激活后抑制與痙攣的關系①

肖娟，張京，楊遠濱

激活后抑制與痙攣的關系①

肖娟1，張京2，楊遠濱1

近幾年有研究發現，中樞神經系統損傷患者脊髓H反射激活后抑制的減少與痙攣嚴重程度相關性較高，可能對中樞神經系統損傷后痙攣的客觀評價有潛在意義。本文介紹激活后抑制的概念、機制以及其影響因素。

痙攣；激活后抑制；H-反射；腦卒中；脊髓損傷；綜述

[本文著錄格式]肖娟，張京，楊遠濱.激活后抑制與痙攣的關系[J].中國康復理論與實踐,2014,20(1):56-58.

腦卒中、腦癱和脊髓損傷等中樞神經系統損傷后出現的痙攣，是影響肢體功能恢復的重要因素。痙攣的評價對指導康復治療具有重要的意義。目前臨床上使用廣泛的改良Ashworth量表不能區分痙攣與軟組織攣縮，評價者間信度低，分級對于臨床變化的敏感性低。探索更好的客觀評定方法非常重要。最近電生理研究發現，腦卒中患者脊髓H反射激活后抑制(post-activation depression,PAD)的減少和痙攣的嚴重程度呈正相關，另外在腦癱患者也發現類似的情況。PAD對于中樞神經系統損傷后出現的痙攣或許有潛在的評價作用。本文對PAD的相關研究進行概述。

1 概念

PAD首先由Curtis等描述[1]。他們發現，貓腰部脊髓運動神經元內記錄到的Ⅰa傳入纖維-α運動神經元突觸的興奮性突觸后電位(excitatory postsynaptic potential,EPSP)的大小依賴于重復刺激頻率，短重復刺激周期(＜50 ms)相對易化，長周期(＞1 s)抑制。在人類，通常使用H反射來反映Ⅰa傳入纖維-α運動神經元突觸效率，EPSP在長周期里的抑制表現為H反射波幅降低。由于Ⅰa傳入纖維的重復激活可能是H反射波幅降低的主要原因，Crone和Nielsen建議使用PAD這個術語來描述該抑制[2]，即Ⅰa傳入纖維-運動神經元突觸激活后，再次刺激Ⅰa傳入纖維，突觸效率被抑制稱為PAD或效率抑制。抑制的程度依賴于重復刺激的頻率，激活方式有電刺激神經、敲打肌腱、被動拉長肌肉或肌肉主動收縮[2]。一般可用H反射來定量評價PAD，所以又稱H反射的PAD。

不同研究者采用不同的方法量化PAD[3-5]。Trimble等利用H反射評PAD抑制程度的方法為：

r指PAD抑制程度，H1代表電刺激頻率為1 Hz時誘發出的H反射平均波幅，H0.1表示電刺激頻率為0.1 Hz時誘發出的H反射平均波幅；r越大，抑制程度越大[3]。在人類，PAD在刺激間隔時間短時(兩個連續刺激間間隔1～2 s)比較明顯，8 s以上快速恢復，15 s左右抑制完全消除，H反射波幅基本恢復[2,6]。

2 機制

目前認為，PAD由突觸前效應引起，可能與Ⅰa纖維-α運動神經元突觸遞質釋放減少現象有關[7]。

被動伸展腕關節2 s后(激活橈側腕屈肌的Ⅰa纖維)，磁刺激正常人大腦手運動相關皮層區域，興奮從大腦皮層向下傳導，并興奮脊髓相應運動神經元，引起橈側腕屈肌運動誘發電位，這種電位未被腕關節被動伸展抑制；而被動伸展腕關節2 s后，刺激肘窩正中神經，誘發橈側腕屈肌H反射，該反射波幅可被抑制。在動物試驗中，連續刺激貓Ⅰa纖維，引起EPSP抑制，該抑制持續幾秒鐘，不伴有運動神經元輸入電阻或膜電位的變化。

總體來看，PAD不是運動神經元本身性質(包括興奮性、輸入阻抗和膜電位)造成的。通過排除，PAD機制應該是在突觸或突觸前水平。此外，有證據證明，動物單突觸反射PAD和人類H反射PAD受來自于大腦及腦干的下行通路影響[8]。

另外，突觸前機制，如Ⅰa傳入纖維末端突觸前抑制[9-11]、初級傳入纖維沖動傳入的擁堵(“忙線”)[12-13]、脊髓或脊髓中間運動神經元通路的活動[14]也可能參與PAD機制。

3 中樞神經系統損傷后PAD的改變

在中樞神經系統損傷患者(包括腦卒中、脊髓損傷、腦癱患者等)和中樞受損的動物模型(截癱模型)中，PAD都可表現出一定程度的受損。Ⅰa環路PAD的受損可導致牽張反射環路重復激活，臨床表現為陣攣。陣攣導致患者和動物痙攣步態模式，并降低功能[15-16]。

Lamy等研究腦卒中痙攣患者發現，無論損傷部位如何，癱瘓側PAD都存在不同程度減少，但正常側不受影響，PAD的減少程度和痙攣的嚴重程度呈正相關[4]。另外一些研究也證明，在靜息狀態下，PAD在卒中痙攣患者的受累肢體側減少，但在正常側不減少[5,15,17]。

慢性脊髓損傷患者中也觀察到比目魚肌H反射的PAD減少(與急性相比)，表明PAD的減少隨著時間的延長而發生[18-19]。一個脊髓損傷患者的縱向研究表明，PAD的減少隨著從軟癱到痙攣性癱瘓的轉變而發展[18]。在動物實驗中，脊髓損傷程度的不同可能也影響PAD受損的程度。Lee等證明，完全性脊髓橫斷傷老鼠比那些輕中度損傷的老鼠表現出更多的PAD[20]。在脊髓損傷的老鼠中，PAD的損害并不立即出現在損傷后，而是在損傷出現3個月后(一個橫斷模型中)[21]，或是損傷后28 d(胸髓中部挫傷模型中)[22]。可以看出，PAD隨著時間的變化與痙攣隨時間變化相類似，在人類和動物實驗中，都不是在損傷急性期出現，而是在損傷以后的幾周內出現。此外，與其他電生理變化相反，PAD在卒中患者未受影響側不變。雖然動物實驗不能照搬到人類，但是也有一定的啟發意義。

Achache等研究了成年腦癱患者(圍產期大腦受損)脊髓的PAD，發現PAD在腦癱患者中減少，PAD的減少與痙攣程度高度相關[23]。

4 PAD的影響因素

4.1 技術因素

影響PAD的技術因素包括刺激強度和刺激頻率。

研究發現，H反射重復激活時，波幅會下降；當較小的強度誘發小波幅H反射時，小波幅H反射比大波幅H反射抑制到一個更低的平臺，即H反射越小(即低刺激強度誘發的H反射)，對重復刺激誘發的抑制越敏感[3,24]。

Grey等比較不同刺激間隔時間(1～10 s)比目魚肌的PAD，發現正常人中，刺激間隔時間越短，PAD越明顯，H反射波幅在刺激間隔時間為10 s時基本恢復[5]。Stein等采用0.1、0.2、0.5、1、2、4、5 s間隔時間，以一定刺激強度誘發正常人靜息態坐位放松時的PAD，發現在刺激間隔為0.1 s時，H反射PAD最明顯，隨著刺激間隔時間逐漸增加，H反射PAD變小，在刺激間隔7～9 s時，H反射PAD消失，H反射波幅基本恢復[25]。

4.2 姿勢與運動

Stein等證實，正常人比目魚肌PAD在靜息坐位時存在；然而，主動激活比目魚肌，PAD在坐位時明顯減少，站位時消失[25]。Field-Fote等發現，在不完全脊髓損傷患者和正常人中，站位時PAD比坐位放松時都減少，不完全脊髓損傷患者減少更明顯[26]。Trimble等通過成對刺激誘發比目魚肌成對H反射，刺激間隔80 ms，刺激強度相同，發現H反射抑制程度隨著趾屈力矩的增加而減少。在步行的站位相末時，三頭肌第2個H反射的抑制減少到不足25%[27]。Goulart等重復刺激脛后神經，在所有體位中(間隔時間125 ms)誘發H反射一個強的抑制；在仰臥位和坐位時，抑制持續到400 ms；在站位時，間隔超過125 ms，抑制明顯減少或完全消失[28]。

4.3 訓練時間

脊髓損傷后，脊髓反射系統內發生大范圍重建。常規的肌肉活動可能影響脊髓損傷后脊髓環路的重建。Shields等研究了長期比目魚肌訓練對脊髓損傷后比目魚肌PAD的效果，3例開始早期訓練(早期刺激比目魚肌也很重要，不只是脛前肌)的患者恢復了PAD[29]。Kiser等使用輔助自行車運動訓練脊髓損傷后痙攣性截癱患者，每天1 h，每周5 d，持續13周，PAD在訓練第12周達到正常，主觀痙攣評定表明痙攣明顯減少；訓練結束后2周維持在正常水平，但是訓練結束后4周回到接近基線水平(訓練前水平)，主觀痙攣評定表明痙攣也回到了訓練前水平[30]。Phadke等[31]、Trimble等[3]的研究表明，不完全脊髓損傷患者被動自行車運動和踏車運動趨向于PAD的恢復[29]。

目前關于康復訓練對腦卒中患者PAD影響還沒有報道。

4.4 其他

PAD還受年齡、脊髓電刺激、壓力負荷等的影響。

Robertson等研究了年齡對脊髓PAD的影響。析因方差分析表明，PAD在年輕人和老年人中有明顯差異，老年人比目魚肌PAD抑制程度減少[32]。

經皮脊髓直流電刺激誘發脊髓傳導性質的可塑性變化，這種可塑性變化能通過檢測本體誘發電位反映出來。Winkler等調查了經皮脊髓直流電(transcutaneous spinal application of direct current,tsDCS)對正常人H反射大小和PAD的效果，發現陰極tsDCS誘發PAD持續下降，陽極刺激導致持久上升，虛假刺激沒有明顯的效果[33]。

Tseng等調查了正常人和慢性脊髓損傷患者肢體不同壓力對比目魚H反射幅度和PAD的影響，發現在整個測試環節中，背景肌肉活動一致的情況下，對照組壓力負荷明顯降低PAD，但脊髓損傷患者中沒有變化；對照組隨著負荷減少，第2次H反射的幅度明顯降低，脊髓損傷患者的變化卻很小[34-35]。表明脊髓重建減輕了慢性脊髓損傷患者對負荷的典型反應，早期肢體負重訓練可能影響急性脊髓損傷患者脊髓環路的重建。

5 小結

綜上所述，PAD是指單突觸反射H反射被重復誘發時，單突觸反射波幅相對第一次刺激時波幅降低，抑制程度依賴于重復刺激頻率。PAD反映的是一個過程而非單個單突觸反射。

在中樞神經系統損傷后痙攣患者中發現，PAD抑制程度與痙攣相關性較高，且PAD隨著時間的變化模式與痙攣類似，在人類和動物實驗中，都不是在損傷急性期出現，而是在損傷以后的幾周內出現。

PAD的機制目前被認為與運動神經元本身性質關系不大，而與突觸或突觸前水平以及來自于中樞的下行纖維控制有關。無論PAD的原因是什么，PAD的損害會加強Ⅰa-運動神經元突觸的放電效率，這也可能是痙攣發生的原因。

PAD受多種因素影響。除誘發H反射的技術外，姿勢、壓力負荷、康復訓練也影響PAD。誘發H反射的電刺激強度越小，刺激間隔時間越短，PAD抑制越多。站位以及肌肉運動收縮時與坐位放松情況相比，PAD抑制減少。早期比目魚肌訓練可恢復H反射的PAD，表明早期訓練的重要作用。

在以后的臨床研究中，我們需要控制影響PAD的因素，研究PAD對于中樞神經系統損傷后痙攣以及痙攣治療措施的評價作用。

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Post-activation Depression in Spasticity(review)

XIAO Juan,ZHANG Jing,YANG Yuan-bin.Department of Rehabilitation,Xuanwu Hospital of Capital Medical University,Beijing 100053,China

Recent studies show that post-activation depression is highly correlated with the severity of spasticity in patients with stroke or cerebral palsy,which may be potentially used in the evaluation of spasticity.This article reviewed the concept,mechanism and related factors of post-activation depression.

spasticity;post-activation depression;H-reflex;stroke;spinal cord injury;review

R442.6

A

1006-9771(2014)01-0056-03

2013-09-27

2013-11-06)

1.首都醫科大學宣武醫院康復科，北京市100053；2.首都醫科大學世紀壇醫院神經內科，北京市100038。作者簡介：肖娟(1989-)，女，漢族，四川資陽市人，碩士研究生，主要研究方向：中樞神經系統損傷后運動功能障礙康復。通訊作者：楊遠濱(1967-)，女，漢族，四川成都市人，碩士，副主任醫師，主要研究方向：神經系統損傷和疾病康復、骨科康復、老年病康復。