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【关键词】 腰骶部 慢性骨筋膜间隔综合征 下腰痛 基础研究
下腰痛是困扰人类健康十分常见的疾病之一。在美国，下腰痛已经成为除呼吸道疾病以外的第二高患病率的疾病[1]。然而，目前却有85%左右的下腰痛患者的病因未明，只被笼统地归类为非特异性下腰痛。患者因而无法得到针对性的治疗。因而，对该类疾病的病理生理进行深入研究，对于阐明其确切的发病机理和病理过程，有效揭开这个困扰人类的医学难题，使患者得到更有效的治疗具有极大的临床意义和科学价值。到目前为止，国内外针对该病更多的是临床治疗报道，而对这类非特异性下腰痛病理生理的基础性研究报道不多。1981年Peck[2]对一间隔内压异常增高的腰痛病例进行腰肌筋膜切除，切除后病人的症状消失，因而他首先提出了腰骶部慢性骨筋膜间隔综合征可能是引起腰痛的主要原因之一。其后，国内白跃宏教授[14]成功建立了腰骶部慢性骨筋膜间隔综合征的实验动物模型，随后又在此基础上进行了相关的临床对照研究[10]，验证了Peck等人的假说，并证明了骨筋膜间隔切开减压术是治疗该疾病的有效方法。可见，对腰骶部慢性骨筋膜间隔综合症病理生理的研究是研究下腰痛的一个有效方向，本文将主要就其研究进展进行综述如下。
1 临床表现
长时间固定坐姿者、弯腰工作人员、脊柱生理曲线改变的患者，是患腰骶部慢性骨筋膜间隔综合征的高危人群。患者的主要临床症状是反复的广泛性腰痛，久坐久站、长时间行走、长时间固定体位卧床及长时间弯腰后腰痛加重。查体可发现沿竖脊肌压痛(+)、肌紧张(+)。部分病人可有向臀部及大腿的放散痛，无下肢神经根刺激反应性损害体征。腰部X线片、CT以及MRI检查未发现神经根受压迫征像。
2 骨筋膜间隔内压
2.1 腰骶部骨筋膜间隔的解剖特点
腰骶部骨筋膜间隔是一个潜在的间隙，其结构前壁为腰背筋膜深层，腰背筋膜深层向上附着于第12肋骨，向下附着于髂嵴，内侧附着于横突，后壁为腰部筋膜浅层，内侧壁为棘突、棘间及棘上韧带，外侧壁为腰背浅、深层在竖脊肌外缘相附着处。间隔内有少量疏松组织和脂肪，起润滑作用。在肌肉收缩时，间隔变小，内压增高;肌肉松弛时，间隔回复，内压恢复至静息水平。异常增高的间隔压力，可直接对肌纤维造成机械损伤，并可使肌肉内的血流供应减少，是导致慢性骨筋膜间隔综合征的病理基础[2、17]。
2.2 慢性骨筋膜间隔综合征患者的间隔内压特点
异常增高的间隔压力是慢性骨筋膜间隔综合征的重要特征，白跃宏等[10]对33名患者的腰骶部间隔内压进行了测定，结果显示，患者的平均间隔内压在静息下达(10.4±0.1) mmHg，在运动中可高达(187.1±11.6) mmHg，运动后6分钟内压仍然高于运动前水平[(13.2±1.3) mmHg]。目前诊断慢性骨筋膜间隔综合征的内压参数标准是：在松弛时内压超过10 mmHg，并且运动后6 min不能降至实验前水平[13]。但也有学者提出[5]，以运动下的压力值比静息下的压力值增高至少2～3倍作为诊断标准，比以运动前后的绝对值水平作为诊断标准，准确度和敏感度更高。
2.3 间隔内压增高机制
间隔内压异常增高的机制还不完全清楚，目前的主要解释有：(1)肌筋膜的变性。肌筋膜的增厚和硬化，使其延展性变差，张力增高，失去其调节间隔内压的能力[6]。另外，肌筋膜还是竖脊肌静脉泵的重要组成部分[7]，筋膜的变性可影响竖脊肌静脉的回流，导致内压增高。但以上解释的直接证据还不多，还需要进一步探讨。(2)静脉回流障碍。肌肉内的静脉回流动力主要来自静脉泵。静脉泵主要由静脉瓣、肌肉、肌筋膜及其相邻的脂肪组织组成，以上任何成分的病变都会导致肌肉内的血液回流障碍，导致收缩后充血增大的肌肉未能及时恢复[7]，这可解释患者运动后6 min间隔内压未能恢复至运动前水平的现象。(3)骨骼肌的病理牵张反射[8]。不明原因的病理牵张反射，致竖脊肌张力的异常增高，并呈长时间持续状态，间隔内压病理增高。
3 电生理及超声检测
肌电信号除了可提示肌肉的去神经病变和神经在肌肉再分布的征像外，还为肌肉的疲劳程度提供良好的参考指标[24]。随着肌肉收缩时间的延长、收缩强度的增加，肌肉会出现疲劳反应，肌电信号表现为运动单位的激发平均频率和频率中值下降。腰骶部慢性骨筋膜间隔综合征病人组，其肌电图未见有失神经征像，但疲劳程度比正常对照组高，恢复时间慢。Korhonen等用表面肌电同步内压测定仪探讨慢性骨筋膜间隔综合征患者的肌电信号和间隔内压的关系，结果表明，异常的表面肌电信号与肌张力参数可提示病理间隔内压[9]。
超声检查也是诊断和研究慢性骨筋膜间隔综合征的重要手段。白跃宏等[10]用超声多普勒检查发现，对病人进行骨筋膜切开减压术治疗后，患者的最大血流速度较术前在静息下增加0.17±0.02，运动中增加30.09±0.07。Masuda T等[11]用超声成像研究了竖脊肌作等长收缩时，竖脊肌体积、肌筋膜厚度的变化情况，以及它们和间隔内压的关系。
4 腰骶部慢性骨筋膜间隔综合征的病理生理
4.1 腰肌筋膜的病理生理
慢性骨筋膜间隔综合征患者的筋膜标本[12]，生物学表现为增厚、变坚韧;力学特点为轴向弹性形变下降;组织化学显示其纤维成分并无明显改变;但电镜下可见纤维桥链接。但是以上病理变化是因还是果，在慢性骨筋膜间隔综合征的病理转归过程中扮演着什么角色，至今还不完全清楚，有待深入研究。
4.2 腰骶部骨骼肌的病理生理
下腰痛与腰骶部骨骼肌的结构和功能密切相关[3]。骨骼肌按ATPase活性的染色差别分类为I型纤维和Ⅱ型纤维，即相对应的“红肌”和“白肌”。红肌较白肌有较丰富的的血液循环，较高的酶活性，和较低的糖元分解能力，对慢性缺血的耐受力较差。在人类的竖脊肌成分中，红肌占了70%，竖脊肌在维持其正常功能时更依赖于血氧的供应，因而在慢性缺血时，竖脊肌容易发生变性、坏死和纤维化[14]。在慢性骨筋膜间隔综合征病人的竖脊肌，骨骼肌类型分布数量发生变化，表现为II型纤维成分增高，I型纤维成分减少[3]，这也可证实慢性缺血对骨胳肌的损坏有别于急性缺血;细胞形态学表现为肌纤维退行性变，灶状萎缩和坏死;电镜下可见散在骨骼肌纤维排列紊乱，多处纤维变性[10]。纤维化程度与压迫时间、压迫程度成正相关[4]。以上病理表现，与神经元损害后的萎缩和急性骨筋膜间隔综合征的变化过程不同[24]，提示慢性骨筋膜间隔综合征的形成，更可能是反复慢性缺血和机械性压迫的结果。Bai等[14]通过对新西兰兔的比目鱼肌骨筋膜间隔间断反复的外界压力压迫，成功建立了慢性骨筋膜间隔综合征的动物模型。实验观察发现[14、15]，较小压力(40 mmHg)或短期(3 d)较大压力(80 mmHg、120 mmHg)压迫后，骨骼肌病理切片只见少量坏死、纤维化、中性核细胞浸润、肌纤维肥大和萎缩不一;而长时间(>7 d)较大压力(80、120 mmHg)压迫后，骨骼肌病理切片可见显著坏死、萎缩、间质纤维化。以上结果，与慢性骨筋膜间隔综合征由于反复慢性缺血和机械性压迫所致的观点相一致，并说明骨骼肌的病理损害程度，与反复压迫的时间和强度成正相关。纤维化程度可反映骨骼肌的损伤程度。
Freitas[18]分别研究了肌肉毒性药物对趾长伸肌和比目鱼肌病理损伤的作用机理，结果发现白肌(趾长伸肌)的改变主要与增多的Na+通道数量相关，而红肌的改变即主要涉及肌纤维的线粒体活性的改变。Styf[21]用MRS(磁共振波谱分析)测定慢性间隔综合征病人标记有31P的ATP代谢产物浓度，间接观察骨骼肌线粒体的动态功能，结果显示，患者线粒体的代谢功能下降，代谢产物减少。以上表明，慢性骨筋膜间隔综合征对骨骼肌纤维的病变影响不仅仅在结构形态上，而且亚细胞的功能同样受损。
4.3 腰骶部血液循环的病理生理
毛细血管网在正常竖脊肌的I型肌纤维中分布十分丰富，它与自主神经末梢共同在肌束间构成神经血管束，支配和营养腰骶部骨骼肌。骨骼肌所需要的动脉血氧供应，依靠肌肉的快速血流灌注。而影响这灌注过程的因素除了内皮细胞血氧感受性信号外，还有一独立信号通道。现在认为这一信号通路可能是血管形变激发血管内皮信号释放血管活性物质，进而引起血管的舒张。增强血管舒张效应的主要因素是形变频率的增加而非形变时间的延长。而血管形变的动力主要来自骨骼肌收缩产生的剪切压力[22]。观察比目鱼肌营养动脉的快速灌注过程，发现剪切压力可诱导血管扩张因子一氧化氮的mRNA的表达，并增强内皮细胞依赖性的血管舒张效应[23]。低强度到中强度的剪切压力是血管快速灌注的适宜动力，高强度或持续压力均不能有效实现这一效应[25]。在慢性骨筋膜间隔综合征时，用near-infrared spectascopy(经皮血氧饱和度)监测竖脊肌运动下的血氧化水平发现，病人组的最大无氧化水平高于对照组，氧化水平恢复到运动前水平的时间长于对照组[21]。这可能是由于间隔内压的病理增高和腰肌缩舒频率的下降，使剪切压力过高和血管形变频率减少，导致血管的舒张效能下调，骨骼肌的血氧化水平降低。
骨骼肌的静脉系统是影响慢性骨筋膜间隔综合征病理转归不容忽视的因素。静脉系统对压力的耐受力低，因而腰骶部骨骼肌静脉回流的障碍，可能会导致骨骼肌容易遭受一系列的病理损害。有学者认为[7]，骨骼肌静脉泵的任一成分的改变，均可使静脉回流障碍，并提出骨骼肌静脉回流障碍是慢性骨筋膜间隔综合征病人间隔内压在运动后6 min无法恢复至静息水平的重要原因。
4.4 竖脊肌神经的病理生理
竖脊肌肌束外有一纤维肌外膜包围，其间分割成肌束衣和肌内皮等作为纤维支架。神经末梢穿行在肌束衣内，支配相应的骨骼肌。十分有趣的是，支配骨骼肌的神经末梢不仅能控制肌肉的收缩和舒张，还能决定肌纤维的类型。将分别支配I型纤维和II型纤维的神经末梢端转接后，可使原来所支配的肌纤维类型发生互换[24]。神经冲动频率的改变也能使肌纤维类型的特征发生变化[3]，这可能与神经冲动的改变影响了肌膜的Na+通道开放的数量相关。以上理论，可能为腰骶部慢性骨筋膜间隔切开减压术后，临床上应用功能性电刺激进行康复治疗提供了理论基础。但功能电刺激是否真的能够改变竖脊肌的肌纤维类型?而增多的II型肌纤维又能否因其较强的缺氧耐受力而代替原来I型纤维的功能?以上疑问尚待研究验证。
5 慢性骨筋膜间隔综合征的治疗
目前国内外治疗腰骶部慢性骨筋膜间隔综合征的有效方法是骨筋膜间隔切开减压术。白跃宏等[10]报道了33例病人行腰骶部竖脊肌骨筋膜间隔切开减压术，切开办法为：在L3棘突旁2.5 cm为中心做长约2.0 cm的纵行切开，然后切开骨筋膜12 cm。手术效果显著。33例患者中，31例疼痛消失，2例缓解，术后的间隔内压下降，竖脊肌血流速度变快，病变组织可见再生的卫星细胞。Fijter[26]对118名患者进行间隔切开减压术，并对其进行62周的随访，其中116例症状缓解，运动后无运动限制。骨筋膜间隔切开减压术治疗慢性骨筋膜间隔综合征的治疗效果是肯定的，但对其手术指征的争议还很多，有待进一步深入探讨。功能性电刺激，通过改变对肌肉刺激的频率使肌纤维类型的特征发生改变，作为保守治疗办法也值得探讨。另外，生物治疗和再生医学治疗也为慢性骨筋膜间隔综合征的治疗提供一个美好的前景。
6 病变的腰骶部竖脊肌的修复和再生
变性、坏死的肌纤维能否修复和再生，以前一直争论较多。近年来，随着骨骼肌干细胞的发现、再生医学的发展，病变的肌纤维是可以再生和修复的观点是肯定的。从腰骶部慢性骨筋膜间隔综合征实验动物模型的病理切片可见，短时间的压迫，变性部位数周后可被新生肌纤维所代替，且可恢复至接近正常水平[14];压迫解除后，部分动物的病变部位周围可见肌卫星细胞，数周后病变部位可得到不同程度的修复[4]，这是肌细胞的自我再生和修复过程。肌卫星细胞是实现这一过程的决定因素。肌卫星细胞被认为是成肌干细胞固有的成分，沿着肌纤维长轴分布，电镜见位于肌基膜下紧贴肌浆膜表面。当肌肉损伤和疾病的情况下，肌卫星细胞能自身增殖，并能分化成熟为新生肌纤维[24]。这一过程包括：静息期-激活期-分裂增殖期-分化期-融合成肌管期-成熟为肌纤维期。而每一个期卫星细胞所表达的标记性分子都不一样，pax7、CD34、Myf5/B-gal在静息期表达，MyoD在激活期快速表达，MLC3F-tg是在分化末期在许多骨骼肌短暂表达的典型基因分子，Myosin特征标记肌管融合蛋白[27]。pax7负显性突变的实验动物，骨骼肌细胞大量死亡，提示pax7有抗凋亡的功能[29];MyoD基因被敲除的小鼠，卫星细胞的分裂增殖维持，但分化延迟，提示MyoD有调节卫星细胞分化的功能[30]。影响骨骼肌再生的因素十分复杂，包括肌纤维的损伤程度，修复部位的环境，肌底膜完整性、血供和神经支配、成肌调节因子和生长因子的表达、自身增殖分化能力等等。从老年小鼠肌肉提取不能正常增殖的卫星细胞，移植到年轻成年小鼠的病变骨骼肌，移植后的卫星细胞恢复其修复功能[31]，提示功能性卫星细胞的减少，不是年龄影响的直接结果，似乎更与系统的环境密切相关。以上可解释为什么在压迫解除后，部分慢性骨筋膜间隔综合征动物的病变周围可见到肌卫星细胞，数周后病变部位可得到不同程度的修复。
在慢性骨筋膜间隔综合征动物模型中，基膜损害的程度与骨骼肌修复的程度密切相关[15]。基膜是影响骨骼肌再生的关键因素，它不仅仅为肌纤维提供栖息的结构支持，在肌纤维再生过程中还提供定位和控制新生纤维的支架作用。基膜由外层的肌底膜和内层的肌浆膜组成。肌浆膜的关键成分IV型胶原和laminin，既是结构分子又是信号分子，镶嵌着沟通细胞内外的信号受体，对调节细胞的功能和细胞分化起着关键作用。缺失laminin α2受体的小鼠，其骨骼肌病理萎缩，出现大量凋亡细胞[32]。当骨骼肌再生时，肌浆膜上的受体接受fibroblast growth factor、transforming growth factor等信号分子的激活，指导卫星细胞的分化和新生肌纤维的生长[33]。实验发现，大多数卫星细胞的有丝分裂和形成肌管过程都在肌浆膜内进行。基膜能准确定位，防止肌卫星细胞迁移过程的方向迷失。若肌浆膜受损，尽管肌纤维的再生依然维持，但再生纤维将失去生长方向且再生力差，呈现多向异性再生。另一方面，基膜还能引导新生纤维的神经运动终板和毛细血管的重新分布[34]。因而基膜结构和功能的完整性是影响骨骼肌再生程度的关键因素。
7 问题和展望
7.1 目前对慢性骨筋膜间隔综合征的组织学研究，主要集中在肌纤维的病理特征，而对疾病转归起同样关键作用的毛细血管和神经末梢，对其的相关研究还不多。究竟毛细血管的病变是因还是果?神经末梢对疼痛和肌紧张的产生起着什么作用?尚需深入探讨。
7.2 间隔内压的异常增高是慢性骨筋膜间隔综合征的特征，也是导致一系列病理生理变化的基础。但对间隔内压病理增高的原因至今还不清楚。目前的解释都只是停留在假说和间接证据的层面上，直接的证据尚待建立。
7.3 最近有学者用骨髓干细胞或其他组织来源的干细胞移植到病变的骨骼肌部位，发现这些外源性干细胞同样能完成肌纤维的修复。究竟卫星细胞与这些外源性干细胞关系如何?卫星细胞如何被激活?又如何被调节的?需要进一步研究。
7.4 腰骶部慢性骨筋膜间隔综合征的治疗办法，目前主要采用间隔切开减压术，尽管临床疗效满意，但对其手术指征还没有一个公认的标准。另外，手术后康复治疗的选择和机理研究也需要重视。随着近年来骨骼肌移植在实验动物的成功和干细胞研究的发展，再生医学也为腰骶部慢性骨筋膜间隔综合征的治疗提供一个美好的前景和方向。
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作者单位：上海交通大学附属第六人民医院康复医学科，上海市宜山路600号 200233