基于筋骨平衡理論探討椎旁肌病變與腰椎退變的關系

劉爽,施杞,杜文嵐,李曉鋒

(上海中醫藥大學附屬市中醫醫院,上海 200071)

腰椎退變性疾病是指由于腰椎間盤及關節突關節等鄰近組織結構發生退行性改變而誘發腰腿痛的一類疾病[1]。既往對于腰椎退變性疾病的診療,學者們更多地關注椎間盤和關節突關節的變化,而忽視了椎旁肌這一重要的脊柱穩定結構的變化。筋骨平衡理論強調,在臨床診治骨傷疾病時應關注骨關節與軟組織之間的平衡與協調[2]。本文基于筋骨平衡理論對椎旁肌病變與腰椎退變的關系進行了探討,以期為腰椎退變性疾病的診療提供新的思路。

1 筋骨平衡理論概述

在中醫學中,“筋骨”是一個常用的術語,這里的“骨”涵蓋了骨骼和關節,而“筋”則包括了筋膜、韌帶、肌肉等軟組織。在《靈樞·經脈》中,有“骨為干,筋為剛,肉為墻”的描述?！峨s病源流犀燭·筋骨皮毛發病源流》曰:“筋也,所以束節絡骨,為一身之關紐,利全體之運動者也?！贝送?《說文解字》中也有相關的解釋:“筋,肉之力也,從力從肉從竹。竹,物之多筋也,凡筋之屬皆從筋;骨,肉之附也,從冎有肉,凡骨之屬皆從骨?！睆倪@些經典文獻中可以看出,骨、筋、肉之間的關系極為密切?！敖钍嵌麢C關”是中醫學對筋與骨關系的最精煉描述。人體的活動是由筋與骨相互配合完成的,其中骨充當支架,關節作為樞紐連接骨與骨,肉則負責連接各部分,而筋則提供動力的來源[3]?！豆沤駡D書集成·醫部全錄》曰:“腰脊者,身之大關節也,故機關不利而腰不可以轉也?！睆娬{了筋骨平衡在維持腰椎正常生理功能中的重要作用。根據臟腑學說,筋、骨、肉分別由相應的臟腑滋養。具體而言,肝主筋,腎主骨,脾主肌肉。腎精充養骨骼,則骨骼堅韌強健[4];肝血充足,肝氣調達,方能養筋柔筋,使筋柔而有力[5];脾運化得力,則氣化生化有源,肌肉充實[6]。因此,筋骨平衡理論包含了兩層含義:一是在體,即肌肉與骨骼平衡;二是在臟腑,即肝、脾、腎三臟調和。

2 椎旁肌維持脊柱穩定的作用

脊柱的穩定性是指脊柱在生理載荷下限制脊柱結構不破壞或激惹脊髓和神經根,防止結構變化出現畸形和疼痛的能力。Panjabi[7]提出了維持脊柱穩定性的三亞系模型:被動亞系、主動亞系和神經控制亞系。被動亞系包括椎體、椎間盤、關節突關節、關節囊和韌帶,主動亞系由肌肉和肌腱組成,神經控制亞系指神經肌肉運動控制系統。三亞系相互配合,共同維持著脊柱的穩定,這與中醫的筋骨平衡理論相吻合。椎旁肌是主動亞系的重要組成部分。在腰段,椎旁肌主要包括多裂肌、豎脊肌和腰大肌。這3組肌肉在靜態和動態中相互協調,對維持腰椎的穩定發揮著重要的作用[8]。多裂肌短而堅韌,緊貼棘突和椎板,對于支撐脊柱扮演著至關重要的角色。它不僅能夠控制脊柱的屈伸、旋轉和側彎活動,而且還是維持脊柱穩定的關鍵肌肉之一。隨著年齡的增長,椎旁肌中成肌細胞的增殖能力會降低,進而導致肌肉萎縮和功能減退。這種變化會降低脊柱的緊張度,使其難以有效對抗外部負荷,從而導致腰椎不穩[9]。

3 腰椎退變后椎旁肌的病變表現

3.1 椎旁肌萎縮與變性

隨著影像學技術的迅速發展,目前可以通過MRI、超聲等影像手段清晰地觀察到椎旁肌的變化。腰椎退變常常伴隨著椎旁肌的萎縮與變性,這在影像學上表現為肌肉橫截面積的減小以及脂肪浸潤和纖維化的出現。Yazici等[10]研究發現,腰椎間盤突出癥患者,無論是否伴有神經根壓迫,都會出現椎旁肌萎縮的現象;而且伴有神經根受壓的腰椎間盤突出癥患者,其脂肪浸潤更嚴重。在反復發作的腰痛患者中,雖然椎旁肌的橫截面積沒有明顯變化,但明顯出現了脂肪浸潤[11]。Zhao等[12]的一項回顧性研究表明,對于出現單側神經壓迫癥狀的腰椎間盤突出癥患者,如果MRI檢查結果顯示雙側多裂肌橫截面積減小,那么這些患者發生腰痛的風險會更高。Chen等[13]比較了腰椎退變患者與健康志愿者的椎旁肌自主用力/耐力時間,結果顯示腰椎退變患者的這一參數明顯下降。這一結果表明腰椎退變患者的椎旁肌收縮能力與耐力都會下降。椎旁肌的萎縮程度與椎間盤退變等級、突出程度,以及疼痛和功能障礙程度顯著相關[14]。肌肉脂肪浸潤和纖維化替代了原本參與收縮的肌纖維,從而影響了肌肉的收縮能力[15]。在萎縮的多裂肌中,肌纖維線粒體溶解,橫管系統紊亂,肌細胞膜上的鈉鉀泵活性降低,導致三羧酸循環的能量供應減少,從而引起多裂肌的肌力下降[16]。

3.2 肌纖維類型改變

肌纖維可分為Ⅰ型和Ⅱ型兩大類,其中Ⅰ型肌纖維收縮時間長,收縮速度慢,具有很強的抗疲勞性;Ⅱ型肌纖維收縮時間短,收縮速度快[17]。在健康人體中,腰椎多裂肌中的Ⅰ型肌纖維占比為54%～70%,Ⅱ型肌纖維占比為23.6%～52.54%[18]。在椎間盤退變性疾病中,多裂肌的肌纖維類型轉變是一個重要的病理生理學特征。隨著腰椎退變的發展,多裂肌中的肌纖維類型會發生改變,這種改變可能與疾病的嚴重程度和癥狀的持續時間有關。Mannion等[19]通過觀察椎旁肌活檢組織后發現,腰椎退變患者的多裂肌中 ⅡX 型肌纖維的占比明顯高于 Ⅰ 型肌纖維,并且還觀察到多裂肌中存在大量的 Ⅱa 型肌纖維。這一觀察結果表明椎旁肌內部正在發生纖維類型的轉變。

3.3 細胞因子與基因表達改變

隨著研究的不斷深入,越來越多的學者開始從分子和基因層面探討腰椎退變患者椎旁肌的病理改變,并發現炎癥反應、氧化應激、成脂和成纖維化的活躍是導致椎旁肌萎縮和變性的主要病理機制。炎癥反應在多裂肌萎縮的發生中起著重要的作用。由于椎間盤損傷,炎癥因子如腫瘤壞死因子-α、白介素(interleukin,IL)-1β、IL-6的表達會升高,而這些炎癥因子表達的升高會影響成肌細胞的分化能力并抑制纖維的降解,進而導致肌肉萎縮和纖維化[20]。在多裂肌的炎癥反應過程中,巨噬細胞也起到非常重要的作用。在椎間盤損傷的早期階段,多裂肌、脂肪和結締組織中的M1型巨噬細胞所占比例會增加,并且這些細胞會表達更高水平的腫瘤壞死因子[21]。在隨后的炎癥反應中,巨噬細胞從M1型向M2型轉化會影響肌肉組織的修復過程,特別是M2巨噬細胞的過度轉化會促進纖維化過程,導致肌肉纖維化,從而降低肌肉的收縮功能[22]。氧化應激也是多裂肌萎縮過程中的一個重要反應。損傷刺激會引起自由基的積累,從而激活蛋白質水解系統,增加蛋白質的降解并減少其合成,最終導致肌肉萎縮[23]。此外,在椎間盤退變性腰痛患者的多裂肌中,纖維/脂肪生成祖細胞的數量明顯增加[24],并呈現出成脂和成纖維基因的高表達狀態[25]。

4 椎旁肌病變與腰椎退變的關系

椎旁肌病變在臨床上常表現為椎旁肌的萎縮。腰椎退變可能會對局部神經造成損傷,從而誘發椎旁肌去神經萎縮;腰椎退變誘發的疼痛可能會導致肌肉痙攣和缺血,從而引起椎旁肌萎縮。此外,椎旁肌本身的退變可能會削弱脊柱的穩定性,從而加速腰椎退變的過程。

4.1 腰椎退變誘發椎旁肌萎縮

在腰痛患者中,椎旁肌可能會在短時間內出現明顯的萎縮,尤其是在與病變椎體水平的癥狀側,但這種萎縮實際上屬于一種非廢用性萎縮。在這種情況下,如果腰痛來源于單純的椎間盤損傷,同側的多裂肌萎縮通常僅限于受影響的節段,然而一旦出現神經損傷,多裂肌可能會出現多節段的萎縮[26]。這2種表現可能源于2種不同的機制:前者的表現符合“疼痛-痙攣-疼痛”學說,即局部損傷所產生的炎癥刺激誘發了疼痛,引起局部肌肉的保護性痙攣,導致局部血液循環減少,從而影響肌肉的代謝,這又會進一步加重疼痛。后者的表現則是由于肌肉去神經支配后,肌肉興奮性下降所導致的。Hodges等[27]將豬的L3神經根內側支橫斷后,L4～L6節段的多裂肌均出現了明顯的萎縮。

4.2 椎旁肌萎縮加重腰椎退變

目前,關于椎旁肌萎縮對脊柱影響的研究相對較少。有研究通過制備雙側多裂肌慢性損傷大鼠模型[28]和硒蛋白N基因敲除誘導椎旁肌萎縮小鼠模型[29]來觀察椎旁肌萎縮對脊柱的影響,結果發現這2種模型大鼠均出現了嚴重的胸腰椎后凸畸形。對于腰椎關節突關節源性腰痛患者,臨床上常見的一種治療方法是消融背根神經的內側支[30]。然而,由于背根神經的內側支也是多裂肌的支配神經,這種治療方法可能會導致多裂肌失神經支配,從而引起多裂肌萎縮。在對接受這種方法治療的患者進行隨訪時,研究者發現患者治療節段的關節角度發生了改變,椎間盤的應力也出現了異常,并且這些變化往往伴隨著更嚴重的椎間盤退變[31]。腰椎的病理狀態與椎旁肌的功能障礙之間存在相互影響的關系,因此恢復椎旁肌的功能可能成為治療腰椎退變性疾病的潛在治療靶點。

綜上所述,除了腰椎疾病導致的炎癥反應和神經損害外,人體的自然衰老和勞損也是導致椎旁肌病變的原因之一[32]?，F有的研究已經證實椎旁肌病變與腰椎退變之間存在密切聯系,但二者之間的因果關系尚未被完全闡明。在整個腰椎退變的病理過程中,隨著年齡的增長以及久站久坐等不良生活方式的影響,椎旁肌會發生退變和萎縮,從而影響腰椎的穩定性,同時異常應力也會加速椎間盤及關節突關節的退變。一旦出現纖維環撕裂、椎間盤突出、椎管狹窄、腰椎滑脫等病理狀況,局部炎癥反應及神經損傷會進一步加重椎旁肌的退變和萎縮,從而形成一個惡性循環。

5 針對椎旁肌治療腰椎退變性疾病的方法

5.1 運動療法

椎旁肌的功能狀態不僅可以反映脊柱在椎間盤退變疾病中的功能狀態,而且還可以為疾病的預后提供參考。因此,在針對腰痛患者的康復方案中,越來越多地融入了旨在恢復椎旁肌功能的方法。多項研究[33-35]表明,針對椎旁肌的功能訓練不僅能夠緩解腰痛癥狀,還能夠改善椎旁肌的肌肉質量。Fortin等[33]研究發現,針對椎旁肌的運動控制訓練不僅能夠緩解腰痛、提高患者生活質量,還能夠顯著增加多裂肌和豎脊肌的橫截面積和厚度。有學者[20,36]通過動物實驗探討了運動治療中多裂肌與椎間盤之間的內在聯系,結果顯示在分泌蛋白酸性和富半胱氨酸基因敲除的自發性椎間盤退變模型小鼠的多裂肌中,出現了明顯的炎癥反應和纖維化,而運動可以顯著減緩這2種病理過程。

5.2 中醫藥療法

中醫藥在治療腰椎退變性疾病方面具有獨特優勢。手法治療是調整筋骨平衡的重要手段,它不僅能夠減輕患者疼痛等癥狀,還能緩解多裂肌痙攣[37],改善其疲勞狀態[38],從而達到骨正筋柔的效果。電針治療能夠通過局部取穴直接刺激多裂肌,同時也可以通過遠端取穴發揮整體的調治作用。目前,電針在治療腰椎退變性疾病方面的臨床療效已經得到了廣泛的認可。劉景良等[39]的研究結果顯示,采用電針直接刺激多裂肌的方法治療腰椎間盤突出癥,能夠緩解腰痛和改善腰椎功能,其療效優于電針直接刺激膀胱經腧穴。電針遠端取委中穴時,能夠抑制多裂肌中轉化生長因子-β等成纖維因子的表達[40],并上調人血小板衍生生長因子-C等組織修復因子的表達[41],從而促進多裂肌功能的恢復。有研究[42]表明,補益肝腎、活血祛瘀類的方劑能有效促進腰椎術后多裂肌的恢復,并獲得良好的預后,其機制可能與抑制炎癥有關。整體觀念是中醫藥治療的獨特優勢之一。因此,“外調筋骨以求平衡,內調氣血臟腑以求平和”的多靶點治療策略,可能是治療腰椎退變性疾病的重要方向。

6 小 結

椎旁肌病變與腰椎退變關系密切。椎旁肌的功能與狀態在一定程度上決定了腰椎退變性疾病的預后。在治療腰椎退變性疾病時,應遵循筋骨平衡理論,不僅要處理腰椎本身的退變問題,更要重視椎旁肌功能的恢復。為此,可積極采用針對椎旁肌的中醫藥療法和運動療法等干預措施,以獲得更佳的臨床療效。