hemiplegi orsakad av cerebrovaskulär sjukdom involverar CST. Muskelatrofi av extremiteter som ibland observeras på den drabbade sidan har höjt kontroversen om huruvida denna atrofi resulterar från disuse eller från denervation orsakad av anterograd TND som svar på övre motorneuron skador.,1234 vi har rapporterat morfometriska studier av AHC och laterala CST-fibrer i ryggmärgen i en rad neurodegenerativa sjukdomar i förhållande till kontrollpopulationer och förtydligade sjukdomsspecifika mönster av neuronal och fiberförlust.567891011 denna studie var utformad för att belysa huruvida övre motorneuron lesioner i cerebrovaskulära sjukdomar inducerar anterograd TND i lägre motoriska neuroner.,

försökspersoner och metoder

två patienter med hjärnblödning som involverar de högra basala ganglierna och thalamus och två med infarkt i den högra mellersta hjärnartären och bakre hjärnartären var försökspersoner. Alla fyra försökspersonerna hade svår spastisk vänster hemiplegi som inkluderade de nedre och övre extremiteterna. Åldrarna vid döden varierade från 20 till 89 år, och intervallet från början av stroke till döden varierade från 1 till 8 år. Fyra åldersmatchade kontrollpersoner utan uppenbara avvikelser i centrala nervsystemet valdes., Kliniska uppgifter om försökspersoner sammanfattas i Tabell 1.

obduktioner utfördes inom 2 timmar efter mortem. Den 4: e ländryggen och 7: e bröstkorgssegmenten i ryggmärgen avlägsnades, fixerades i en 10% buffrad formalinlösning och bearbetades för paraffinsektioner. Cytoarkitektonisk bedömning av AHC utfördes som beskrivits tidigare.67911 början rostrally, den 4: e ländryggen segmentet skars tvärs i 300 till 500 seriella 10-µm tjocka sektioner; varje 10: e avsnitt färgades av Klüver-Barrera teknik., Spinal ventrala horn betecknas som den grå substansen ventrala till en linje genom den centrala kanalen vinkelrätt mot ventrala spinal sulcus. Fotomikrografer (×205) togs som inkluderade hela ventrala hornet i var och en av de färgade sektionerna. Diametrarna hos neuroner med tydligt visualiserade nukleoler mättes på fotomikrograferna med en partikelstorleksanalysator (TGZ-3, Carl Zeiss) och AHC klassificerades godtyckligt i tre grupper enligt diameter: stor (≥32,8 µm), medelstor (≥24,8 µm till <32,8 µm) och liten (<24.,8 µm).79 mönster av möjlig cellförlust undersöktes på två sätt. För ett tillvägagångssätt analyserades en tvådimensionell, storleksberoende topografisk fördelning och sedan en tredimensionell neuronal densitetsfördelning i ryggmärgs horisontella plan. För den andra erhölls en storleksberoende rekonstruktion av cellpopulationer i ventral spinal horn vid 4: e ländryggsnivån., För att undersöka den tvådimensionella storleksberoende topografiska fördelningen och den tredimensionella neuronal densitetsfördelningen av neuroner klassificerades alla AHC med distinkta nukleoler som identifierats i fotomikrografer som stora, medelstora eller små neuroner. Deras platser spårades och ritades på ett montage av ventralhornet, och datorgenererade tvådimensionella och tredimensionella rekonstruktioner av cellfrekvenserna erhölls som storleksberoende celldensitetskartor.,

resultat

hos alla fyra strokepatienter visade lateral CST i vänster dorsolateral kolumn på både bröstkorgs-och ländryggssegmenten i sladden omfattande förlust av axoner. Emellertid observerades central kromatolys, atrofiska neuroner och neuronophagia endast sällan i ventralhornet på antingen den drabbade eller den opåverkade sidan. Storleksberoende topografisk distributionsanalys av AHC i 4: e ländryggssegmentet visade ingen skillnad mellan de drabbade och opåverkade sidorna hos någon av de fyra strokepatienterna (Fig 1 och 2)., På samma sätt avslöjade denna analys ingen skillnad mellan höger och vänster ventrala horn i kontrollämnena (fikon 1 och 2).

Respektive greven av stora, medelstora och små AHC i den 4: e ryggradens segment av stroke patienter varierade från 1758 till 2386 per 50 sektioner (medel±SD, 2070±259), 515 till 648 (medelvärde±SD, 594±57), och 602 till 697 (medelvärde±SD, 645±42) på höger sida och 1810 till 2490, (medelvärde±SD, 2082±279) 569 till 627 (medelvärde±SD, 593±21) och 596 till 681 (medelvärde±SD, 627±34) på den vänstra., Motsvarande antal för kontrollgruppen var oskiljbara från de hos strokepatienter på både drabbade och opåverkade sidor (Tabell 2). Ingen signifikant skillnad observerades vid Mann-Whitney U-test mellan strokepatienter och kontrollpersoner eller mellan drabbade och opåverkade sidor av spinal ventralhorn för någon av bestämningarna ovan.,

diskussion

Spinal AHC inkluderar tre olika typer av neuroner när det gäller cellkroppsstorlek, plats och funktion: stora α-motoneuroner, medelstora γ-motoneuroner och små neuroner som antas vara interneuroner.7912131415 den fysiologiska rollen av α – Och γ-motoneuroner är motorstyrning av skelettmuskler, medan många interneuroner tros ge en synaptisk koppling mellan de övre motorneuronerna, 161718192021 extrapyramidala neuroner, 1622 eller sensoriskt system2324 och α-Eller γ-motoneuroner.2526 dessa AHC är också kända för att synaps med många afferenta system., Den mänskliga CST består av stora myelinerade fibrer med ursprung i Betz-celler och mer talrika mindre myelinerade fibrer av mestadels okänt ursprung.581011 vissa stora myelinerade fibrer tros ansluta med α-motoneuroner av monosynaptiskt relä, medan de flesta fibrer ansluter med dem genom polysynaptiskt relä via små interneuroner.161718192021

inte ovanligt noteras muskelatrofi hos strokepatienternas plegiska extremiteter., Mycket kontrovers har kvarstått om huruvida denna atrofi innebär TND av lägre motoriska neuroner efter övre motorneuron lesioner eller representerar muskelatrofi av disuse. I människor, TND (anterograd eller retrograd) är känd för att förekomma i lesioner av visuell,27 limbiska,28 eller dentato-rubro-olivary vägar.2930 detta fenomen är dock inte välkänt i det somatiska motorsystemet. Kanemitsu et al31 rapporterade fall har studerat många år efter hemispherectomy med fullständig degeneration av CST, ingen anterograd TND var uppenbart., Eftersom motorneuroner får ingång från en mängd olika afferenta system anses de därför osannolikt att genomgå anterograd TND även efter fullständigt avbrott av CST.313233 men Kondo et al34 har rapporterat att graden av pyramidal tract degeneration tycktes vara parallell med fiberförlust i ventrala spinal rötter. Qui et al35 föreslog också att atrofi av neuroner i livmoderhalssegmentet inträffade på sidan av lateral CST-degenerering., I elektrofysiologiska studier, motor enheter enligt uppgift minskas i antal på sidan av ryggmärgen påverkas av cerebral stroke, med α-motoneuroner är i ett funktionellt deprimerat tillstånd.3637 även om vänster-höger-skillnaderna inte var uppenbara morfometriskt i vår studie, kan förlust av trofisk effekt från övre motorneuroner förändra AHC: s funktionella tillstånd på den drabbade sidan utan förlust av AHC.,

i ett nyligen rapporterat mänskligt fall inträffade avfolkning och atrofi av kontralateral liten AHC och minskning av ipsilateral AHC i livmoderhalssegment efter en proximal amputation i övre extremiteten, med implikationen att ipsilaterala och kommisurala interneuroner kan genomgå retrograd TND.38 Detta tyder på att anterograd TND kan bero på förlust av neuronal ingång till AHC. Men våra morfometriska fynd indikerar att CST-lesioner inte resulterar i anterograd TND av spinal AHC.,v>

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

Figure 1., Tvådimensionella topografiska och storleksfördelningsmönster av neuroner i ventrala Hornet vid L4. AHC delades in i fyra grupper och deras platser presenteras diagrammatiskt. Alla nervceller i de mest rostrala 10 sektionerna ritades för varje enskilt fall.

Figur 2. Tredimensionella neuronal densitetsfördelningskartor över ventralhornet vid L4. Antalet celler per enhetsområde i rostral 10-sektionerna representeras som barer., Området för varje kolumn som undersöktes i varje enskilt fall var 0,117 mm2. Neuronal densitet delades in i fyra grupper representerade som en gradering från vitt till svart. Ingen uppenbar skillnad i neuronal densitet, inklusive interneuroner i mellanzonen, noterades mellan höger och vänster ventrala horn i kontrollpersoner och patienter.

tabell 1.,umor

2 58 /m bristad dissekera aortaaneurysm
3 81 /m lunginflammation
4 90 /m lunginflammation

avm indikerar arteriovenös missbildning; MCA, mellersta hjärnartären; och PCA, bakre hjärnartären.,

tabell 2.,


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

neuronala celler kategoriseras som stora, medelstora respektive små, definierade av diametrar på ≥32.,8 µm, ≥24,8 µm till <32,8 µm och < 24,8 µm. Varje figur betecknar neuronal räkningen i 50 sektioner.

en del av denna studie stöddes av bidrag från Ministeriet för välfärd och hälsa i Japan.

Fotnoter

Korrespondens till Shin-ichi Terao, VD, Avdelningen för Neurologi, Fjärde Avdelningen för invärtesmedicin, Aichi Medical University i Nagakute, Aichi 480-11, Japan.
  • 1 Goldkamp O. elektromyografi och nervledningsstudier hos 116 patienter med hemiplegi., Arch Physiol Med Rehabil.1967; 48:59–63.MedlineGoogle Lärd
  • 2 Krueger KC, Waylonis GW. Hemiplegi: lägre motorneuron elektromyografiska fynd. Arch Physiol Med Rehabil.1973; 54:360–364.MedlineGoogle Scholar
  • 3 Chokroverty s, Medina J. elektrofysiologisk studie av hemiplegi. Motornervledningshastighet, brachial plexus latens och elektromyografi. Arch Neurol.1978; 35:360–363.CrossrefMedlineGoogle Scholar
  • 4 Segura RP, Sahgal V. hemiplegisk atrofi: elektrofysiologiska och morfologiska studier. Muskelnerven.1981; 4:246–248.,CrossrefMedlineGoogle Scholar
  • 5 Sobue G, Hashizume Y, Mitsuma T, Takahashi A. Storleksberoende myelinerad fiberförlust i kortikospinalkanalen i Shy-Drager syndrom och amyotrofisk lateralskleros. Neurology.1987; 37:529–532.CrossrefMedlineGoogle Lärd
  • 6 Sobue G, Terao S, Kachi T, Ken E, Hashizume Y, Mitsuma T, Takahashi A. Somatisk motor efferents i multipel systematrofi med autonoma misslyckande: en klinisk-patologiska studier. J Neurol Sci.1992; 112:113–125.CrossrefMedlineGoogle Lärd
  • 7 Terao S, Sobue G, Hashizume Y, Mitsuma T, Takahashi A., Sjukdomsspecifika mönster av neuronal förlust i spinal ventrala horn i amyotrofisk lateralskleros, multipel systematrofi och X-bunden recessiv bulbospinal neuronopati, med särskild hänvisning till förlusten av små neuron i mellanzonen. J Neurol.1994; 241:196–203.CrossrefMedlineGoogle Lärd
  • 8 Terao S, Sobue G, Hashizume Y, Shimada N, Mitsuma T. åldersrelaterade förändringar av myeliniserade fibrer i den mänskliga corticospinal-tarmkanalen: en kvantitativ analys. Acta Neuropatol.1994; 88:137–142.,CrossrefMedlineGoogle Lärd
  • 9 Terao S, Sobue G, Hashizume Y, Li M, Inagaki T, Mitsuma T. åldersrelaterade förändringar i mänskliga spinal lufthål horn celler med särskilda referenser till förlust av små nervceller i den mellanliggande zonen: en kvantitativ analys. Acta Neuropatol.1996; 92:109–114.CrossrefMedlineGoogle Lärd
  • 10 Terao S, Takahashi M, Li M, Hashizume Y, Ikeda H, Mitsuma T, Sobue G. Selektiv förlust av små myeliniserade fibrer i sidled corticospinal-tarmkanalen på grund av mitthjärnan infarkt. Neurology.1996; 47:588–591.,CrossrefMedlineGoogle Lärd
  • 11 Terao S, Sobue G, Li M, Hashizume Y, Tanaka F, Mitsuma T. Den laterala corticospinal-tarmkanalen och spinal lufthål horn i X-bundna recessiva syndrom spinal och bulbar muskelatrofi: en kvantitativ studie. Acta Neuropatol.1997; 93:1–6.MedlineGoogle Scholar
  • 12 Rexed B. Den cytoarchitektoniska organisationen av ryggmärgen i cat. J Comp Neurol.1952; 96:415–496.CrossrefGoogle Scholar
  • 13 Rexed B. En cytoarchitektonisk atlas av ryggmärgen i katten. J Comp Neurol.1954; 100:297–377.CrossrefMedlineGoogle Lärd
  • 14 Moderbolaget A., Ryggmärg: regional anatomi och inre struktur. I: förälder A. Carpenters Human Neuroanatomy, 9: e ed. Baltimore, Md: Williams & Wilkins; 1996:325-367.Google Scholar
  • 15 Oyanagi K, Makifuchi T, Ikuta F. En topografisk och kvantitativ studie av nervceller i mänskliga spinal grå, med särskild hänvisning till deras förändringar i amyotrofisk lateral skleros. Biomed Res. 1983; 4:211-224.CrossrefGoogle Scholar
  • 16 Nyberg-Hansen R, Rinvik E. några kommentarer på pyramidbanan, med särskild hänvisning till dess individuella variationer i människan. Acta Neurol Scand.,1963; 39:1–30.CrossrefGoogle Scholar
  • 17 Liu CN, Chambers ww. En experimentell studie av cortico-spinala systemet i apa (Macana mulatta). Spinalbanor och preterminal fördelning av degenererande fibrer efter diskreta lesioner av pre-och postcentral gyri och bulbar pyramid. J Comp Neurol.1964; 123:257–284.CrossrefMedlineGoogle Lärd
  • 18 Petras JM. Några efferent anslutningar av motorn och somatosensory cortex av simian primater och felid, canid och procyonid rovdjur. Ann N Y Acad Sci.1969; 167:469–505.,CrossrefGoogle Scholar
  • 19 Ralston dd, Ralston HJ III. avslutningarna av corticospinal tract axons i macaque monkey. J Comp Neurol.1985; 242:325–337.CrossrefMedlineGoogle Lärd
  • 20 Iwatsubo T, Kuzuhara S, Kanemitsu En, Shimada H, Toyokura Y. Corticofugal prognoser till motor kärnor i hjärnstammen och ryggmärgen i människor. Neurology.1990; 40:309–312.CrossrefMedlineGoogle Lärd
  • Davidoff-21 RA. Pyramidbanan. Neurology.1990; 40:332–339.CrossrefMedlineGoogle Lärd
  • 22 Wiesendanger M., Morfologiska, elektrofysiologiska och patologiska aspekter av interneuroner. Elektroencefalogr Clin Neurofysiol.1967; 25:47–58.Google Scholar
  • 23 Molenaar jag, Kuypers HGJM. Celler ursprung av propriospinalfibrer och fibrer som stiger till supraspinalnivåer. En HRP studie i katt och rhesusapa. Hjärnan Res. 1978; 152:429-450.CrossrefMedlineGoogle Lärd
  • 24 Conradi S, Cullheim S, Gollvik L, Kellerth J-O. elektronmikroskopiska synpunkter på det synaptiska kontakter i grupp Ia muskel spindel afferents i katten lumbosacral ryggmärgen. Hjärnan Res. 1983; 265:31-39.,CrossrefMedlineGoogle Lärd
  • 25 Spraque JM. Motor-och propriospinala celler i bröst-och ländryggs ventralhornet på rhesusapan. J Comp Neurol.1951; 95:103–123.CrossrefMedlineGoogle Lärd
  • 26 Skinner RD, Coulter JD, Adams RJ, Remmel RS. Ursprungsceller av långa fallande propriospinalfibrer som förbinder spinalförstoringarna i katt och apa bestämd av pepparrotperoxidas och elektrofysiologisk teknik. J Comp Neurol.1979; 188:443–454.CrossrefMedlineGoogle Lärd
  • 27 Ghetti B, Houroupian DS, Wisniewski HM., Akut och långsiktigt transneuronalt svar av dendriter av laterala genikulära neuroner efter transektion av den primära visuella afferenta vägen. Adv Neurol.1975; 12:401–424.MedlineGoogle Lärd
  • 28 Ficklampa WC, Hirano En, Salomo S. Anterograd transneuronal degeneration i det limbiska systemet: Klinisk-anatomiska korrelation. Neurology.1977; 27:1157–1163.CrossrefMedlineGoogle Lärd
  • 29 Lapresle J. Palatala nyoclonus. I: Fahn S, Marsden CD, Van Woert MH, red. Framsteg inom neurologi. New York, ny: andy ravan Press, 1986;43:265-273.,Google Scholar
  • 30 Terao S, Sobue G, Shimada N Takahashi M, Tsuboi Y, Mitsuma T. Seriell MRT av olivary hypertrofi: långsiktig uppföljning av en patient med ”top of the basilar” – syndromet. Neuroradiologi.1995; 37:427–428.CrossrefMedlineGoogle Lärd
  • 31 Kanemitsu En, Ikuta F. Etude kvantitativa des neurones dans la moelle cervicale chez fn: s cas de l’hémisphérectomie cérébrale. Proc Japan Acad.1977; 53:189–193.CrossrefGoogle Scholar
  • 32 Fujisawa K. Neuropil patologi . Hjärnnerven (Tokyo). 1979;31:233–260.,Google Scholar
  • 33 Ikuta F, Makifuchi T, Ohama E, Carlsson S, Oyanagi K, Nakashima S, Motegi T. Tarmkanalen degeneration av mänskliga spinal cord: några synpunkter på ALS och hemispherectomized människor . Adv Neurol (Tokyo).1982; 26:710–736.Google Scholar
  • 34 Kondo a, Nagara H, Tateishi J. En morfometrisk studie av myelinerade fibrer i femte lumbar ventrala rötter hos patienter med cerebrovaskulära sjukdomar. Clin Neuropatol.1987; 6:250–256.MedlineGoogle Lärd
  • 35 Qui Y, Wada Y, Otomo E, Tsukagoshi H., Morfometrisk studie av cervikala främre hornceller och pyramidala områden i medulla oblongata och ryggmärgen hos patienter med cerebrovaskulära sjukdomar. J Neurol Sci.1991; 102:137–143.CrossrefMedlineGoogle Lärd
  • 36 McComas AJ, Sica REP, Upton ARM, Aguilera N Currie S. Motoneurone dysfunktion hos patienter med unilateral atrofi. Natur Ny Biologi.1971; 233:21–23.CrossrefMedlineGoogle Lärd
  • 37 McComas AJ, Sica REP, Upton ARM, Aguilera N. Funktionella förändringar i motoneurones av hemiparetic patienter. Neurokirurgisk Psykiatri.1973; 36:183–193.,CrossrefMedlineGoogle Lärd
  • 38 Suzuki H, Oyanagi K, Takahashi H, Ikuta F. Bevis för transneuronal degeneration i ryggmärgen hos människan: en kvantitativ undersökning av nervceller i den mellanliggande zonen efter lång sikt amputation av ensidig övre arm. Acta Neuropatol.1995; 89:464–470.CrossrefMedlineGoogle Lärd