PTU - Polskie Towarzystwo Urologiczne

MORFOLOGICZNE ASPEKTY BADAŃ NAD UNERWIENIEM ZWIERACZA ZEWNĘTRZNEGO CEWKI MOCZOWEJ
Artykuł opublikowany w Urologii Polskiej 1997/50/3.

autorzy

Ryszard Aleksandrowicz, Piotr Radziszewski
Zakład Anatomii Instytutu Biostruktury, Akademia Medyczna w Warszawie
Kierownik Zakładu: prof. dr hab. n. med. R. Aleksandrowicz

słowa kluczowe

zwieracz zewnętrzny cewki moczowej morfologia-ultrastruktura-unerwienie techniki badawcze

streszczenie

Unerwienie zwieracza zewnętrznego cewki moczowej (z.z.c.m.) jest bardzo
złożone zarówno z punktu widzenia morfologicznego, jak i czynnościowego.
Dlatego istnieją pewne ograniczenia technik badawczych, które mogą być tu
zastosowane. Dostęp brzuszny do kanału nerwu sromowego może łatwo
doprowadzić do pominięcia nerwów odgałęziających się bardzo wysoko od
pnia nerwu sromowego, lub też tych, które odgałęziają się bezpośrednio od
korzeni brzusznych rdzenia kręgowego. Interpretacja badań morfologicznych
z.z.c.m. jest niemożliwa bez dokładnego zbadania struktur występujących w
sąsiedztwie tego mięśnia i bez dokładnego ustalenia miejsca, w którym roz-
gałęzienia końcowe gałązki nerwowej z.z.c.m. wnikają do mięśnia. Właści-
wy dobór materiału do badań anatomicznych i morfologicznych jest bardzo
istotny. Materiał płodowy jest najbardziej odpowiedni dla badań anatomicz-
nych tego zagadnienia. Do badań immunohistochemicznych powinien być
używany materiał najbardziej zbliżony do ludzkiego (świnia, szczur), ponie-
waż niektóre procesy patologiczne (urazy rdzenia, nowotwory) mogą powo-
dować zmiany unerwienia z.z.c.m.

Zwieracz zewnętrzny cewki moczowej, z czynnościowego punktu

widzenia, składa się z włókien mięśniowych gładkich i poprzecznie prąż- kowanych, które są prawie niemożliwe do oddzielenia od siebie w sen- sie morfologicznym.


Jest on trudny do wypreparowania u obojga płci, ze względu na brak wyraźnej struktury, brak podziału przez powięź (zarówno mięśnia po- przecznie prążkowanego, jak i gładkiego) oraz małą średnicę włókienek mięśniowych. Ponadto u kobiet zwieracz jest słabiej rozwinięty, a jego włókna wchodzą pomiędzy elementy tkanki łącznej, zaś u mężczyzn pomiędzy włóknami poprzecznie prążkowanymi występuje tkanka gru- czołu krokowego [6, 7].


W świetle przytoczonych wyżej danych nie budzi zdziwienia fakt, że próby ustalenia właściwego unerwienia tego mięśnia napotykają tyle problemów, a wyniki badań budzą wiele kontrowersji i często są sprzecz- ne ze sobą.


Dlatego, w oparciu o wyniki naszych badań nad unerwieniem zwie- racza [13, 14, 15] chcielibyśmy zwrócić uwagę na te ograniczenia oraz wskazać pewne elementy, które naszym zdaniem mogą pomóc w pra- widłowym doborze techniki badań i ich interpretacji. 1. Badania morfologiczne ? unerwienie z.z.c.m. w aspekcie anato- micznym.


Anatomia mięśnia z.z.c.m. oraz jego unerwienia powinna być badana na materiale płodowym (ludzkim bądź zwierzęcym). Jest on uważany za lepszy od materiału dorosłego z następujących powodów:


?ilość tkanki tłuszczowej znajdująca się w rejonie z.z.c.m. u płodów jest znacznie mniejsza niż u dorosłych, co ułatwia preparatykę anato- miczną;


?tkanka gruczołu krokowego u płodów męskich jest słabiej rozwi- nięta i w związku z tym struktury mięśniowe zwieracza nie są wymie- szane z tkanką stercza.


?u dorosłych rozwinięty gruczoł krokowy utrudnia identyfikację sa- mego mięśnia i wnikających do niego struktur naczyniowych i nerwo- wych;


?u płodów żeńskich tkanka łączna nie jest rozwinięta w takim stop- niu jak u dorosłych, co również ułatwia preparatykę [3, 6, 7].


Uważamy, że minimalny wiek kalendarzowy i morfologiczny dla pło- dów, na których są przeprowadzane badania obwodowego układu ner- wowego, powinien być nie mniejszy niż 120 dni, ponieważ rozwój struk- tur ośrodkowego i obwodowego układu nerwowego, jak też układu moczowo-płciowego jest zakończony dopiero po około 100 dniach. Z drugiej zaś strony, z powodów wymienionych powyżej, ten wiek nie powinien być większy niż 200 dni, ze względu na rozwój tkanki tłusz- czowej oraz tkanki gruczołu krokowego.


Uzyskane w trakcie naszych badań morfologicznych obserwacje suge- rują unerwienie z.z.c.m. za pośrednictwem gałązki nerwowej, pochodzą- cej bądź to bezpośrednio od korzeni brzusznych rdzenia kręgowego S2 do S4, bądź to od pnia nerwu sromowego, przy czym punkt odejścia od pnia nerwu sromowego gałązki do mięśnia z.z.c.m. znajduje się bardzo wyso- ko-powyżej poziomu kolca kulszowego [13].


Natomiast badania morfologiczne przeprowadzone przez grupę Ta- nagho (preparaty 3 dorosłych osobników płci męskiej) wykazały, że z.z.c.m. jest unerwiony przez nerwy pochodzące od pnia nerwu sromo- wego (punkt odejścia znajduje się na poziomie kolca kulszowego) i przez nerwy odgałęziające się od korzeni brzusznych S2-S3 [10]. Autorzy ci nie podają jednak czy te punkty odejścia były alternatywne, czy też z.z.c.m. był unerwiony ze wszystkich wyżej wymienionych źródeł.


Rozbieżności między poglądami badaczy z grupy Tanagho, a naszy- mi wynikami są być może spowodowane różnym materiałem wykorzy- stanym do badań (materiał płodowy i materiał osobników dorosłych).


Wykorzystanie do tego typu badań tylko materiału dorosłego mogło spowodować, oprócz znacznego stopnia skomplikowania preparatyki anatomiczne okolicy z.z.c.m., kanału nerwu sromowego i dołu kulszo- wo-odbytniczego, także poważne trudności interpretacyjne otrzymanych wyników.


Wykonując badania na materiale płodowym Olszewski stwierdził, że z.z.c.m. unerwiony jest za pośrednictwem gałązki odchodzącej z nerwu głębokiego krocza – od nerwu sromowego oraz z nerwów trzewnych miednicznych – od splotu miednicznego [12].


Jednakże w badaniach tych zastosowano dostęp brzuszny, co mogło prowadzić do nieprawidłowej oceny stosunków topograficznych wokół zwieracza oraz w samym kanale nerwu sromowego (możliwość uszko- dzenia struktur nerwowo-naczyniowych), zwłaszcza że włókna nerwo- we zaopatrujące zwieracz przebiegają w bezpośrednim topograficznym sąsiedztwie włókien autonomicznych ze splotu miednicznego [10].


Dlatego uważamy dostęp grzbietowy i szczegółową, anatomiczną pre- paratykę struktur kanału sromowego za metodę obarczoną znacznie mniejszą możliwością błędu. Badania anatomiczno-morfologiczne są bardzo istotnym elementem dla następnie przeprowadzanych badań histologicznych i histo-topograficznych. Wcześniejsze błędy interpreta- cyjne w badaniach anatomicznych mają daleko idące konsekwencje dla doboru właściwej metodyki w badaniach histologicznych oraz oceny ich wyników.


2. Wpływ zmienności unerwienia z.z.c.m. na badania elektroneuro- fizjologiczne.


Elektroneurofizjołogiczne badania potencjałów wywołanych z.z.c.m. przy stymulacji ośrodków w rdzeniu lub w korze mózgu nie są aż tak kontrowersyje.


Badania te można wykonywać przy użyciu standardowych technik stymulacyjnych, z zastosowaniem klasycznej stymulacji elektrycznej [18] lub też stosując stymulację magnetyczną (jest ona bezbolesna) [8]. Badania przeprowadzone przez Jonasa i Hohefellnera, u pacjentów bez zaburzeń neurologicznych, polegające na rejestracji odpowiedzi na stymulację nerwu sromowego i cewki moczowej tylnej wykazały, że od- powiedzi te były identyczne tylko w 1 na 25 przypadków [9]. Opisane wyżej wyniki badań potwierdzają częściowo nasze obserwa- cje, sugerujące unerwienie z.z.c.m. nie tylko przez gałązkę nerwu sro- mowego, ale również alternatywnie przez gałązki odchodzące od ko- rzeni brzusznych rdzenia kręgowego.


Pomimo że badania potencjałów wywołanych pozbawione są kontro- wersji co do lokalizacji ośrodków odpowiedzialnych za mikcję w rdze- niu kręgowym, to różnią się jednak obserwowanymi czasami latencji. Eardley i wsp. stosując stymulator magnetyczny przy stymulacji ko- rowej (u pacjentów bez chorób neurologicznych) zaobserwowali, że śred- nie opóźnienie rejestracji odpowiedzi (na podstawie zapisu EMG z.z.c.m.) wynosiło 29 msec, a przy stymulacji ośrodków mikcji w rdzeniu 8,23 msec [8].


Natomiast Snooks i Swash w swoich badaniach z użyciem stymulato- ra elektrycznego stwierdzili (u pacjentów z idiopatycznym neurogen- nym nietrzymaniem kału i u części moczu) przy stymulacji rdzeniowych ośrodków mikcji opóźnienia rzędu 6,9 msec [16]. Thiry i wsp. stosując również stymulator elektryczny u pacjentów z różnego rodzaju zaburzeniami w trzymaniu moczu wykazali, że dla sty- mulacji korowej czas latencji odpowiedzi ze zwieracza wynosił od 18-39 msec. [18].


Istnienie tych różnic można łatwo wytłumaczyć przy uwzględnieniu stwierdzonej przez nas zmienności typu unerwienia z.z.c.m. Mianowi- cie oczywiste jest, że w przypadku odejścia gałązki do z.z.c.m. bezpo- średnio od korzeni brzusznych rdzenia kręgowego droga impulsu z rdze- nia do zwieracza będzie krótsza, a przewodnictwo szybsze niż w przy- padku odejścia od pnia nerwu sromowego.


3. Morfologia unerwienia z.z.c.m. a badania z zastosowaniem wstecz- nego transportu aksonalnego. Wykonując badania projekcji nerwów ze zwieracza do rdzenia kręgo- wego z zastosowaniem metod transportu aksonalnego trzeba uwzględ- nić wykazaną w naszych obserwacjach możliwość odejścia nerwu do z.z.c.m. bezpośrednio od korzeni brzusznych rdzenia kręgowego [13].


Metody te polegają na podawaniu znacznika (na ogół peroksydaza chrzanowa ? HRP ? lub niektóre barwniki fluorescencyjne) do zwiera- cza i do nerwu, który prawdopodobnie ma włókna nerwowe do zwiera- cza, a następnie na porównywaniu obszarów wybarwionych w rdzeniu kręgowym.


Uważamy, że podając znacznik zbyt dystalnie do nerwu sromowego (już po odejściu od niego gałązki do zwieracza), nie zaobserwuje się obec- ności znacznika w jądrach ruchowych rdzenia, co więcej, nie uwzględ- nianie zmienności pod postacią odejścia nerwu do z.z.c.m. bezpośrednio od korzeni brzusznych rdzenia może spowodować wyciągnięcie fałszy- wych wniosków co do braku nerwów somatycznych w zwieraczu.


Stwierdziliśmy też możliwość unerwienia zwieracza poprzez gałązkę nerwową, zawierającą również nerw grzbietowy prącia (łechtaczki) [13].


Ta zmienność niesie za sobą bardzo istotne implikacje w odniesieniu do badań z użyciem wstecznego transportu aksonalnego. Podanie bo- wiem znacznika do gałązki nerwowej zawierającej włókna nerwowe zarówno dla zwieracza, jak i te, które tworzą potem nerw grzbietowy prącia (lub łechtaczki) spowoduje wybarwienie w rdzeniu nie tylko ją- der odpowiedzialnych za kontrolę funkcji zwieracza, ale też jąder, które kontrolują funkcje prącia (łechtaczki), a więc struktur diametralnie róż- niących się.


Tanagho i wsp. wykazali, że po podaniu HRP do z.z.c.m. u psa, wy- barwiały się grzbietowo-boczne jądra w rdzeniu kręgowym na pozio- mie S1-S3 oraz struktury zwojów krezkowych dolnych. Podanie HRP do proksymalnej części nerwu sromowego również po- woduje wybarwienie tych samych struktur (z maksymalną kondensacją znacznika na poziomie S2). Natomiast podanie HRP do części dystalnej nerwu sromowego daje mniejszą ilość jąder HRP-pozytywnych w rdze- niu, co sugeruje że część gałązek nerwowych odgałęziła się wcześniej od nerwu sromowego [17].


4. Badanie unerwienia zwieracza z zastosowaniem metod morfolo- gicznych i histochemicznych; konieczność korelacji wyników i dobo- ru właściwego materiału.


Żadną z wyżej przytoczonych metod badawczych nie wydaje się ide- alna dla określenia unerwienia zwieracza zewnętrznego cewki moczo- wej. Wymienione wyżej techniki badawcze pozwalają jedynie na uzy- skanie pewnej orientacji co do typu i przebiegu unerwienia. Jednakże jako pełne określenie unerwienia danej struktury należy rozumieć mor- fo-topograficzny opis unerwienia połączony z opisaniem neuroprzekaź- ników biorących udział w kontroli funkcji tej struktury.


Badania zmierzające do wyjaśnienia roli w kontroli czynności zwiera- cza już znanych neuroprzekaźników i ewentualnego wskazania nowych były już podejmowane od dawna. Najczęściej były to badania czysto hi- stologiczne przeprowadzane w oderwaniu od morfologii unerwienia zwieracza i morfologii samego zwieracza.


Brak powiązania między badaniami morfologicznymi a badaniami zmie- rzającymi do określenia neuroprzekaźników w okolicy z.z.c.m. spowodo- wał wiele nieporozumień i dostarczył często sprzecznych danych, co w konsekwencji uniemożliwiło właściwe określenie unerwienia zwieracza.


Problem z dostępnością do pozbawionego patologii materiału ludz- kiego zmusił do korzystania z materiału obarczonego różnego rodzaju patologiami (pobieranego najczęściej w trakcie zabiegów operacyjnych). W przypadku cewki moczowej jest to najczęściej materiał pochodzący od pacjentów z chorobami nowotworowymi lub po urazie rdzenia krę- gowego lub też z chorobami obwodowego i/lub ośrodkowego układu nerwowego.


Przeprowadzając badania na tego rodzaju materiale należy brać za- wsze pod uwagę, że nie odpowiada on pełnemu modelowi fizjologicz- nemu.


Zostało stwierdzone, że uraz rdzenia kręgowego powoduje zwiększe- nie gęstości nerwów adrenergicznych w pęcherzu i w cewce moczowej w porównaniu z kontrolą (materiał pobrany przy zabiegu operacyjnym z powodu gruczolaka stercza) [11].


Stwierdzono też, że poziom uszkodzenia rdzenia kręgowego ma wpływ na rodzaj neurotransmiterów obecnych w cewce moczowej. U pacjentów z urazem na poziomie C1-C2 w cewce było obecne gęste uner- wienie adrenergiczne, nie stwierdzono natomiast nerwów VIP-immu- noreaktywnych, natomiast u pacjentów z urazem na poziomie Thl0 obec- ne były nerwy VIP-immunoreaktywne, nie stwierdzono natomiast ner- wów adrenergicznych [4].


Również choroby nowotworowe mają wpływ na ekspresję neuroprze- kaźników w tkankach dotkniętych tym procesem [2]. Dodatkowo spra- wę komplikuje fakt, że Rtg terapia, stosowana u pacjentów z chorobami nowotworowymi, również ma wpływ na ekspresję różnego rodzaju neu- roprzekaźników [1].


Wykazano też (u szczurów), że proces starzenia ma wpływ na gęstość neuroprzekaźników, układów adrenergicznego i nieadrenergiczno- nie- cholinergicznego, w dolnych drogach moczowych [19].


Dlatego wydaje się, że bezpieczniejsze jest wybranie odpowiedniego modelu zwierzęcego (szczur, świnia), który pomimo wielu ograniczeń daje chyba lepsze możliwości interpretacyjne [5,14,15].

piśmiennictwo

  1. [1] Aalto, Y., Forsgrenn, S., Kjorell, U. i wsp.: Time- and dose-related changes
  2. in the expression of substance P in salivary glands in response to fractionated
  3. irradiation. Int. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys., 1995, 2 (30), 297.
  4. [2] Abrahamsson, P. A., Falkmer, S., Falt, K. i wsp.: Tlie course of neuroendocri-
  5. ne differentiation in prostatic carcinomas. An immunohistochemical study testing
  6. chromogranin A as an ?endocrine marker". Patol. Res. Pract., 1989, 3 (185), 373.
  7. [3] Benoit, G., Quillard, J., Jardin, A.: Anatomical study of the infra-montanal
  8. urethra in man. J. Urol, 1988,139, 866.
  9. [4] Crowe, R., Burnstock, G., Light, J. K.: Spinal cord lesions at different leoels
  10. affect either the adrenergic or vasoactive intestinal polypeptide-immunoreactive
  11. nerves in the human urethra. J. Urol., 1988,140, 1412.
  12. [5] Crowe, R., Burnstock, G.: A histochemical and immunohistochemical study of
  13. the autonomie innewation of the lower urinary tract of the female pig. Is the pig a
  14. good model for the human bladder and urethra.J. Urol., 1989, 141, 414.
  15. [6] de Lancey, J, O. L.: Structural aspects of urethrovesical function in the female.
  16. Neurourol. Urodyn., 1988, 7, 509.
  17. [7] de Laval, J., Chantraine, A. Penders, L.: Le sphincter strie de 1'uretre.
  18. J. d'Urologie, 1984, 7, 439.
  19. [8] Eardley, I., Nagendran, K., Kirby, R. S. et al.: A new techniąue for asses-
  20. sing the efferent innewation of the human striated urethral sphincter. J. Urol.,
  21. 1994, 144, 948.
  22. [9] Jonas, U. Hohenfellner, R.: Which anatomical structures in fact acheine uri-
  23. nary continence. Urol. Int., 1978, 33, 199.
  24. [10] Juenemann, K-P, Lue, T. F., Schmidt, R. A. et al.: Clinical significance of
  25. sacral and pudendal newe anatomy. J. Urol., 1988,139, 74.
  26. [11] Lincoln, J. Crowe, R.: Adrenergic and cholinergic innewation of the smooth
  27. and striated muscle components of the urethra from patients with spinal cord inju-
  28. ry. J. Urol., 1986,135, 402.
  29. [12] Olszewski, J.: Zewnętrzna i wewnętrzna budowa nerwu sromowego. Praca na
  30. stopień doktora nauk medycznych, WAM, Łódź, 1983.
  31. [13] Radziszewski, P, Aleksandrowicz, R.: The innewation of the erternal ure-
  32. thral striated sphincter. Folia Morphologica, 1995, 54(1), 1.
  33. [14] Radziszewski, R, Ekblad, E., Sundler, F. i wsp.: Distribution of peptides,
  34. tyrosine hydroxylase and nitric oxide system containing nerue fibers in the external
  35. urethral sphincter of the rat. Scand. }. Urol. Nephrol., 1996, 30 (suppl. 179), 81.
  36. [15] Radziszewski, R, Kaleczyć, }., Majewski, M. i wsp.: Neuropeptides invo-
  37. lvement in the innewation of the external urethral sphincter - w druku.
  38. [16] Snooks, S. )., Swash, M.: Abnormalities of the innewation of the urethral striated
  39. sphincter musculature in incontinence. Br. J. Urol, 1984, 56, 401.
  40. [17] Tanagho, E. A., Schmidt, R. A. de Araujo, C. G.: Urinary striated sphinc-
  41. ter: what is its neroe supply? Invest. Urol., 1982, 20 (4), 415.
  42. [18] Thiry, A. }., Delentere, P. F.: Neurophysiological assessment of the central
  43. motor pathway to the external urethral sphincter in man. Br. J. Urol., 1989, 63,
  44. 515.
  45. [19] Warburton, A. L., Santer, R. M.: Sympathetic and sensory innewation of the
  46. urinary tract in young adult and aged rats: a semi-quantitative histochemical and
  47. immunohistochemical study. Histochem. J., 1994, 26 (2), 127.