小儿脑瘫的病理生理
脑瘫的病理改变很广泛,主要为脑干神经核、皮质、灰质团块的神经元结构改变以及白质中神经纤维变化及髓鞘分离等。痉挛型双瘫以脑室周围白质软化改变为主,多见于早产儿;不随意运动型可见基底节病变或脑室周围白质软化;共济失调型大部分为先天性小脑发育不全;痉挛型偏瘫主要是对侧脑损伤。
一、基本病理变化
出生前的脑损伤以脑发育不全为主;出生后以脑软化、瘢痕、硬化或脑萎缩、脑穿通等为主,未成熟儿可出现脑组织缺氧性坏死或白质软化。除脑萎缩或坏死外,还有脑水肿、脑出血等。胆红素脑病引起的后遗症,胆红素浸润部位最明显的是基底核,呈鲜亮黄色或深黄色,表现为黄疸症,导致大脑功能失常。显微镜下皮层各类神经细胞数目减少,层次紊乱,变性,胶质细胞增生。从原因分析病理变化主要有:发育障碍和脑损伤,中枢神经系统发育障碍或损伤类型主要累及锥体系、锥体外系和小脑三大体系。
1.中枢神经系统发育障碍及先天畸形 脑发育不全常见于额叶、颞叶、脑室周围、胼胝体、脑白质等。先天畸形主要有神经管闭合不全而形成无脑畸形、脑膜膨出和脑膜脑膨出、中脑水管畸形等;脑泡演化发育障碍导致全前脑畸形、小脑扁桃体下疝畸形等;神经元移行及脑回形成障碍导致神经元异常,平脑回或无脑回、巨脑回畸形、多小脑回畸形等;联合障碍或中线结构异常可有胼胝体缺如或发育不全,透明隔缺如或发育不全等。
2.脑室周围白质软化(PVL) 是脑损伤的主要神经病理改变,是存活患儿出现神经发育和行为障碍的主要原因。其发生机制为未成熟儿脑室旁白质供血动脉发育不完善,终动脉侧支循环尚未建立,由缺氧、缺血所致。现已证实早产儿PVL与脑瘫发生有紧密联系,典型临床表现是痉挛型双瘫或四肢瘫,亦与皮质脊髓束神经纤维受损有关。视觉损伤可能与PVL有关,表现为不同程度的视觉感知障碍、视觉发育延迟、视力异常、视野缺损、斜视、眼球震颤、眼球追随运动缺陷等。可能是因为未成熟的视觉系统对不良事件较为敏感,PVL使视放射白质纤维缺失、皮层输入/输出纤维受损,从而导致视交叉后视路内神经元间、皮层与皮层下中枢之间信息传递障碍所致。
3.神经生化的改变 根据体外实验和动物实验结果认为,自由基和神经递质如谷氨酸可促进脑组织坏死。白介素-1β(IL-1β)、白介素-6(IL-6)和肿瘤坏死因子α(TNF-α)可通过胎盘屏障和胎儿血-脑脊液屏障,进而损伤胎儿发育中的脑,引起脑室内出血和PVL。缺氧、缺血或低血糖引起的细胞ATP减少,可使细胞死亡,与以后出现的神经系统发育异常有关。
4.产伤所致脑损伤 产伤可为颅外产伤、颅骨产伤和颅内产伤。颅内产伤主要为硬脑膜撕裂、硬膜下血肿、脑缺血性梗死等。与脑瘫关系密切的主要是后两种。
5.胆红素脑病 高胆红素血症时,胆红素通过血-脑脊液屏障,损害中枢神经系统的某些神经核,导致脑瘫。病变的特点是基底节、海马、丘脑下部、齿状核等被染成亮黄色或深黄色。上述部位可有神经元变性、坏死,神经胶质细胞增生等变化。佳木斯大学康复医学院已成功制备高胆红素血症致新生仔兔脑瘫动物模型,宫内感染致仔鼠脑瘫动物模型,进行了超微结构、脑干听觉诱发电位、单胺类神经递质、神经特异性蛋白质(MBP,S-100及NSE)等系列研究。结果发现,高胆红素血症致脑瘫兔海马、基底节区神经元数量减少,脑干、海马、基底节区神经髓鞘脱失,存在蜗后性听路损害;脑瘫模型中兴奋性氨基酸有神经毒性作用,氨酪酸(GABA)可能有对抗兴奋性递质的作用;胆红素选择性损伤基底节区多巴胺能、5-羟色胺能神经元,导致该区多巴胺、5-羟色胺含量下降。
6.缺氧、缺血性脑病 脑缺氧、缺血是构成围生期胎儿或婴儿脑损伤的主要原因。基本病变主要有脑水肿、脑组织坏死、缺氧性颅内出血等。近年来,缺氧或缺血所致细胞生化改变导致细胞受损或凋亡已被关注。
7.先天性感染 先天性感染目前已被认为是主要致畸因素,不仅可以引起中枢神经系统畸形,病变本身也可造成小儿脑瘫。1987年Nachmias首先把能导致先天性宫内感染引起畸形的病原体概括为TORCH(T为弓形虫,R指风疹病毒,C指巨细胞病毒,H指单纯疱疹病毒,O指其他病原体)。(https://www.daowen.com)
8.三大体系损伤特点 无论何种原因,脑损伤或发育障碍部位与脑瘫的病型及临床表现相关。脑损伤部位主要分为三大类:锥体系、锥体外系和小脑。
(1)锥体系损伤:多为大脑皮质(灰质)的不同部位、锥体束(白质)的不同部位损伤,早产儿多见PVL。可引起躯干及肢体的随意运动障碍,主要为痉挛型脑瘫,临床可见全身性瘫痪或不同部位的瘫痪。
(2)锥体外系损伤:主要损伤部位为基底节、丘脑、海马等部位,可引起随意运动障碍、肌强直、肌张力突然变化或动摇不定,临床多见强直型、不随意运动型脑瘫,锥体外系损伤多累及全身。
(3)小脑损伤:由于小脑不同部位的损伤,可导致共济失调、平衡障碍、震颤等,临床多见共济失调型脑瘫,累及全身。
上述三大体系的损伤往往不单独存在,临床表现常以一种损伤为主。
二、神经生理改变
1.锥体系损害的影响 锥体束损害,引起随意运动障碍,出现失去上运动神经元抑制作用的功能释放症状。肌张力增高,为痉挛性硬瘫。因肌肉尚能接受脊髓前角发出的神经冲动,所以无营养障碍,肌肉不萎缩。深反射因失去上运动神经元控制而呈亢进状态,则出现病理反射。由于锥体系受累部位不同,可出现单瘫、双瘫、偏瘫和四肢瘫等。
2.锥体外系损伤的影响 从发生先后来说,纹状体分旧纹状体(苍白球、黑质)与新纹状体(尾状核与壳核)两部分,统称为纹状体苍白球系统。该系统损伤主要表现为肌张力的增高或降低及运动状态异常,运动过多或过少。
3.小脑损伤的影响 从生理功能上看,小脑具有维持身体平衡(前庭脊髓束)、调整姿势反射(脊髓小脑束)、调整随意运动(皮质脑桥、小脑束)三大功能。小脑发生损害可发生:平衡障碍,表现为直立时摇晃不稳,步态蹒跚而倾斜,类似醉汉;共济失调,表现为意向性震颤运动时出现,静止时消失;快速动作不良;不能做内容复杂的精细动作,如穿针、系鞋带等;协调运动障碍,辨距不良,如步行时举足过高,抓物时摇摆不定等;眼球震颤、言语不清、书写障碍等。
(王克玲 左月仙)