一文理清重频刺激那点事丨临床必备
你是否对(MG)中的低频重复刺激递减、Lambert-Eaton肌无力综合征(LEMS)的高频重复刺激递增傻傻分不清,看过很多次但印象不够深刻,总get不到关键点?别急,本文将带你理清重频刺激那点事。
作者:医路平安
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首先我们来了解一下神经肌肉接头(NMJ)的解剖、生理机制以及重频刺激原理。
NMJ由突触前膜、突触间隙、突触后膜组成。
突触前膜:
突触前膜内含有储存乙酰胆碱(ACh)的囊泡,以量子形式释放,主要分为三个部分:
突触前膜附近,描述为1区,储存大概1000个量子;
突触前膜中区,描述为2区,储存大概10000个量子;
突触前膜较远的轴索和细胞中,描述为3区,储存大概100000个量子。
1区的乙酰胆碱随时可释放,称为即刻乙酰胆碱,紧接着2区的乙酰胆碱补充至1区,随时准备释放,当电压依赖的钙通道被激活时,可以使3区大量乙酰胆碱释放,补充至1区。
突触间隙:
突出间隙含乙酰胆碱酯酶(AChE),会水解释放至突触间隙的ACh,仅有少部分弥散至突触后膜,与乙酰胆碱受体(AChR)结合,产生终板电位,然而递质需要持续不断的补充,否则会产生传导阻滞。
突触后膜:
突触后膜为迂曲的褶皱,表面含大量(AChR)。
乙酰胆碱释放后,与突触后膜的AChR结合,突触后膜离子通道开放,肌膜去极化,产生肌纤维终板电位,当终板电位超过肌细胞兴奋阈值(即安全阈值)时会兴奋肌纤维,很多的肌电位叠加,就会产生一次动作电位,而突出间隙中的胆碱酯酶会把剩余的乙酰胆碱水解。
图1 突触结构
低频重复刺激
正常人在低频(2-3Hz)电刺激时,突触前膜1区的乙酰胆碱释放。当重复刺激时,1区乙酰胆碱逐渐被消耗,随后2区的乙酰胆碱开始释放补充至1区,但随着重复刺激,总体上1区释放的乙酰胆碱是逐渐减少的,与突触后模AChR产生的终板电位波幅也越来越小,但仍在安全阈值之上,仍可兴奋足够的肌纤维,产生复合肌肉动作电位波幅无明显的递减。
而MG病人,突触前膜并没有问题,和正常人一样,在低频2-3HZ刺激下,突触前膜1区乙酰胆碱释放,2区乙酰胆碱补充至1区。但由于1区释放的乙酰胆碱总体上来说是逐渐减少的,而MG病人由于突触后膜的AChR较正常人少,当重复刺激时,由于ACh逐渐减少,同时在AChR病理状态下,部分肌纤维终板电位在安全阈值下,兴奋的肌纤维减少,产生复合肌肉动作电位波幅出现明显的递减,至最后甚至无法产生动作电位。一般我们认为第5个反应波幅较第一个下降10%以下即为阳性。
而LEMS病人本质是突触前膜病变,ACh释放出现问题。1区释放Ach出现病理性改变,以及2区ACh不能迅速补充至1区,在低频刺激时,1区的ACh释放后,同时2区的ACh补充障碍,不能按正常迅速补充至1区,重复刺激后,ACh释放减少,部分肌纤维终板电位在安全阈值下,兴奋的肌纤维减少,产生的复合肌肉动作电位波幅同样会出现明显的递减。
综上,MG和LEMS在低频RNS时都会出现递减,但原理不同,MG是突触后膜AchR病理性改变,LEMS是ACh释放减少。
高频重复刺激
正常人在高频(20-50Hz)电刺激时,会激活电压依赖的Ca2+通道,从而使3区的乙酰胆碱在刺激后约100-200ms会弥散出轴索到达1区。由于3区含大量的乙酰胆碱,因而在使用刺激间隔小于100-200ms的高频刺激时,会使大量乙酰胆碱持续释放。而正常情况下,超强(>20Hz)重复刺激可使神经支配的所有肌纤维激活。即使有更多的ACh释放,肌肉动作仍保持相对稳定,不会在随后的刺激中引起波幅递增。
但由于正常人突触结构正常,从第1次刺激开始都是兴奋足够的肌纤维,因而在重复刺激后复合肌肉动作电位波幅不会产生明显的递增。
而MG病人,由于突触后膜的AChR病变,在高频电刺激时,即使大量的ACh释放,由于ACh与AChR结合已经饱和了,复合肌肉动作电位波幅不会产生明显的递增。当然临床上MG病人比较少去做高频重复电刺激。
而LEMS病人,因为是突触前膜病变,本身释放ACh有问题,释放至突出间隙ACh不足。当高频刺激时,3区大量ACh补充至1区,ACh大量释放。重复刺激时,由于未被第1个刺激兴奋的肌纤维被随后的刺激所募集,形成的动作电位逐渐递增。一般我们认为刺激10秒后,动作电位波幅较第一次刺激增加100%以上为阳性。
高频重复刺激还涉及到LEMS中一个有趣的现象——腱反射易化:
即LEMS查体时,刚开始腱反射减退,当让患者短时间快速活动肢体后(可让患者主动活动或检查者辅助被动活动),再次查体,患者腱反射恢复至正常,机理类似高频刺激。患者短时间快速活动肢体,其肌肉运动单位发放频率大约30-50HZ,频率与高频重复刺激的频率基本一致,会使3区短时间释放大量的ACh,因而活动后一定时间内患者腱反射会正常。
关于神经肌肉接头还有一个有趣的现象,有些疾病中一次电刺激可出现重复的复合肌肉动作电位(R-CMAP),非常有特异性,有些人将其描述为比翼双飞。
图2 R-CMAP:主波M1后独立的M2波,即一次刺激出现两个CMAP波
这类疾病主要是先天性肌无力综合征(CMS)中CoLQ和慢通道综合征。
CoLQ综合征为突触间隙胆碱酯酶复合物中的CoLQ蛋白变性,导致AChE锚定错误。AChE相对缺乏,则突触间隙Ach不断弥散至突触后膜,与AChR结合,可使突触后膜兴奋延长,在一次电流刺激后可出现重复的复合肌肉动作电位(R-CMAP)。
慢通道综合征是由于基因缺陷导致突触后膜AChR延长激活。由于突触后膜兴奋延长,导致在一次电流刺激后可出现重复的复合肌肉动作电位(R-CMAP)。
通过以上描述,大家对神经肌肉接头相关的电刺激理清了吧?