脑-头痛

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不粗不细说偏头疼(三)作者:八爪鱼 | 阅读原文 - 发给好友 - 收藏加标签 | 更多共 14 张照片不粗不细说偏头疼(一)
不粗不细说偏头疼(二)
(三)CSD的偶然和必然
上世纪四十年代,生理学家Leao在研究发癫痫的兔时,发现如果某些有害刺激——尤其是高浓钾溶液 ——直接作用于暴露的脑仁,兔的脑皮层会出现突... 全文↓作者:八爪鱼 | 来自:科学松鼠会

不粗不细说偏头疼(一)

不粗不细说偏头疼(二)

(三)CSD的偶然和必然

上世纪四十年代,生理学家Leao在研究发癫痫的兔时,发现如果某些有害刺激——尤其是高浓钾溶液 ——直接作用于暴露的脑仁,兔的脑皮层会出现突发的电活动兴奋,紧接着一段时间的电活动抑制。这个变化会在一定范围内主要向邻近表面区域缓慢扩散。

这种在皮层播散的抑制现象(Cortical Spreading Depression, CSD)激发了大量动物研究。通过刺激各种各样的动物脑仁,人们发现CSD过程中皮层的血供供应、组织体积等等均会发生特征性的改变。可是,这些特点和人有什么关系呢?在实验动物身上我们可以肆意妄为,至于人——谁会愿意被别人用对待实验动物的方式打开颅腔,然后向脑仁上扎针、电击、泼钾溶液呢?因此在很长时间里,我们无法在人体获得直接的资料。而在人体获得同样的观察,是将这种现象和相关疾病联系起来的最为关键的一步。于是关于CSD具有的人类病理学价值,大多停留在吵吵闹闹的水平。因为癫痫以及脑损伤类疾病的特点,CSD研究这个领域内感受到的医学伦理上的阻力小一些,可研究的进展仍然缓慢。

在上个世纪后半叶,包括机控断层显象(Computerized Tomography,CT)、磁共振(MRI)、放射显影,以及正电子发射断层显像(PET)等无创或者少创监测技术纷纷出现,观察CSD不再需要掀开脑瓢。此类研究暗火重燃。1996年,Mayevsky用多参数监测系统(multiparametric monitoringsystem),在一个脑损伤患者身上直接观察到类似于CSD的皮层抑制现象。随后,研究者们发现CSD有一些标志性的生理特征,比如组织代谢水平以及体积的变化等。根据这些特征,某些特殊的磁共振设备可以间接地检测到实验动物身上的CSD。这些发现让研究CSD变得更为便利。于是,相关的人体观察也就喜孜孜地开始了。

正当人们展望磁共振会给他们带来的种种可能时,在一个用正电子发射断层显像(PET)进行的某项研究中,一位自愿者意外地发生了偏头疼。在发作期间,PET记录到皮层出现了典型的CSD式的播散性缺血现象。皮层血流在发生CSD时出现的先增再降的变化,早就已被证实可以作为CSD的一个重要指标。因此这次偶然的观察虽还不一定是CSD,却首次将偏头疼和CSD现象联系了起来。不久,研究者用一种非常昂贵而复杂的方式,直接在偏头疼患者皮层观察到CSD类电活动。

这个发现很快引起了巨大的兴趣,人们沿着三叉神经-血管学说向更深层掘进的过程中,太久没有令人欣喜的发现了。不过在证明两者在空间以及时间上的联系,以及在病理过程之间的联系之前,还不能认为CSD参与了偏头疼的发作。不管怎么样,这次PET对CSD的偶然捕获,至少为这两者之间的相关性研究开辟了一个新的前景。

在有前兆性偏头疼中,视觉异常是最主要的一个前兆特征。人类视觉信息从视网膜经过几层接力,辗转传达皮层的枕叶做最后的加工和整理。这个过程中任何阶段出现问题,都可能导致偏头疼视觉前兆。CSD主要活动在皮层,这一点很容易和视觉前兆产生关联。在这之前,视野里移动性闪烁条纹的移动规律在当时已有大量的深入研究。当将其和皮层抑制在枕叶的传播进行比较时,人们发现这两者几乎能完全对应。随后,人们用功能性磁共振(fMRI)观察发生前兆现象的患者皮层,皮层血供果然先是明显上升,然后迅速下降,并且这个现象正从枕叶——主要负责视觉的皮层区域——以每分钟3-4毫米的速度向四周播散。
至此,CSD至少和视觉前兆之间的联系已被证实,病理学家认为,CSD先行的皮层兴奋,导致了视野中的闪烁光带,之后的视野缺失,正是因为皮层随后出现的抑制。

前兆之后,头疼接踵而至。人们自然怀疑CSD也参与了疼痛的发作机制。其实当年Leao在发现CSD现象之后, 就已经在动物模型上证实这种现象会导致颅内血管的显著扩张。而血管的扩张现象,差不多是偏头疼的核心病理过程。CSD如果真的参与疼痛的发作,那么它是直接导致血管的扩张,还是通过刺激三叉神经间接扩张血管呢?如果是前者,传统的三叉神经-血管学说将再次面临挑战;如果是后者,将进一步支持这个学说,并推进我们对偏头疼的理解。

人们继续折腾动物:当试验动物的三叉神经末梢被切断时,和CSD有关的颅内血管扩张消失了。既然当有三叉神经做中介时,CSD能诱发血管扩张;当没有三叉神经时,CSD不能诱发,这个试验证明,CSD主要是通过三叉神经诱发颅内血管扩张的。

不过,很快人们又发现在CSD所触发的生化反应过程里,一种叫做c-Fos的蛋白质非常活跃。而这种蛋白质在扩张颅脑血管方面发挥着显著作用。2002年,Bolay用舒马曲坦(sumatriptan)通过抑制c-Fos成功阻断了偏头疼的发作,这个实验找到了CSD发挥用作的媒介。其后,一些其他的活性物质也被证明发挥着重要作用。这一批实验为CSD和偏头疼的因果关系研究写下了最后一笔。

在这个新方向上,研究者们发现CSD几乎涵盖着偏头疼发作循环上已知的所有环节,在整个过程中表现得格外殷勤周到:激化三叉神经触发偏头疼同时,还刺激三叉神经的下一级神经,以及影响硬脑膜的功能状态——不仅触动三叉神经-血管机制,还“黄土铺街、净水洒路”,让整个过程的诸多环节更易于被激发,这样,头疼就可以来得更畅快、更猛烈。

尽管CSD从何而来还有待进一步研究;尽管CSD是不是唯一的触发因素也还不得而知,目前,这种现象已被广泛认为是偏头疼发作中不可回避的病理过程。也就在上个世纪后半叶,差不多在CSD的角色逐渐明朗的同时,人们意识到五羟色胺(5-TH即血清素serotonin)和偏头疼之间存在联系,这种联系在五羟色胺激动剂——曲坦(triptan)类药物的临床研究中得以证实。而诸如内分泌、肿瘤、循环系统疾病和偏头疼的关系也一一浮出水面。这些发现在原有的三叉神经-血管学说基础上,对整个偏头疼的病理过程进行了重要的补充,不仅拓宽了我们认识这种疾病的视角,也加深了对其机制的理解。偏头疼的发作不再是一条路走到底的线性过程,而是一个多因素交错且相互覆盖着的庞杂网络。这也解释了为什么立足于三叉神经-血管学说的诸多药物,并不能让所有患者都免于头疼的折磨。

在最近的数年间,CSD的细节被渐渐厘清。当一系列与神经功能有关的离子通道处于不稳定性状态时,CSD很容易被诱发。随着这个世界进入基因时代,已经确定了至少两种和这种不稳定性有关的基因。这些基因一旦受到影响,CSD的发作会更容易、更频繁。针对CSD的研究将探索偏头疼的人们带入了遗传学这个全新的领域。

在这个新领域描绘偏头疼的投影时,我们对这种疾病的认识更加全面和深刻。诸如偏头疼的家族遗传性等等以往的学说完全不能解释的特征,从基因研究中找到了完美的答案。人们认为在基因层面上对偏头疼的认识,很可能是我们探索这种疾病旅程的终点,也是完全征服这种疾病的希望所在。虽然在基因和CSD之间,尚有一条巨大的鸿沟,更多的障碍也有待逾越,不过我们站在有了基因学说和数以百计的抗偏头疼药物的今天,回想几千年前的神怪论和鳄鱼疗法,会发现偏头疼的面貌是在加速变得清晰、完整和立体。在人类科学技术发展的大视野下,征服偏头疼也许不是那么遥远。(完)

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