下尿路控制是一个复杂的多层次过程,涉及周围和中枢神经系统。脊髓疾病或损伤的患者会出现多种膀胱和肠道问题。最常见的是尿急、尿频、急迫性尿失禁、尿潴留和/或大便失禁。
骶神经调控(SNM)或骶神经刺激(SNS)是通过向控制膀胱的神经发送电信号来帮助恢复正常膀胱功能的一种治疗方法。近年来,骶神经调节(SNM)已成为一种针对难治性非梗阻性尿潴留,尿频尿急综合症和急迫性尿失禁患者的公认治疗方式。随着SNM疗法的日渐成熟,其作用机制的研究也越来越深入,今天就让我们跟随Shailesh Raina的脚步一起来探究SNM恢复排尿控制的机制。
膀胱传入神经发射到骶副交感神经核,在那里它们与节前神经元和局部中间神经元均形成突触。其他传入信号主要在导水管周围灰质中上升传递。一些上行发射终止于臂旁核(PBN),其通过丘脑将膀胱传入信号传递到岛叶皮质。位于S2-S4水平的骶副交感神经核通过烟碱受体(nAChR)激活盆腔神经节中的副交感神经元。副交感神经节神经元释放乙酰胆碱(ACh),乙酰胆碱通过M3受体促进逼尿肌收缩,通过突触前M2受体抑制交感神经末梢去甲肾上腺素(NE)释放;副交感神经元也会释放一氧化氮(NO),使尿道平滑肌舒张。位于L1-L2脊髓节段的节前交感神经元(PSN)激活腹下神经节的神经元;这些神经元释放NE,通过3个受体抑制逼尿肌,通过1个受体收缩膀胱颈,并通过2个受体抑制突触前副交感神经传递。在S2-S4节段的Onuf核运动神经元通过阴部神经发射,通过nAChRs引起尿道外括约肌收缩。骶髓神经元接受膀胱a的传入输入,并发送到中脑导水管周围灰质,后者将该信号传递至脑桥排尿中枢,触发排尿反射。脑桥排尿中枢激活骶神经节前神经元,并通过中间神经元抑制Onuf核运动神经元。储尿反射在膀胱充盈时受到刺激,并在腰骶脊髓水平整合。下丘脑岛叶、背侧前扣带回和外侧前额叶皮层参与排尿的行为控制;内侧前额叶皮层对导水管周围灰质施加强直性抑制,并可能参与决定是否开始排尿。
从排空的膀胱开始。膀胱充盈时,逼尿肌本体感觉神经末梢向脊髓上行通路发出充盈(牵张)感。随着充盈感的增加,运动皮质抑制胆碱能受体,刺激b和a受体以及外括约肌。当确认决定排尿时,放松外括约肌的信号沿运动通路下行。外括约肌松弛后,会发送快速信号刺激胆碱能受体和抑制膀胱b受体以启动逼尿肌收缩。逼尿肌收缩开始,并传递抑制a受体和尿道内括约肌的信号,尿道开放,开始排尿。膀胱排空后,膀胱颈闭合,排尿循环再次开始。
骶神经调控的目标是恢复患者正常排尿和储尿的自主控制。SNM的治疗作用被认为是通过电刺激盆腔脏器的传入和传出神经元成分以及连接椎间中间神经元而产生。刺激器在靠近骶神经根处提供电荷,在该区域再生传播轴突动作电位,这反过来又会刺激躯体传入神经,后者通过恢复正常的膀胱功能和抑制反射性膀胱活动(OAB)来调节控制排尿的高级中枢(前额皮质和岛叶),这是通过自适应神经可塑性实现的。因此,一个完整的神经系统(至少远端)是SNM成功恢复膀胱功能的神经要求。SNM对尿道阻力无任何直接影响。
一些研究已经证明了SNM对大脑有调节作用。研究发现,利用PET和功能性MRI检查 ,眶额皮质、角回和丘脑的功能下降,以及对背外侧前额叶皮质的刺激作用。SNM对应着床前角状回、额下回、岛叶和丘脑的活动增加。这种植入前的活动模式被证明可以预测女性OAB患者对SNM的反应。
在神经生理学水平上,OPIOID受体被SNM抑制,这种抑制作用被曲马多及其他阿片类激动剂增强。在SNM过程中,阻断β-2受体显示出相反的反应。
从理论上讲,SNM通过刺激躯体传入神经抑制脊髓内膀胱的感觉处理以及刺激S3和S4神经根的α髓鞘传入纤维和非髓鞘C纤维来调节异常的排尿反射。
SNM刺激后:
OAB:PMC的激活更少
低张力膀胱:横纹肌松弛,平滑肌收缩
盆底功能障碍的保护性反射降低
虽然骶神经调控的作用机制研究仍在不断发展,但骶神经调控的有效性和安全性已得到广泛验证,期待骶神经调控能够为更多的下尿路功能障碍患者减轻疾病的困扰。
参考文献:
Raina S. Neuromodulation for Restoration of Urinary and Bowel Control.Neurol India 2020;68:307-315
https://www.neurologyindia.com/text.asp?2020/68/8/307/302457
