邱 峰, 戚曉昆
(第二軍醫(yī)大學(xué)海軍臨床醫(yī)學(xué)院神經(jīng)內(nèi)科, 北京 100048)
多系統(tǒng)萎縮(multiple system atrophy, MSA)是一種散發(fā)的、慢性神經(jīng)系統(tǒng)變性疾病, 由于神經(jīng)系統(tǒng)多個(gè)解剖功能部位相繼病變, 因而先后在不同時(shí)期出現(xiàn)不同程度的自主神經(jīng)、錐體外系、小腦及錐體束的功能障礙。1978年,Sakuta等[1]報(bào)道了利用肛門括約肌肌電圖(external anal sphincter electromyography, EAS-EMG)區(qū)分Shy-Drager綜合征和肌萎縮側(cè)索硬化(amyotrophic lateral sclerosis,ALS)。1989年,Eardley等[2]又報(bào)道了尿道括約肌肌電圖(urethral sphincter electromyography,US-EMG)對(duì)帕金森?。≒arkinson disease, PD)鑒別診斷的價(jià)值。許多研究證實(shí)了EAS-EMG和US-EMG在MSA和PD等神經(jīng)系統(tǒng)變性病中的診斷和鑒別診斷價(jià)值。本文就近年EAS-EMG和US-EMG對(duì)于MSA的診斷研究進(jìn)展作一綜述。
肛門外括約肌是環(huán)繞肛管的橢圓柱形骨骼肌, 肌纖維細(xì)小, Ⅰ型和Ⅱ型纖維直徑分別為20~40 μm[3]。肛門外括約肌和齒狀線以下的肛管內(nèi)層由體神經(jīng)支配; 上部由陰部內(nèi)神經(jīng)的直腸下支和S4的會(huì)陰支支配。肛門括約肌正常情況下受意識(shí)控制, 這種生理特點(diǎn)與肢體骨骼肌類似。括約肌與骨骼肌的區(qū)別在于前者表現(xiàn)為張力性肌電圖活動(dòng), 在睡眠和全身麻醉時(shí)也可存在, 在咳嗽、說話和軀體運(yùn)動(dòng)時(shí)張力性活動(dòng)增加, 而睡眠時(shí)張力性活動(dòng)減少。只有在做模仿排便動(dòng)作時(shí), 括約肌的張力性電活動(dòng)才能完全停止。這種張力性活動(dòng)的電生理特點(diǎn)使發(fā)現(xiàn)異常自發(fā)電位十分困難。
根據(jù)尿道肌纖維功能的不同, 男性后尿道分為泌尿括約肌和生殖括約肌; 在女性則分為近側(cè)尿道(頸部環(huán)行纖維)與遠(yuǎn)側(cè)尿道(尿道括約肌)。以泌尿括約肌(遠(yuǎn)側(cè)尿道)對(duì)控制尿液最為重要, 其活動(dòng)主要受副交感神經(jīng)和軀體神經(jīng)支配。因而, 在一定意義上尿道外括約肌的功能狀態(tài)代表著排尿功能的狀況[4-6]。MSA患者其逼尿肌收縮而尿道外括約肌幾乎或完全不松弛, 以致排尿困難和(或)由于尿道壓增高, 尿道α受體活性增強(qiáng), 雌二醇水平降低而出現(xiàn)尿頻[7]。上述表明, 尿道括約肌功能狀態(tài)在MSA患者的尿頻癥狀中起著重要的作用。
1899年, Onufrowicz首次描述了骶髓前角細(xì)胞群的排列和功能[8], 并由此命名為Onuf核。這是一個(gè)縱向走行的細(xì)長的細(xì)胞群, 從 S2的中部延伸到S3的上1/3, 支配肛門和尿道的括約肌。這些神經(jīng)元在某些累及腰骶段脊髓前角細(xì)胞的疾病(如肌萎縮側(cè)索硬化、Werdnig-Hoffman病)中仍能完好保留[9,10];而在MSA時(shí)則會(huì)出現(xiàn)選擇性的神經(jīng)元脫失。這些神經(jīng)元丟失的同時(shí)又伴有殘留運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元的側(cè)支芽生, 支配失神經(jīng)的肌肉, 即為尿道和肛門括約肌的失神經(jīng)-神經(jīng)再分配, EMG上表現(xiàn)為時(shí)限延長、多相波增多、出現(xiàn)自發(fā)電位或衛(wèi)星電位等神經(jīng)源性損害的改變。
支配骨骼肌的脊髓前角細(xì)胞按照其細(xì)胞體積大小、位置和功能分為3類: 分布于外側(cè)和中央的大α神經(jīng)元、中等大小的γ神經(jīng)元和分布于中央背側(cè)的小神經(jīng)元[11]。與ALS相比, MSA患者中央帶的小神經(jīng)元明顯減少, 而外側(cè)和中央的大型和中等大小神經(jīng)元相對(duì)完好。這些起連接作用的中間神經(jīng)元的特異性丟失, 可能對(duì)MSA患者肌強(qiáng)直和錐體系表現(xiàn)起到一定作用[12]。
EAS-EMG檢查時(shí)受檢者左側(cè)臥位, 屈膝屈髖,分開兩臀在肛門外左側(cè)后部(約4:30)10 mm皮膚黏膜交界處內(nèi)側(cè), 同心圓針電極銳角進(jìn)針, 刺入肛門括約肌皮下部淺層取樣。記錄放松(模仿排便動(dòng)作)以及輕收縮和大力收縮(模仿中斷排便動(dòng)作)時(shí)肛門括約肌肌電活動(dòng)情況。
US-EMG檢查時(shí)受檢者取平臥位, 男性患者肛指捫及前列腺尖部, 以其作為針刺深度之指標(biāo), 以長65 mm、直徑0.65 mm同心針電極于肛門-球海綿體肌連線中點(diǎn)處刺入; 女性患者用長 37 mm、直徑0.35 mm的同心針電極于尿道外口旁5 mm處垂直刺入。刺入尿道外括約肌的標(biāo)志是有阻力感、同時(shí)出現(xiàn)肌電活動(dòng)。此時(shí)囑患者分別行憋、排尿動(dòng)作, 測定并記錄尿道括約肌肌電活動(dòng)情況。
EAS-EMG和US-EMG的正常值尚有待于大量的正常人群加以完善和規(guī)范。國外的一些研究顯示,肛門括約肌在正常狀態(tài)或輕度收縮時(shí), 運(yùn)動(dòng)單位動(dòng)作電位(motor unit action potential, MUAP)的平均時(shí)限為5.5~7.5 ms, 平均波幅為405~534 μV, 多相波百分比為1%~23%, 平均相數(shù)為3相(2.3~3.7)。大力收縮時(shí)(不管是主動(dòng)還是反射性), 可見干擾相或混合相[13,14]。而國內(nèi)的研究顯示, MUAP的平均時(shí)限為8.0~9.7 ms, 平均波幅為314~646 μV, 多相波百分比為3%~27%[15]。年齡、性別、陰道分娩次數(shù)均對(duì)其有一定的影響。而有研究顯示, 尿道括約肌MUAP時(shí)限與年齡間存在極顯著的線性相關(guān), 各年齡組間經(jīng)單因素方差分析存在極顯著差異(P<0.01), 性別、MUAP時(shí)限及波幅均未見統(tǒng)計(jì)學(xué)差異[16]。
肛門括約肌的損害分為周圍性、中樞性和混合性。周圍性損害(馬尾或骶叢、陰部神經(jīng)的病變)存留的MUAP表現(xiàn)為多相波百分比增多, 時(shí)限延長。中樞性損害會(huì)導(dǎo)致MUAP的主動(dòng)發(fā)放減少, 而反射性活動(dòng)保存, 干擾相不完全, MUAP通常以正常波幅低頻發(fā)放。混合性損害見于先天性骶髓發(fā)育不良、血管病或脊髓圓錐外傷。有研究發(fā)現(xiàn), 放松與努力咳嗽時(shí), 其EAS-EMG出現(xiàn)相應(yīng)的特征性改變[17,18]。
尿道括約肌的損害以周圍性損傷為主, 一般認(rèn)為馬尾神經(jīng)損傷是尿道括約肌功能異常的直接原因。馬尾神經(jīng)損傷早期由于軸索發(fā)生退行性壞變使其支配的肌纖維在失神經(jīng)后對(duì)乙酰膽堿的靈敏度增強(qiáng), 即可出現(xiàn)纖顫電位等自發(fā)電位, 這種肌纖維的過敏現(xiàn)象是診斷失神經(jīng)肌肉的最有價(jià)值所見[19]。晚期運(yùn)動(dòng)軸索會(huì)有側(cè)支發(fā)生從而使MUAP時(shí)限增寬、波幅增高以致可以記錄到巨大電位。因此時(shí)限、波幅的增大提示存在神經(jīng)源性損傷[20]。
MSA患者在整個(gè)病程中大部分都會(huì)出現(xiàn)尿急、尿頻、便秘等自主神經(jīng)系統(tǒng)癥狀, Gilman等[21]提出的最新的 MSA診斷標(biāo)準(zhǔn)更是將自主神經(jīng)癥狀作為首要的診斷依據(jù)。自主神經(jīng)系統(tǒng)癥狀出現(xiàn)的原因是骶髓前角Onuf核選擇性脫失造成, 這一結(jié)論現(xiàn)已得到神經(jīng)科學(xué)者和神經(jīng)病理學(xué)家的普遍認(rèn)同。尿道與肛門括約肌的神經(jīng)支配基本相同, 均受Onuf核支配,因此, 常通過EAS-EMG和US-EMG對(duì)Onuf核的功能進(jìn)行評(píng)價(jià)。
綜合既往文獻(xiàn)報(bào)道, EAS-EMG和US-EMG的異常主要包括自發(fā)電位(纖顫、正銳、復(fù)合重復(fù)性發(fā)放)以及MUAP的改變(時(shí)限延長、波幅增高和多相波百分比增多)[2,22-24]。在一些國內(nèi)外研究中發(fā)現(xiàn), 在確診MSA的EAS-EMG檢查中, 部分發(fā)現(xiàn)“衛(wèi)星電位”[25],但US-EMG檢查是否有類似情況還不得而知[22,26,27]。關(guān)于兩種檢查方法對(duì)MSA診斷的特異性及敏感性,二者差異與臨床特點(diǎn)的相關(guān)性, 以及二者是否可在一定意義上相互彌補(bǔ)不足尚未有相關(guān)報(bào)道。
有研究發(fā)現(xiàn)[28,29], MSA可以通過EAS-EMG檢查與PD、晚發(fā)型脊髓小腦共濟(jì)失調(diào)進(jìn)行鑒別, 在MSA患者中, 除了特異的MUAP的改變外, 單純相比例增高是明顯的鑒別依據(jù)。但是有研究則認(rèn)為,EAS-EMG檢查只可以區(qū)分早期的PD和MSA[30], 晚期的PD患者也可以出現(xiàn)EAS-EMG的異常。有研究還發(fā)現(xiàn), US-EMG檢查可能對(duì)于EAS-EMG變化不典型的MSA具有診斷作用[31], 而國內(nèi)由于種種原因,尚未見US-EMG對(duì)于MSA診斷的相關(guān)報(bào)道。
綜上所述, MSA的診斷目前主要依據(jù)臨床表現(xiàn)、影像以及電生理檢查。EAS-EMG和 US-EMG異常通常較影像學(xué)改變出現(xiàn)早, 且為較特異的檢查手段。在懷疑MSA時(shí)上述檢查可作為常規(guī)的電生理檢查方法, 但對(duì)于兩種檢查方法對(duì) MSA的鑒別診斷作用、二者的差異以及與臨床癥狀之間的相互關(guān)系還有待進(jìn)一步的研究。
[1]Sakuta M, Nakanishi T, Toyokura Y. Anal muscle electromyograms differ in amyotrophic lateral sclerosis and Shy-Drager syndrome[J]. Neurology, 1978, 28(12): 1289-1293.
[2]Eardley I, Quinn NP, Fowler CJ,et al. The value of urethral sphincter electromyography in the differential diagnosis of parkinsonism[J]. Br J Urol, 1989, 64(4): 360-362.
[3]Schr?der HD, Reske-Nielsen E. Fiber types in the striated urethral and anal sphincters [J]. Acta Neuropathol, 1983,60(3-4): 278-282.
[4]葉 鋼, 金錫御. 后尿道在生殖泌尿括約肌機(jī)制中的作用[J]. 中華泌尿外科雜志, 1995, 16(11): 649.
[5]Carroll PR, Dixon CM. Surgical anatomy of the male and female urethra[J]. Urol Clin North Am, 1992, 19(2):339-346.
[6]Gosliing J. The structure of the bladder and urethra in relation to function[J]. Urol Clin North Am, 1979, 6(1):31-38.
[7]曹寧生, 郝麗娜, 黃 瓊, 等. 女性尿道綜合征動(dòng)力學(xué)病因分析[J]. 中華泌尿外科雜志, 1995, 16(11): 658.
[8]Onufrowicz B. Notes on the arrangement and function of the cell groups in the region of the spinal cord[J]. J Nerv Ment Dis, 1899, 26: 498-504.
[9]Mannen T, Iwata M, Toyokura Y. Preservation of a certain motoneurone group of the sacral cord in amyotrophic lateral sclerosis: its clinical significance[J]. J Neurol Neurosurg Psychiatry, 1977, 40(5): 464-469.
[10]Iwata M, Hirano A. Sparing of the Onufrowicz nucleus in sacral anterior horn lesions[J]. Ann Neurol, 1978, 4(3):245-249.
[11]Rexed B. The cytoarchitectonic organization of the spinal cord in the cat[J]. J Comp Neurol, 1952, 96(3): 415-496.
[12]Terao S, Sobue G, Hashizume Y,et al. Disease-specific patterns of neuronal loss in the spinal ventral horn in amyotrophic lateral sclerosis, multiple system atrophy and X-linked recessive bulbospinal neuronopathy, with special reference to the loss of small neurons in the intermediate zone[J]. J Neurol, 1994, 241(4): 196-203.
[13]Chantraine A. Electromyography examination of the anal and urethral sphincters[A]// Desmedt JE. New developments in electromyography and clinical neurophysiolog[M]. Karger:Basel, 1973: 421-432.
[14]Podnar S, Vodusek DB, Stalberg E. Standardization of anal sphincter electromyography: normative data[J]. Clin Neurophysiol, 2000, 111(12): 2200-2207.
[15]邱 峰, 戚曉昆, 姚 生, 等. 多系統(tǒng)萎縮患者的臨床、影像及電生理分析[J]. 中華神經(jīng)科雜志, 2009, 42(7):471-474.
[16]謝乃斧, 劉昌榮, 任 新. 隱形骶椎裂致神經(jīng)源性膀胱患者的尿道外括約肌肌電圖測定[J]. 臨床腦電學(xué)雜志, 1999,9(2), 140-143.
[17]Deffieux X, Hubeaux K, Porcher R,et al. Abnormal pelvic response to cough in women with stress urinary incontinence[J]. Neurourol Urodyn, 2008, 27(4): 291-296.
[18]Deffieux X, Raibaut P, Rene-Corail P,et al. External anal sphincter contraction during cough: not a simple spinal reflex[J]. Neurourol Urodyn, 2006, 25(7): 782-787.
[19]湯曉芙. 臨床肌電圖學(xué)[M]. 北京:北京醫(yī)科大學(xué)中國協(xié)和醫(yī)科大學(xué)聯(lián)合出版社, 1995: 97-137.
[20]吳階平, 馬永江. 實(shí)用泌尿外科[M]. 北京: 人民軍醫(yī)出版社, 1991: 380.
[21]Gilman S, Wenning GK, Low PA,et al. Second consensus statement on the diagnosis of multiple system atrophy[J].Neurology, 2008, 71(9): 670-676.
[22]Winge K, Jennum P, Lokkegaard A,et al. Anal sphincter EMG in the diagnosis of parkinsonian syndromes[J]. Acta Neurol Scand, 2010, 121(3): 198-203.
[23]Peng HY, Chen GD, Tung KC,et al. Colon mustard oil instillation induced cross-organ reflex sensitization on the pelvic-urethra reflex activity in rats[J]. Pain, 2009, 142(1-2):75-88.
[24]Tison F, Arne P, Sourgen C,et al. The value of external anal sphincter electromyography for the diagnosis of multiple system atrophy[J]. Mov Disord, 2000, 15(6): 1148-1157.
[25]Furuta A, Asano K, Egawa S,et al. Role of alpha2-adrenoceptors and glutamate mechanisms in the external urethral sphincter continence reflex in rats[J]. J Urol, 2009,181(3): 1467-1473.
[26]Miyazato M, Sasatomi K, Hiragata S,et al. GABA receptor activation in the lumbosacral spinal cord decreases detrusor overactivity in spinal cord injured rats[J]. J Urol, 2008,179(3): 1178-1183.
[27]Libelius R, Johansson F. Quantitative electromyography of the external anal sphincter in Parkinson's disease and multiple system atrophy[J]. Muscle Nerve, 2000, 23(8):1250-1256.
[28]戚曉昆, 邱 峰, 李麗萍. 肛門括約肌肌電圖在多系統(tǒng)萎縮、帕金森病和晚發(fā)型脊髓小腦共濟(jì)失調(diào)中的鑒別價(jià)值[J].中華神經(jīng)科雜志, 2011, (2), 105-108.
[29]Winge K, Jennum P, Lokkegaard A,et al. Anal sphincter EMG in the diagnosis of parkinsonian syndromes[J]. Acta Neurol Scand, 2010, 121(3): 198-203.
[30]Yamamoto T, Sakakibara R, Uchiyama T,et al. When is Onuf's nucleus involved in multiple system atrophy? A sphincter electromyography study[J]. J Neurol Neurosurg Psychiatry, 2005, 76(12): 1645-1648.
[31]Hansen J, Borau A, Rodríguez A,et al. Urethral sphincter EMG as event detector for Neurogenic detrusor overactivity[J].IEEE Trans Biomed Eng, 2007, 54(7): 1212-1219.