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糖尿病夏科氏足的病因,病理生理及分类
发布时间:2014-06-13 11:38:51浏览次数:7348次来源:西安交大医学院第一附属医院 北京协和医院

在糖尿病患者中, 夏科氏足是周围神经病变的一种特殊表现,可能与自主神经病变导致足部高血流量,从而骨的重吸收增加有关。它还可能涉及躯体外周多神经病变导致保护的感觉的丧失和未能察觉的急性或慢性轻微创伤的发生风险增加。在这两种情况下,当足局部对损伤有过多的炎症反应时,导致足局部骨质疏松。夏科氏足的急性和慢性期亦被描述。前者的特征是局部的红斑、水肿,明显的皮温升高,而疼痛并不是一个突出的症状。在后者,炎症逐渐消退但足畸形可能会发展,从而增加了足溃疡的风险。最常见的解剖分类是根据骨的定位、关节病理分为五种类型, 本文旨在对糖尿病夏科氏足的病因、病理生理学及分类提供一个简要的概述。

关键词: 夏科氏足; 分类; 糖尿病; 糖尿病足; 神经病变; 骨关节病

在糖尿病病人中, 夏科氏足是一种特殊的神经病变的表现。这是Jean-Martin-Charcot命名的,他发现了周围神经病变(脊髓痨)可能会导致神经性关节。除了糖尿病以外,夏科氏足可能是神经梅毒、脊髓空洞症、麻风病、脊髓灰质炎、和/或先天性神经病变的并发症。

夏科氏足在糖尿病病人中的患病率没有清晰的认识,但现在认为它的发生可能不是通常认为的那样罕见。事实上,夏科氏足很可能容易被非专业人员忽视,尤其是在早期阶段和/或小的足部畸形时,导致低估它的发病率。

糖尿病夏科氏足的病因:

糖尿病夏科氏足的主要病因涉及神经病变,同时在许多病例中伴有微小的创伤。糖尿病性神经病变的主要发病机制是慢性高血糖和微血管病变, 分别通过渗透压改变和缺血导致神经损伤。虽然神经病变是公认的,但以何种神经病变的类型为主还存在争论:是感觉缺失的周围神经病变为主,还是通过损害动脉灌注和脚和踝骨的细胞更新的自主神经病变为主。尽管对于个体病人,可能表现周围神经或自主神经占优势,然而, 夏科氏足似乎更有可能受外周和自主神经病变的共同影响。此外,一种主要影响冷感觉的特定神经病变类型已被报道,但这一观点并未被广泛接受。

糖尿病夏科氏足的病理生理:

自主神经病变可能通过动静脉短路的血管受损反应,增加动脉灌注。临床上表现为局部温度升高, 足背血管扩张与发红。血流量增加使得足部骨骼骨吸收增加和骨密度降低,因此,容易发生骨折。最近研究证实:在急性夏科氏足的患者中血流增加、骨密度降低和破骨活跃增强。此外,以自主神经病变为主的夏科氏足患者可通过自主神经病变导致血流灌注增多,增加骨吸收。这一理论最初被命名为“神经血管理论”,试图去解释为什么有外周动脉疾病的患者,由于血管病变导致血流灌注受限,相对延缓夏科氏足的发展 。

相反,“神经损伤理论”提出周围神经病变,也称为远端感觉运动多神经病, 与足部感觉缺失有关。感觉缺失可能包括轻触觉,温度觉和疼痛知觉缺失。因此,双足失去保护的感觉, 会增加未察觉创伤的风险而易受损伤。另外,在日常活动中的一个较小的急性损伤,如散步、跑步和跳舞,或者是一种不恰当穿鞋可以造成慢性损伤。在这两种情况下,由于无疼痛感觉,继续负重可能诱发局部无菌性炎症和加重骨质破坏。值得注意的是,Chantelau et al在骨创伤的最早的阶段使用磁共振成像技术(MRI), 为夏科氏足在病理生理上未被察觉的创伤提供了进一步的证据。这种被忽视的骨创伤在多神经病的患者中并不少见,也包括夏科氏足患者的对侧足,该研究再次强调了未察觉的创伤可作为一个危险的诱因。在神经病变的病人中,负重强度与夏科氏足的发展有关,进而支持论证了“神经创伤理论”。

尽管如此,神经病变在传统意义上不能完全解释夏科氏足的发展以及为什么它没有出现在大多数神经性病变的患者。事实上,Christensen等已经提供了证据表明, 夏科氏足患者局部充血的足并不是伴随着更严重的神经性损伤。笔者认为足局部血流量增加可归因于局部过度炎症反应而不是神经病变本身。如今研究认为,创伤中明显的过度炎症反应可以引起急性夏科氏足。它仅限于局部炎症,并没有系统性炎症反应。由于局部炎症,促炎症细胞因子(主要是TNF-α和IL-1β) 过度产生并无法控制。接下来的病理生理机制是在细胞因子驱动下升高了核因子kappa B(NF-kB)激活配体(RANKL),进而提高NF-kB。后者促进破骨细胞的成熟和活性,导致骨质疏松并影响骨骼。同时,NF-kB促进成骨细胞产生骨保护素,以提供RANKL的拮抗剂和减轻它带来的影响。体外研究破骨活性增加是通过增加再吸收能力而增加破骨活动,RANKL起主要作用,但并不完全由RANKL引起。有趣的是,健康神经元可分泌有益的降钙素基因相关肽(CGRP),从而降低RANKL的合成和有助于维护关节的完整性。由此可见,任何减少CGRP都将是有害的,因为它将间接的增加RANKL在疾病中的作用。在神经病变的情况下,CGRP分泌减少起重要作用,因此,通过受累的神经元CGRP分泌减少是目前被认为最可能的有助于神经炎症介导的骨质溶解。

或者,有人可能认为夏科氏足需要某个特定形式的神经病变诱导,但支持这一观点的文献依然很少。在一个小队列研究中, Stevens等人报道,夏科氏病人表现出温觉和轻触觉感相对保存而冷觉完全消失。这与温觉和冷觉,以及轻触觉都紊乱的复发性溃疡的神经病足患者形成对比。Young等人报道相比于没有夏科氏足的匹配对照的神经病变足病人,神经病变在夏科氏足病人中更严重,且前者自主神经病变发生率显著高于后者(p=0.03)。然而最近,夏科骨关节病与一个特定类型的神经病变有关的研究并未提供进一步的证据。

其他一些因素也与夏科氏足的病理生理有关。其中,最重要的包括增加非酶促胶原蛋白糖化和提高足底压力。特别是非酶促胶原蛋白糖化可能导致跟腱缩短,这反过来又会增加足部压力,诱发前足创伤和骨质破坏。在急性夏科氏足患者中足底压力升高已经被发现。这种压力会导致前足高度紧张,这反过来会增加机械应力在中足的传导 (主要是局部的Lisfranc韧带)。最近,遗传因素,特别是有益的骨保护素基因编码多态性作为潜在影响病理生理学的因素开始被讨论。

Petrova等人发现1型糖尿病夏科氏患者显著比2型糖尿病患者年轻,且患病时间更长。更令人印象深刻的是,在1型糖尿病夏科氏患者中广泛存在骨密度减少。同时, 相比于1型糖尿病患者(损伤温度觉但振动感觉正常),2型糖尿病的夏科氏患者表现出更严重的周围神经病变(损伤温度觉和振动知觉)。因此,它似乎表明,严重丧失保护感觉的神经创伤理论和肥胖导致负重机械应力增加可能在2型糖尿病比1型糖尿病更能说明问题 。相反, 明显骨吸收增加的神经血管的理论可能在1型糖尿病而非2型糖尿病更能说明问题,但这一观点需要更多明确的信息支持。

综上, 目前夏科氏足复杂的病理生理学可能概述如下。通过自主神经病变增加足部血流量和骨质溶解,以及周围神经病变削弱了保护作用而引起夏科氏足。对于个体,前者或后者所造成的神经病变可能分别占不同的主导地位。这种情况可以由一个小创伤启动过度炎症反应,导致局部骨吸收而触发。神经病变通过受损神经元分泌CGRP减少而发挥作用 。其他因素,包括新出现的基因,可能有重要的意义,而额外的调查1型糖尿病和2型糖尿病之间的潜在差异是值得研究。

最终,级联的病理生理改变导致了夏科氏足的发展和自然病程演变。如果诊断正确和病人适当的制动,局部炎症将会消退,进一步的骨质破坏也可以避免或最小化。相反,持续的机械压力可能加剧疾病的发展过程,导致韧带拉伤,骨折、骨头错位和严重的足部畸形和/或关节不稳定。夏科足部畸形可能会使病足进一步复杂化,使得溃疡难以愈合及复发率升高。此外,它具有高感染的风险,甚至发生骨髓炎。

糖尿病夏科氏足的分类:

夏科氏足可根据临床阶段、解剖定位、自然史进行分类。

临床分类

在临床实践中,夏科氏足可以分为急性期和慢性期。在急性期(也称为活动期),足表现为显著的发红,温暖和肿胀。这种病理改变通常影响中足。疼痛不是一个突出的特征,患者可能没有疼痛或只有一些足部不适。医生使用便携式红外线温度计会记录到与对侧足温度升高2 – 6℃。在这个阶段,没有足部畸形,影像学检查也基本正常。早期诊断能阻止疾病进展和避免进一步的骨质破坏,然而目前这一观点强调不够。

在慢性期(也称为非活动期),局部炎症的迹象逐渐消退。下肢红肿消退,两足皮肤温度差减小。取而代之地,稳定的畸形可能进展,最常见的包括:a)足跖弓坍塌与中足凸底变形;b) 足突向内侧面 (内侧凸性)。这两种畸形施加异常的压力,容易发生溃疡。

解剖分类

最常用的解剖分类是由Sanders和Frykberg提出的。根据足受累范围分为五个不同的种类。第I型 (15%),前脚[跖趾关节(MTP)和指间关节(IP)]受影响;第II型(40%),跗骨-跖骨关节(TMT)受影响 ;第III型(30%),舟楔联合,距舟关节,和跟骰关节受影响;第IV型(10%),脚踝和距下关节受影响;第V型(5%),跟骨受影响。

一个更简单的解剖分类可分为三种类型。这些是:前部足类型包括IP和MTP关节、中部足类型涉及TMT和跗骨关节,后足类型涉及踝关节和跟骨。

Dounis提出三种类型的另一分类方法。I型,前脚受影响;II型,中足(TMT, 舟楔联合,距舟关节,和跟骰关节)受影响。 III型包括是否造成后足严重的不稳定性分为IIIa(涉及踝关节), IIIb (涉及距下关节)和IIIc(距骨和/或跟骨的吸收与受损)。

基于自然病程的分类

根据Eichenholtz的工作可将其分为三个阶段。这是一个放射学分类描述夏科氏足从启动到融合及硬化的自然病史。在第I阶段 (发展期), 足出现红斑,水肿和温度升高。脚X线平片通常是正常的, 但是关节骨碎片,软骨成骨的碎片、关节半脱位及骨折脱位的会即将发生。在II阶段(融合期),局部炎症的迹象会逐渐减弱,但X线的病理改变日趋明显。包括碎骨的吸收和新骨的形成,更大碎骨的融合和骨末端的硬化。在这个阶段,受累的关节可能会变得更加稳定。第III阶段(硬化期),局部炎症的迹象已经不再明显,放射线照片可揭示重塑骨骼和对关节的影响。在晚期,严重的畸形可能改变足部结构,容易发生溃疡。

结论:

夏科氏足是糖尿病的一个特殊的并发症。其主要病理生理机制是外周和自主神经病变,以及轻微创伤引起的过度的局部炎症反应。临床上,它可分为急性和慢性阶段。其他的分类方法可以根据解剖定位和自然病史分期。在临床实践中,当高度怀疑夏科氏足时,也包括适时的专科医生的分诊,需要及时的诊断和治疗。增加这种意识可以帮助避免更严重的并发症的发生,及改善糖尿病足的结局。

 

摘自:Diabet Foot Ankle. 2013 May 21;4.

链接:http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23705058