Hemiplegia forårsaket av cerebrovaskulær sykdom innebærer CST. Muskel atrofi av ekstremiteter noen ganger observert på den smertefulle siden har reist uenighet om hvorvidt dette atrofi resultater fra stillstand, eller fra denervation forårsaket av anterograde TND i respons til øvre motor neuron skade.,1234 Vi har rapportert morphometric studier av AHC og lateral CST fibrene i ryggmargen i en rekke nevrodegenerativ sykdommer i forhold til å kontrollere bestander og avklart sykdom-spesifikke mønstre av nerver og fiber tap.567891011 denne studien var designet for å belyse om øvre motor neuron lesjoner i cerebrovaskulær sykdom indusere anterograde TND i nedre motoriske nevroner.,

Fag og Metoder

To pasienter med hjerneblødning som involverer rett basal knuter og thalamus og to med infarkt i territoriet til den høyre midten cerebral arterie og posterior cerebral arterie var fag. Alle fire fag hadde alvorlig spastisk venstre hemiplegia som er inkludert i den nedre og øvre lemmer. Alder ved død varierte fra 20 til 89 år, og intervallet fra utbruddet av hjerneslag til døden varierte fra 1 til 8 år. Fire alder-matchet kontroll fag uten åpenbar misdannelser i sentralnervesystemet ble valgt., Kliniske opplysninger av fag er oppsummert i Tabell 1.

Obduksjoner ble utført innen 2 timer postmortem. 4. lumbale og 7. thorax deler av ryggmargen ble fjernet, ble løst i 10% bufret formalin løsning, og behandlet for parafinsnitt. Cytoarchitectonic vurdering av AHC ble utført som beskrevet tidligere.67911 Begynnelsen rostrally, 4. lumbale segmentet ble kuttet tvers i 300 til 500 seriell 10-mikrometer tykke (til sammenligning deler; hver 10. delen var farget av Klüver-Barrera teknikk., Spinal ventrale horn ble utpekt som den grå materie ventrale til en linje gjennom den sentrale kanalen vinkelrett på ventrale spinal sulcus. Photomicrographs (×205) ble tatt som inkluderte hele ventrale horn i hver av de fargede seksjoner. Tverrsnittene av nevroner med tydelig visualisert nucleoli ble målt på photomicrographs med en partikkel størrelse analyzer (TGZ-3, Carl Zeiss), og AHC ble klassifisert vilkårlig inn i tre grupper i henhold til diameter: large (≥32.8 µm), mellomstore (≥24.8 µm til <32.8 µm) og små (<24.,8 µm).79 Mønstre av mulige celle tap ble undersøkt på to måter. For en tilnærming, en to-dimensjonal, størrelse avhengig av topografiske distribusjon og deretter en tre-dimensjonal neuronal tetthet utbredelse i horisontalplanet av ryggmargen ble analysert. For det andre, en størrelse avhengig rekonstruksjon av cellen bestander i den ventrale spinal horn på 4. lumbale nivå ble innhentet., For å undersøke de to-dimensjonale størrelse avhengig av topografiske distribusjon og tre-dimensjonale neuronal tetthet distribusjon av nevroner, alle AHC med forskjellige nucleoli identifisert i photomicrographs ble klassifisert som store, mellomstore eller små nevroner. Deres steder ble sporet og plottet på et montasje av ventrale horn, og datagenererte to-dimensjonale og tre-dimensjonale rekonstruksjoner av cellen frekvenser ble fremstilt som størrelse avhengig celle-tetthet kart.,

Resultater

I alle fire slagpasienter, den laterale CST i venstre dorsolateral kolonne på begge thorax og lumbale segmenter av ledningen demonstrert omfattende tap av axons. Imidlertid, sentrale chromatolysis, atrofisk nevroner, og neuronophagia ble observert bare sjelden i den ventrale horn på enten påvirket eller upåvirket side. Størrelse avhengig av topografiske distribusjon analyse av AHC i 4. lumbale segmentet viste ingen forskjell mellom de som er påvirket og upåvirket sider i noen av de fire slag pasienter (Fig 1 og 2)., På samme måte denne analysen viste ingen forskjell mellom høyre og venstre ventrale horn i kontroll-fag (Fig 1 og 2).

Respektive telling av store, mellomstore og små AHC i 4. lumbale segment av slagpasienter varierte fra 1758 til 2386 per 50 seksjoner (gjennomsnitt±SD, 2070±259), 515 å 648 (gjennomsnitt±SD, 594±57), og 602 å 697 (gjennomsnitt±SD, 645±42) på høyre side og 1810 til 2490, (mean±SD, 2082±279) 569 å 627 (gjennomsnitt±SD, 593±21) og 596 å 681 (gjennomsnitt±SD, 627±34) på venstre side., Tilsvarende tall for kontrollgruppen var umulig å skille fra de i slagpasienter på både påvirket og upåvirket sider (Tabell 2). Ingen signifikant forskjell ble observert av Mann-Whitney U-test mellom slagpasienter og kontroll fag eller mellom berørt og uberørt side av spinal ventrale horn for noen av de bestemmelser ovenfor.,

Diskusjon

Spinal AHC inkluderer tre forskjellige typer av nerveceller i form av cellen kroppen til størrelse, beliggenhet og funksjon: store α-motoneurons, medium-size-γ-motoneurons, og små nevroner som er antatt å være interneurons.7912131415 Den fysiologiske rollen til α – og γ-motoneurons er motorisk kontroll av skjelettmuskulatur, mens mange interneurons er tenkt å gi en synaptic forbindelse mellom øvre motor nevroner,161718192021 ekstrapyramidale nevroner,1622 eller sensorisk system2324 og α – eller γ-motoneurons.2526 Disse AHC også er kjent for å synapse med mange afferente systemer., Den menneskelige CST er sammensatt av store og myelinated fibre med opprinnelse i Betz celler og mer tallrike mindre myelinated fibre av det meste ukjent opprinnelse.581011 Noen store myelinated fibre er tenkt å koble med α-motoneurons av monosynaptic stafett, mens de fleste fibre kontakt med dem ved polysynaptic videresending via små interneurons.161718192021

Ikke uvanlig, muskel atrofi er nevnt i plegic ekstremiteter av slagpasienter., Mye kontrovers har vedvart om dette atrofi innebærer TND av nedre motoriske nevroner etter øvre motor neuron lesjoner eller representerer muskel atrofi av stillstand. I mennesker, TND (anterograde eller retrograd) er kjent for å oppstå i lesjoner av visuell,27 limbiske,28 eller dentato-rubro-olivary trasé.2930 Men dette fenomenet er ikke godt kjent i somatisk motoriske system. Kanemitsu et al31 rapportert et tilfelle studert mange år etter hemispherectomy med komplett degenerasjon av CST; ingen anterograde TND var tydelig., Fordi motoriske nevroner få innspill fra et bredt utvalg av afferente systemer, de er derfor anses det som usannsynlig å gjennomgå anterograde TND selv etter fullstendig avbrudd av CST.313233 Imidlertid, Kondo et al34 har rapportert at graden av pyramidal skrift degenerasjon syntes å være parallell med fiber tap i ventrale spinal røtter. Qui et al35 også foreslått at atrofi av nevroner i livmorhalsen segmentet oppstod på den laterale side av CST degenerasjon., I electrophysiological studier, motoriske enheter angivelig er redusert i antall på siden av ryggmargen rammet av cerebral slag, med α-motoneurons å være i et funksjonelt deprimert tilstand.3637 Selv om venstre-høyre forskjellene ikke var tydelig morphometrically i vår studie, tap av trofisk effekt fra øvre motor nevroner kan endre den funksjonelle tilstanden til AHC på den smertefulle siden uten tap av AHC.,

I en nylig rapportert menneskelige tilfelle, fraflytting og atrofi av kontralateral små AHC, og reduksjon av ipsilateral AHC skjedde i livmorhalsen segmenter etter en proksimale overekstremitet amputasjon, med den konsekvens at ipsilateral og commissural interneurons kan gjennomgå retrograd TND.38 Dette tyder på at anterograde TND kan føre til tap av neuronal innspill til AHC. Men, vår morphometric funn som tyder på at CST lesjoner ikke resultere i anterograde TND av spinal AHC.,v>

AHC = anterior horn cells CST = corticospinal tract TND = transneuronal degeneration

Figure 1., To-dimensjonal topografiske og størrelsesfordeling mønstre av nevroner i den ventrale horn i L4. AHC ble delt inn i fire grupper og deres steder er presentert diagrammatically. Alle nervecellene i de fleste rostral 10 seksjoner ble plottet for hvert enkelt tilfelle.

Figur 2. Tre-dimensjonale neuronal tetthet distribusjon kart over ventrale horn i L4. Antall celler per arealenhet i rostral 10 seksjoner som er representert som barer., Arealet av hver kolonne undersøkes i hvert tilfelle var 0.117 mm2. Neuronal tettheten var delt inn i fire grupper representert som en gradering fra hvitt til sort. Ingen åpenbar forskjell i neuronal tetthet, inkludert interneurons i den mellomliggende sonen, ble observert mellom høyre og venstre ventrale horn i kontroll fag og pasienter.

Tabell 1.,umor

2 58 /M Sprukket dissekerende aortaaneurisme
3 81 /M Lungebetennelse
4 90 /M Lungebetennelse

AVM indikerer arteriovenøse malformasjon; MCA, midt cerebral arterie, og PCA, posterior cerebral arterie.,

Tabell 2.,

2713
Mean±SD 2190±297 518±47 543±21 3251±338 2113±304 514±76 607±15 3234±365

Nevronale celler er kategorisert som stor, middels og liten, henholdsvis, definert av diameter ≥32.,8 mikrometer, ≥24.8 µm til <32.8 µm, og <24.8 µm. Hver figur betegner neuronal teller 50 deler.

En del av denne studien ble støttet av midler fra Departementet for Velferd og Helse i Japan.

Fotnoter

Korrespondanse til Shin-ichi Terao, MD, Avdeling for Nevrologi, Fjerde Institutt for indremedisin, Aichi Medical University, Nagakute, Aichi 480-11, Japan.
  • 1 Goldkamp O. Elektromyografi og nerve conduction studier i 116 pasienter med hemiplegia., Arch Physiol Med Rehabil.1967; 48:59-63.MedlineGoogle Lærd
  • 2 Krueger KC, Waylonis GW. Hemiplegia: nedre motoriske electromyographic funn. Arch Physiol Med Rehabil.1973; 54:360-364.MedlineGoogle Lærd
  • 3 Chokroverty S, Medina J. Electrophysiological studie av hemiplegia. Motoren nerve conduction velocity, plexus brachialis ventetid, og elektromyografi. Arch Neurol.1978; 35:360-363.CrossrefMedlineGoogle Lærd
  • 4 Segura RP, Sahgal V. Hemiplegic atrofi: electrophysiological og morfologiske studier. Muskel-Nerve.1981; 4:246-248.,CrossrefMedlineGoogle Lærd
  • 5 Sobue G, Hashizume Y, Mitsuma T, Takahashi A. Størrelse avhengig myelinated fiber tap i corticospinal skrift i Sky-Drager syndrom og amyotrofisk lateral sklerose. Nevrologi.1987; 37:529-532.CrossrefMedlineGoogle Lærd
  • 6 Sobue G, Terao S, Kachi T, Ken E, Hashizume Y, Mitsuma T, Takahashi A. Somatiske motor efferents i flere system atrofi med autonom svikt: et clinico-patologisk undersøkelse. J Neurol Sci.1992; 112:113-125.CrossrefMedlineGoogle Lærd
  • 7 Terao S, Sobue G, Hashizume Y, Mitsuma T, Takahashi A., Sykdom-spesifikke mønstre av neuronal tap i spinal-ventrale horn i amyotrofisk lateral sklerose, flere system atrofi og X-linked recessiv bulbospinal neuronopathy, med spesiell referanse til tap av små nevron i den mellomliggende sonen. J Neurol.1994; 241:196-203.CrossrefMedlineGoogle Lærd
  • 8 Terao S, Sobue G, Hashizume Y, Shimada N, Mitsuma T. aldersrelaterte endringer av myelinated fibrene i den menneskelige corticospinal skrift: en kvantitativ analyse. Acta Neuropathol.1994; 88:137-142.,CrossrefMedlineGoogle Lærd
  • 9 Terao S, Sobue G, Hashizume Y, Li M, Inagaki T, Mitsuma T. Alder-relaterte endringer i menneskelige spinal ventrale horn celler med spesielle referanser til tap av små nevroner i den mellomliggende sonen: en kvantitativ analyse. Acta Neuropathol.1996; 92:109-114.CrossrefMedlineGoogle Lærd
  • 10 Terao S, Takahashi M, Li M, Hashizume Y, Ikeda H, Mitsuma T, Sobue G. Selektiv tap av små myelinated fibrene i den laterale corticospinal skrift på grunn av mellomhjernen infarction. Nevrologi.1996; 47:588-591.,CrossrefMedlineGoogle Lærd
  • 11 Terao S, Sobue G, Li M, Hashizume Y, Tanaka F, Mitsuma T. lateral corticospinal skrift og spinal ventrale horn i X-linked recessiv spinal og bulbar muskel atrofi: en kvantitativ studie. Acta Neuropathol.1997; 93:1-6.MedlineGoogle Lærd
  • 12 Rexed B. cytoarchitectonic organisering av ryggmargen i kat. J Comp Neurol.1952; 96:415-496.CrossrefGoogle Lærd
  • 13 Rexed B. En cytoarchitectonic atlas av ryggmargen i katten. J Comp Neurol.1954; 100:297-377.CrossrefMedlineGoogle Lærd
  • 14 Forelder A., Ryggmargen: regionale anatomi og indre struktur. I: Overordnet A. Carpenter ‘ s Human Neuroanatomy, 9. utg. Baltimore, Md: Williams & Wilkins; 1996:325-367.Google Scholar
  • 15 Oyanagi K, Makifuchi T, Ikuta F. En topografisk og kvantitativ studie av nevroner i menneskelig spinal grå materie, med spesiell referanse til endringer i amyotrofisk lateral sklerose. Biomed Res. 1983; 4:211-224.CrossrefGoogle Lærd
  • 16 Nyberg-Hansen R, Rinvik E. Noen kommentarer på den pyramidale skrift, med spesiell referanse til sin individuelle variasjoner i mennesket. Acta Neurol Scand.,1963; 39:1-30.CrossrefGoogle Lærd
  • 17 Liu CN, Kamre WW. En eksperimentell studie av cortico-spinal-systemet i monkey (Macana mulatta). Spinal-trasé og preterminal distribusjon av dårligere fibre følgende diskrete lesjoner i pre – og postcentral gyri og bulbar pyramiden. J Comp Neurol.1964; 123:257-284.CrossrefMedlineGoogle Lærd
  • 18 Petras JM. Noen efferent tilkoblinger av motor og somatosensory cortex av simian primater og felid, canid og procyonid rovdyr. Ann N Y Acad Sci.1969; 167:469-505.,CrossrefGoogle Lærd
  • 19 Ralston DD, Ralston HJ III. Det oppsigelser av corticospinal skrift axons i macaque ape. J Comp Neurol.1985; 242:325-337.CrossrefMedlineGoogle Lærd
  • 20 Iwatsubo T, Kuzuhara S, Kanemitsu En, Shimada H, Toyokura Y. Corticofugal anslag til motoren kjerner i hjernestammen og ryggmargen hos mennesker. Nevrologi.1990; 40:309-312.CrossrefMedlineGoogle Lærd
  • 21 Davidoff RA. Den pyramidale skrift. Nevrologi.1990; 40:332-339.CrossrefMedlineGoogle Lærd
  • 22 Wiesendanger M., Morfologiske, electrophysiological og patologiske aspekter av interneurons. Electroencephalogr Clin Neurophysiol.1967; 25:47-58.Google Scholar
  • 23 Molenaar jeg, Kuypers HGJM. Celler opprinnelse propriospinal fiber og fiber stigende å supraspinal nivåer. En HRP-studie i katten og rhesus aper. Hjernen Res. 1978; 152:429-450.CrossrefMedlineGoogle Lærd
  • 24 Conradi S, Cullheim S, Gollvik L, Kellerth J-O. Electron mikroskopiske observasjoner på synaptic kontakter i gruppen Ia muskel spindel afferents i katten lumbosacral ryggmargen. Hjernen Res. 1983; 265:31-39.,CrossrefMedlineGoogle Lærd
  • 25 Spraque JM. Motor og propriospinal celler i thorax og lumbale ventrale horn rhesus aper. J Comp Neurol.1951; 95:103-123.CrossrefMedlineGoogle Lærd
  • 26 Skinner RD, Coulter JD, Adams RJ, Remmel RS. Cellene i opprinnelse av lang synkende propriospinal fiber tilkobling spinal-forstørrelser i katten og monkey bestemt av pepperrot peroksidase og electrophysiological teknikk. J Comp Neurol.1979; 188:443-454.CrossrefMedlineGoogle Lærd
  • 27 Ghetti B, Houroupian DS, Wisniewski HM., Akutt og langsiktig transneuronal svar på dendrites av lateral geniculate nevroner følgende transection av den primære visuelle afferente veien. Adv Neurol.1975; 12:401-424.MedlineGoogle Lærd
  • 28 Torch WC, Hirano En, Solomon S. Anterograde transneuronal degenerasjon i det limbiske system: Klinisk-anatomiske korrelasjon. Nevrologi.1977; 27:1157-1163.CrossrefMedlineGoogle Lærd
  • 29 Lapresle J. Palatale nyoclonus. I: Fahn S, Marsden, CD, Van Woert MH, red. Fremskritt i Nevrologi. New York, ny: Ravan Trykk; 1986;43:265-273.,Google Scholar
  • 30 Terao S, Sobue G, Shimada N, Takahashi M, Tsuboi Y, Mitsuma T. Seriell MR av olivary hypertrofi: langsiktig oppfølging av en pasient med «toppen av basilar» syndrom. Neuroradiology.1995; 37:427-428.CrossrefMedlineGoogle Lærd
  • 31 Kanemitsu En, Ikuta F. Etyde kvantitative des neurones dans la moelle cervicale chez fn cas de l’hémisphérectomie cérébrale. Proc Japan Acad.1977; 53:189-193.CrossrefGoogle Lærd
  • 32 Fujisawa K. Patologi av neuropil . Hjernen Nerve (Tokyo). 1979;31:233-260.,Google Scholar
  • 33 Ikuta F, Makifuchi T, Ohama E, Takeda S, Oyanagi K, Nakashima S, Motegi T. Skrift degenerering av den menneskelige ryggmargen: noen observasjoner på ALS og hemispherectomized mennesker . Adv Neurol (Tokyo).1982; 26:710-736.Google Scholar
  • 34 Kondo En, Nagara H, Tateishi J. Et morphometric studie av myelinated fibrene i den femte lumbale ventrale røtter i pasienter med cerebrovaskulær sykdom. Clin Neuropathol.1987; 6:250-256.MedlineGoogle Lærd
  • 35 Qui Y, Wada Y, Otomo E, Tsukagoshi H., Morphometric studie av slimet i fremre horn celler og pyramidale trakter i medulla oblongata og ryggmargen hos pasienter med cerebrovaskulær sykdom. J Neurol Sci.1991; 102:137-143.CrossrefMedlineGoogle Lærd
  • 36 McComas AJ, Sica REP, Upton ARM, Aguilera N, Currie S. Motoneurone dysfunksjon hos pasienter med hemiplegic atrofi. Arten Nye Biologien.1971; 233:21-23.CrossrefMedlineGoogle Lærd
  • 37 McComas AJ, Sica REP, Upton ARM, Aguilera N. Funksjonelle endringer i motoneurones av hemiparetic pasienter. J Neurol Neurosurg Psychiatry.1973; 36:183-193.,CrossrefMedlineGoogle Lærd
  • 38 Suzuki H, Oyanagi K, Takahashi H, Ikuta F. Bevis for transneuronal degenerasjon i ryggmargen i mennesket: en kvantitativ undersøkelse av nevroner i den mellomliggende sonen etter langsiktige amputasjon av ensidig øvre arm. Acta Neuropathol.1995; 89:464-470.CrossrefMedlineGoogle Lærd