Інформація

Патофізіологія ознаки Бабінського при травмі спинного мозку?

Патофізіологія ознаки Бабінського при травмі спинного мозку?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Як ми можемо відрізнити ураження верхніх і нижніх моторних нейронів на основі ознаки Бабінського?


Коротка відповідь : Якщо ознака Бабінського позитивний у дорослих, це вказує на ураження верхніх рухових нейронів.

Довга відповідь :

Підошовний рефлекс є цікавим рефлексом, оскільки він має дві фізіологічні реакції. Один у дітей 1-2 років, інший у решті. Це один з примітивних рефлексів, які присутні у немовлят, але кортикально пригнічені пізніше в житті.

Примітивною реакцією на підошовний рефлекс є розгинання пальців стопи і віяла. Коли дитині виповнюється 1-2 роки, кортикоспінальні шляхи повністю мієлінізовані, і цей примітивний рефлекс пригнічується, що призводить до згинання великого мозку.

Розширення галюксу розцінюється як позитивний знак Бабінського, тоді як згинання іноді називають негативним бабінським.

Таким чином, у дорослої людини, через кортикальне гальмування примітивного рефлексу, підошовний рефлекс повинен поступатися згинанням галюкса. Але якщо він патологічно показує позитивний результат Бабінського, це свідчить про відсутність коркового гальмування - ураження верхнього рухового нейрона. Це може бути серйозною неврологічною проблемою, і вам потрібно зробити КТ головного мозку, дослідження спинномозкової рідини або МРТ хребта, щоб локалізувати ураження.

З іншого боку, негативний Бабінський у дітей, які повинні проявляти примітивний рефлекс, може виявляти ознаки спастичності. Це має спрямовувати нас до прогресуючих неврологічних розладів, таких як дитячий церебральний параліч.


Рефлекс - Бабінський Розгинальний підошовний рефлекс Бабінський ознака

Griggs RC, Jozefowicz RF, Aminoff MJ. Підхід до пацієнта з неврологічними захворюваннями. В: Goldman L, Schafer AI, eds. Медицина Голдмана-Сесіла. 25-е ​​вид. Філадельфія, Пенсильванія: Елзевієр Сондерс 2016: розділ 396.

Щор Н.Ф. Неврологічна оцінка. В: Kliegman RM, St. Geme JW, Blum NJ, Shah SS, Tasker RC, Wilson KM, eds. Підручник Нельсона з педіатрії. 21-е вид. Філадельфія, Пенсильванія: Elsevier 2020: розділ 608.

Strakowski JA, Fanous MJ, Kincaid J. Сенсорне, моторне та рефлекторне дослідження. В: Malanga GA, Mautner K, ред. Фізичне обстеження опорно-рухового апарату: підхід, заснований на доказах. 2-е вид. Філадельфія, Пенсильванія: Elsevier 2017: розділ 2.


Знак Бабінського

Серед ключових гравців неврологічної революції початку 19 століття мало хто може претендувати на таку ж тривалу актуальність, як Жан-Мартен Шарко. Надавши свій епонім таким явищам, як суглоб Шарко (діабетична артропатія), тріада Шарко (гострий холангіт) і особливо хвороба Шарко (БАШ), французький лікар широко вважається родоначальником сучасної нейронауки та психології. Однак одним із найвпливовіших внесків Шарко в медицину є внесок його протеже і сучасника Джозефа Бабінського. Прийшовши до професійної плоди в 1893 році, Бабінському приписують аналіз та ідентифікацію кількох неврозів, включаючи своєрідний діагностичний сигнал, що носить його ім'я сьогодні. Вперше виявлений у презентації в короткій формі в 26 рядків на засіданні Société de Biologie 1896 року, Знак Бабінського став одним із найвідоміших відкриттів невролога і залишається безцінним ресурсом для сучасного практикуючого лікаря.

Ознака Бабінського - це нейропатологічний сигнал, вбудований в підошовний рефлекс стопи. Викликаний тупим подразником до підошви стопи, нормальний підошовний рефлекс у дорослих представлений у вигляді згинання пальців вниз до джерела подразника. Ознака Бабінського спостерігається, коли галюкс (великий палець ноги) демонструє дорсальне розширення у відповідь на ту саму підошовну стимуляцію. Хоча реакція, подібна до ознаки, існує, коли у немовлят виникає підошовний рефлекс, наявність ознаки Бабінського у дорослих може свідчити про ураження або пошкодження кортикоспінального тракту, і ідентифікація ознаки залишається одним з найменш інвазивних методів для підтримка діагностики пошкодження верхнього моторного нейрона. Знак став настільки невід’ємною частиною неврологічної доктрини, що прототип рефлекторного молотка Бабінського, розроблений в 1912 році, став одним з основних інструментів сучасного невролога. Навіть донині сучасні підручники неврологічного обстеження називають ознаку Бабінського «найбарвистішим результатом іспиту в неврології». Загалом, ознака Бабінського та подібні дослідження підошовного рефлексу (ознака Чеддока, ознака Корнелла) є чудовим нагадуванням про корисність комплексного фізичного обстеження та про те, що за належного догляду та уваги до деталей лікар може зробити впевнений діагностичний вибір за допомогою прості, лаконічні та інтерактивні методи.

Посилання:
Goetz CG (2009). «Розділ 15 Жан-Мартен Шарко і анатомо-клінічний метод неврології». Handb Clin Neurol. Довідник з клінічної неврології 95: 203–12. doi: 10.1016/S0072-9752(08)02115-5. ISBN 978-0-444-52009-8. PMID 19892118.

Goetz CG (2002). «Історія підошовної реакції розгиначів: ознаки Бабінського та Чеддока». Семінари з неврології 22 (4): 391–8. DOI: 10.1055/s-2002-36761. PMID 12539060.

Кемпбелл, В. В., і А. Деджонг, Р. Н. (2013). Неврологічний огляд DeJong's (7 -е вид.). Філадельфія: Ліппінкотт.


У більшості дітей рефлекс Бабінського може тривати до двох років або 24 місяців. У деяких дітей рефлекс може зникнути до 12 місяців (3).

Наявність рефлексу Бабінського у новонароджених має вирішальне значення для визначення правильного функціонування центральної нервової системи. Здоровий рефлекс Бабінського конкретно вказує на нормальну функцію кортикоспінального тракту, шлях рухових нейронів від кори головного мозку до спинного мозку (2). Цей шлях рухових нейронів відіграє важливу роль у контролі руху нижніх кінцівок і частин тулуба.

Відсутність рефлексу Бабінського або відхилення від норми у немовлят може свідчити про проблеми з кортикоспінальним трактом, що вказує на можливі проблеми з центральною нервовою системою.


Центральна нервова система ще не повністю розвинена у новонароджених і немовлят до 2 років. Деякі частини кортикоспінального тракту дітей раннього віку ще не мієлінізовані. Якщо відбувається порушення зв’язку між мозком і стопою, то вишкрібання стопи діє як стимул, який змушує м’язи згинатися на верхній частині стопи, що призводить до розгинання великого пальця. Поразка або пошкодження уздовж кортикоспінального тракту позначається знаком Бабінського.

Ознака Бабінського може зникнути вже через 12 місяців, коли кортикоспінальний тракт дозріває.


Діагностичні тести

ЛАБОРАТОРНІ ДОСЛІДЖЕННЯ

Лабораторне дослідження може включати повний аналіз крові з диференціальним аналізом, швидкість осідання еритроцитів і аналіз сечі. Результати клінічної оцінки можуть свідчити про необхідність інших специфічних тестів, таких як рівень кальцію в сироватці крові, рівень сечової кислоти, електрофорез сироватки та сечі на легкі ланцюги, а також рівень простат-специфічного антигену. Лабораторні дослідження особливо корисні, коли інфекція або злоякісне новоутворення вважається можливою причиною патології хребта.

Правовласник не надавав права на відтворення цього об’єкта в електронних носіях. Щоб дізнатися про відсутній елемент, див. оригінальну друковану версію цієї публікації.

ДОСЛІДЖЕННЯ ВІДОБРАЖЕННЯ

Візуалізаційні дослідження надзвичайно важливі для оцінки надзвичайних ситуацій спинного мозку. Якщо під час клінічного огляду не відзначається червоний прапорець, рентгенівські знімки не рекомендуються для рутинної оцінки пацієнтів з гострим болем у шиї або попереку протягом першого місяця симптомів3 (Таблиця 1).5

Комп’ютерна томографія (КТ), магнітно-резонансна томографія (МРТ), мієлографія та комбінована КТ та мієлографія можуть чітко визначити анатомію. Однак ці дослідження є дорогими і мають високий рівень хибнопозитивних результатів.8

Оскільки МРТ є неінвазивною, не включає радіацію, охоплює значну площу хребта і може виявляти зміни всередині диска та хребця, це стало образотворчим способом вибору при діагностиці радикулопатії, абсцесів спинного мозку, пухлин спинного мозку, спинальний стеноз та нетравматичні судинні ураження.8 – 12 Використання магнітно-резонансних зображень у швидкій послідовності призводить до мієлографії, що дозволяє швидко скринінгувати хребетний канал з високою чутливістю на епідуральні утворення.9 Хелатний гадоліній ще більше покращує дослідження МРТ .

У порівнянні з дослідженнями МРТ, КТ забезпечує краще зображення кісткових структур. Отже, КТ-сканування вважається методом вибору зображення для оцінки пацієнтів на предмет травми хребта та переломів хребців.8 КТ-сканування менш чутливе до рухів пацієнта, ніж МРТ, і його можна використовувати у пацієнтів із кардіостимуляторами, феромагнітними судинними кліпсами та іншими імплантованими пристроями. . КТ коштує дешевше, ніж МРТ.

Сканування кісток може бути корисним, коли рентгенівські знімки хребта є нормальними, але клінічні дані є підозрілими на остеомієліт, кісткове новоутворення або прихований перелом. Хоча сканування кісток є чутливим інструментом скринінгу кісткових пухлин та інфекцій, результати є хибнопозитивними у однієї третини літніх пацієнтів, які мають найвищий ризик розвитку цих станів і мають високу частоту остеоартриту.8


Клітинна біологія ушкодження та відновлення спинного мозку

Кафедра нейробіології, Медична школа Девіда Геффена, UCLA, Лос-Анджелес, Каліфорнія, США.

Адреса для листування: Michael V. Sofroniew, кафедра нейробіології, Школа медицини Девіда Геффена, Каліфорнійський університет, 10833 Le Conte Avenue, Los Angeles, California 90095-1763, США. Телефон: 310.794.4944 Електронна пошта: [email protected]

Кафедра нейробіології, Медична школа Девіда Геффена, UCLA, Лос-Анджелес, Каліфорнія, США.

Адреса для листування: Майкл В. Софроньєв, кафедра нейробіології, Медична школа Девіда Геффера, Каліфорнійський університет, 10833 Ле Конте-авеню, Лос-Анджелес, Каліфорнія 90095-1763, США. Телефон: 310.794.4944 Електронна пошта: [email protected]

Кафедра нейробіології Медичної школи Девіда ffеффана, Каліфорнійський університет, Лос -Анджелес, Каліфорнія, США.

Адреса для листування: Michael V. Sofroniew, кафедра нейробіології, Школа медицини Девіда Геффена, Каліфорнійський університет, 10833 Le Conte Avenue, Los Angeles, California 90095-1763, США. Телефон: 310.794.4944 Електронна пошта: [email protected]

Знайдіть статті Софроньєва М. у: JCI | PubMed | Google Scholar

Ураження при травмі спинного мозку (SCI) представляють різноманітні проблеми для стратегій відновлення. Анатомічно повні пошкодження вимагають відновлення нервової зв’язку між ушкодженнями. Анатомічно неповні травми можуть отримати користь від збільшення спонтанної реорганізації контуру. Тут ми розглядаємо біологію клітин SCI, яка значно варіюється в трьох різних відділах тканин, пов’язаних із ураженням: (a) ядро ​​ненейрального ураження, (b) межа рубця астроцитів і (c) навколишня збережена, але реактивна нервова тканина. Після SCI зростання аксону та реорганізація контуру визначаються автономними механізмами нейронних клітин та взаємодією між нейронами, глією та імунними та іншими клітинами. Ці взаємодії формуються як наявністю, так і відсутністю молекул, що модулюють ріст, які помітно відрізняються в різних компартментах ураження. Виникне розуміння того, як клітинна біологія SCI відрізняється в різних відділах ураження, є основоположною для розробки раціонально цілеспрямованих стратегій відновлення.

Травма спинного мозку (SCI) є основною причиною довготривалих фізичних ушкоджень. Сучасні методи лікування обмежуються переважно підтримуючими заходами. Хворі люди часто мають тривалість життя десятиліттями з постійною інвалідністю (1 - 3). Щоб розробити належним чином цілеспрямовані стратегії відновлення, необхідно краще зрозуміти широку клітинну біологію SCI та те, як ця клітинна біологія відрізняється в різних відділах ураження SCI. Нормальна функція ЦНС вимагає взаємодії багатьох типів клітин, включаючи нейрони, нейроглію та ненейронні клітини (4). Аналогічно, відповідь на пошкодження ЦНС включає складні багатоклітинні взаємодії, і діяльність різних типів клітин може впливати на результат SCI (5). Тут ми переглядаємо поточну інформацію та висвітлюємо критичні прогалини у знаннях про (а) клітинну організацію уражень SCI, (б) механізми, які регулюють реорганізацію контуру та відростання аксона після SCI, та (в) спеціально спрямовані стратегії відновлення.

Більшість уражень SCI людини є результатом механічного тягового зусилля та зусиль стиснення, що виникають внаслідок гострого розчавлення, проникаючої травми або тривалого стиснення, спричиненого зміщенням кістки, кісткових уламків або матеріалу диска (1, 6). Крововилив та ішемічне пошкодження є видатними ознаками. Ураження можна згрупувати у основні підтипи: (а) мікроскопічні пошкодження з нормальною грубою анатомією, (б) контузії з мультифокальними ділянками крововиливу та некрозу, що перетворюються на рубці сполучної тканини, (в) розриви від проникаючого пошкодження кістковими уламками або чужорідними тілами, (d) роздавлювання та компресійні ушкодження з великими ділянками ненервного рубця сполучної тканини та (e) кісти, заповнені рідиною, які замінюють втрачену тканину (6).

Незалежно від причини або розміру, зрілі ураження SCI можна розділити на три тканинні відсіки, кожен з яких має унікальну клітинну біологію: (a) центральне ядро ​​ненервного ураження, яке часто називають фіброзним рубцем (також мезенхімальним або сполучнотканинним рубцем) ( b) межа астрогліального рубця, яка тісно оточує ядро ​​ураження, і (c) навколишня зона життєздатної нервової тканини, яка збережена і функціональна, але реактивна і відмежована наявністю реактивної глії (Малюнок 1 і посилання 5). Ці три компартменти демонструють помітно різний клітинний склад і функціональні взаємодії.

Ураження SCI демонструють дискретні тканинні компартменти. (А) Схема компартментів ураження SCI, що складаються з різних нервових і ненейронних клітин. (Б) Мікрофотографії, що показують різні клітинні компоненти в окремих частинах тканини ураженого SCI (T9–T10) у миші з тяжким розчавленням. Області з коробками збільшуються для відображення деталей. Астроцити забарвлюються в зелений колір за допомогою гліального фібрилярного кислого білка (GFAP). Нейрони фарбуються в червоний колір за допомогою NeuN. Перицити та клітини лінії фібробластів у ядрі ураження забарвлюються в білий колір за допомогою CD13. Ядра клітин фарбують у синій колір за допомогою DAPI. (C) Оглядова мікрофотографія важкого SCI людини (C5–C7), що показує відносні пропорції компартментів ураження (відтворено з дозволу Мозок, ref. 11). OPC, ASB клітин-попередників олігодендроцитів, межа рубця від астроцитів.

Ядро ненервного ураження. Пошкодження клітин після SCI опосередковується фізичними силами, метаболічними ушкодженнями та ішемією. Клітинні залишки можуть бути токсичними (7). Кілька механізмів балансують очищення від уламків і збереження потенційно функціональної сусідньої нервової тканини. Специфічні молекулярні сигнали маркують пошкоджені клітини для очищення або маркують здорові клітини для збереження (7). Вроджені запальні реакції здійснюють очищення від сміття. Мікроглія та астроцити — це місцеві клітини-резиденти тканин, які мають раннє реагування з обмеженою фагоцитарною здатністю та здатністю виробляти фактори росту, цитокіни та хемокіни, щоб залучити професійні клітини запалення, що переносять кров, щоб допомогти з очищенням уламків. Ці механізми повинні бути збалансовані, оскільки занадто мале запалення може призвести до накопичення цитотоксинів, тоді як занадто сильне запалення може зруйнувати тканини (5). Периваскулярні стромальні клітини, отримані з фібробластів, менінгеальні фібробласти та перицити (8-10) помітно проліферують у ядрах ураження. У міру очищення клітинного сміття і дозрівання ядра ураження вони складаються в основному з цих стромальних ненейронних клітин, змішаних з ендотеліальними попередниками і новоутвореними кровоносними судинами, а також з екстравазованими клітинами, що переносять кров, такими як фіброцити та різноманітними імунними клітинами, включаючи гематогенні. макрофаги, нейтрофіли, лімфоцити та інші лейкоцити (які змінюються з плином часу), а також значні компоненти позаклітинного матриксу (Малюнки 1, А та В та посилання 5). З часом запальні клітини, що переносять кров, зазвичай відступають, однак їх тривала персистенція може бути пов’язана зі збільшенням пошкодження тканин (11, 12).

Облямівка рубця астроцитів. Починаючи через 1–2 дні після SCI і продовжуючи приблизно 7–10 днів, астроцити розмножуються і організуються по краях сильно пошкодженої та незцільової тканини (13). Ці нещодавно проліферовані астроцити мігрують, переплітають свої відростки і збираються в рубцеву облямівку навколо запаленої тканини ядра, не пов’язаної з нейронним ураженням (Малюнок 1, A і B, і посилання 5, 13). Це утворення кордону рубця завершується через 2–3 тижні після SCI і майже повністю складається з знову розмножених астроцитів (13, 14). Межі рубців астроцитів мають структурну та функціональну подібність з межами ліміту глії, утвореними астроцитами вздовж усіх менінгеальних поверхонь і кровоносних судин у здоровій ЦНС, які також відокремлюють нервову тканину від ненервної (15). Функціонально рубець від астроцитів межує із запальними клітинами коралу в областях пошкодженої тканини (13, 15) і захищає сусідню життєздатну нервову тканину, так що їх втрата або дисфункція призводять до збільшення поширення деструктивного запалення, що призводить до більших уражень і гіршого функціонального результату (13, 13). 15-18). Подібно до кордонів glia limitans уздовж мозкових оболонок, кордони рубців астроцитів вузькі і мають товщину лише декількох шарів клітин (малюнки 1, А та В) (13, 15). З цієї причини частка астроцитного рубця до об’єму ядра ураження часто невелика, особливо при ураженнях SCI у людини (Малюнок 1C) (6). Межі рубців астроцитів змішуються з реактивними клітинами-попередниками олігодендроцитів (OPC), які експресують хондроїтинсульфат протеоглікан 4 (також відомий як нейронгліальний антиген 2 [NG2]), і ці клітини часто називають NG2-OPC (Малюнок 1A). Лінійне походження новопроліферованих астроцитів, що утворюють рубці, остаточно не визначено, але багато, якщо не більшість, здається, походять від проліферації місцевих астроцитів (17), а не від передбачуваних епендимальних клітин-попередників (14). Геномні профілі астроцитів і неастроцитних клітин у зрілих ураженнях SCI нещодавно були оцінені за допомогою секвенування РНК (19), а дані для окремих генів доступні на веб-сайті з відкритим доступом (https://astrocyte.rnaseq.sofroniewlab.neurobio.ucla). .edu).

Збережена, але реактивна нервова тканина. Межі рубців від астроцитів безпосередньо безперервні та оточені зовнішньою зоною збереженої, але реактивної нервової тканини, яка містить усі елементи, що містяться в нормально функціонуючій нервовій тканині (Малюнок 1, A і B, а також посилання 5). Ця тканина відходить від ядра ураження та кордону рубця астроцитів у всіх напрямках і може бути напрочуд великою (Малюнок 1, B і C). Він характеризується наявністю реакційноздатних глій, включаючи астроцити, мікроглії та NG2-OPC, чия гіпертрофія та інші реакційні зміни звужуються поступово, що зменшується з віддаленням від ядра ураження (Малюнок 1В та посилання 5). Примітно, що гіпертрофічні реактивні астроцити в збереженій, але реактивній нервовій тканині зберігають свою взаємодію з функціонуючими нейронами. Ці гіпертрофічні реактивні астроцити принципово відрізняються, як фенотипічно, так і функціонально, від нещодавно розмножених астроцитів, які утворюють вузькі рубцеві кордони навколо ядер невральних уражень (Малюнок 1В та посилання 20). Ця збережена, але реактивна тканина зазнає значного обороту синапсів і реорганізації ланцюга, як обговорюється нижче.

Ураження SCI та їх різні компартменти створюють різноманітні проблеми для стратегій відновлення. Для анатомічно повних уражень буде потрібно відновлення нейронної зв’язку через великі та ворожі ядра невральних уражень (Малюнок 1С), тоді як анатомічно неповні ушкодження можуть отримати вигоду від збільшення спонтанної реорганізації ланцюга у збереженій, але реактивній нервовій тканині (Малюнок 1А). Анатомічно повний SCI може бути викликаний поодинокими великими ураженнями або множинними дрібними ураженнями, які охоплюють весь спинний мозок і призводять до повної відсутності нервової зв’язку через місце ураження (Малюнок 2A). Анатомічно повний SCI є функціонально повним, оскільки через ураження не передається довільний руховий контроль або сенсорне сприйняття. Анатомічно неповний SCI може бути утворений одним або кількома меншими ушкодженнями, які зберігають достатню кількість нервової тканини, щоб зберегти або дозволити спонтанне повторне формування деяких нервових зв’язків через місце ураження, або безпосередньо з супраспінальних джерел, або опосередковано через пропріоспінальні нейрони (Малюнок 2A ). Анатомічно неповна SCI може бути пов’язана з різним ступенем збережених або відновлених функцій або може бути функціонально повною в ситуаціях, коли нейронні зв’язки можуть бути присутніми, але їх недостатньо для опосередкування функцій.

Схеми реорганізуються після SCI. (А) Різні типи реорганізації ланцюга після різних типів SCI. Анатомічно повний SCI пов’язаний з синаптичною пластичністю, що може викликати дезадаптивні ефекти, такі як спастичність м’язів або вегетативна дисрефлексія. Анатомічно неповний SCI також може призвести до росту аксонів і синаптичної пластичності, що може частково відновити функцію. (Б) Різні потенційні реакції росту аксонів і синапсів після SCI. DMo, низхідні рухові проекції.

П'ятдесят років тому Райсман вперше показав, що після пошкодження одного набору синаптичних вхідних даних до області переднього мозку, нові синапси спонтанно утворюються за рахунок вижили локальних терміналів, отриманих з іншого набору вхідних даних (21). Тепер зрозуміло, що цей тип реорганізації синапсів і ланцюгів відбувається спонтанно після всіх форм ушкодження ЦНС, у тому числі після SCI, і що він може бути пов’язаний з адаптивними або дезадаптивними функціональними змінами. Після анатомічно повного або неповного SCI втрата синапсу є помітною в збереженій, але реактивній нервовій тканині, і ця втрата синапсу спонтанно призводить до утворення нових синапсів, які можуть походити з різних джерел, включаючи безпосередньо місцеві вижили термінали або проростання більш віддалених аксонів (рис. 1A рис. 2, A і B і посилання 22 – 24). У деяких випадках спонтанна перебудова синапсів і реорганізація ланцюга можуть призвести до дезадаптивних наслідків, таких як спастичність м’язів (25), вегетативна дисрефлексія (26) або невропатичний біль (27, 28). В інших випадках спонтанна реорганізація кола може бути адаптаційною та відновлювати функцію після неповної SCI, як, наприклад, при спонтанному двосторонньому опорно-руховому відновленні, що настає після односторонньої гемісекції SCI (синдром Брауна-Секвара), незважаючи на постійну втрату низхідних супраспінальних зв’язків на пошкодженій стороні ( 23, 24, 29 – 32). Розтин основних клітинних і молекулярних механізмів і вивчення того, як вигідно модулювати спонтанну адаптивну або дезадаптивну реорганізацію ланцюга, є важливими цілями для досліджень SCI.

Відповіді аксонів на пошкодження ЦНС часто називають просто дегенерацією або регенерацією. Однак важливо окреслити численні форми потенційних реакцій аксона (33, 34), які тут підсумовуються як (а) дегенерація і ретракція аксона, (b) спроби регенерації аксона через ядро ​​​​ненейронного ураження, (c) регенерація аксона від перерізаних кінців через збережену реактивну нервову тканину, (d) проростання аксонів гілок, які ростуть через збережену нервову тканину, та (e) локальна синаптична пластичність у збереженій нервовій тканині (Малюнок 2B). Ефективні стратегії лікування повинні ґрунтуватися на розумінні того, як різні форми росту аксонів регулюються різними специфічними молекулярними механізмами в різних компартментах ураження.

Кілька факторів регулюють зростання аксонів та формування синапсів після SCI, включаючи автономні механізми нейронних клітин, ефекти, опосередковані іншими клітинами, а також наявність або відсутність різних молекулярних сигналів. Незважаючи на те, що концепція пригнічення росту аксонів у навколишньому середовищі приділяла велику увагу останнім часом, все більше доказів вказують на те, що ріст аксонів і відновлення ланцюга регулюються настільки ж або навіть більше за допомогою механізмів автономної нейронної клітини, доступу до основних факторів, що стимулюють зростання, та інших регуляторних факторів. механізми.

Нейрон-клітинно-автономна регуляція росту аксонів. Під час розвитку нейрони ЦНС демонструють стійкий ріст аксонів, але навіть під час розвитку аксони не ростуть за замовчуванням і потребують факторів навколишнього середовища, які приваблюють і підтримують зростання (35, 36). Нейрони ЦНС втрачають свою внутрішню здатність рости аксони у міру дозрівання (36, 37) і демонструють погану реактивацію внутрішніх програм зростання аксонів після травми (38). Перерізні дорослі аксони ЦНС демонструють погане спонтанне утворення нових шишок росту (38, 39). Розтинають внутрішні механізми нейронів, що регулюють здатність до відновлення пошкоджених аксонів. Ранні дослідження показали, що перерізані гілки чутливих нейронів ЦНС мають у 100 разів більше шансів перерости в трансплантати периферичних нервів після SCI, якщо їх периферичні гілки були попередньо розрізані так званими травмами прайму (40). Такі первинні пошкодження також викликають деяку регенерацію сенсорних аксонів через ураження SCI (41). Стимуляція сенсорних нейронів за допомогою цАМФ імітувала ефекти праймуючої травми (42-44). Новаторська робота Zhigang He та його колег показала, що передача сигналів через шляхи PTEN, mTOR, STAT3 і SOCS3 по суті регулює здатність до регенерації аксонів зрілих нейронів сітківки та кортикоспінального мозку (38, 45-47). Додаткові внутрішні регулятори відростання аксона, властиві нейронам, зображені на малюнку 3A (38, 48-51).

Потенціал росту аксонів і синапсів після SCI може регулюватися різними клітинами і молекулами в різних компартментах ураження. (А) Кілька типів клітин і молекул можуть впливати та регулювати потенціал росту аксонів і синапсів у різних компартментах ураження. (Б) Модуляція проростання аксона, пластичності синапсу або функції синапсу в збереженій, але реактивній і реорганізуючої нервовій тканині шляхом доставки молекул, які змінюють перинейрональну мережу, формування синапсів або синаптичну передачу. (C) Трансплантація для заселення ненервного ядра ураження нейронними клітинами, які або забезпечують нові релейні нейрони, або забезпечують нейроглію, яка підтримує відростання аксона хазяїна, щоб відновити зв’язок ланцюга через ураження. CSPG-Rs, CSPG рецептори KLFs, Krüppel-подібні фактори NgRs, NOGO-рецептор PNN, Peri-Neuronal-Net NTFs, нейротрофічні фактори NTF-Rs, рецептори нейротрофічних факторів.

Багатоклітинний вплив на відростання аксонів. Кілька типів клітин впливають на відростання аксонів після SCI, включаючи астроцити, NG2-OPC, клітини лінії фібробластів, мікроглію, гематогенні макрофаги та інші імунні клітини. Різні типи клітин присутні в різних відділах ураження. Багато молекулярних регуляторів виробляються різними типами клітин.

Астроцити присутні в двох відділах ураження SCI, на кордонах рубців і в резервній, але реактивній тканині. Фенотип і функція астроцитів принципово відрізняються в цих двох компартментах (20). Майже всі астроцити, що утворюють рубці, знову проліферують, не мають окремих доменів і переплітаються, утворюючи межі ліміту глії, які обмежують запалення та відокремлюють ядро ​​ненервного ураження від сусідньої функціонуючої нервової тканини (посилання 13, 15, 52 і малюнок 1 , А і Б). Довгий час вважалося, що астроцити, що утворюють рубці, є основною причиною нездатності регенерації аксонів ЦНС (53, 54), але це уявлення зараз сильно заперечується дослідженнями, які показують, що належним чином стимульовані аксони ЦНС ефективно регенерують, незважаючи на утворення рубців астроцитів у зорового нерва (45, 47, 55) і в спинному мозку (19). Ні запобігання утворенню рубців астроцитів, ні видалення хронічних рубців астроцитів не призводять до спонтанної регенерації аксонів низхідних моторних, висхідних сенсорних або серотонінових аксонів (19). Астроцити, що утворюють рубці, експресують матричний білок, що підтримує ріст аксона, ламінін (19, 56), а блокада антитілами зв’язування ламінін-інтегрин послаблює стимульовану регенерацію аксона після SCI (19). Зрілі пошкоджені аксони ЦНС відростають уздовж астроцитів після пошкодження ЦНС при стимуляції відповідними факторами росту (57) або генетичною активацією (58). Трансплантати астроцитів, отриманих від прогеніторів, підтримують регенерацію аксона через ядра ураження SCI (59-61). Цілеспрямоване порушення формування рубця астроцитів послаблює стимульовану регенерацію аксона після SCI (19). Аксони ростуть вздовж астроглії під час розвитку (62-64). Спонтанна регенерація аксонів після SCI у нижчих хребетних відбувається вздовж астрогліальних містків, утворених у відповідь на фактор росту сполучної тканини (65). Таким чином, рубці астроцитів можуть сприяти, а не перешкоджати регенерації аксона (19).

Реактивні астроцити в збережених тканинах уражень SCI принципово відрізняються від астроцитів, що утворюють рубці. Вони є непроліферативними та гіпертрофічними, зберігають свою основну структуру та окремі домени та функціонально взаємодіють з нейронами та синапсами (рис. 20 та малюнок 1, A та B). Нові дані свідчать про те, що ці гіпертрофічні реактивні астроцити беруть важливу участь у індукції локального проростання аксонів і регуляції пластичності синапсів і реорганізації ланцюга (Рисунок 3A і обговорюється нижче).

NG2-OPC – це гліальні клітини з потенціалом-попередником та іншими функціями (66, 67). Після пошкодження ЦНС NG2-OPC присутні у двох відсіках, рубцях і збереженій реактивній нервовій тканині (рисунок 1A та малюнок 3A). У кордонах рубців NG2-OPCs гіпертрофовані і, як повідомляється, обмежують відмирання аксона та відростання аксона (68-70). Інші звіти показують, що потужний ріст аксонів можна стимулювати через ділянки щільного NG2 in vivo (71, 72), NG2-OPC надійно підтримують відростання аксона (73) і видалення NG2 не вдається збільшити спонтанний ріст аксонів in vivo (74). Таким чином, стосовно відростання аксона після SCI, ролі NG2-OPC і NG2 повністю не зрозумілі.

Перицити та клітини лінії фібробластів є основними компонентами ядра ненервних уражень (Малюнок 1A, Малюнок 3A та посилання 8, 9). Молекули, що виробляються цими клітинами, мають властивості інгібування аксонів in vitro, включаючи певні колагени та протеоглікани хондроїтинсульфату (CSPG) (75). Тим не менш, невдача відростання аксону через серцевину ураження може залежати настільки ж від відсутності необхідних стимуляторних до росту хемоаттрактивних молекул, як і від присутності передбачуваних інгібіторів. Наприклад, клітинні трансплантати фібробластів підтримують надійну регенерацію аксонів після SCI, але роблять це лише тоді, коли вони продукують специфічні аксон-стимулюючі фактори росту (76). Фактори росту, необхідні для росту сенсорних аксонів під час розвитку, відсутні в ядре ураження SCI, і доставка цих факторів росту через депо біоматеріалу привертає істотне відростання сенсорних аксонів у ядра ураження SCI (19).

Імунні та запальні клітини також впливають на відростання пошкоджених аксонів ЦНС. Активовані макрофаги викликають ретракцію та відмирання аксонів після SCI (77). Навпаки, нейтрофіли навколо тіл нейрональних клітин можуть стимулювати регенерацію аксонів (78). Потрібна додаткова робота, щоб зрозуміти, як запальні клітини впливають на відростання аксона.

Екологічні молекулярні регулятори відростання аксонів. Зростання аксона розвитку та його напрямок регулюються чотирма основними типами молекулярних сигналів навколишнього середовища: дифузійна хемоатракція, контактна хемоатракція, дифузійна хіміорепульсія та контактна хемоатракція (79). Similar environmental cues influence axon regrowth after SCI (ref. 80 and Figure 3A). Notably, the effects of certain cues are context-dependent and can be modified by receptor-mediated signaling in growth cones that changes responses from repulsion to attraction or vice versa ( 81 , 82 ). Both the presence and absence of molecular cues can influence axon regrowth capacity.

Diffusible chemoattraction was first implicated in regulation of CNS axon regeneration by Cajal and Tello, who showed that (a) transected CNS axons would regrow into peripheral nerve grafts, (b) killing cells in the grafts with chloroform prevented CNS axon regeneration into them, and (c) chemical extracts obtained from peripheral nerves and loaded into cellulose matrix attracted CNS axon regrowth in vivo (see pages 388–392 and 742–750 in ref. 83 ). Based on these observations, Cajal theorized that in contrast with developing CNS and injured peripheral nerves, the injured adult CNS lacked diffusible chemoattractants required to promote axon regrowth. Modern axon-tracing technologies confirmed both that CNS axons regrow into peripheral nerve grafts ( 84 , 85 ), and that this regrowth is critically dependent on neurotrophic factors produced by live cells in grafts ( 86 , 87 ). Freezing nerves and killing resident cells prevented CNS axon growth into them, and injection of nerve growth factor (NGF) into frozen grafts restored their ability to attract regeneration of NGF-sensitive CNS axons, showing that permissive matrix alone is not sufficient for regrowth ( 86 , 87 ). Numerous subsequent studies show that delivery into SCI lesions of developmentally active neurotrophins such as brain-derived neurotrophic factor (BDNF), neurotrophin-3 (NT3), glia-derived neurotrophic factor (GDNF), and others, which are not detectably produced in the lesions, will promote injured axon regrowth in an axon-selective manner ( 19 , 88 , 89 ). Such findings highlight the importance of the absence of required chemoattractive molecules in the failure of spontaneous axon regeneration after CNS injury.

Contact chemoattraction or growth support is mediated by molecular families such as laminins, syndecans, and heparan sulfate proteoglycans ( 19 , 90 – 93 ). During development, axon growth on substrates is determined by combinatorial mixtures of attractive and repellent molecules, and gradients of such mixtures guide growth directionality ( 79 , 94 ). The degree of growth support is determined by relative proportions of attractive and repellent molecules, such that increasing the concentration of one type of cue can overcome the effects of another ( 94 , 95 ). Blockade of laminin-integrin interactions can prevent axon growth in vitro ( 90 ) and axon regeneration stimulated in vivo after SCI ( 19 ).

Diffusible chemorepulsion is mediated by Wnt signaling, semaphorins, netrins, and other molecules that create gradients during development ( 93 , 96 ). Interestingly, semaphorins and netrins can be either repellent or attractive to different axons or even to the same axons depending on combinatorial signaling in growth cones ( 81 , 82 , 93 ). Roles of these molecules after SCI are being studied ( 93 , 96 , 97 ). Removal of semaphorins alone or in combination with removal of putative myelin inhibitors is insufficient for spontaneous regrowth of serotonin axons after SCI ( 98 ).

Contact chemorepulsion and growth inhibition of injured axons have been studied extensively, in particular as regards myelin-associated molecules ( 99 ) and CSPGs ( 54 ). The ability of these molecules to inhibit or repulse axon growth is clearly potent in vitro ( 95 , 100 ). Nevertheless, their roles in vivo in the injured CNS with respect to different forms of injury-induced axon growth (Figure 2B) are less clearly defined and are being refined as experimental tests become more focused. Their effects on local synapse plasticity may be more relevant than effects on axon regrowth across lesions. For example, aggrecan, the prototypical CSPG used to demonstrate axon-inhibitory effects in vitro ( 95 , 101 ), is not detectably present in SCI lesion core or astrocyte scar, but it is heavily present in perineuronal nets in spared and reorganizing neural tissue, where it may restrict synaptic plasticity ( 19 , 102 – 104 ). Although NG2 (encoded by Cspg4) can inhibit axon growth in vitro, multiple in vivo studies show that robust axon regrowth occurs in the presence of NG2 and that deletion of Cspg4 does not induce spontaneous axon regeneration ( 71 – 74 ). Digestion or blockade of CSPGs does not reproducibly enable spontaneous axon regrowth across anatomically complete SCI lesions with non-neural lesions cores. Deleting or blocking myelin is not sufficient to enable long-distance axon regrowth across severe SCI lesions and non-neural lesion cores ( 98 , 105 , 106 ). Thus, beneficial behavioral effects reported after blocking of either myelin-associated growth inhibitors or CSPG signaling are likely to be related to effects on synaptic plasticity and circuit reorganization after incomplete SCI (Figure 3B) rather than to enabling of axon regrowth across anatomically complete SCI ( 99 , 102 , 104 , 107 , 108 ). It also should be emphasized that molecular cues are not absolute, such that exposure to specific growth factors can reprogram growth cones to ignore inhibitory cues both during development and after injury ( 42 , 43 , 82 ). These observations highlight the importance of understanding the cell biology and molecular mechanisms regulating different forms of axon growth in different lesion compartments when interpreting behavioral observations and developing therapeutic strategies.

Multicellular and multimolecular regulation of synapse reorganization. As discussed above, trauma-induced synapse loss in spared but reactive CNS tissue spontaneously leads to formation of new synapses derived either from local surviving terminals or from more distant axons (Figure 1A, Figure 2, and Figure 3A). This spontaneous injury-induced synapse plasticity can be associated with either adaptive or maladaptive effects, both of which represent important therapeutic targets. Understanding of the underlying cellular and molecular mechanisms is being facilitated by studies of synapse development that have identified critical roles for microglia and astrocytes, and for matrix molecules of the perineuronal net.

Microglia remove synapses from neurons responding to distant retrograde or anterograde injury ( 109 ). During development, microglia help sculpt postnatal circuits by pruning supernumerary synapses as regulated by classical complement signals, C1q, C3, and C3R ( 110 – 112 ), and the fractalkine receptor CX3CR1 ( 113 ). Related mechanisms regulate synapse turnover in adulthood, and under conditions of disease and trauma ( 112 ).

Astrocytes extend fine processes that interact with all synapses and exert activities critical for normal synapse and circuit function ( 20 , 114 ) and in circuit development ( 114 , 115 ), where they secrete thrombospondins, glypicans, and hevin to promote synapse formation and activity ( 116 – 120 ) release the diffusible axon guidance cue semaphorin-3a, to regulate axon targeting ( 121 ) express phagocytic machinery for synapse pruning ( 122 ) and deposit extracellular matrix proteins, including tenascins and sulfated proteoglycans, which contribute to plasticity-restricting perineuronal nets ( 104 ). Increasing evidence links equivalent mechanisms to synapse plasticity and circuit reorganization after SCI, brain injury, and stroke. Hypertrophic astrocytes closely intermingle with viable neurons in spared but reactive tissue (refs. 5 , 13 , 123 Figure 1, A and B and Figure 3A), where they may influence axon sprouting and synapse plasticity by modulating expression of perineuronal net–associated proteins such as neurocan and tenascin-C ( 124 , 125 ) or by producing thrombospondin ( 126 ).

The perineuronal net, composed of matrix molecules including multiple CSPGs and tenascins, constrains synaptic plasticity and circuit reorganization ( 102 , 104 ). During postnatal development, the perineuronal net is involved in closing critical periods of synaptic plasticity, such that enzymatic digestion of the perineuronal net by chondroitinase can reopen that plasticity ( 104 , 127 ). Signaling related to NOGO (also known as reticulon 4 [RTN4]) and its receptors is also implicated in restricting synaptic plasticity via perineuronal net molecules during development and after injury ( 99 , 102 ). Increasing evidence suggests that beneficial effects of blocking CSPGs or NOGO receptors after incomplete SCI are related to effects on perineuronal nets and synaptic plasticity in spared but reactive neural tissue ( 99 , 102 , 108 ) rather than axon regeneration across lesions.

Developing reliable repair strategies will require understanding how potential interventions influence the cell biology of different SCI lesion compartments. The requirements to beneficially modulate synaptic plasticity in spared but reactive neural tissue (Figure 3B) will differ substantively from the requirements to bridge new axon growth across non-neural lesion cores of anatomically complete lesions (Figure 3C). Different cellular and molecular targets are now under investigation to improve outcome after SCI by providing tissue protection, modulating circuit reorganization, or regulating neural bridging connectivity across lesions.

Neuroprotection and control of inflammation. Damage caused by initial physical forces and anoxia may be beyond protective intervention. However, subacute phases after SCI may be amenable to delayed protective interventions that target and control peripheral infections and other peripheral sources of circulating inflammatory stimuli. Epidemiological studies show that comorbid infections such as pneumonia worsen functional outcome after human SCI ( 128 – 130 ). Potential cellular mechanisms may involve prolonged inflammation at the lesion site that results in increased tissue damage. Circulating microbial signaling molecules such as LPS can influence CNS glia and markedly alter their transcriptional profiles toward neurotoxic phenotypes ( 131 , 132 ). After SCI, peripheral infections or other sources of inflammation may give rise to blood-borne molecular signals such as LPS or cytokines, or to activated immune cells that prolong inflammation within SCI lesions and exacerbate tissue damage. Early inflammation after traumatic injury is beneficial and should not be inhibited ( 133 ), but prolonged inflammation has neurodegenerative potential ( 134 ). The several-week time frame after SCI during which multiple cell types interact and organize into mature lesions with discrete compartments ( 5 , 13 ) presents a window for potential protective interventions to maximize the sparing of functional tissue.

Repair strategies to restore neural connectivity and functions. Neuroprotective interventions alone will not be sufficient after SCI. Repair strategies will be required to improve or restore lost functions. Approaches to SCI repair include modulation of circuit reorganization after incomplete SCI (Figure 3B) and bridging of axons across complete SCI (Figure 3C). Both approaches rely conceptually on observations that after SCI, descending supraspinal axons in corticospinal and reticulospinal tracts can sprout and make new functional contacts (refs. 22 – 24 , 30 , 32 , 135 – 138 Figure 2 and Figure 3, B and C). Functional studies show that relay circuits formed between supraspinal pathways and descending propriospinal neurons can relay supraspinal commands that control voluntary locomotion in rodents ( 31 ), and can mediate fine finger movements in nonhuman primates ( 138 – 140 ). Such observations provide a rationale for repair strategies that seek either to augment spontaneous relay circuit formation and efficacy after incomplete SCI (Figure 3B), or to restore short-distance neural connectivity across anatomically complete SCI lesions (Figure 3C).

Beneficially modulating circuit reorganization in spared neural tissue. After SCI, substantial spontaneous synapse and circuit reorganization occurs in spared but reactive neural tissue (Figure 2 and Figure 3, A and B). Perineuronal nets constrain local synaptic plasticity and represent potential targets for therapeutic intervention. Enzymatic digestion of perineuronal net molecules or blockade of their neuronal receptors can augment task-specific rehabilitation after incomplete SCI ( 99 , 102 , 108 ). Perineuronal reactive astrocytes promote re-formation of excitatory synaptic inputs after injury via a thrombospondin- and STAT3-dependent mechanism ( 126 ). Sprouting of descending supraspinal axons to form new relay connections after incomplete SCI can be augmented by local delivery of growth factors ( 141 ), by chronic electrical stimulation ( 142 ), or by the increasing of intrinsic neuron growth capacity by deletion of PTEN and SOCS3 ( 143 ). Strategies that combine chemical modulation of neural activity with epidural stimulation of lumbar locomotor centers have shown efficacy in restoring voluntary locomotor activity after incomplete SCI in rodents and humans ( 144 – 147 ). Such approaches have also shown benefit in regulating breathing ( 148 ) or autonomic functions such as bladder control ( 149 ). On the other hand, spontaneous synapse reorganization in spared but reactive neural tissue can lead to maladaptive consequences such as muscle spasticity ( 25 ), autonomic dysreflexia ( 26 ), or neuropathic pain ( 27 , 28 ). More work is needed to understand mechanisms that drive maladaptive or adaptive synapse formation after SCI and how they can be beneficially modulated.

Reestablishing neural connections across anatomically complete SCI lesions. Anatomically complete lesions pose the biggest challenge to biological repair after SCI. Emerging repair strategies include facilitating the formation of new relay circuits either by endogenous axons or by grafted neurons that bridge lesions and connect into the distal propriospinal network (Figure 3C). Current evidence suggests that neural connections could be reestablished by combination of local delivery of axon chemoattractive factors and a growth supportive matrix with activation of intrinsic neuronal growth programs. Various means of reactivating neuron-intrinsic growth programs are emerging, including modulating specific genetic pathways (Figure 3A and discussed above), providing neuronal cell bodies with specific growth factors ( 150 ) or inflammatory factors ( 51 , 55 , 151 ), or stimulating neuronal activity ( 152 ). There is a growing list of chemoattractive growth factors that stimulate and guide regrowth of specific axons after SCI, including BDNF and NT3 for sensory axons ( 19 , 88 ), GDNF for propriospinal axons ( 89 ), and IGF1 for corticospinal axons ( 153 ), as well as pleotropic growth factors such as FGF and EGF that act in beneficial but undefined ways ( 154 – 156 ). Modulating axonal cytoskeleton may improve growth cone formation and axon regeneration ( 38 , 157 , 158 ). Biomaterials are being explored to deliver specific molecules and bridge neural connectivity across SCI lesions, as reviewed elsewhere ( 19 , 159 , 160 ).

Cell grafts to bridge severe SCI lesions. Cell grafting after SCI has a long history comprehensively reviewed elsewhere ( 161 , 162 ). In humans, anatomically complete lesions are dominated by large non-neural lesion cores (Figure 1C and ref. 6 ). Here, we briefly mention cell grafting strategies to repopulate non-neural lesion core with neuroglia that bridge host axons across the lesion, or to provide propriospinal relay neurons that receive host afferent input and relay information across the lesion to spared host neurons (Figure 3C). Repopulating non-neural lesion core with neuroglia may be required not only to provide axon regrowth–permissive substrates, but also to provide long-term support of regenerated axons or grafted neurons. Without glia, neuronal elements are unlikely to persist. Neuroglial cell grafts that can support host axon regrowth include Schwann cells ( 89 , 161 , 163 ) and astroglia ( 59 – 61 ). Coaxing of axons to regrow past grafts into spared host tissue and form connections can be facilitated by chemoattractive growth factors ( 88 ). Regarding neuronal grafts, there is now elegant proof-of-principle evidence that transplanted embryonic neurons can integrate into and function in adult neocortical circuits ( 164 ). Embryonic neurons and neural stem cell–derived neurons and glia transplanted after SCI can repopulate non-neural lesion core and receive host inputs, and send extensive connections into host, some of which form functional connections ( 165 – 168 ). Host axons exhibit functionally appropriate preferences when forming contacts with grafted neurons ( 169 ). Injectable biomaterial carriers can improve graft survival by providing physically and/or chemically based protection ( 61 , 159 , 160 ). Biomaterial carriers can also deliver molecules to guide neural stem cell maturation and integration with host neurons, and may facilitate translation of neural cell transplantation strategies ( 160 ).

Substantial advances have been made in identifying multicellular interactions and molecular mechanisms that shape the response to SCI. Mature SCI lesions exhibit three main tissue compartments: (a) central non-neural lesion cores, often referred to as fibrotic or mesenchymal scar, (b) narrow astroglial scar borders that intimately surround lesion cores, and (c) large surrounding zones of spared neural tissue that is functional but reactive. Each of these tissue compartments exhibits a unique cell biology, and deepening our understanding of their markedly different cellular and molecular interactions will be fundamental to developing rationally targeted repair strategies.

This work was supported by the NIH (NS057624 and NS084030 to MVS F32 NS096858 to JEB), the Craig H. Neilsen Foundation (381357 to TMO), the Paralyzed Veterans of America Research Foundation, the Dr. Miriam and Sheldon G. Adelson Medical Foundation, and Wings for Life.

Conflict of interest: The authors have declared that no conflict of interest exists.


Headache

Lars Friberg , . Armando Perrotta , in Handbook of Clinical Neurology , 2010

Nociceptive flexion reflex

The nociceptive flexion reflex of the lower limb is an objective tool for exploring the segmental processing of pain at spinal level as well as the supraspinal control of pain (see Sandrini et al., 2005 , for a review). The nociceptive flexion reflex was examined bilaterally in episodic (in both remission and active periods) and chronic CH ( Sandrini et al., 2000 ). The results showed a significant reduction of the reflex threshold on the symptomatic side in patients with episodic CH during the active phase, and an inverse correlation emerged between the severity of CH and the pain threshold, suggesting a possible role for secondary central sensitization in pain pathways.

In view of the rythmicity of CH, the nociceptive flexion reflex has been used to explore the possibility of circadian failure of the pain control system in patients with episodic and chronic CH ( Nappi et al., 2002 ). In episodic CH, the 24-h rhythm was conserved during both the active and the remission period, but a shift of the phase was observed during the active phase when compared with the remission period. In contrast, the patients with chronic CH showed a lack of circadian nociceptive flexion reflex threshold rhythmicity ( Figure 34.4 ). In short, these data support the hypothesis of impaired central pain control and periodic failure of the mechanisms involved in the organization of biological rhythms in CH.

Fig. 34.4 . Mean cosinor display of the circadian rhythm of nociceptive flexion reflex threshold in 10 healthy subjects versus 25 episodic cluster headache (ECH) (A) and 6 chronic cluster headache (CCH) subjects (B). The 360° circle represents 24-h clock time in the outer band the hatched inner band, 6-h sleep time 0°=midnight (00.00) open ellipse, healthy subjects dotted ellipse, patients with CCH hatched elipse, patients with ECH in active period filled ellipse, patients with ECH in remission.

(Reproduced from Nappi et al., 2002 .)


Pathophysiology of babinski sign in spinal cord injury? - Біологія

All articles published by MDPI are made immediately available worldwide under an open access license. No special permission is required to reuse all or part of the article published by MDPI, including figures and tables. For articles published under an open access Creative Common CC BY license, any part of the article may be reused without permission provided that the original article is clearly cited.

Feature Papers represent the most advanced research with significant potential for high impact in the field. Feature Papers are submitted upon individual invitation or recommendation by the scientific editors and undergo peer review prior to publication.

The Feature Paper can be either an original research article, a substantial novel research study that often involves several techniques or approaches, or a comprehensive review paper with concise and precise updates on the latest progress in the field that systematically reviews the most exciting advances in scientific literature. This type of paper provides an outlook on future directions of research or possible applications.

Editor’s Choice articles are based on recommendations by the scientific editors of MDPI journals from around the world. Editors select a small number of articles recently published in the journal that they believe will be particularly interesting to authors, or important in this field. The aim is to provide a snapshot of some of the most exciting work published in the various research areas of the journal.


Pathophysiology of babinski sign in spinal cord injury? - Біологія

All articles published by MDPI are made immediately available worldwide under an open access license. No special permission is required to reuse all or part of the article published by MDPI, including figures and tables. For articles published under an open access Creative Common CC BY license, any part of the article may be reused without permission provided that the original article is clearly cited.

Feature Papers represent the most advanced research with significant potential for high impact in the field. Feature Papers are submitted upon individual invitation or recommendation by the scientific editors and undergo peer review prior to publication.

The Feature Paper can be either an original research article, a substantial novel research study that often involves several techniques or approaches, or a comprehensive review paper with concise and precise updates on the latest progress in the field that systematically reviews the most exciting advances in scientific literature. This type of paper provides an outlook on future directions of research or possible applications.

Editor’s Choice articles are based on recommendations by the scientific editors of MDPI journals from around the world. Editors select a small number of articles recently published in the journal that they believe will be particularly interesting to authors, or important in this field. The aim is to provide a snapshot of some of the most exciting work published in the various research areas of the journal.


Подивіться відео: Спустя год реабилитации. Перелом седьмого шейного позвонка. Реабилитация после перелома позвоночника (Листопад 2022).