論高頻電刺激丘腦底核治療帕金森病作用機制的研究進展

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1、論高頻電刺激丘腦底核治療帕金森病作用機制的研究進展　　[論文關(guān)鍵詞]帕金森；丘腦底核；高頻電刺激　　[論文摘要]帕金森病（ParkinsonDisease，PD）是一種發(fā)生于中老年時期，以震顫、肌強直、運動減少、姿勢異常為主要特征的進行性神經(jīng)系統(tǒng)變性疾病。目前的外科治療手段主要有立體定向損毀術(shù)和丘腦底核高頻電刺激術(shù)。立體定向損毀術(shù)是應(yīng)用最為廣泛的傳統(tǒng)手術(shù)方式，它雖然可以改善PD運動癥狀但卻是以核團毀損為代價的。隨著人們對PD病因和發(fā)病機制的研究的深入，丘腦底核的重要性已經(jīng)被越來越多的學(xué)者所重視，它與基底節(jié)的許多核團都有廣泛的神經(jīng)纖維聯(lián)系，被稱為基底節(jié)活動的動力“源泉”。在PD動物試驗和P

2、D患者臨床治療中，丘腦底核高頻電刺激均取得了令人滿意的療效，但是其作用機制至今仍然是醫(yī)學(xué)界的一個難題，本文就最近幾年的研究進展做簡要綜述?！　　　∏鹉X底核是基底節(jié)神經(jīng)環(huán)路的一個交結(jié)點，它在調(diào)整基底神經(jīng)節(jié)傳出信息和控制運動行為上起到了一定的整合作用，其活動的改變在PD病理生理機制中起了關(guān)鍵的作用，因此，深入了解丘腦底核的作用有助于了解PD的發(fā)病機制，同時為研究新的治療途徑提供理論依據(jù)?！　　　?丘腦底核在帕金森病發(fā)病中的作用　　　　基底節(jié)-丘腦－皮質(zhì)運動環(huán)路在運動調(diào)節(jié)中發(fā)揮重要作用。皮質(zhì)纖維通過殼核進入基底節(jié)，基底傳出沖動再由GPi和黑質(zhì)網(wǎng)狀部（substantianigrareticul

3、arpart,SNr）投射到丘腦，再與皮質(zhì)建立聯(lián)系將沖動傳到大腦皮層調(diào)節(jié)機體的運動。在這個環(huán)路中有兩條平行的通路：一是直接通路，即紋狀體-GPi（SNr）；二是間接通路，即紋狀體-GPe-STN-GPi(SNr)。直接通路易化運動，間接通路抑制運動，兩條通路的平衡對于正常運動的順利實現(xiàn)是十分重要的。兩條通路都受紋狀體多巴胺調(diào)節(jié)，多巴胺可以興奮直接通路抑制間接通路，從而實現(xiàn)兩條通路的平衡。而在PD患者中紋狀體多巴胺神經(jīng)元變性使STN異常興奮，GPi、SNr輸出增多導(dǎo)致丘腦皮層通路過度抑制，從而引起PD的一系列臨床表現(xiàn)。在發(fā)病過程中，丘腦底核興奮性增高，在基底節(jié)輸出增多中起了至關(guān)重要的作用，

4、這就是PD的發(fā)病基礎(chǔ)也是臨床上丘腦底核毀損術(shù)和高頻電刺激術(shù)治療PD的病理生理基礎(chǔ)?！　　　?丘腦底核高頻電刺激作用機制的研究　　　　1987年法國學(xué)者Benabid首次將丘腦底核高頻電刺激術(shù)(STN-HFS)應(yīng)用于臨床，它不但可以改善帕金森病各種運動障礙，而且副作用少，對機體不造成任何損傷，現(xiàn)在已成為帕金森病的首選治療方法。近年，STN-HFS也被廣大的科研工作者應(yīng)用于治療其他神經(jīng)及精神障礙。雖然STN-HFS對運動障礙的療效十分確切，但是它的作用機制至今仍然不是十分清楚。目前最主要的兩種學(xué)說有：高頻刺激興奮學(xué)說和高頻刺激抑制學(xué)說?！　?.1STN-HFS的抑制學(xué)說　　很多學(xué)者在施加刺激

5、的同時進行神經(jīng)信號記錄，均顯示出STN活動的降低。Magarinos-Ascone等發(fā)現(xiàn)頻率為5~14Hz的STN低頻刺激，或是誘發(fā)抑制或是無效應(yīng)，但隨著頻率的增加，神經(jīng)元表現(xiàn)出抑制效應(yīng)的數(shù)目逐漸增高，據(jù)此，他們認(rèn)為STN高頻刺激可以抑制STN的活動。有學(xué)者研究麻醉和清醒狀態(tài)的對照組及損毀組的大鼠給予長時間STN高頻電刺激，STN乙酰輔酶A的mRNA的表達率下降10％~35％[1]。同樣也有很多其他方面的證據(jù)支持高頻刺激抑制學(xué)說。正電子發(fā)射斷層掃描研究顯示，蒼白球毀損術(shù)與GPi-HFS對丘腦皮層代謝活動產(chǎn)生相似的改變[2],說明HFS可能是通過抑制效應(yīng)起作用。Maesaine,6-OHD

6、A)所誘導(dǎo)的清醒動物模型來研究STNHFS治療效果，證明STNHFS可以保護黑質(zhì)致密部(pactpartofthesubstantianigra,SNc)多巴胺能神經(jīng)元。在刺激前STN和SNr神經(jīng)元過度興奮，受來自過度興奮的STN釋放的過多谷氨酸產(chǎn)生的神經(jīng)毒素的影響，導(dǎo)致SNc中的多巴胺神經(jīng)元變性。而在刺激之后STN的過度興奮受到抑制，SNr異常興奮受到抑制，結(jié)果SNc中神經(jīng)元產(chǎn)生興奮。SNc中剩余的多巴胺神經(jīng)元釋放多巴胺到紋狀體中，從而導(dǎo)致對側(cè)旋轉(zhuǎn)行為的改善。因為來自STN過多的谷氨酸傳出減少和SNc中代謝增加，谷氨酸相對毒性減少，所以SNc多巴胺神經(jīng)元的進一部變性減弱，多巴胺神經(jīng)元受

7、到保護?！　?.2STN-HFS的興奮學(xué)說　　雖然很多的研究證明高頻刺激是通過抑制效應(yīng)起作用的，但近幾年有些研究卻得出了相反的結(jié)論。Hashimoto等[3]報道了高頻刺激MPTP處理過的猴子STN引起GPi神經(jīng)元的興奮。在STN-HFS刺激期間大多數(shù)GPi神經(jīng)元的響應(yīng)表現(xiàn)為抑制－興奮－抑制－興奮。興奮響應(yīng)的潛伏期與丘腦底核－黑質(zhì)[4]或丘腦底核－蒼白球[5]神經(jīng)元的激活相一致，從而有力地支持了STN-HFS激活STN輸出神經(jīng)元這一