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第二节
运动、感觉和自主神经通路

神经通路也叫神经传导通路,是神经系统内传导某一特定信息的通路。它能传导某种特定信息,如视觉、听觉、轻触觉、针刺觉或随意运动的冲动等信息。按照信息的传导方向可把神经通路分为上行神经传导通路和 下行神经传导通路(Descending Nerve Conduction Pathway) (图2-5)。前者主要是向高位中枢包括大脑皮质输入感觉信息,又称感觉神经传导通路;后者主要是传递控制肢体及内脏运动的信息,又称运动神经传导通路。此外,在 中枢神经(Central Nerve) 系统内还有实现中枢各部之间协调作用的环行传导的神经通路。

图2-5 脊髓主要传导束简图

红色为上行传导束,黄色为下行传导束

一、上行神经传导通路

上行神经传导通路(Ascending Nerve Conduction Pathway) (也称感觉神经通路)负责把来自皮肤的浅部感觉和来自肌肉、肌腱等器官的深部感觉信息传入大脑。几乎所有的感觉性传入都是经由后根进入脊髓的。浅(皮肤)感觉有痛觉、温(度)觉和触(压)觉;深部感觉又称本体感觉,是来自肌肉、肌腱、关节的位置觉、运动觉和振动觉。有很多脊髓感觉神经通路上传从外周收集的各种感觉信息,关键脊髓感觉神经传导通路都位于脊髓后侧的薄束、楔束、脊髓丘脑束和脊髓小脑束等。它们自外周经后根进入脊髓,更换神经元后至丘脑或小脑,最后上行至大脑皮质(图2-6)。脊髓丘脑侧束传导痛觉和温度觉;脊髓丘脑前束传导深触觉;薄束和楔束传导本体感觉和浅触觉;脊髓小脑束传导来自身体深部组织的传入性神经冲动,如关节位置觉、运动觉等本体感觉信息(图2-7)。

1.脊髓后索 薄束(Gracile) 楔束(Cuneatus) 位于 脊髓后索(Posterior Funiculars) (图2-8)。薄束在T 5 以下占据后索全部,在T 4 以上只占据后索的内侧部;楔束位于外侧部。薄束位于靠近脊髓后正中沟的位置,来自下位胸神经(T 5 及以下)和腰骶神经后根,主要负责传导躯干下部和下肢的本体感觉和精细(辨别)触压觉;楔束位于稍外侧部,来自颈神经和上位胸神经(T 4 及以上),主要负责传导躯干上部和上肢的本体感觉和精细触觉信息。两束神经纤维分别终止于延髓背侧的薄束核和楔束核。薄束和楔束传导躯干、四肢的位置觉、运动觉、振动觉以及精细(辨别)触压觉,如辨别两点距离和物体纹理粗细等。第一级神经元是脊神经节细胞,其周围突分布到肌、腱、关节和皮肤的一些感受器,中枢突经后根进入脊髓,在后索上行至延脑的薄束核和楔束核。薄、楔束核发出的是第二级纤维,越过中线至对侧上行,叫作内侧丘系,止于丘脑的腹后外侧核。冲动在此交换发出第三级纤维,经内囊投射到大脑皮质第一躯体感觉区,即中央后回部位。

图2-6 脊髓内最重要的上行传导通路及其到大脑和小脑内的部位示意图

后索具有高度的躯体定位性,这种高度的躯体定位能力在经由后索核和丘脑上行至初级躯体感觉区域的整个通路中始终存在。后索主要传导来源于本体感受器和皮肤感受器的冲动。脊髓后索损伤的患者不能准确确定自己肢体的位置,闭眼时不能通过触摸辨别放在手里的物体,不能辨别写在皮肤上的数字和字母,同时刺激身体两个不同部位时不能辨别其空间位置;由于压觉也受损,所以患者不能感觉到脚底的地面情况,站立或行走不稳(感觉性共济失调),尤其是在黑暗中或闭眼时。这些功能障碍在后索损伤时特别明显,而在后索核、内侧丘系、丘脑以及中央后回损伤时则较轻。

脊髓后索损伤综合征(Sydrome of Posterior Funicular Lesion):

(1)位置和运动觉丧失:患者闭眼后不能准确说明肢体所处的位置。

(2)实体觉缺失:患者闭眼后不能触摸辨别和描述物体的形状和性质。

(3)两点辨别觉丧失。

(4)振动觉丧失:患者不能感觉到放置在其骨骼上的音叉振动。

Romberg征阳性:患者闭眼和双足并拢时不能平稳站立,摇摆并可摔倒;睁眼时对深感觉的丧失可有很大程度的代偿,在这一点上与小脑损伤患者不同。

图2-7 重要的脊髓传导束及其所传导的感觉

图2-8 脊髓后索:楔束(内侧,来自上肢的传入纤维)和薄束(来自下肢的传入纤维)

2.脊髓丘脑束 脊髓丘脑束(Spinothalamic Tract) 是传导躯干、四肢痛觉、温度觉、粗触觉(不具辨别力)和压觉信息的神经通路。一级神经元脊神经节细胞的周围突分布于皮肤内的感受器,中枢突经后根进入脊髓而止于灰质。灰质细胞发出的二级纤维经白质前联合越至对侧白质,经白质前角腹外侧的脊髓丘脑侧束和脊髓丘脑前束上行,两束合称为脊髓丘脑束。脊髓丘脑束上行至丘脑腹后外侧核,自该核发出的三级神经纤维再经内囊投射到大脑皮质第一躯体感觉区的相应部位。

(1) 脊髓丘脑前束(Anterior Spinothalamic Tract) :脊髓丘脑前束(图2-9)位于脊髓前索,在脊神经前根出脊髓处的内侧白质部,协助粗触觉和压觉的信息输入。源于皮肤感受器(毛袖、触觉小体)的感觉神经冲动,经过周围神经纤维传至假单极脊神经节细胞,然后经过后根传导至脊髓丘脑前束;其纤维在白质前连合交叉至对侧,并于前外侧索内上行,与脊髓丘脑侧束和内侧丘系一起止于丘脑(腹后外侧核),冲动在丘脑内交换三级神经元(丘脑皮质束)后到达中央后回。

(2) 脊髓丘脑侧束(Lateral Spinothalamic Tract) :脊髓丘脑侧束位于脊髓外侧索 脊髓小脑前束(Anterior Spinocerebellar Tract) 的内侧,协助痛觉和温度觉的信息传入。周围感受器为皮肤内的游离神经末梢,它们形成较细的A纤维以及几乎无髓鞘的C纤维,这些纤维为假单极脊神经节细胞的周围性突起。中枢性突起则通过后根外侧部进入脊髓,在脊髓内分出短的纵向侧支,这些侧支在1~2个节段内与胶状质内的索细胞发生突触联接(二级神经元),索细胞的突起形成脊髓丘脑侧束(图2-10);其轴索在上升前,经过白质前连合和灰质交叉到脊髓对侧,然后在后索内上行至丘脑。传导痛觉和温度觉的纤维在其行程中排列紧密,从解剖上难以分开。脊髓丘脑侧束损伤时不仅累及传导痛觉和温度觉的纤维,而且损伤程度也有明显差异。

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脊髓丘脑前束病变

由于形成脊髓丘脑前束的一级神经元的纤维首先在同侧后索内上升较长距离,中途发出侧支至交叉的二级神经元,所以脊髓丘脑前束在胸腰部损伤时,常常不会引起明显的触觉丧失,主要因为许多冲动由于长距离同侧走行而绕过损伤区。如果脊髓丘脑前束损伤在颈部,则只引起对侧下肢感觉轻度减退。

脊髓丘脑侧束病变

脊髓丘脑侧束为痛觉和温度觉刺激的主要传导束。该束被切断(脊髓丘脑侧束切断术,过去治疗顽固性疼痛有时采用此法)后,疼痛并不完全消失。所以有人认为,疼痛刺激大概还可通过脊髓神经元沿脊髓在固有束的内部传导束传导。

如果在脊髓腹侧部内切断脊髓丘脑侧束,则切断平面以下对侧1~2个节段的痛觉和温度觉丧失,而触觉保留(分离性感觉障碍)。

图2-9 脊髓丘脑前束

3.脊髓小脑束 脊髓小脑束(Spinocerebellar Tract) (图2-11)包括两束: 脊髓小脑前束(Anterior Spinocerebellar Tract) 脊髓小脑后束(Posterior Spinocerebellar Tract) ,分别位于脊髓外侧索周边的前后部,主要负责将本体感觉和皮肤感觉信息传输到小脑,以调节躯体运动。脊髓小脑束主要包含起快速传递本体感觉信息作用的粗大有髓神经纤维,传导速度快,对维持身体姿势、平衡和动作稳定性起到重要作用。

脊髓小脑前束位于脊髓白质外侧索前部的表层,紧邻侧索脊髓小脑后束的腹侧,起于上腰区。此束上行经延髓、脑桥,止于小脑蚓部,主要传导来自于下肢协调运动和姿势的深部感觉神经信息,并通过多突触传出冲动影响肌张力以及协调拮抗肌和主动肌,即影响行走和任何其他运动的协调性。

图2-10 脊髓丘脑侧束

脊髓小脑后束位于脊髓白质外侧索后部表层,紧邻皮质脊髓侧束的外侧,约起于第2、第3腰髓水平,上升过程中逐渐变粗,在接受来自后索的部分神经纤维后经延髓止于同侧小脑蚓部。主要传导来自躯干下部和下肢的本体感觉(空间特异性感觉信息)和皮肤触压觉,配合小脑对肢体的运动和姿势进行精细调节。来自上肢的本体感觉信息经由后索的楔束上行传入小脑。

图2-11 脊髓小脑束

4.其他传入性脊髓束 除脊髓后索、脊髓丘脑束和脊髓小脑束外,脊髓还包含通向脑干的不同靶区以及脑皮质下不同核区的其他传入性脊髓束。这些传导束起源于脊髓后柱(二级传入性神经元),然后在前外侧索内上行,如脊髓网状束、脊髓顶盖束、脊髓橄榄束和脊髓前庭束等(图2-12)。

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脊髓感觉传导通路中断的感觉缺失

感觉传导通路受损部位不同,其所引起的感觉障碍的区域和障碍的性质有明显的差异。以下是几种典型的传入神经通路病变所引起的各种感觉异常形式:

·若病变累及脊髓丘脑侧束,则对侧痛觉和温度觉丧失,但其他感觉如触觉保留。

·若病变累及脊髓丘脑前束,则对侧除痛觉和温度觉以外的其他感觉如轻触觉均消失。

·若病变累及脊髓小脑束,则同侧下肢本体感觉障碍,关节运动觉和位置觉消失。

·脊髓后索损伤则引起位置觉、振动觉、辨别觉和其他感觉的丧失,并伴有同侧共济失调。

·脊髓灰质后角受损则引起同侧痛觉和温觉丧失,但其余各种感觉保留(分离性感觉障碍)。

·多个相邻后根受损时,出现根性感觉异常和疼痛,以及相应皮节区的各种感觉减退甚至丧失。如果是支配上肢和下肢的神经根受损,则还出现肌张力低下或无张力、反射消失和共济失调等。

二、下行神经传导通路

凡由大脑皮质或皮质下中枢发出纤维,终止于脑干和脊髓的运动性核团,再经周围神经至效应器的通路,都叫下行性神经传导通路(也称运动传导通路)。它的主要功能是控制躯体或内脏效应器官的运动,某些通路还可能影响感觉向中枢的传导。脊髓下行传导通路(图2-13)主要包括锥体系的皮质脊髓束和锥体外系的红核脊髓束、前庭脊髓束、网状脊髓束,以及发自脑干的顶盖脊髓束和内侧纵束等。

图2-12 脊髓横断面各传导束的躯体投影分布

图2-13 脊髓下行传导束

1.皮质脊髓束 中央前回(初级运动区)和邻近的皮质区锥体细胞轴突集合形成皮质脊髓束(Corticospinal Tract,图2-14)。皮质脊髓束经内囊后肢下行,至中脑的大脑脚底,占其中间3/5的外侧部;然后至脑桥基底部,分散成大小不等的纤维束下行,至延髓锥体,纤维又聚拢形成 锥体束(Pyramidal Tract) 。锥体束是连接初级运动区和脊髓前角细胞最直接的通路。 皮质脊髓束(Corticospinal Tract) 下行至延髓下端,约85%的上运动神经元纤维经锥体交叉越至对侧,在延髓外侧索下行,抵达腰骶髓,形成皮质脊髓侧束。皮质脊髓侧束的纤维在下行过程中陆续止于同侧脊髓前角运动细胞,主要是前角外侧核,前角外侧核发出纤维经脊神经根传出,支配四肢带肌和四肢肌。至延髓内没有交叉的15%的纤维仍在同侧下行于脊髓前索,于脊髓前正中裂的两侧形成皮质脊髓前束;其纤维在下行过程中在其相应节段通过脊髓白质前联合交叉到对侧,止于对侧前角运动细胞。一般认为皮质脊髓前束只达颈髓和胸髓的上位几个节段。在高位脊髓部位,颈部上运动神经元位于脊髓锥体系近中心部位,腰骶部上运动神经元位于外周部位。这也是脊髓空洞症或中央索综合征患者上肢运动功能受累较重,而下肢受累较轻的解剖基础。

图2-14 皮质脊髓束

2.红核脊髓束 红核脊髓束(Rubrospinal Tract) 大致位于皮质脊髓束腹侧且与其无明显界线。此束在低等动物中比较显著,在人类则不甚发达。红核脊髓束起于中脑红核,交叉后在脊髓侧索下行,止于灰质板层Ⅴ~Ⅶ层(大部分皮质脊髓侧束也止于此),仅投射至上3个颈髓段。此束对支配屈肌的运动神经元有较强的兴奋作用,它与皮质脊髓束一起对肢体远端肌肉运动发挥重要影响。

3.前庭脊髓束 前庭脊髓束(Vestibulospinal Tract) 起于同侧延髓前庭外侧核,下行于脊髓前索外侧部,止于灰质板层Ⅷ和部分板层Ⅶ。此束主要兴奋躯干肌及肢体的伸肌,在调节身体平衡中起重要作用。

4.网状脊髓束 网状脊髓束(Reticulospinal Tract) 来自脑桥和延髓的网状结构,大部分以同侧为主。此束较弥散,行于白质前索和侧索前内部,纤维止于灰质板层Ⅶ、Ⅷ。此束主要参与对躯干和肢体近端肌肉运动的控制。

5.顶盖脊髓束 顶盖脊髓束(Tectospinal Tract) 起自中脑上丘,向腹侧行,于中脑水管周围灰质腹侧经被盖背侧交叉越边,在前索内下行,终止于上段颈髓板层Ⅵ、Ⅷ。此束兴奋对侧颈肌,抑制同侧颈肌活动。

6.内侧纵束 内侧纵束(Medial Lonsitudinal Fasciculus) 位于前索皮质脊髓前束的背侧。内侧纵束小部分纤维起自中脑中介核、后连合核、Darkschewitsch核以及网状结构,而大部分来自前庭神经核。纤维主要来自同侧,部分来自对侧,终于灰质板层Ⅶ、Ⅷ,经中继后再达前角运动神经元;其主要作用是协调眼球的运动和头、颈部的运动。

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脊髓下行传导通路损害后的外周表现

脊髓下行传导通路损害后的外周表现复杂。在皮质脊髓束损害急性期,牵张反射被抑制,肌肉出现弛缓性麻痹。数天或数周后牵张反射逐渐恢复,甚至过度活跃,肌肉受到牵张后会引起较正常更为敏感的反应,这种情况在上肢屈肌和下肢伸肌的表现尤为突出,即牵张反射亢进。牵张反射亢进与下行传导通路损伤后,α运动神经元兴奋性增高和各种来自高位中枢的抑制性神经冲动减弱有关,肌梭内纤维被持续激活而引起肌肉牵张反应敏感性增强。同时还伴有痉挛性张力增高和反射亢进,以及锥体束征或(和)阵挛。

颈髓平面锥体束已经交叉,且该平面还有非锥体纤维走行。一侧锥体束病变(肿瘤、脊髓炎、外伤等)可引起同侧痉挛性瘫,双侧受损则出现四肢痉挛性瘫痪。

痉挛性瘫痪说明存在中枢神经系统(脑、脊髓)损伤。内侧和外侧系统同时受损(如脊髓病变)的患者痉挛更为显著,但单纯皮质损害则不会出现痉挛状态。这说明辅助运动传导通路对痉挛状态的产生具有重要意义,尽管痉挛状态的病理生理机制至今尚不十分清楚。

中枢性痉挛性瘫痪综合征

·肌力减低伴精细运动丧失。

·痉挛性肌张力增高。

·牵张反射增强,可伴有阵挛。

·外感受性反射减退或消失(腹壁反射、提睾反射、跖反射)。

·病理性反射出现(Babinski征、Oppenheim征、Gordon征、Mendel-Bechterew征等)。

·废用性肌萎缩。

三、自主神经传导通路

脊髓不仅传导运动和感觉神经信息,还传导自主神经信息。自主神经系统在激素和各种脑干核团的共同作用下调节各种重要的生命功能,维持内环境稳定,如呼吸、循环、代谢、体温调节、代谢、消化、分泌和生殖等功能。由于这些功能不受主观意识控制,故称为自主(不随意)神经系统,旧称为植物神经系统。自主神经系统可分为两个系统,即 交感神经系统(Sympathetic Nervous System) 副交感神经系统(Parasympathetic Nervous System) ,两者互相拮抗、互相补充,共同配合维持各种生命体征的稳定状态。自主神经系统主要支配内脏、血管和腺体的平滑肌,所以又常称为内脏运动性纤维。

交感神经在脊髓内的一级神经元位于胸髓和腰髓内(外侧灰质部,T 1 ~T 12 、L 1 、L 2 ),而副交感神经在脊髓部分的一级神经元位于骶髓(S 2 ~S 4 )侧角内,并经骶神经穿出。颈髓损伤患者失去高位交感神经控制和骶段副交感神经控制。胸、腰和骶段脊髓损伤患者,根据其损伤平面不同会失去对交感或(和)副交感神经功能的控制。颅内的副交感神经纤维不会因脊柱损伤而受到影响。常见的几种对脊髓损伤患者影响较大的自主神经功能障碍见表2-3。

表2-3 对脊髓损伤患者影响较大的交感、副交感神经控制一览表

1.交感神经系统 交感神经系统中交感神经节前纤维起于侧角细胞,与躯体运动神经元的轴突一起经前根离开脊髓进入交感干,通过交感干的下行传导支配血管、内脏、膀胱、直肠、毛囊和瞳孔的平滑肌,还支配心肌以及汗腺、泪腺、唾液腺和消化腺。交感神经兴奋对内脏,包括膀胱和直肠的平滑肌以及消化腺有抑制作用,而对其他效应器则有兴奋作用。动脉血管只接受交感神经支配,交感神经兴奋性增高,血管收缩;交感神经兴奋性降低,则血管扩张。

2.副交感神经系统 副交感神经起源于脑干内核和脊髓骶段(S 2 ~S 4 )。来自骶髓的副交感神经支配结肠、直肠、膀胱和生殖器官,主要与这些器官的排空功能有关,另外还有勃起男性阴茎的作用。而交感神经则使输精管和精囊收缩而产生射精动作。脊髓副交感神经对排泄和生殖功能有重要意义。

3.脊髓损伤引起的自主神经功能障碍导致的临床问题 脊髓损伤的阶段不同,累及的自主神经功能障碍的范围和程度不同,导致的临床问题也不同。T 6 以上胸髓损伤常会引起支配心脏的交感和副交感神经元受累,患者可能会出现自主神经过反射现象。交感神经损伤后血管扩张,肠血管内充血明显,出现内脏区淤血现象。患者坐起时血液淤滞于内脏血管中,还会下降到下肢血管内,回心血流不足,引起心脑血液灌注不足而导致直立性低血压。副交感神经会引起心律减慢、血压降低等。T 12 上下的脊髓损伤会累及支配膀胱逼尿肌和尿道外括约肌的交感神经支配,引起膀胱逼尿肌松弛和尿道内括约肌紧张的不协调现象;且因为高位离断,处于S 2 ~S 4 的躯体神经控制的尿道外括约肌也可能会出现高张力现象,三者共同作用破坏排尿机制而使患者出现排尿障碍。 8Mnlcz5i1JChkMceYNNxD+mV8hqiBXCE3IZSr68OAr3O/9ziDOVPE3qMkc4zYXfG

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