椎间盘神经支配

椎间盘神经支配

一、椎间盘的神经和血管检测

对椎间盘组织进行冰冻切片，通过免疫荧光（IF）[2,3]或免疫组织化学（IHC）[1]检测标记物，使用每平方毫米的密度（spot/ mm2）定量分析。

• PGP 9.5：一般细胞质神经元标记物
• P物质：感觉神经标记物
• CD31：内皮细胞标记物

一、椎间盘的神经支配

普遍认为，外层纤维环有神经支配，深度可达3.5 mm。在少数情况下，内层纤维环和髓核中有神经，特别是在退变椎间盘中。神经支配集中在后方和前外侧，特别是在后纵韧带中。已经观察到退变椎间盘具有更密集的椎体终板神经支配。椎体骨膜有丰富的神经支配，椎体中央的大骨内神经比周围更集中。 与椎体外周相比，大量骨髓腔内神经集中于椎体中央[文献1 引用文献]。

Fagan[1]的研究结果发现，无论是纤维环还是终板，其神经密度在不同腰椎水平之间没有差异。外周纤维环相接触的终板无神经集中，终板的神经支配集中在中央区域（与髓核相邻），但整个椎间盘最丰富的神经支配位于纤维环周围的结缔组织中。其中一些神经被证实可能具有疼痛感受器（nociceptor）的作用，终板和外周纤维环是椎间盘对有害刺激最敏感的区域。 其他神经可能具有血管调节功能和对骨骼重塑有影响。

终板中央区域与其他区域的功能不同[文献1 引用文献]：

• （1）中央区域是终板中代谢最活跃的区域；
• （2）与周围相比，中央区域的软骨下骨具有更大的抗压强度；
• （3）中央区域的血管通道较多且复杂，是向无血管的髓核转运营养物质的主要场所。

尽管椎间盘神经支配最集中的区域被确定，但并不意味着这些区域必然是椎间盘疼痛的最重要来源。受体阈值对疼痛敏感性的影响大于神经密度。 在神经支配增加的脊柱区域，神经密度可能与本体感受功能有更密切的关系。纤维环周围的疏松结缔组织中的许多神经是穿过椎间盘的交通支，将脊神经与交感神经链连接起来。尽管这些神经不直接支配纤维环，但会受到与椎间盘退变相关的机械或化学有害刺激的影响，特别是在被先前释放的炎症介质导致敏感性增加的情况下[文献1 引用文献]。

二、液压和糖胺聚糖（GAG）

各种细胞因子和生长因子都可以促进血管和神经的向内生长，然而思考是什么阻止了这种向内生长就简化了问题。主要因素由两个：液压和GAG浓度。 

高液压（高于血管收缩压）导致毛细血管腔塌陷，并阻止其向内生长，但没有证据表明液压会阻止神经或其他细胞。 在体外，GAG抑制神经轴突的生长具有浓度依赖性，并且同样抑制内皮细胞的迁移，而内皮细胞的迁移参与血管形成。以上物理因素（液压）和化学因素（GAG）的影响并不完全独立，因为GAG将水吸引至椎间盘组织中，而水含量会影响液压[文献2 引用文献]。

三、年龄

在年轻未退变的人椎间盘中，髓核内的GAG含量很高，但在纤维环中下降了约70% 。除了外侧1-3 mm的纤维环外， 所有区域都可以测量到高液压[文献2 引用文献]。这可以解释为什么健康的年轻椎间盘没有神经，以及为什么血管局限于外层纤维环。

到60岁时，GAG浓度在髓核中下降 50%，在纤维环中下降25% 。液压通常在髓核中下降 10%，纤维环中也一样，并且纤维环功能性轻度扩张，侵入髓核。这些变化显然允许血管和神经进一步生长到纤维环中，但不能进入髓核组织[文献2 引用文献]。

当椎间盘突出或严重退变时，会出现更大的变化：髓核内压力下降至非常低的水平，椎间盘可能会出现高应力集中， 并且髓核内的GAG 浓度进一步下降 50% 。在这样的椎间盘中，甚至可以在髓核中发现神经和血管[文献2 引用文献]。

四、血管和神经长入

退变椎间盘的重新血管化和重新神经支配的空间模式取决于其内部结构破坏的性质。Lama[2]总结了三种主要模式：

1、纤维环来源（annulus-driven）：纤维环中出现一个或多个径向裂隙，这些裂隙使血管和神经由外周长入，甚至深入髓核，因为髓核是纤维环径向裂隙的源头。纤维环裂隙在物理和化学上均有利于这种向内生长，因为在裂隙周围数百微米的范围内，其自由表面（free surface）导致GAG和液压的大量丢失。局灶性GAG丢失后留下富含胶原蛋白的表面，从而促进细胞迁移，同时局灶性液压丢失也允许血管向内生长。Lama的研究发现，向内生长的血管和神经总是局限于距离最近自由表面< 1mm的蛋白多糖耗尽的被破坏的纤维环中。

2、终板来源（endplate-driven）：椎体终板其中之一或两者都受损，会极大地降低髓核内压力。 血管或神经生长不能通过完整的软骨终板，但终板缺损允许其长入压力降低的髓核。

3、椎间盘突出或脱垂：突出的髓核和/或纤维环碎片不受椎间盘的压力限制而迅速膨胀，导致其GAG丢失，留下胶原组织。随后，胶原组织被周围的血管和神经覆盖长入，最终突出组织被吸收。

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参考文献

[1]Fagan A, Moore R, Vernon Roberts B, Blumbergs P, Fraser R. ISSLS prize winner: The innervation of the intervertebral disc: a quantitative analysis. Spine (Phila Pa 1976). 2003 Dec 1;28(23):2570-6. doi: 10.1097/01.BRS.0000096942.29660.B1. PMID: 14652473.

[2]Lama P, Le Maitre CL, Harding IJ, Dolan P, Adams MA. Nerves and blood vessels in degenerated intervertebral discs are confined to physically disrupted tissue. J Anat. 2018 Jul;233(1):86-97. doi: 10.1111/joa.12817. Epub 2018 Apr 30. PMID: 29708266; PMCID: PMC5987834.

[3]Lama P, Le Maitre CL, Dolan P, Tarlton JF, Harding IJ, Adams MA. Do intervertebral discs degenerate before they herniate, or after? Bone Joint J. 2013 Aug;95-B(8):1127-33. doi: 10.1302/0301-620X.95B8.31660. PMID: 23908431.