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下尿路功能的神经控制
2005-12-29   作者:廖利民鞠彦合   来源:

版权所有<<中国康复理伦与实践>>,不得转载。

作者单位:廖利民,鞠彦合  100068 北京市,北京博爱医院泌尿外科。

中图分类号:R694文献标识码:A文章编号:10069771(2005)11088302
[本文著录格式]廖利民,鞠彦合.下尿路功能的神经控制[J].中国康复理论与实践,2005,11(11):883—884.

[关键词]下尿路功能;神经系统;控制;综述
      人体的控尿与排尿是一个极为复杂的过程,涉及全身多个系统、组织与器官,其中神经系统起了极为重要的调节控制作用。由于下尿路神经支配的复杂性,迄今尚有许多方面未完全明了。近年来,随着一些新技术如放射自显影、逆行病毒示踪技术、正电子发射断层扫描(PET)、功能性核磁共振成像(fMRI)等的应用,对下尿路的神经解剖、神经生理、神经病理等方面有了进一步的了解。
1下尿路神经解剖
主要的排尿中枢除位于脊髓的骶段外,还位于脑干的脑桥和中脑[12]。脑干中枢和圆锥的骶反射中枢将下尿路神经控制分为3个节段:骶下(外周神经)、骶上(脊髓和脑干)、脑干上。
1.1骶下(外周神经)
1.1.1传入通路相对来说,关于膀胱尿道感觉功能详细研究的文献比较少。传入纤维走行于盆、腹下和会阴神经中。有髓鞘的Aδ纤维通过逼尿肌内张力感受器传递膀胱内压力感觉,主要走行在盆神经中[3]。从膀胱壁各层发生的机械感受器相关的传入神经纤维主要走行于腹下神经[4]。机械感受器与膀胱壁张力或膀胱内压力并不存在简单直接的关系。伤害刺激通过无髓鞘C纤维,走行于盆和腹下神经中,它有辣椒素敏感的受体。来自横纹括约肌和尿道的传入神经,走行于会阴神经,接受温度、疼痛和牵张的刺激。
1.1.2传出通路包括副交感、交感和体神经通路。副交感通路是主要的逼尿肌兴奋通路,起源于S2到S4骶段脊髓。节前神经作为盆神经沿直肠走行,在近膀胱壁处与节后神经元形成突触连接。大量胆碱能神经支配于逼尿肌,而在膀胱颈和尿道密度降低。支配下尿路的交感神经起源于胸腰脊髓节段T11~L2,节前纤维与节后神经元在椎旁交感链或腹下神经丛形成突触,节后纤维终止于膀胱、膀胱颈、前列腺和生殖道如输精管。逼尿肌体有散在的交感神经支配,而在膀胱底、颈和近端尿道存在丰富的肾上腺素能神经支配,尤其男性明显[5]。膀胱出口丰富的肾上腺素能神经支配可能起防止逆行射精的作用。体神经传出通路负责支配横纹尿道括约肌和盆底肌肉,走行于阴部神经内,这些运动神经元起自S2~S4脊髓节段内的Onuf核区域。Hollabaugh等用尸体连续切片的方法证实,横纹括约肌受盆神经和阴部神经的支配[6]。
1.2骶上(脊髓和脑干)
1.2.1骶髓排尿中枢它包括位于S2~S4侧面的膀胱运动神经元、位于前角Onuf核的横纹肌运动神经元及连接这些核团的中间神经元。从脑桥中枢下行的纤维通过中间神经元激活膀胱运动神经元和抑制横纹肌运动神经元。排尿时,体神经的抑制需要脊上中枢的控制,这可解释完全脊髓损伤患者外括约肌为何不能松弛[7]。
1.2.2脑桥和中脑中枢Barrington是首位描述排尿反射为脑干参与的长路线反射的学者,并被随后的观察所证实[1,8]。最近的研究显示,脑桥中枢包含1个感觉位点,1个排尿位点和1个控尿位点。来自骶髓的感觉冲动上传,与中脑下1/3的导水管周围灰质和Barrington核形成突触连接[9],刺激盆神经导致导水管周围灰质出现短潜伏期电位[10]。膀胱充盈时,PET扫描发现导水管周围灰质活性增加[11]。导水管周围灰质也直接投射到脑桥的排尿位点,谷氨酸注射到导水管周围灰质诱发的排尿可能由此通路所介导[12]。脑桥蓝斑核参与了调节大脑对膀胱扩张的反应[13],并且通过去甲肾上腺素机制发出下行兴奋性冲动控制骶髓排尿中枢[14]。
脑桥排尿中枢被认为是膀胱易化性和抑制性冲动的发源地,它也负责排尿时逼尿肌和横纹括约肌的协调。Barrington核位于脑桥背外侧,由于它位置靠内,又叫做M区域[15],它发出下行纤维到骶髓的膀胱运动神经元,此通路为单突触兴奋性通路[16],很可能以谷氨酸为主要的递质[17];也到达与Onuf核形成突触的灰质后联合抑制性中间神经元[18],这些抑制性中间神经元很可能通过递质γ氨基丁酸(GABA)[19]和甘氨酸[20],在排尿时抑制Onuf核的运动神经元。研究显示,电和化学刺激Barrington核引起膀胱收缩和括约肌松弛[15,21],酷似正常排尿。而双侧Barrington核切除则导致尿潴留[22]。
脑桥的另一位点与控尿有关,位置更靠近腹侧和外侧,因此称为L区。它直接投射到Onuf运动核[15],可能负责维持储尿时盆底的张力性收缩,此即所谓的保护性反射[23];也介导排尿时盆底的随意收缩。研究显示,对此控尿位点的刺激会导致盆底肌肉收缩和尿道内压增加,此位点的双侧病变会导致急迫性尿失禁(因为过度的逼尿肌活动和伴随的尿道松弛,尿液被提前排出)[15]。这些观察提示,在储尿期,脑桥控尿中心产生对Onuf核运动神经元的持续性兴奋效应,这种张力性兴奋效应的来源尚不清楚。
1.3脑干上动物实验发现,脑干上一些区域与膀胱存在神经学上的联系,这些区域包括额前皮层、扣带回,下丘脑视前核、杏仁核、隔核等。刺激猫的上述区域可诱发膀胱收缩。虽然大多数上述区域发出纤维到脑干,只有下丘脑视前区特异投射到脑桥排尿中枢[24]。对人的PET研究证实上述区域参与了排尿[2,11,25]。下丘脑视前区在排尿时被激活[20]。从下丘脑视前区到脑桥排尿中枢的直接投射很可能传递“安全信号”到脑桥排尿中枢来启动排尿。在排尿发生和非随意尿流停止时额前皮层活化,额前皮层在决定排尿在何时何地发生上起重要的作用。PET扫描提示,参与盆底肌肉随意控制的运动通路起源于运动皮层的最内侧部分[26],其他结构包括小脑内侧和运动丘脑。有证据显示,多巴胺能信号通路参与膀胱活动的中枢控制,根据清醒大鼠的实验结果,似乎D1受体张力性抑制排尿反射而D2受体易化逼尿肌活动[27]。
2下尿路神经生理
膀胱储尿和排尿过程,常被错误地称为排尿反射,实际上包含多种反射通路,通过多个神经水平而介导、过滤和控制。下尿路的神经控制可被理解为一个分成节段的系统,每一节段可被更高级节段所易化或抑制。因此,骶髓排尿中枢受脑桥排尿中枢的影响,这两个中枢均受脑桥上中枢的影响。排尿周期可被理解为包含2个明显的时相:膀胱充盈或储尿期、膀胱排空相。不同时相有不同的神经反射。
2.1储尿反射尿液储存由2条独立的储尿反射所调节:交感反射和躯体反射。
2.1.1交感储尿反射(盆→腹下反射)当膀胱伸张时被激活,逼尿肌牵张感受器,其细胞体位于骶背根神经节,发出传入信号沿盆神经内有髓鞘的Aδ纤维到脊髓。在脊髓内,初级传入纤维的中枢支沿Lissauer''''s束和/或侧支途径与骶髓后角的二级神经元联系。此多突触反射通道的节段间路径走向头端的上腰髓。位于L1~L3水平的交感传出节前神经元发出纤维,沿着内脏小神经到肠系膜下神经节,在此它们形成突触(小部分)或继续沿腹下神经走行,与盆神经丛形成突触(主要部分)。节后神经元释放去甲肾上腺素(NE),通过刺激膀胱逼尿肌的β3受体和尿道平滑肌的α1受体易化尿液的储存[29]。膀胱的松弛和尿道的收缩帮助将尿液存于膀胱。在麻醉猫,当电刺激盆神经传入纤维在腹下神经记录诱发电位时,发现这一慢的张力反射的潜伏期约为60 ms。在排尿时此反射通路通过脊髓上机制被明显抑制,从而允许膀胱收缩,尿道松弛。
2.1.2躯体储尿反射快速的躯体储尿反射(盆→阴部反射)也称为保护或控尿反射,在针对突然膀胱压增加(如咳嗽、大笑、喷嚏)时被启动。它激活横纹尿道括约肌。此反射沿盆神经内Aδ纤维到脊髓,初级传入纤维的中枢支沿Lissauer''''s束和/或侧支途径(LP)与骶髓后角的二级神经元联系。在脊髓内从骶髓后角到前角通过多突触联系。尿道的躯体运动神经元位于Onuf核的侧面部分,从这些运动神经元发出的轴突沿阴部神经走行,释放乙酰胆碱,激活尿道横纹肌上的N胆碱受体,引起收缩。在正常储尿时,此反射通路张力性活化,在突然腹压增加时,它变得动态活化,从而避免膀胱在受到突然意想不到压力时尿液流出。在麻醉猫,当电刺激盆神经传入纤维在阴部神经记录诱发电位时,发现这一躯体反射的潜伏期约为10 ms。在排尿时,此反射通过脊髓和脊髓上机制被严重抑制,从而允许横纹肌松弛。
除了脊髓的躯体储尿反射之外,也有来自脑桥的脊上冲动(L区)直接投射到Onuf核,对于尿道横纹肌的意志性控制很重要[15]。
2.2排尿反射
2.2.1脊上膀胱膀胱反射(Aδ膀胱传入到膀胱传出反射)此反射在正常情况下介导排尿反射。反射由逼尿肌内的牵张感受器引发:膀胱的牵张激活有髓的Aδ传入纤维,走行于盆神经到达脊髓;这些初级传入纤维的中枢支沿Lissauer''''s束和LP与位于骶髓后角的二级神经元联系;在脊髓球脊髓通路中,骶髓二级神经元投射到导水管周围灰质,然后激活脑桥排尿中枢(PMC)神经元。PMC也称为Barrington核或M区。PMC神经元直接投射到位于骶副交感核的节前神经元,也直接投射到骶灰质后联合的中间神经元。骶副交感节前神经元轴突沿盆神经走行,激活位于盆丛的副交感节后神经元,使之释放乙酰胆碱,通过刺激M2和M3受体引起膀胱收缩。在麻醉猫,当电刺激盆神经传入纤维在膀胱节后纤维记录诱发电位时,发现此脊髓球脊髓反射的潜伏期约为120 ms。
2.2.2脊髓膀胱膀胱反射(C纤维传入到膀胱传出反射)脊上膀胱反射的组织是由有髓的Aδ纤维始动。脊髓膀胱膀胱反射由无髓鞘C纤维始动,在骶髓内完成组织。C纤维的细胞体位于骶背根神经节中,可能也沿Lissauer''''s束和LP激活二级神经元。副交感传出通路与脊上反射相似。此反射在脊髓完好的动物并不出现,除非膀胱出口梗阻几周后。在脊髓化后它需要几小时(新生儿)到几周才表现可靠。在慢性脊髓化的猫,电刺激盆神经传入纤维(电压足够激活C纤维),从膀胱节后纤维记录诱发电位时,发现此脊髓膀胱反射的潜伏期约为90 ms[29]。
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(收稿日期:20051013)·专题·

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