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强迫症5-羟色胺功能异常的神经解剖学基础

2022-07-29
来源:求医网
随着临床和实验研究技术的发展,人们对强迫症发病机制的认识有了进一步的突破。脑影像学、神经化学、精神药理学及5-羟色胺(5-HT)回收抑制剂(SSRI)对强迫症的临床疗效均支持强迫症具有脑5-HT功能的异常。近年来对背侧缝核(dorsal raphe nucleus, DRN)介导的5-HT功能异常在强迫症发病中的作用引起国内、外学者极大的兴趣,本文结合强迫症5-HT功能异常与神经病理学发现,着重对DRN神经解剖联系在强迫症发病机制中的作用作一文献综述。

1DRN的5-HT功能系统与强迫症

中枢神经系统5-HT能神经元的纤维投射分布及其特殊的功能决定了它们在情绪和行为调节方面有重要作用。强迫症的症状表现与5-HT能神经元及其纤维投射的解剖环路之间的联系是我们理解本病病理生理的重要出发点。Moelell(1989)[1]等的研究认为5-HT缝核系统中主要的核团——背侧缝核(DRN)的异常可能是强迫症症状产生的主要生物学基础之一。

DRN是位于脑干背侧中缝结构中5-HT能神经元所在的神经核团。近年来,对强迫症5-HT功能系统的研究发现,DRN在调节认知、情绪、行为等方面有重要的作用。Azmitia(1987)[2]对强迫症患者死后人脑的放射标记研究表明,5-HT浓度高的脑区有海马、扣带回、杏仁复合体、前额皮质、黑质、基底节及下丘脑。Meltzer(1991)[3]采用组织化学方法研究发现,投射到这些脑区的5-HT能神经纤维主要源于DRN和内侧缝核(median raphe nucleus, MRN)。DRN 5-HT能神经纤维主要投射到前脑、基底节及下丘脑,与认知,行为的调节有密切的关系。MRN 5-HT能神经纤维主要投射到下丘脑-边缘结构,可能在介导和调节焦虑情绪中起重要作用。Toerk(1990)[4]提出DRN和MRN轴突纤维分布有明显的交叉,特别是上行纤维,如内侧前脑束(MFB)及背侧核皮质束(DRCT)。在网状结构中,5-HT能神经纤维的交叉联系使这些分散核团的独立作用难以截然分开,使DRN产生广泛的作用。MRN的功能失调并不在强迫症中直接显示出来,而在有关致焦虑反应中起重要作用,这与其主要投射到边缘系统有关。DNR主要投射到强烈影响行为的非边缘结构,如基底节,前额皮质等,提示DRN联系的5-HT受体或投射通路的功能异常在强迫症的产生或缓解中有重要作用。有研究发现,5-HT回收抑制剂(SSRI)对强迫症患者的治疗反应与DRN对基底节、额叶皮质、丘脑核的抑制性控制相关,其疗效与5-HT受体亚型的敏感性改变有关。DRN上行的5-HT能神经纤维投射主要有三条通路:DRN通过传入中脑黑质的5-HT能神经纤维联系而影响黑质到纹状体的多巴胺通路;DRN部分5-HT能神经纤维与下丘脑,丘脑等边缘结构有广泛联系;DRN到前额皮质的5-HT能神经纤维投射。DRN的这几条上行5-HT能神经纤维可能是强迫症的主要神经解剖基础[4]

2DRN与锥体外系统

DRN至黑质的5-HT能神经纤维对黑质多巴胺能神经元具有紧张性抑制作用。DRN中5-HT神经元调节障碍,使黑质多巴胺神经元脱抑制,从而导致黑质到基底节多巴胺能活动过度,对锥体外系统产生过度刺激。Grove等提出强迫症锥体外系统活动过度假说,并得到以下一些研究的支持。Calabress(1993)等[5]利用MR研究发现,强迫症患者的左侧尾状核比右侧尾状核信号增强,与正常组对照,患者组有右尾状核头体积增大。Laplane(1993)[6]利用正电子发射脑功能显像(PET)研究发现,强迫症患者最突出的病理生理异常之一就是基底节的形态和功能异常,与正常对照相比,强迫症患者右侧尾状核代谢活动增强。Schwartz(1996)等[7]研究发现,通过想象暴露使强迫症状被诱发时,右侧额叶及尾状核区域脑血流(rCBF)增高,提示强迫症有一侧基底节功能异常。Baxter(1995)等[8]发现,经氟西汀或行为治疗10周后,右尾状核葡萄糖代谢活动下降,临床症状的改善与右侧尾状核的活动下降呈正相关。

临床研究发现,一些涉及锥体外系统的神经系统疾病常伴有强迫症状,如帕金森病,小儿舞蹈症及抽动秽语综合征(TS)[9,10]。Cummings的研究发现,基底节钙化的主要表现之一是强迫症状伴有或不伴有抽动。愈来愈多的研究发现,TS患者有尾状核的多巴胺活动过度,有学者认为,豆状核的异常主要与Tics的抽动有关。尾状核的异常主要与Tics的强迫症状有关。帕金森病患者服用左旋多巴中毒时,常有Tics和强迫障碍,57%的患者有强迫量表评分增加。也有报道苍白球感染,缺血,缺氧伴有强迫障碍,并发现出现强迫障碍时多为双侧损害。Kandel(1991)等[9]研究发现,长期使用多巴胺激动剂后,强迫症状加重。动物研究发现,给与动物高剂量的多巴胺激动剂,苯丙胺可导致动物出现持续行为。长期服用精神刺激药及左旋多巴者可见重复和仪式行为。且发现血清素对多巴胺能神经元有明显的抑制作用。而具有多巴胺阻断作用的抗精神病药能增加氯丙咪嗪治疗反应差的强迫症的疗效。这些研究提示,强迫症的病理生理涉及到基底节。

但强迫症并非原发性的基底节疾病,而与DRN的调节障碍所致的黑质纹状体多巴胺能活动过度有关。Pitman(1989)等[11]对强迫症动物模型的研究发现,基底节的两个基本功能是感觉闸门作用和运动控制作用,它是最基本的刻板行为方式和习惯系统的解剖定位。正常情况下,这一系统的功能受新皮质、边缘结构、间脑记忆系统的调控。

3DRN与额叶皮质

强迫症的局部脑血流影像学研究发现,与正常对照,患者左侧或右侧眶额皮质局部脑血流(rCBF)增加,提示该区糖代谢率增加,这种改变与强迫症状的严重程度成正相关[12]。Baxter(1996)等[8]发现强迫症患者接受氟西汀或行为治疗10周后右扣带回皮质糖代谢活动下降。Swedo(1992)等[13]发现,强迫症患者眶额皮质的糖代谢活动下降与氯丙咪嗪或氟西汀的疗效相关。DRN一部份纤维投射到脑室上脉络丛,有学者认为这可能与强迫症脑脊液5-羟吲哚乙酸(5-HIAA)含量增加有关。DRN投射到脑实质内的血管,可能与强迫症患者的局部脑血流改变有关。DRN通过到皮质的直接5-HT纤维投射及经锥体外系统而间接影响皮质的5-HT功能,在强迫症发病中具有重要的作用。眶额皮质被认为是一个移行区,与杏仁核、下丘脑、颞叶有广泛的纤维联系。这一部位的毁损性研究提示,该区具有干扰控制及抑制作用,该区损害的病人在记忆测验中易受到无关刺激的影响,并对现实生活有关刺激的分析和整合能力受损,导致以行为、智能、情绪之间互不协调为特征的强迫障碍。Goldman等提出无论单侧或双侧眶额区损害都只能按照外部的信号行动而不能产生内部的指令及指向目标的行动。

4DRN与强迫症状

Modell(1989)[1]等的研究提出,DRN直接投射到尾状核、豆状核、丘脑或额叶皮质区的突触后受体功能异常,引起纹状体-丘脑-皮质-纹状体环路过度刺激并形成一个回荡的环路,因而导致强迫症状。这一环路中特定传入神经元的联系与不同的症状有关[1~3]。壳核经感觉运动皮质通路刺激辅助运动皮质,影响行为的执行,可能与仪式行为有关[1];尾状核经联络皮质到前额皮质的刺激增加,与强迫观念的产生有关,影响行为的计划[2];腹侧苍白球经边缘通路对前扣带和眶额皮质的刺激增加及DRN介导的基底节对边缘系统的过度刺激,这一环路与焦虑情绪的产生有关[3]。Cools(1985)对动物的基底节研究发现,纹状体的功能是使各种复杂的行为具有先后秩序和连续性,纹状体多巴胺能神经元的活动对错误信号具有放大作用并导致强迫行为,当错误信号保持在零以上,机体将连续表现企图执行那个动作,但并不成功。Pitman(1989)等[11]认为,DRN的调节异常引起的纹状体-丘脑-皮质-纹状体环路的过度兴奋类似异位兴奋点引起的心律失常现象。锥体外系统通过运动控制在神经系统疾病的不自主运动中起了重要作用,通过信号处理的感觉闸门作用在强迫症发病机制中具有重要的作用。从行为的等级系统观点出发,可以认为强迫症类似于心血管病中的非自主的异位心律,神经系统的非自主运动,它是精神系统的非自主性认知活动或行为。DRN调节障碍引起的5-HT神经元突触后受体敏感性或密度的改变可能是强迫症发病机制中的最后环节[10,14]

5小结

强迫症5-HT功能异常的神经解剖结构和病理生理主要涉及到DRN的调节障碍及锥体外系统的过度活跃,后者与其它脑区的纤维联系导致这些脑区的过度兴奋。其神经解剖环路假说是建立在SSRI治疗有效的强迫症患者5-HT功能系统异常的基础之上,并不能说明SSRI治疗无效的强迫症的发病机制。本文虽然提到强迫症的锥体外系统功能过度活跃的解剖学基础,但并不能认为强迫症是原发于基底节的疾病,强迫症原发的神经解剖定位仍然不确定,有待以后进一步研究。

参考文献

1,Modell J, Mountez JM, Curtis GC, et al. Neurophysiologic dysfunction in basal gangli/limbic striatal and thalamocortical circuits as a pathogenic mechanism of obsessive compulsive disorder. J Neuropsychiatry, 1989,1(1):27

2,Azimitia EC. The CNS serotonergic system: progression toward a collaborative organization. In: Herbert Meitzer ed. Psychopharmacology. The third Generation of Progress. New York: Raven Press, 1987.61-73

3,Meltzer HY. Current pra