人頸椎黃韌帶交感神經纖維分布的組織學觀察

董德鵬 郭昭陽 馬原野 陳伯華 吳曉淋 相宏飛

［摘要］ 目的

探討人頸椎黃韌帶上交感神經分布的特點及意義。

方法 隨機選取行脊柱后路手術病人15例及成年尸體標本7具，取其黃韌帶逐層三維切片進行乙醛酸染色，分析黃韌帶不同區域交感神經的分布情況。觀察離體后中立位、極端過伸過屈位黃韌帶外側附著點間距（M）、內側附著點間距（N）以及M/N比例（λ）。

結果

黃韌帶存在交感神經纖維，并且內帶（Ⅱ區）相對于外帶（Ⅰ區）分布較少（t=13.35，P＜0.05）。黃韌帶穿行微動脈壁上環繞分布著一些短而呈波浪形的短神經纖維（β型），韌帶纖維中普遍分布點狀、線形交感神經纖維（α型）。黃韌帶M較N更短（λ＜1），微血管在垂直或平行黃韌帶纖維時，管壁分布的β型交感神經纖維受到來自韌帶彈力纖維的剪切力。

結論 黃韌帶上有交感神經纖維分布，且其分布方式可能與黃韌帶的力學特點相關，這種力學相關分布特點可能是造成交感神經型頸椎病的始動因素。

［關鍵詞］ 頸椎；黃韌帶；腎上腺素能纖維；組織學；關節不穩定性

［中圖分類號］ R322.85;R684

［文獻標志碼］ A

［文章編號］ 2096-5532（2023）06-0886-04

doi：10.11712/jms.2096-5532.2023.59.195

［網絡出版］ https：//link.cnki.net/urlid/37.1517.R.20240104.1607.006;2024-01-05 20：00：40

HISTOLOGICAL OBSERVATION OF THE DISTRIBUTION OF SYMPATHETIC NERVE FIBERS IN THE LIGAMENTUM FLAVUM OF HUMAN CERVICAL SPINE

DONG Depeng， GUO Zhaoyang， MA Yuanye， CHEN Bohua， WU Xiaolin， XIANG Hongfei

（Department of Traumatology and Orthopedics， Peoples Hospital of Chengyang District， Qingdao 266109， China）

; ［ABSTRACT］ObjectiveTo investigate the characteristics and significance of the distribution of sympathetic nerves in the ligamentum flavum of human cervical spine.

MethodsA total of 15 patients undergoing posterior spinal surgery and 7 adult cadaver specimens were selected， and the three-dimensional slices of the ligamentum flavum layer by layer were collected for glyoxylic acid staining to analyze the distribution of sympathetic nerves in different regions of the ligamentum flavum. The distance between the lateral attachment points of the ligamentum flavum （M）， the distance between the medial attachment points （N）， and M/N ratio （λ） in the neutral position， extreme overextension， and over flexion position after detachment.

ResultsThere were sympathetic nerve fibers in the ligamentum flavum， with fewer fibers the inner zone （zone Ⅱ） than in the outer zone （zone Ⅰ） （t=13.35，P<0.05）. Some short and wavy nerve fibers （β） were distributed around the wall of the passing arterioles， and sympathetic nerve fibers in dotted and linear shapes （α） were commonly distributed in ligament fibers. The distance M of the ligamentum flavum was shorter than the distance N （λ <1）， and when the distribution of microvasculature was vertical or parallel to fibers of the ligamentum flavum （β）， the sympathetic nerve fibers （β） distributed on the wall were subjected to shear forces from the elastic fibers of the ligaments.

ConclusionSympathetic nerve fibers are distributed in the ligamentum flavum， and the way of distribution may be associated with the mechanical characteristics of the ligamentum flavum. Such mechanical distribution characteristics of sympathetic nerve fibers may be the initiating factor for sympathetic cervical spondylosis.

［KEY WORDS］cervical vertebrae; ligamentum flavum; adrenergic fibers; histology; joint instability

頸性眩暈（CV）致病機制曾被認為是椎動脈受鉤椎關節增生壓迫引起后循環缺血（VBI）而致病，或者是因鉤椎關節增生骨贅刺激椎動脈上交感神經而引起癥狀［1-3］。然而此理論不能有效解釋臨床體位動態變化激惹致病現象。而對于頸椎管周圍韌帶系統中交感因素的研究揭示了交感因素在CV起因中的重要作用［4］。越來越多的證據表明，交感神經纖維存在于椎管周圍組織中，這對于CV的產生是有意義的。如果能明確頸椎軟組織中交感神經纖維的分布規律，就可以完善交感神經刺激理論。本文旨在通過組織學觀察分析黃韌帶不同區域交感神經的分布情況，并分析交感神經纖維與黃韌帶生物力學結構的關系，以期為“機械刺激-交感-循環激惹”軸理論成立提供依據。

1 材料和方法

1.1 標本來源

活體標本來源于青島大學附屬醫院脊柱外科手術室。病人因椎管周圍退變及其繼發性改變，影像學上存在脊髓、血管等組織壓迫，引起癥狀或體征并在客觀上需要接受頸椎后路手術和（或）去除黃韌帶治療。成年尸體標本來源于青島大學解剖學教研室，既往無頸椎病史，因非頸椎病患死亡，均經甲醛浸泡處理保存1年以上，經肉眼觀察排除畸形、外傷和明顯退變。

1.2 取材及乙醛酸溶液制備

活體取黃韌帶，均采取頸椎后路手術方式，包括去黃韌帶減壓術、頸椎全椎板去除減壓術、頸椎后路單開門椎管擴大成形術，術中均根據減壓節段整片取出單側或雙側黃韌帶?？梢砸С蛋迳暇壣俨糠止琴|，使黃韌帶更易顯露。切除黃韌帶止點的情況下，只需刮除黃韌帶附著在上位椎板的部分約5～7 mm即可剝離。對于尸體標本，遵照術中所取黃韌帶的范圍取完整節段黃韌帶。

乙醛酸反應液（SPG液）制備：蒸餾水15.0 mL，0.2 mol/L蔗糖1.370 g，0.236 mol/L磷酸二氫鉀0.642 g，980 g/L的一水乙醛酸0.510 g，2 mol/L NaOH 約2.4 mL（應用電子pH計調至pH值7.4），

加蒸餾水定容為20 mL。由于染片數量較多，需要SPG液約700 mL。

1.3 黃韌帶組織乙醛酸染色及結果觀察

所取組織標本在恒冷切片箱中進行冷凍切片，切片厚度為20～25 μm。將切片固定在載玻片上，依次浸泡于制備好的SPG液中2 min，重復此步驟3次。干燥后，放入100 ℃烤箱中加熱5 min，每張切片覆蓋一層石蠟油，并輕輕放上載玻片，再放入80 ℃烤箱中加熱2 min。全部切片均使用Olympus熒光顯微鏡及常規光學顯微鏡檢查，調諧激發光波長為410 nm，用400倍高倍鏡在熒光條件下選取不同區域、不同空間切位對鋪片進行鏡檢，輔以圖像分析軟件（imagepro plus 9.0、Ipwin32）進行截圖定性分析，將全部觀察視野中的點狀或者線狀熒光視為有效計數單位，記錄各切片的有效熒光單位數量，每張切片固定區域檢出有效熒光單位＞5即視為鏡檢陽性。

抽取20張神經纖維熒光表達陽性的冠狀位或軸位切片，結合圖像分析軟件（imagepro plus 9.0、Ipwin32）進行測量分析，統計黃韌帶Ⅰ區（外帶）、Ⅱ區（內帶）交感神經纖維的熒光強度值，分析不同區域內交感神經分布密度。

在抽取的20張神經纖維熒光表達陽性的冠狀位或軸位切片上，隨機選取α和β型兩型神經纖維（長點狀、線形交感神經纖維為α型，短波浪形神經纖維為β型）表達的熒光單位，輔以imagepro plus 9.0和Ipwin32圖像測量分析，統計各切片的熒光強度值，并通過化學熒光染色的染色輪廓觀察神經纖維組織學形態特征和分布特點。

黃韌帶離體處理后，3 h內用網格法描記黃韌帶附著點及雙面矢狀位投影，觀察離體后中立位（A型）、極端過伸過屈位（B、C型）黃韌帶外側附著點間距（M）、內側附著點間距（N）以及M/N比例（λ）。

1.4 統計學分析

采用SPSS 19.0統計軟件進行統計學分析。計數資料用頻數和百分數表示，組間比較采用卡方檢驗；計量資料以±s表示，兩組均數比較采用兩獨立樣本的t檢驗，多組均數比較采用單因素方差分析，兩兩比較采用SNK（Student-Newman-Keuls）法。以P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結? 果

2.1 人頸椎黃韌帶組織切片不同切位上交感神經纖維組織學觀察

在Ⅰ區黃韌帶軸位切片中可觀察到微血管腔中有少量血細胞，也可以觀察到清晰的動脈管壁樣結構，以及硬膜外脂肪組織、韌帶外側部分散在脂肪細胞，在這些血管腔外壁上環繞分布著一些短而呈波浪形的神經纖維（β型），這些神經纖維并非集中于血管某切面分布，而是散在環繞分布（圖1A）；在Ⅰ區黃韌帶矢狀位切片中可以看到兩型交感神經纖維在黃韌帶纖維中穿行（圖1B）；在Ⅰ區黃韌帶冠狀位切片上可觀察到直線形交感神經纖維呈簇狀于黃韌帶纖維間穿出，夾雜部分波浪形交感神經纖維（圖1C）。在Ⅱ區黃韌帶冠狀位切片上均可觀察到穿行在黃韌帶彈力纖維之間的點狀、線形（α型）交感神經纖維熒光單位（圖1D）；在Ⅱ區黃韌帶矢狀位、軸位切片上同樣可以觀察到散布于血管腔壁的交感神經纖維熒光單位（圖1E、F）。

2.2 活體和尸體標本不同切位切片的熒光陽性率比較

活體標本冠狀位、軸位切片的熒光陽性率比較，差異無統計學意義（P＞0.05）；尸體標本冠狀位、軸位切片的熒光陽性率比較，差異亦無統計學意義（P＞0.05）。見表1。

2.3 活體與尸體標本切片陽性率比較

活體標本熒光鏡檢陽性和陰性切片數分別為274（75.07%）和91（24.93%），尸體標本陽性和陰性切片數分別為236（53.76%）和203（46.24%），活體標本切片陽性率與尸體標本比較差異有統計學意義（χ2=39.02，P＜0.05），表明活體標本比尸體標本更易觀察到神經纖維的存在。

2.4 人頸椎黃韌帶不同區域熒光強度值測量分析

在所有鏡檢呈陽性的510張切片中隨機抽取20張，對整張切片Ⅰ、Ⅱ區進行化學熒光染色，發現Ⅰ區較Ⅱ區交感神經纖維分布多且相對密集，Ⅰ區交感神經纖維熒光強度值（6 825.62±971.57）顯著高于Ⅱ區（2 401.45±1 119.45），差異具有統計學意義（t=13.35，P＜0.05）。

2.5 人頸椎黃韌帶形態模擬描記和形態學測量

A、B、C三型黃韌帶比較，M、N及λ差異均無顯著性（P＞0.05）。黃韌帶M較N更短（λ＜1），即在同等的椎板位移情況下外側彈力纖維較內側彈力纖維需要更顯著的形變，推斷外側束韌帶彈力纖維較內側束韌帶彈力纖維形變可以更大。見表2。

3 討? 論

傳統的CV主要指“椎動脈性頸椎病”和“頸交感性頸椎病”，但是否存在CV這一疾病目前有很大爭議［5］。在CV眾多的致病機制中，尤以頸部交感因素的研究相對深入，在解釋病理生理學和病因學方面，頸部交感因素的作用越來越重要［6-8］。1999年于騰波等［9］研究顯示，刺激頸交感神經節后，椎動

脈發生了明顯血流動力學變化，認為交感神經在頸部的解剖存在可能是影響血流動力學的主要原因，提出了“交感神經-血流動力-中樞”的神經反射調節機制。解剖學研究也發現，人C2～6椎間孔中容納的竇椎神經來自相對應節段的交感神經節脊膜支，這些神經分布至包括后縱韌帶在內的椎管內及椎間孔周圍組織［9-10］。組織形態學研究進一步證實了人類頸椎間盤、頸段后縱韌帶、頸椎關節囊上分布有大量的感覺神經纖維和交感神經纖維［11-12］。這表明人頸椎交感神經末梢神經趨向分布于與頸椎生物力學相關的具有動態特點的解剖結構中。

本實驗通過三維切片乙醛酸染色并結合蘇木精-伊紅染色觀察發現，人頸椎黃韌帶中有血管結構分布，類似微動脈結構可在Ⅰ區近關節囊部平行于黃韌帶彈力纖維走行，散在的無動脈管壁樣血管穿行于Ⅰ、Ⅱ區韌帶彈力纖維間。黃韌帶作為一個在椎管后方維持頸椎穩定的特殊彈性蛋白結締組織結構，特別之處是在較整齊排列的彈力纖維中穿行較多的微動脈管腔系統，這些微動脈血管形成逐級放大的后循環供血網絡，并且在動態力學活動中不受外力的直接刺激保持“獨立性”［13］。

本文結果顯示，活體標本黃韌帶切片熒光鏡檢陽性率與尸體標本比較差異有統計學意義，活體標本比尸體標本更容易觀察到神經纖維的存在。雖然新鮮組織較尸體組織切片更易觀察到神經纖維的分布，但神經纖維分布都存在同一性特征，說明交感神經纖維確實存在于黃韌帶中，且分布特征相似。

通過測定黃韌帶不同區域熒光強度值發現，Ⅰ區（外帶）較Ⅱ區（內帶）交感神經纖維分布多且相對密集。同時，本研究對黃韌帶極端情況下切面投影進行了模擬分析，結果顯示，過伸過屈位時均以接近內面、邊緣外帶纖維形變最大。測量離體的椎板-黃韌帶復合體中黃韌帶，結果顯示λ＜1，表明黃韌帶垂直距離分布的彈力纖維外側較內側更短，更易受外力作用而產生形變。這說明黃韌帶的運動與其中血管的受牽拉剪切力主要來自于外帶，而交感神經亦密集分布于外帶，由此我們推斷，無論黃韌帶如何形變，穿行或順行走行在其中的血管壁均受到黃韌帶纖維相對位移所造成的剪切力，這些剪切力也作用于血管壁或韌帶彈力纖維間分布的α型交感神經纖維，以及分布在血管壁上的β型交感神經纖維，造成對交感神經的牽張刺激，這種刺激可以通過微血管網對后循環系統造成血流干擾，最終產生中樞的眩暈感受反射。

然而，本實驗在定量分析的精確性上仍存在一定不足，因受倫理學所限也缺乏生理狀態完全正常解剖結構標本的研究，臨床上并非所有失去頸椎穩定的情況下均會出現相應的交感癥狀，相關理論仍需要進一步完善。

綜上所述，人頸椎黃韌帶存在交感神經纖維，黃韌帶纖維間穿行微動脈壁上環繞分布著一些短而呈波浪形的β型交感神經纖維，韌帶纖維中普遍分布著點狀、線形的α型交感神經纖維，這種力學相關分布特點可能是交感神經性頸椎病的病理生理學基礎［14］，而頸椎失穩可能是造成交感神經型頸椎病的始動因素。

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（本文編輯 馬偉平）