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【眩晕专题】前庭静态/动态代偿机制(二)

 吴海香 2017-12-01

作  者:李康之,凌霞,申博,杨 旭

通讯作者:杨 旭

一、早期的细胞、生化反应为静态代偿与动态代偿提供物质基础

UPVD 急性期,在急性损伤的基础上,患侧前庭神经核立即启动相应的生化及细胞反应,这些反应是前庭代偿的基础。在前庭功能受损后的数小时内,患侧前庭神经核早期基因如FosZif-268等即可呈现表达上调,其中Fos表达在损伤后两小时即可达到高峰,Zif-268表达在损伤后3天达到高峰。相关基因的表达上调也引起了一系列的级联反应,神经营养因子BDNF、神经保护因子MnSOD以及炎性介质TNFα、促肾上腺皮质激素释放因子CRF、轴突生长因子等表达上调。同时,星形胶质细胞、小胶质细胞等细胞在早期即呈现激活,细胞增殖及细胞分化加快,GABA能神经元增多,前庭神经核发生组织重构,患侧A型神经元、健侧B型神经元比例升高。

可以看出急性前庭功能受损后早期的生化及细胞反应是前庭代偿的物质、结构基础,同时也为UPVD早期的药物治疗提供研究靶点的可能。

二、急性UPVD的静态代偿

在一系列细胞、生化反应的基础上,健侧前庭神经元对患侧前庭神经元的抑制作用降低,患侧前庭神经元对抑制性神经递质如GABA和甘氨酸的敏感度降低,从而患侧前庭神经核神经元兴奋性增强,在二者的共同作用下,双侧前庭神经核的电活动重新达到平衡状态。其中,患侧前庭神经元对抑制性神经递质敏感性降低主要与突触外受体修饰有关,患侧前庭神经元兴奋性升高与mGluR1受体激活有关。

静态代偿主要依赖双侧前庭神经核电活动的再平衡,主要发生于脑干水平。近年来,对UPVD患者的脑成像研究也进一步证实了静态代偿机制的存在。BENSE等对5例前庭神经元炎急性期(6天内)以及缓解期(3月后)行PET扫描。结果显示,急性期患侧前庭皮层葡萄糖代谢率减低,健侧前庭皮层、脑干葡萄糖代谢率增强。在此基础上,Alessandrini等对8例前庭神经元炎患者急性期(2天内)以及缓解期(1月后)行PET扫描,结果显示,急性UPVD早期患侧前庭皮层葡萄糖代谢率减低,健侧后脑岛葡萄糖代谢率显著增强,且急性发作1月后脑功能状态与健康受试者相比无差异。其中,急性期健侧前庭皮层及皮层下结构功能活动增强,推测为患侧前庭神经核对健侧前庭核的抑制作用减弱所致,也有学者认为健侧前庭皮层功能活动增强也是前庭代偿的一种方式,患者更多的利用健侧的前庭功能维持平衡、感知空间信息。急性发病1月后,UPVD患者的脑功能状态恢复正常,与静态症状缓解的时间相符合,进一步证实了静态代偿在静态症状缓解中的作用。

UPVD患者的静态症状可以通过静态代偿完全消失,但是这种代偿机制也存在着局限性。前庭神经核电活动再平衡只是平衡双侧前庭神经冲动传入的不对称,但并不能弥补单侧前庭神经冲动传入的减少。相较于健康受试者,UPVD患者患侧前庭神经冲动传入减少,其脑结构VBM分析也表明在UPVD恢复期的患侧前庭皮层灰质体积相对减小。脑功能研究发现脑干前庭神经核功能活动增强,初步表明双侧前庭神经在静态代偿中发挥了重要作用,对UPVD患者的脑结构改变的分析进一步证实了这种机制。Peter等对10例前庭神经元炎患者行基于体素形态学分析(Voxel-Based MorphometryVBM),结果显示双侧前庭神经内侧核及双侧前庭神经核联络纤维的体积增大,与脑功能成像研究中前庭神经核功能活动增强相符,进一步证实了双侧前庭神经核在静态代偿中的作用。

三、急性UPVD患者的动态代偿

躯体平衡主要由前庭系统、视觉系统、躯体感觉系统共同维持,需要视觉信息、本体感觉信息与前庭信息进行整合共同发挥作用。 UPVD患者的动态症状主要由患侧前庭功能受损导致机体平衡维持障碍,不能满足头部及躯体运动需求所致。动态症状的缓解主要通过感觉替代、行为替代等方式形成新的躯体控制模式/策略。

不同感觉在维持平衡中的交互作用为感觉替代提供了可能。既往研究表明,当一种感觉缺失时,机体会通过其他感觉的替代弥补该感觉的缺失。急性UPVD患者患侧前庭功能受损,且在短时间内受损的前庭功能不能恢复到初始水平。为了维持躯体平衡的需要,机体会上调视觉、本体感觉在维持躯体平衡中的权重,弥补前庭功能的受损。近年来的多项研究均发现,在干扰/屏蔽视觉、本体觉时,UPVD患者躯体压力中心摆动较健康受试者更加明显,表明UPVD患者更多的依赖视觉、躯体感觉维持平衡。

行为替代主要是通过形成一系列的躯体控制策略来弥补VOR通路的受损,如限制头动、补偿性扫视、头部及躯体运动时闭眼或眨眼等。UPVD患者的外周前庭功能恢复较慢,甩头检查长期显示异常,表明VOR通路受损持续存在。但是机体可以通过行为替代的方式,形成新的躯体控制策略代偿性的弥补VOR通路受损,减轻头部机躯体运动时的动态症状。这种感觉替代机制也得到脑成像研究的证实。HelmchenPeter的研究均发现UPVD患者视觉运动区、薄束核、双侧躯体感觉皮层灰质体积增大。Hong等对9例前庭神经元炎患者行VBM分析发现UPVD患者恢复期枕叶、舌回灰质体积增大,这些结果均表明UPVD患者的视觉皮层、躯体感觉皮层及皮层下结构功能活动增强,支持感觉替代的机制。

       UPVD患者通过感觉替代、行为替代的方式进行动态代偿,形成新的躯体控制模式/策略。然而,这种自发的动态代偿也具有其局限性,所形成的躯体控制模式/策略并不一定最适合患者的功能恢复及生活质量的改善。感觉替代中,视觉在维持平衡中所占的比重上升,容易造成对视觉的过度依赖,从长远看并不利于患者前庭功能的恢复。行为替代,诸如限制头动、头部及躯体运动时闭眼或眨眼等并不利于改善患者的生活质量,在某些情况下甚至可以导致较严重的后果。这一系列的错误的躯体控制模式/策略需要通过前庭康复锻炼的方式加以矫正,从而形成最有利于患者功能恢复、改善生活质量的躯体控制模式/策略。

四、药物治疗、前庭康复有助于前庭代偿建立

急性前庭功能受损后早期的生化及细胞反应为前庭代偿提供了物质与结构基础,同时也为早期的药物治疗提供了可能。研究发现,促肾上腺皮质激素、钙离子拮抗制、褪黑素、抗组胺药物、银杏叶提取液等可加速或易化前庭代偿,促进患者的临床康复,对UPVD患者进行早期的药物治疗是有益的。

近年来的多项研究均表明,前庭康复锻炼可促进患者的临床康复,可加速感觉替代与行为替代的过程,是促进前庭代偿最有效的方式。同时,前庭康复锻炼有利于矫正自发形成的错误的躯体控制模式,使患者形成最利于其前庭功能恢复的躯体控制模式,对UPVD患者及早进行前庭康复锻炼是必要的。

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