痉挛性脑瘫肌肉的超微结构研究

http://www.100md.com 《现代诊断与治疗》 2000年第6期

     作者：陈哨军

    单位：解放军第23医院骨科，新疆 乌鲁木齐 830006

    关键词：痉挛性脑瘫；骨骼肌；超微结构

    现代诊断与治疗000602 摘要：目的 探讨痉挛性脑瘫骨骼肌纤维的病理改变特点。方法 取材于25例痉挛性脑瘫的骨骼肌标本54个，通过透射电镜观察其亚显微结构改变。结果 大体观察基本正常。光镜下有集簇性肌纤维变性、结缔组织增生，肌梭结构尚好。电镜下肌纤维线粒体多，三联管结构少、发育差；病变肌纤维呈细胞水肿和肌原纤维破坏的表现；部分肌纤维中可见肌原纤维旋涡样变结构。结论 痉挛性脑瘫的骨骼肌存在着继发性病变，Ⅰ型肌纤维的亚显微结构表现明显。

    中图分类号：R742.3；R361⁺.3 文献标识码：A 文章编号：1001-8174(2000)06-0323-03

    Uitrastructural Study on the Skeletal Muscle of Patients with Spastic Cerebral Palsy

    CHEN Shao-jun

    (Department of Orthopaedics,The 23rd Hospital of PLA，Wulumuqi 830006,China)

    Abstract：Objective To explore pathological features of the skeletal muscle of patients with spastic cerebral palsy.Method 54 skeletal muscle samples of 25 patients with spastic cerebral palsy were observed by gross examination during operation,and under microscope and electronmicroscope.Results The gross examination of skeletal muscle during operation was almost normal.The result under microscope showed that some skeletal muscle fibers degenerated together,the connective tissue proliferated.The result under electronmicroscope showed that the mitochondrion of muscle fiber increased in number,the sarcoplasmic reticulum and transverse tubule decreased and developed poorly.The degenerative muscle fiber showed celle dema or the pathological changes of myofibril under transmission electronmicroscopy.Conclusions The study demonstrated that the skeletal muscle of patient with spastic cerebral palsy has been secondary pathological changes,with type 1 muscle fiber in predominance.

    Key words：Spastic cerebral palsy;Skeletal muscle；Ultrastructure

    痉挛性脑瘫是指中枢神经系统在未发育成熟前病损，引起上运动神经元与下运动神经元间的平衡调控能力失衡，表现出下位中枢的反射亢进，临床上以骨骼肌张力增高为主要表现的一组征候。根本在于神经系统病损，而表现主要在效应器——骨骼肌。那么骨骼肌是否存在着继发性组织形态改变及病损，近年来国外学者己有其组织化学的研究，揭示了骨骼肌纤维组成以Ⅰ型纤维为主，是未发育成熟前脑病损的结果^[1]。其超微结构的研究，缺乏报道。本文对25例痉挛性脑瘫患者手术取下的骨骼肌标本进行了光镜及透射电镜的形态学观察，旨在研究其继发性病变的特点。

    1 材料与方法

    1.1 临床资料 本组25例，均经临床确诊为痉挛性脑瘫。年龄3～28(平均10.2)岁。男19例，女6例。早产10例，难产和/或窒息9例，产后脑病2例，病史不清4例。出生体重小于2500g10例。四肢瘫6例，截瘫12例，偏瘫7例。依据Ashworth标准，肌张力Ⅲ级11例，Ⅳ级9例，Ⅴ级5例。跟、膝腱反射亢进25例，阵挛征阳性20例，巴彬斯基征阳性20例。卧床无行走能力1例，前冲和/或剪式步态24例。

    1.2 试验方法 在矫形外科手术中，对肌肉进行肉眼大体观察，并取骶棘肌标本8个、内收肌标本17个、股二头肌标本10个、腓肠肌标本19个。各标本均行光、电镜观察。送光镜标本，修成1cm³，10%的中性福尔马林固定，酒精逐级脱水，常规石蜡包埋，HE染色，光镜观察。送电镜标本，修成1mm³，4%戊二醛固定，完全随机编号，单盲法分送两个电镜试验室观察。1%锇酸二次固定，丙酮逐级脱水，环氧树脂包埋，超薄切片，硝酸铅、醋酸双氧铀染色，透射电镜观察。

    2 结果

    2.1 大体结果 由深筋膜、肌间隔和骨形成的骨-纤维鞘结构完整。肌外膜、束膜完好，肌滑动性良好。肌束清晰可辨、红润、挤压反应敏锐，基本无肉眼可见的病理改变。仅个别大龄病人，肌束呈暗红色，束内可见散在灰白色纤细的结缔组织条索。

    2.2 光镜结果 大部分标本肌纤维结构完好，横纹清晰(图1)。少数标本偶见肌纤维集簇性透明样变性，横纹消失，呈均匀一致的无结构扭曲状态，肌膜核消失，部分有空泡样变，肌纤维间结缔组织增生(图3)。光镜下观察到的肌梭结构完整，被囊间隙正常存在，梭内肌纤维数量及其与梭外肌纤维大小比未见明显异常(图2)。

    2.3 电镜结果 (1)正常肌纤维。基底膜、肌膜、核膜结构完成，形态正常。细胞核核膜下异染色质聚集，观察到的核仁呈壳核表现。肌原纤维肌节Z线、M线、A带、Ⅰ带结构完整，清晰可见。每一Z线两侧几乎均可见对称成对分布的线粒体，并常见线粒体集合分布于肌膜下，线粒体数量多，线粒体间可见脂滴。而Z线处肌质网、横小管组成的三联管结构少见，发育差(图4～7)。(2)病变肌纤维呈两种表现。一种是以胞浆改变为主，胞浆基质疏松变淡，肌原纤维间隙增宽，线粒体肿胀、嵴变短变少、甚至崩解，而肌原纤维相对完好。另一种是以肌原纤维病变为主，可见肌原纤维断裂、脱丝，肌节结构完全破坏，Z线呈水波纹状或模糊不清、甚至消失，M线、H带、I带无法辨认。核周高尔基体、粗面内质网少见、不发达(图7～10)。(3)在部分肌纤维中可见一种特殊结构表现：横切面上，其它结构均正常的肌纤维肌膜下可见少数几个肌原纤维转为横向缠绕的旋涡状，旋涡上有明显的规律横纹，中央为胞浆成份，周边正常肌原纤维的临界面似有受累缺损表现(图11，12)。

    3 讨论

    骨骼肌纤维被划分为Ⅰ、Ⅱ(Ⅱ?a、Ⅱ?b、Ⅱc三个亚型)两个类型。Ⅰ型肌纤维三联管结构少，发育差，线粒体丰富，多见脂滴，线粒体氧化酶高活力，糖代谢方式属于有氧氧化，收缩缓慢、持续，耐疲劳，适于支持性活动。Ⅱ型肌纤维三联管结构发育良好，线粒体少，糖代谢方式是无氧酵解，收缩快、持续短、易疲劳，适于动作性活动。肌纤维的类型取决于其所受的神经支配类型，每个运动单位内的肌纤维类型一致。在神经支配之前，肌纤维生理上象慢的Ⅰ型纤维，这些纤维在整个膜上分布着Ach受体，对神经递质Ach敏感。当与第一个神经末梢建立接触和形成突触后，这肌纤维就不再与别的神经联系，且Ach受体集中于终板区的膜上。由粗神经纤维支配的肌纤维，发育成具有快的Ⅱ型运动单位的所有特性，反之则为Ⅰ型^[2，5]。1996年Ito对痉挛性脑瘫患者的肌肉进行了组织化学研究，发现Ⅰ型肌纤维聚集、组成占优势，Ⅱ型肌纤维缺乏，认为这是上运动神经元来的对脊髓运动单位的影响反映在肌肉上的结果，同时认为早期脑损伤对这一结果的产生是重要的^[1]。我们对痉挛性脑瘫骨骼肌纤维超微结构的研究，发现Ⅰ型纤维的特点表现突出，从亚显微结构水平支持Ito的结论。提示痉挛性脑瘫，在中枢神经系统未发育成熟前存在病损，病损在神经、肌肉的发育成熟过程中，影响了它们之间的正常支配构成特点，从而使发育成熟的骨骼肌组型上产生了以Ⅰ型纤维为主的特性。而这一组型特性，有利于痉挛性脑瘫肌肉维持待续、耐疲劳、高张的肌张力状态。

    本组痉挛性脑瘫骨骼肌纤维可见程度不同的明显病损。轻度病变时呈胞浆疏松变淡、线粒体肿胀的细胞水肿表现，重度病变时呈肌原纤维破坏、肌纤维集簇变性、结缔组织增生、纤维化、坏死的表现。病变呈现出进展性。这可能是由于：(1)痉挛性脑瘫为了维持其骨骼肌的持续高张，需发动更多的运动单位参于持续、疲劳的痉挛性收缩，引起骨骼肌纤维的代谢负担加重，代谢产物增多，造成肌纤维的代谢性损伤。(2)持续的痉挛性收缩，也可直接造成肌原纤维的损伤。另外，光镜下的肌纤维多灶性、集簇性变性，反映出有失神经损伤的存在。

    细胞的再生能力与生物的进化等级、细胞的分化程度、细胞的增殖能力、细胞的代谢状态、正常的神经营养作用以及发育成熟与否等因素密切相关。目前认为高等的脊椎动物，分化、发育成熟后的骨骼肌组织，未必能再生形成功能性的肌纤维，其再生能力弱而有限^[4，5]。表现出，轻微损伤时，肌纤维未损伤端合成代谢旺盛，形成肌蕾结构伸长进入基底膜袖内，同时伴有肌卫星细胞功能活跃、参与；而范围较大、较严重的损伤，只能由结缔组织修补^[4]。本组标本取自于3岁以上(平均10.2岁)的痉挛性脑瘫患者，观察标本，肌细胞未见细胞核有丝分裂象、核异染质多、能观察到的核仁呈壳核表现，细胞器中高尔基体及粗面内质网少见，细胞的合成代谢能力低下；处于肌细胞膜与基膜间的肌卫星细胞，下陷于肌细胞表面、胞浆浓缩，功能低下；光镜下亦未见肌蕾征。表明发育成熟后，痉挛性脑瘫的骨骼肌纤维的再生能力低下。

    本组痉挛性脑瘫的骨骼肌标本中，可见部分肌纤维中，少数肌原纤维由原先的正常结构变为旋涡状缠绕，聚集于肌膜下的结构。这种结构与萎缩性肌强直中常见的环状纤维^[3]结构相类似，是否是痉挛性脑瘫肌痉挛、神经系统病损的继发改变有待探讨。

    图1 肌纤维横纹清晰，肌膜核分布于周边×400。

    图2 肌梭结构完整，被囊间隙正常存在×400。

    图3 肌纤维集簇性变性，内有空泡变表现(右下)，结缔组织增生×400。

    图4 肌纤维核染质浓缩边集，肌膜下线粒体聚集并见脂滴(左上)，三联管少见×5400。

    图5 核染质浓缩边集，核仁呈壳核表现×6700。

    图6 Z线两侧均可见成对线粒体分布，三联管少见×9400。

    图7 线粒体增多、肿胀、胞浆淡染并多见脂滴，三联管少见×2700。

    图8 胞浆基质疏松、变淡，线粒体肿胀、嵴变短少，肌原纤维结构正常×18000

    图9 肌原纤维断裂、脱丝，线粒体、脂滴多见×5400。

    图10 肌原纤维破坏，Z线呈水波纹状，M线H带I带无法辨认×18000。

    图11 肌卫星细胞胞浆浓缩、下陷于肌纤维表面(左下)，部分肌原纤维旋涡样变聚集于肌膜下(左中)×5400。

    图12 旋涡变肌原纤维聚扰于肌膜下，旋涡上可见规律横纹，正常临近肌原纤维的临界面似有受累缺损卷入×18000。

    作者简介：陈哨军(1965-)，男，河南，学士，主治医师，科副主任，研究方向：小儿矫形外科。

    参考文献：

    [1]Ito J,Araki A.Tanaka H,et al.Muscle histopathology in spastic cerebral palsy[J].Brain Dev,1996,18：299-303.

    [2]徐丰彦，张镜如.人体生理学[M].北京：人民卫生出版社，1989.105-143.

    [3]黄克维，吴丽娟.临床神经病理学[M].北京：人民军医出版社，1999.252-281.

    [4]付小兵，王德文.创伤修复基础[M].北京：人民军医出版社，1997.14-23.

    [5]Bloom W,Fawcett DW，王绍仁.组织学[M].北京：科学出版社，1984.282-327.

    收稿日期：2000-05-15

    修回日期：2000-06-19

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