CSF 流出新发现:基于人体解剖标本的脊髓蛛网膜下腔 CSF 流出研究

《Fluids and Barriers of the CNS》:CSF outflow from the human spinal canal: preliminary results from an anatomical specimen-based model

【字体: 时间:2025年04月03日 来源:Fluids and Barriers of the CNS 5.9

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  为探究脑脊液(CSF)循环和流出途径,尤其是脊髓流出途径,华沙医科大学等机构的研究人员开展了基于人体解剖标本的脊髓 CSF 流出研究。结果发现了两条潜在的 CSF 流出途径,该研究为相关领域提供了新的思路和方法。

  脑脊液(Cerebrospinal Fluid,CSF),这一在中枢神经系统中流淌的 “神秘液体”,一直是科研领域的热门话题。它不仅像 “隐形卫士” 般为大脑和脊髓提供保护、缓冲外界冲击,还在代谢物清除等重要生理过程中发挥着关键作用。然而,目前关于 CSF 的循环和流出途径,仍存在诸多未解之谜。
过去的研究大多聚焦于大脑通过颅腔的流出途径,对脊髓流出途径的关注相对较少。而且,多数研究是在啮齿动物模型上进行的,虽然能深入探究解剖结构,但人体相关证据主要依赖体内神经成像技术,缺乏直接的解剖学依据。同时,CSF 从脊髓流向淋巴管的具体解剖路线尚不明确,这就像在黑暗中摸索,找不到清晰的方向。因此,深入研究脊髓 CSF 流出途径迫在眉睫,它对于全面理解 CSF 的生理功能、揭示相关疾病的发病机制至关重要。

为了揭开这些谜团,华沙医科大学(Medical University of Warsaw)、伯尔尼大学(University of Bern)等机构的研究人员携手开展了一项意义重大的研究。他们另辟蹊径,采用人体解剖标本进行研究,旨在探寻脊髓 CSF 的流出途径。

研究人员首先从五具尸体上获取了胸腰椎硬脊膜囊(dural sac)及脊神经的未固定解剖标本。为了确保研究的严谨性,他们排除了中枢神经系统相关死因,以及脊柱、脑膜和脊髓存在异常或疾病的样本。接着,他们运用标准的神经外科技术,精心制备标本。通过一系列精细操作,成功暴露并获取了包含硬脊膜囊和脊神经节后段的标本,巧妙地保留了蛛网膜下腔的解剖结构。

在对比剂注入实验中,他们将装有对比剂(硫酸钡和生理盐水 1:1 混合)的硅胶管插入硬脊膜囊的蛛网膜下腔,通过调节储液器高度维持 20 - 25cmH2O 的压力,让对比剂缓缓流入。在 15 分钟的观察过程中,利用手术显微镜记录对比剂的扩散情况。实验结束后,将样本固定在 10% 缓冲福尔马林溶液中,进行组织学和放射学研究。

研究结果令人惊喜。五条硬脊膜囊标本和 48 条脊神经参与了实验。对比剂注入后,硬脊膜内覆盖脊神经近端的不规则空间迅速被填充,这些空间形态各异,有的像蛛网膜颗粒,有的呈环绕神经的袖口状。同时,脊神经节后段横截面出现对比剂自由渗漏,且下腰椎神经的流出更为明显。

组织学检查发现,蛛网膜颗粒、脑膜内以及脊神经束之间存在对比剂。在背根神经节(Dorsal Root Ganglion,DRG)近端,硬脑膜和蛛网膜下的神经根周围都有对比剂环绕;在 DRG 远端,对比剂存在于神经束膜下和部分神经束内,甚至在神经束膜层之间也有分布。此外,还发现了充满对比剂的血管,有的血管内含有红细胞,有的薄壁血管则疑似淋巴管。

放射学研究借助 3D X 射线显微镜,清晰地展示了对比剂在神经束周围、蛛网膜颗粒以及神经根部的分布情况,进一步证实了组织学的发现。

综合这些结果,研究人员得出结论:该研究方法切实可行且具有可重复性,无需昂贵的试剂。初步研究揭示了两条潜在的 CSF 流出途径,一条沿着脊神经,另一条通过脑膜。这一发现与动物研究结果相呼应,为深入理解 CSF 的流出机制提供了重要的人体解剖学依据。

不过,研究也存在一定的局限性。例如,实验是在体外进行的,无法完全模拟体内环境。而且,研究未精确控制硫酸钡颗粒大小,不同大小的颗粒可能会影响 CSF 的流出途径。未来的研究可以从这些方面入手,进一步优化实验方法。

总的来说,这项研究为 CSF 流出途径的研究开辟了新的道路。它不仅让我们对 CSF 的生理功能有了更深入的认识,还为相关疾病的研究提供了新的方向。期待后续研究能够在这一基础上继续探索,揭开 CSF 更多的神秘面纱。

研究的主要技术方法包括:获取人体尸体的胸腰椎硬脊膜囊及脊神经未固定标本;向蛛网膜下腔低压力注入硫酸钡对比剂,并进行视频记录;实验后对样本进行组织学(如切片染色、显微镜观察)和放射学(3D X - ray 显微镜、相关软件分析)分析。

研究结果部分:

  1. 对比剂分布观察:实验中观察到对比剂填充硬脊膜内空间,包括类似蛛网膜颗粒和袖口状结构,且从脊神经节后段横截面流出,下腰椎神经流出更明显。
  2. 组织学研究结果:组织学检查证实了对比剂在蛛网膜颗粒、脑膜、脊神经束之间以及血管中的存在。
  3. 放射学研究结果:3D X 射线显微镜可视化了对比剂在神经束、蛛网膜颗粒和神经根部的分布,与组织学结果相互印证。

研究结论和讨论部分,该研究首次利用人体解剖标本研究脊髓 CSF 流出途径,方法可行且初步揭示了两条潜在流出途径。这不仅补充了人体 CSF 流出机制的研究空白,也为后续研究奠定了基础,推动了对 CSF 相关生理和病理过程的进一步探索。

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