盤的神經(jīng)引起[1]。

3.1.1退變椎間盤與疼痛 退變的椎間盤多數(shù)伴有炎性反應(yīng)[10]。疼痛椎間盤是神經(jīng)生長(zhǎng)、炎性反應(yīng)及過度機(jī)械負(fù)荷的聚集點(diǎn)[11]。人類疼痛腰椎間盤中炎性因子含量增加，這與疼痛和退變相關(guān)[18]。退變椎間盤可以合成和釋放神經(jīng)性因子吸引神經(jīng)纖維長(zhǎng)入[19]。受損椎間盤釋放疼痛因子和生長(zhǎng)因子促使神經(jīng)生長(zhǎng)進(jìn)入椎間盤。神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子家族具有噬神經(jīng)性，其在病變椎間盤中的表達(dá)顯著增加[20]，可以調(diào)節(jié)退變椎間盤中神經(jīng)纖維的數(shù)量和分布。NGF和腦源性神經(jīng)生長(zhǎng)因子（brain-derived neurotrophic factor，BDNF）與退變椎間盤中神經(jīng)生長(zhǎng)和傷害感受的機(jī)制有關(guān)，在神經(jīng)長(zhǎng)入退變椎間盤的過程中起重要作用。同時(shí)，腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）可以調(diào)節(jié)P物質(zhì)介導(dǎo)的傷害性感受[21]。

在人類和動(dòng)物的退變腰椎間盤（尤其是疼痛椎間盤）中神經(jīng)分布增加，痛覺神經(jīng)纖維長(zhǎng)入纖維環(huán)內(nèi)層甚至髓核[4,6]。Bogduk[8]認(rèn)為進(jìn)入椎間盤的椎體神經(jīng)分支除了自主神經(jīng)，還有軀體神經(jīng)系統(tǒng)，因此椎間盤可能與傷害性刺激有關(guān)。竇椎神經(jīng)是脊柱疼痛的神經(jīng)解剖學(xué)基礎(chǔ)，頸椎間盤可能是頸痛的原因[21-23]。椎間盤相關(guān)性疼痛受竇椎神經(jīng)調(diào)節(jié)，也有研究證實(shí)了這個(gè)觀點(diǎn)[12,20]。

3.1.2頸椎間盤造影與疼痛 臨床上頸椎間盤造影可用來評(píng)估慢性頸痛[22]。椎間盤造影所引發(fā)的疼痛表明椎間盤是有疼痛反應(yīng)的，這種疼痛信號(hào)是由椎間盤內(nèi)的神經(jīng)末梢發(fā)出，受椎間盤內(nèi)神經(jīng)的調(diào)節(jié)[8]。Blume[10]調(diào)查發(fā)現(xiàn)，700例患者行頸椎間盤切除術(shù)后，頸肩部及上肢疼痛或頭痛緩解率達(dá)92.0%，而且不止一個(gè)責(zé)任椎間盤對(duì)頸源性頭痛的緩解有效，除了C2/3、3/4外，C4/5、5/6、6/7同樣與頸源性頭痛有關(guān)，機(jī)械和電流刺激頸椎間盤可誘發(fā)疼痛，這種疼痛來自椎間盤本身，而不是鄰近結(jié)構(gòu)。纖維環(huán)中的無被囊神經(jīng)末梢為痛覺感受器，當(dāng)頸椎間盤損傷時(shí)可表現(xiàn)出頸肩痛的癥狀。

退變椎間盤高度降低后可產(chǎn)生趨化反應(yīng)，在終板中有血管增生和感覺神經(jīng)元生長(zhǎng)，感覺神經(jīng)元密度增加和終板軟骨存在的缺陷表明終板也可能是疼痛的起源之一。頸椎間盤源性疼痛的病理生理學(xué)改變?nèi)Q于支配頸椎間盤的感覺神經(jīng)，其主要由CGRP-IR神經(jīng)元傳導(dǎo)，且與炎性反應(yīng)密切相關(guān)[12]。

頸椎間盤富有神經(jīng)分布，受中樞神經(jīng)系統(tǒng)調(diào)控，其不僅僅是一個(gè)椎體間吸收震動(dòng)和保持空間的襯墊，頸椎間盤中神經(jīng)的集中分布可能對(duì)上下的壓縮和變形敏感，其周圍的神經(jīng)束和由表及里的機(jī)械感受器能夠使椎間盤感受周圍壓力和變形，環(huán)層小體和高爾基腱器官在感受壓力時(shí)都很活躍。雖然目前對(duì)于疼痛產(chǎn)生的機(jī)制尚無突破性進(jìn)展，僅停留在可能的學(xué)說階段，但頸椎間盤中神經(jīng)成分與頸椎間盤源性疼痛發(fā)生密切相關(guān)。

3.2頸椎間盤神經(jīng)分布與眩暈的關(guān)系 與頸椎病相關(guān)的臨床癥狀包括眩暈、頭痛、耳鳴、惡心嘔吐、視力模糊、心悸等[24,25]。既往研究認(rèn)為，退變頸椎間盤中的交感神經(jīng)受刺激使交感神經(jīng)系統(tǒng)興奮，誘發(fā)交感反射，此反射活動(dòng)經(jīng)由神經(jīng)節(jié)和交感干，引發(fā)頸交感系統(tǒng)興奮，通過節(jié)后纖維到達(dá)頸部供腦血管（頸內(nèi)動(dòng)脈、椎動(dòng)脈），繼而引起其血流動(dòng)力學(xué)變化，導(dǎo)致小腦前下動(dòng)脈、內(nèi)聽動(dòng)脈的血流障礙，終而導(dǎo)致半規(guī)管缺血而引起平衡障礙，出現(xiàn)眩暈、惡心等癥狀；如靶器官為心臟、眼、胃腸等，則出現(xiàn)心悸、視力模糊、胃腸不適等[24-31]。Yang[16]則認(rèn)為頸椎病患者的眩暈是由魯菲尼小體長(zhǎng)入病變的頸椎間盤內(nèi)引起。魯菲尼小體是本體感受器，人體感受位置、運(yùn)動(dòng)、身體平衡、肌肉力量等（本體覺）均是通過本體感受器感受，任何一個(gè)神經(jīng)系統(tǒng)產(chǎn)生異常高信號(hào)，均會(huì)導(dǎo)致前庭功能紊亂，產(chǎn)生眩暈。魯菲尼小體是人體的主要本體感受器之一，頸椎病引發(fā)眩暈的機(jī)制，就是頸椎間盤內(nèi)大量致敏的魯菲尼小體產(chǎn)生過度異常的本體信號(hào)傳入前庭核，導(dǎo)致前庭功能紊亂，從而產(chǎn)生眩暈。

3.3頸椎間盤神經(jīng)分布與高血壓的關(guān)系 相當(dāng)一部分脊髓型頸椎病患者伴有高血壓[32，33]，Peng等[34]對(duì)2例頸椎病伴有高血壓、眩暈、耳鳴癥狀的患者施行常規(guī)（anterior cervical discectomy fusion，ACDF）手術(shù)，經(jīng)過12～14個(gè)月隨訪，患者未再出現(xiàn)眩暈，未服用降壓藥物的情況下血壓也保持在正常水平。這表明常規(guī)ACDF術(shù)后，椎間盤和后縱韌帶被切除，阻斷了異常神經(jīng)傳入，眩暈等癥狀明顯改善。脊髓型頸椎病是一種退行性疾病，退變?cè)錾慕M織對(duì)脊髓造成慢性壓迫和損傷，阻礙了血壓信息的傳遞和調(diào)節(jié)，導(dǎo)致高級(jí)中樞無法有效抑制交感神經(jīng)節(jié)前神經(jīng)元，異常的交感神經(jīng)系統(tǒng)興奮引起外周血管收縮，從而導(dǎo)致高血壓。減壓手術(shù)去除了脊髓壓迫，恢復(fù)了高級(jí)中樞對(duì)血壓的控制和調(diào)節(jié)能力，高血壓因此得到改善?？梢?，頸椎病可以引起高血壓，且通過頸椎減壓手術(shù)可以有效治療伴發(fā)的高血壓。由于頸椎病和高血壓都是人類最常見的疾病，這一發(fā)現(xiàn)有重大的臨床意義。

4 小 結(jié)

頸椎間盤富有神經(jīng)分布，后方來自竇椎神經(jīng)，側(cè)方來自椎體神經(jīng)，前方來自交感干。支配頸椎間盤的神經(jīng)纖維有感覺神經(jīng)、交感和副交感神經(jīng)。頸椎間盤中包含的機(jī)械感受器，主要是游離神經(jīng)末梢和環(huán)層小體，故椎間盤與傷害性刺激有關(guān)，頸椎間盤相關(guān)性疼痛受竇椎神經(jīng)調(diào)節(jié)，交感神經(jīng)也參與其中。與頸椎病相關(guān)的臨床癥狀包括眩暈、頭痛、耳鳴、惡心嘔吐、視力模糊、心悸等，魯菲尼小體長(zhǎng)入病變的頸椎間盤會(huì)導(dǎo)致前庭功能紊亂，產(chǎn)生眩暈。頸椎病可以引起高血壓，通過頸椎減壓手術(shù)可以有效治療伴發(fā)的高血壓，其具有重大的臨床意義。

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（2016-12-28收稿2017-03-02修回）

（本文編輯 羅發(fā)菊）

Advances in innervation of the cervical intervertebral disc

WANG Ruijun, GAO Chunhua, JIANG Hao, XU Haoqin, and PENG Baogan. Department of Spine Surgery, General Hospital of Chinese People's Armed Police Force, Beijing 100039, China
Corresponding author: PENG Baogan, E-mail: pengbaogan76611@163.com

Numerous studies have found that the intervertebral disc (IVD) is innervated. However, most of investigators have focused on the lumbar discs. Innervation in cervical disc is analogous to that in the lumbar spine, receiving innervation posteriorly from the sinuvetebral nerves, laterally from the vertebral nerve, and anteriorly from the sympathetic trunks. Neurons innervating cervical IVDs can be divided into sensory neurons and autonomic neurons. Mechanoreceptors that containing human IVDs are mainly free nerve endings and Ruffini corpuscles, so IVDs are associated with nociception. IVDs may be the source of neck pain. Pain related to IVDs is mediated through the sinuvertebral nerve, the sympathetic nerve is also involved. Some symptoms related to cervical spondylosis include vertigo, headache, tinnitus, nausea and vomiting, blurred vision, and palpitations. In conclusion, cervical IVDs are fully innervated; growth of Ruffini corpuscles in the diseased cervical disc can lead to vestibular dysfunction and produce vertigo. Hypertension is also associated with cervical spondylosis, cervical decompression surgery can cure concomitant vertigo and hypertension effectively.

cervical intervertebral disc; innervation; mechanoreceptors

R681.5

10.13919/j.issn.2095-6274.2017.04.013

100039 北京，武警總醫(yī)院脊柱外科

彭寶淦，E-mail：pengbaogan76611@163.com