第二节 肌强直
肌强直是有锥体外系参与的病理性肌张力升高的状态,协同肌和拮抗肌的肌张力均增高,是帕金森病的核心运动症状之一。虽然肌强直不是帕金森病最严重的症状,但它在诊断以及评估不同治疗的效果方面起着重要作用。尽管帕金森病患者可能感觉关节僵硬以及肌肉发紧,或者甚至存在功能限制(例如“冷冻”肩膀),但一般来说,肌强直是由临床医生检查的体征,而不是由患者描述的症状。
一、病理生理机制
一些事实表明神经方面的因素导致强直的形成:①强直是反射性的,脊神经后根被切除后强直消失,蛛网膜下腔或硬膜外注射局麻药物后可减轻或终止强直。对侧肢体被动运动可增强肌强直,也支持传入冲动参与强直形成的观点;②立体定向手术已经显示苍白球和一些丘脑核群影响肌强直;③左旋多巴能有效地减轻肌强直,甚至能使之转换成肌肉低张力。
目前,对强直形成的病理生理机制没有一个统一的意见,存在如下三种观点:
(一)脑途径
僵直型帕金森病患者的苍白球受到抑制、放电频率降低,导致神经兴奋性降低,继而苍白球-丘脑底核的投射纤维GABA释放减少,丘脑底核去抑制,进而导致基底神经核输出核团兴奋性增强,丘脑和大脑皮质运动区受到抑制,最终导致运动减少和僵直症状。
关于脑机制的研究认为,大脑皮层交换神经元的一条长反射回路可能存在高兴奋性。研究发现,当肌肉正在活动而突然受到干扰或突然停止时,活动肌的肌电图出现3种暴发波(暴发性放电),这些暴发波中的前两个波M1和M2在比反应时间还短的时间内出现,不是自发产生的,而是反射性的肌电活动。帕金森病患者与正常对照组相比,M1正常而M2明显增大,因此M2反应的机制可能与强直的形成有关。针对M2的起源问题,有三个假说:①M2反应反映一条长神经回路的运行,该回路起自肌梭初级感觉末梢,可能经运动皮层,并通过皮层脊髓束传出;②M2反应是Ⅰa纤维传入的一部分转变而成的延长且分离的暴发波;③牵张反射中M2的长潜伏期成分是来自肌梭次级感受末梢的更小的Ⅱ类纤维传入,它比Ⅰa传入迟到达脊髓。如果第一个假说是真实的话,意味着强直和增加的M2的反应是由于这条经皮层的本体感受反射通路可能在皮层水平出现去抑制,最终导致支配梭外肌纤维的ɑ运动神经元过度兴奋。
研究证实基底节对运动神经元的影响可以通过具有中脑中继和皮层形成的皮质下多突触途径来表达。中脑和网状结构的作用之一通常是使运动神经元接受皮质由于脊髓反射产生的指令。在正常的运动中,皮质脊髓和皮质下通路协同作用。然而在帕金森病中,皮质脊髓束几乎不起作用。另一方面,皮质下通路不能充分发挥作用。而M2波的增加不能单纯靠脊髓反射的代偿产生,需要皮质活动的增加。
(二)脊髓途径
肌强直可能是单纯的脊髓病的症状,比如肌强直可出现在脊髓胶质瘤中。痉挛的产生是由于抑制兴奋性的机制效能下降后,牵张反射兴奋性继发性增高;但强直时控制牵张反射兴奋性的主要机制仍能正常地起作用。研究认为网状核和网状脊髓束参与在中间神经元出现异常的调控中,至少有两个脊髓反射通路存在障碍。
运用微神经图技术记录得知,帕金森病患者Ⅰa纤维传入比正常对照组有更高的频率和更长的持续时间。Ⅰa中间神经元主要接受Ⅰa纤维的传入,其轴突与支配拮抗肌的运动神经元构成抑制性突触,形成牵张反射的交互抑制的神经机制,其主要功能是防止拮抗肌与运动肌同时收缩,以协调反射活动。Ⅰa交互抑制的增强可能是造成帕金森病患者肌强直的原因之一。Ⅰb中间神经元接受来自肌肉高尔基体的Ⅰb传入纤维的冲动,发出轴突与同名肌和协同肌运动神经元发生抑制性突触联系,组成调节肌张力的负反馈系统,Ⅰb中间神经元兴奋性下降,对运动神经元的反馈抑制减弱,使肌张力增高,出现强直。已发现帕金森病患者中Ⅰb中间神经元兴奋性较低,且兴奋性越低,强直越严重。
在条件反射性刺激后5ms,强直深度与H反射幅度间呈线性的相关性(r=0.79,p<0.001)。紧张性牵张反射尤其引人注意,因为它是肌紧张发生的基础,与强直具有很好的相关性。紧张性牵张反射是在肌肉受到缓慢而持续的牵拉时出现,正常人通常较弱,而帕金森病患者则反射特别强。紧张性牵张反射的神经生理学机制还不太清楚。没有证据显示反射过程中Ⅰa传入与运动神经元的放电具有明显相关性,预示着Ⅰa以外的其他机制可能在起作用。有人认为,在合适的条件下,肌肉Ⅱ类纤维传入可能伴随Ⅰa传入而导致紧张性牵张反射发生。动物实验研究结果支持如下观点:Ⅱ类传入纤维能在屈肌和伸肌中产生自体兴奋(正反馈)。这依赖于相关的中间神经元的状态(这些中间神经元被其他传入包括来自更高级中枢的传入或抑制)。
迄今,Ⅰa交互抑制的增强和Ⅰb中间神经元兴奋性下降是可以确定的两个显著异常。但即使在Ⅰa纤维中,由于没有帕金森病在脊髓水平上存在生化功能障碍的报道,周围传入神经的改变仍然是未知的。因此,强直这种异常的改变反映了下行的脊髓传导束兴奋性的变化。多条或仅仅一条传导束可能发生兴奋性改变。由于Ⅰa和Ⅰb中间神经元的变化具有密切的相关性(r=-94,p<0.001),所以它们的变化都依赖于同一机制发生。根据动物的神经生理学研究结果,网状脊髓束是一条能较好地解释这两者变化的传导束。正常情况下,这条传导束抑制Ⅰb抑制性中间神经元,在脊髓固有神经元池交换神经元后它兴奋Ⅰa抑制性中间神经元。然而,网状脊髓束功能的变化显然反映了该传导束下行路径中神经核的调节,该核被称为巨细胞网状核。因而推测帕金森病中巨细胞网状核出现功能的改变,其对脊髓Ⅰb中间神经元的调制可以解释强直。基底节传出影响巨细胞网状核的通路还没有清楚地确定下来,但已经明确该核接受来自脑桥脚被盖核的传入冲动,后者在解剖和功能上都与帕金森病有关。
研究证实基底节对运动神经元的影响可以通过具有中脑中继和皮层形成的皮质下多突触途径来表达。
二、临床特点
帕金森病肌强直的特点为被动运动关节时阻力大小始终一致。当关节进行被动运动时,增高的肌张力始终保持一致,检查者感受到的阻力增高是均匀的,拿起患者的胳膊或腿,帮助其活动关节,明显感到患者肢体僵硬,活动其关节困难,像来回折一根铅管,类似弯曲软铅管的感觉,故称“铅管样肌强直”(lead pipe rigidity);如患者同时存在静止性震颤,则在伸曲关节时可感到在均匀的阻力中出现断续的停顿,如同两个咬合的齿轮转动时的感觉,称为“齿轮样肌强直”(cogwheel rigidity)。病情较轻的患者,可以让其主动活动对侧肢体,同时被动活动患者的手腕或前臂也可以检查出齿轮样强直。不伴有“铅管样”抵抗而单独出现的“齿轮样”强直是不满足肌强直的最低判定标准的。肌强直不同于有锥体系参与的、往往伴随病理反射阳性、腱反射亢进的肌张力增高(痉挛),在关节被动活动时也没有折刀样感觉。
在发病早期几乎所有患者均可被检查出肌强直,多自一侧肢体开始。初期感到某一肢运动不灵活,有僵硬感,并逐渐加重,出现运动迟缓、甚至做一些日常生活的动作都有困难。肌强直可累及全身骨骼肌:四肢屈肌和伸肌、躯干屈肌、颈部以及面部肌肉,以肩胛带和骨盆带肌的强直更为显著。
肌强直常首先被发现出现在帕金森患者的颈后肌群和肩部肌群。肌强直较重的患者,当其仰卧在床上时,其头部可能保持向前屈曲数分钟,在头部与床垫之间留有一空间,称为“心理枕”。躯干肌强直容易被忽视或误认为是姿势异常。如果从患者后方推动其肩部,患者强直的上肢不会被动地摆动,即Wilaon征。
大多数患者上肢比下肢的强直程度重得多,发病早期患者有一特殊体征有助于诊断:让被检查者双肘置于桌上,使前臂与桌面成垂直位置,两臂及腕部肌肉尽量放松,此时正常人腕关节屈曲与前臂约成90°,而帕金森病患者由于腕关节伸肌强直,腕关节仍保持伸直状态,就像铁轨两边竖立的路标一样,故称为“路标现象”。另外,由于手臂肌肉和手部肌肉强直,使患者上肢不能做精细动作,可表现为书写困难,写字时越写越小,呈现写字过小症(micrographia)。
面部肌肉强直可出现与运动减少一样的“面具脸”。患者会因肌强直而呈现特殊的姿势。当四肢、躯干、颈部肌肉同时受累时,患者会呈现一种特殊的姿势,称之为屈曲“猿猴状”姿势,表现为头部前倾,躯干俯屈,肘关节屈曲,腕关节伸直,前臂内收,双上肢紧靠躯干,髋及膝关节弯曲。患者还会呈现出“纹状体手”:掌指关节屈曲,指间关节伸直,手指内收,拇指对掌,手在腕部向尺侧偏斜。
疾病进展后还可表现为扭头、转身困难,此时因颈部和躯干肌肉强直,患者必须采取连续地小步移动,使头和躯干一起慢慢地转动才能完成动作。肌强直也可导致其他骨骼异常如脊柱侧弯,躯干前屈。有研究发现,帕金森病患者脊柱多弯向健侧,如右侧偏身帕金森病患者脊柱弯向左侧。
帕金森病患者常因肌强直严重而出现颈痛、腰痛及肢体关节疼痛,也会出现关节疼痛,尤其在老年患者有时易被误诊为颈、腰椎间盘突出等骨关节病。在疾病晚期于站立和行走时可出现髋关节疼痛,这是由于肌张力增高使关节的营养血管的血供受阻和肌力减退,关节受体重的压迫所致。强直也可能与肩背部弥散性疼痛和肩周炎有关,肩周炎可出现在帕金森病发病前或病程的任何时候,需注意鉴别。全身肌强直可导致帕金森病特有的姿势,较易识别;但是在疾病早期的某一阶段,患者可仅仅表现为单个肢体的肌强直,易被忽略。偏身肌强直常被误诊为脑血栓,而与脑血栓伴行的帕金森病患者更易被漏诊。
任何稳定期患者的肌强直程度不是固定不变的。对侧肢体的主动运动、焦虑、应激等均可使肌强直增强,对侧肢体的被动运动同样也可增强肌强直,只是比主动运动引起的程度要轻。增强效应还受到患者的姿势(站立比坐位明显),以及受试的对侧肢体的近端或远端肌群的动作的影响,一般近端肌群动作的增强效应较远端肌群明显。另外,检查关节活动时的速度也影响肌强直的程度,缓慢拉伸时肌强直明显,而快速被动活动关节时感受到的肌强直弱甚至感受不到。
在帕金森综合征中肌强直也有其不同的表现,如进行性核上性眼肌麻痹(PSP)患者出现肌强直时,其肢体的僵直和远端的运动迟缓相较中轴的僵直及运动迟缓症状轻微。从手腕到手肘再到肩膀的肌强直严重程度逐渐增加。在进行远端快速交替动作如对指运动时,帕金森病患者的运动幅度逐渐减小,而患有PSP的患者运动幅度的变化不确定。写字过小症在PSP患者中的出现率较帕金森病患者高,但PSP患者并不像在帕金森病中那样逐渐减小。
在皮质基底节变性(CBGD)的患者中,肌强直是最常见的运动障碍的表现,症状与其他帕金森运动症状相似,表现为不对称的肢体肌强直。
几乎所有的多系统萎缩(MSA)患者不管最初的表现如何,在疾病进程中都会发展为帕金森综合征。大多数患者有双侧肌强直,但其多表现为双侧不对称。与运动迟缓一样,MSA患者肌强直的进展较帕金森病患者快。
与其他帕金森综合征不同,路易体痴呆(DLB)患者一般会出现双侧对称的运动症状,尤其是肌强直和运动迟缓在DLB中最常见。
三、诊断
临床医生通常利用UPDRS运动评分,通过活动患者的肢体对帕金森综合征患者的肌强直进行评估。0分表示没有肌强直;1分表示轻度,只能在患者做一个动作而转移注意力是察觉到;2分表示轻度到中度强直;3分为明显强直,但仍较容易完成整体动作;4分表示严重强直,难以完成完整动作。
上述主观性的评价标准在判断肌强直严重程度,及评价某种治疗方法对改善肌强直症状是否有效时,可能在不同临床医生中会存在争议。另外,帕金森综合征的其他症状的严重程度也有可能对肌强直的评分产生影响。
为了能够定量地评判肌强直的程度,可以采用一种传感器装置。这一装置与临床医生的检查一样,需在患者关节被动活动时进行信息采集,传感器用来监测检查者在移动肢体和被动活动关节时所施加的力,肌强直的程度用机械的方式来描述,再根据这两个参数计算出阻抗。在患者被检查的关节远端放置两个充气垫来传导力量,检查者手握气垫位置活动患者关节:如检查肘关节时,检查者握住置于患者腕关节部位的空气垫来使患者关节被动活动(这个气垫不止能记录位移,也能记录运动的角速度,这些数据传导到电脑上并进行分析);将陀螺仪沿着尺骨放置在肘部的远侧,并将P+G测角器放在手臂尺侧;将6D系统的三个电磁传感器放置分别放置在茎突和肱骨的上髁以及肩部。这些装置可得到转矩、角位移、角速度等物理量,一般检测的时间为50秒。利用计算机将得到的物理量算出机械阻抗(Z),Z被证实与肌强直的UPDRS评分之间存在指数关系。因此,可以用该装置来对肌强直进行定量的评价。
(王 莹 谢安木)