A kéz fontosabb érzőideg-végződéseinek morfológiája és kézsebészeti jelentőségük DR. BÍRÓ VILMOS Érkezett: 2011. december 2. ÖSSZEFOGLALÁS A szerző a kézsebészeti szakirodalom ritkán tárgyalt idegelemeivel, a kézbőr érzőideg végződéseivel foglalkozik közleményében. Felsorolja a bőrben fellelhető főbb érző receptorokat; sémás rajzokon és szövettani mikrofotókon mutatja be morfológiai jellemzőiket és ismerteti az érzékelésben játszott szerepüket, felsorolva, hogy melyikük milyen érzéskvalitás felismerését végzi. Kiemeli a központi idegrendszer igen jelentős szerepét a receptorok által közvetített nagytömegű és különböző eredetű ingerületek összegezésében, amelynek következtében a számos idegvégződésből befutott stimulusok az agyban ingerületi képpé állnak össze. Befejezésül megállapítja, hogy bár a kézbőr finom érzőideg végződéseinek károsodása jelen tudásunk szerint még nem állítható helyre, azonban e képletek ismerete minden kézelváltozással foglalkozó szakember számára fontos lehet. Kulcsszavak: Bőr Morfológia; Kézsérülések; Mechanoreceptorok Fiziológia; Érzékelés; V. Bíró: Morphology and surgical importance of the major sensory nerve terminals of the hand Author deals in his publication with the sensory nerve terminals of the skin of the hand, which topic is infrequently discussed in the literature. He lists the major sensory receptors in the skin; he delineates their morphologic characteristics with schematic figures and histological micro photos, and reviews their role played in the sensation, pointing out, which is responsible for a given quality of sensation. He emphasises the very important role of the central nervous system in the summation of the multitudinous nerveimpulses of different origin mediated by the receptors, wherethrough stimuli coming from numerous nerve terminals make up a complex nerve-impulse pattern in the brain. In conclusion, he confirms that despite of the fact that lesions to the fine sensory nerve terminals of the skin of the hand cannot be restored according to our present knowledge, but recognition of these structures may be important for all specialists dealing with treatment of hand disorders. Key words: Hand Injuries; Mechanoreceptors Physiology; Sensory thresholds; Skin Morphology; Magyar Traumatológia Ortopédia Kézsebészet Plasztikai Sebészet 2012. 55. 3. 143
BEVEZETÉS Az érzékelés egyike a kéz legfontosabb funkcióinak. Az ép kézen jelenlévő érzékelési módok sokasága teszi lehetővé a tárgyak közötti megkülönböztetést és mozgásuknak, hőmérsékletüknek, szerkezetüknek, valamint nagyságuknak az identifikálását. A védő szenzibilitás segít megóvni a kezet a sérülésektől és ez által megvédi a kéz ép funkcióját. A kéz érzékelő rendszere segít az egyéb ártalmas ingerek felismerésében is, ily módon óvja a kéz épségét. Az ép érzékelés fontosságát tükrözi, hogy a kézen létrejött jelentős szenzibilitás elvesztés esetén a rokkantsági fokot súlyosabbnak bírálják el (4, 9). A kézen jelenlévő sokféle érzékelő rendszer bonyolult és még ma sem teljesen ismert. A komponensek nagy számának zavartalan együtthatása szükséges az érzékelés ép működéséhez. Ezen összetevők mindegyike információkat szolgáltat a központi idegrendszernek, amely szintetizálja és értelmezi ezeket, hogy pszicho-fizikális érzékelés révén megvalósítson egy feladatot. Dolgozatunkban a kézsebészeti szempontokat elsődlegesen figyelembe véve kívántuk az irodalmi adatok felhasználásával megvizsgálni a bőrben fellelhető főbb érző receptorokat, különös tekintettel a szövettani jellemzőikre és a kéz komplex érzékelő rendszerében játszott szerepükre. Ennél fogva munkánkban nem kívántunk részletekbe menően anatómiai tanulmányokba bocsátkozni, helyette utalunk az irodalomjegyzékben feltüntetett szakkönyvekre, illetve közleményekre (1-3, 5-7, 10, 12). Munkánkat elsősorban a fiatal, kézsebész, illetve ortopéd traumatológiai, vagy plasztikai sebészeti szakvizsgájukra készülő szakemberek részére, vizsgájukhoz elvárható elméleti tudásuk felfrissítésére ajánljuk, mivel a hazai traumatológiai-kézsebészeti szakirodalomban (11) cikkünk témakörével foglalkozó, magyar nyelvű publikációt nem találtunk. Reményeink szerint azonban közleményünk érdeklődésre tarthat számot más, mozgásszervi elváltozásokkal foglalkozó szakemberek számára is. MORFOLÓGIA ÉS FUNKCIÓ A kéz bőrében található receptorok három szövettani típusra (9) oszthatók fel (1. ábra): 1. ábra A bőr keresztmetszetének sémás ábrázolása a különböző rétegekkel és az idegvégződésekkel (Lindsay [7] ábrája után). 1) A szabad idegvégződések specializált struktúra, vagy hozzájuk társult sejtek nélkül végződnek a bőrben. 2) A szétágazó, csúcsszerű végződésekben (expanded tip endings) az ideg-végek egy kiszélesedett szerkezetben kapcsolódnak össze a specializálódott sejtek alapjával (például a Merkel-sejt komplexszel). 3) Végül tokba zárt idegvégződések találhatók támasztó szövet alkotta speciális elemekben (9), a támasztó szöveti sejtekkel együtt (például Meissner, a Ruffini, a Golgi Mazzoni és a Vater Pacini testecskék). A szabad idegvégződések a legbőségesebben található idegelemek a bőrben (1. ábra). Nem kapcsolódnak össze egyik speciális receptor szervvel sem és a myelin nélküli idegrostokból származnak. Testünk számos területén ezek az egyszerű, myelin hüvely nélküli idegrostok elágazódnak, hogy beidegezzenek egy nagyobb területet, átfedést képezve egy másik ideg által innervált szomszédos területtel (1). A szabad idegvégződések érzékelik a bőr elmozdulását, a fájdalmas ingereket és a hőmérsékletváltozásokat. Ezzel szemben a szőrzettel fedett bőrben, mint például a kézháton, egyszerű rostok ágazhatnak többedmagukkal, hogy innerválják a szőrszálak folliculusait, ezáltal létrehozzanak egy nagy perifériás érzékelő területet. Minden egyes folliculus gazdag beidegzéssel rendelkezik, körülvéve a szabad idegvégződések kötőelemeivel, ily módon ezek a képletek csaknem úgy tekinthetők, 144 Magyar Traumatológia Ortopédia Kézsebészet Plasztikai Sebészet 2012. 55. 3.
A kéz fontosabb érzőideg-végződéseinek morfológiája és kézsebészeti jelentőségük mint specializálódott idegvégződések (9). Az idegvégződések második, gyakori típusa a Merkel-féle testecske, amely mechanoreceptorként működik (2. ábra). E képződmény egy epithelialis Merkel sejtből áll, amely szoros kontaktust képez az afferens idegrost szétágazó végződésével (a Merkelféle lemezzel). E sejt ugyanakkor átfúrja az epidermis basalis rétegét is. A Merkel sejtben tömör szemcsézet található a sejt és az alatta elhelyezkedő idegrost közötti területen. Ezek a szemcsék mai tudásunk szerint a Merkel sejtből felszabaduló neurotranszmitterek csomagjait képezik, és akciós potenciált hoznak létre az idegrostokban, amikor statikus nyomásinger hat a testecskére (9). 2. ábra A Merkel idegvégződés vázlatos rajza a basalis membrán magasságában (Lindsay [7] ábrája nyomán). A szabad idegvégződések egy másik formája a neuron szétágazó, csúcsban végződő képződménye, amely szoros kapcsolatban áll a normál epitheliális sejtekkel (1. ábra) és a hideg érzetét közvetítik (9). A tokkal rendelkező idegvégződések egy egyszerű, myelin burkolattal rendelkező axonból épülnek fel, amely többrétegű kötőszövetes hüvellyel rendelkeznek. Mindegyik axon rendszerint nagyobb idegtörzsből származik, amelyek több idegvégződést látnak el. A Vater Pacini testecske többrétegű kötőszövetes hüvelyből áll, legfeljebb 2 mm vastagságú és 4 mm hosszúságú (6). Ez a hüvely számos, kötőszöveti sejttel rendelkező lamellából épül fel (3. ábra), amelyek egymástól alacsony viszkozitású géllel vannak elválasztva. A myelin hüvellyel rendelkező idegrost, ahogyan behatol e képződménybe, elveszíti ideghüvelyét és egy kis gumószerű végződést alkot. E testecskék számos szövetféleségben megtalálhatók (például a hashártyában is), azonban különösképpen bőségesen az ujjak bőre alatti szövetekben. A Vater Pacini testecske gyorsan alkalmazkodó receptor és jelenlegi ismereteink szerint rezgéses stimulusokra ad választ (nyomás és vibrációs receptor) egészen 700 Hertz frekvenciáig (6, 9). 3. ábra Fénymikroszkópos fotó a Vater Pacini testecske haránt metszetéről. A: belső henger afferens axonnal. P: perineuralis tok. L: perineuralis lamellák (Stevens és Lowe [9] ábrája után). HE festés, ~ 30 -os nagyítás. A Golgi Mazzoni testecske (4. ábra) hasonlít az előzőkben tárgyalt Vater Pacini-féle lamellaris testecskéhez, csupán a perineuralis lamellák száma kevesebb. Itt is a centrumban helyezkedik el az afferens idegrost, együtt a Schwann sejt terminális cytoplasma lamelláival (belső henger). Ezek a testecskék elsősorban az ujjbőrben és a körömágyban találhatók és mechanoreceptorokként (nyomás, tapintás és mechanikai deformáló hatásra) reagálnak (6). 4. ábra Golgi Mazzoni testecske fénymikroszkópos képe. Festés: HE; nagyítás: 300. 1: Véna; 2: Centrális axon és bulbus internus; 3: Arteriolák; 4: Perineuralis hüvely lemezei Kühnel ábrája [6] nyomán). A Ruffini idegvégződés kicsiny, orsó alakú képződmény, legfeljebb 1 mm hosszúságú és viszonylag kevés kötőszöveti sejt veszi körül (5. ábra). A testecske perineuralis tokja folyadékkal rendelkező hengert képez. A henger egyik végén a dermis kollagén rostjai belépnek a testecskébe, majd a henger másik végén ismét kilépnek. A kilépő kollagén rostok összevegyülnek a környező kötőszövetben található Magyar Traumatológia Ortopédia Kézsebészet Plasztikai Sebészet 2012. 55. 3. 145
5. ábra A Ruffini testecske vázlatos rajza (Lindsay [7] ábrája nyomán). kollagén kötegekkel. A körülbelül 5 μm átmérőjű, myelin hüvellyel rendelkező axon belép e receptorba, itt elveszti hüvelyét és elágazik számos demyelinisált terminális rostra, amelyek spirálisan rendezettek és szorosan összenőttek a kollagén rostokkal. Ez a idegvégződés mechanikai ingerekre ad választ, legtöbbször a környező szövetekben létrejött nyújtó erőbehatásra reagál (6, 9). A Meissner testecskék (6. ábra) módosult Schwann sejtekből állnak, amelyek lemezes elrendeződést mutatnak. E testecske fibroblastokkal és laza szerkezetű kollagén hálózattal van körülvéve. Tojás formájú, mintegy 100 200 μm hosszúságú és 40 70 μm széles 6. ábra Meissner testecske fénymikroszkópos fényképe. 1: Epidermis; 2: Meissner testecske; 3: Afferens idegrostok; 4: Papilla dermis; 5: Stratum reticulare dermis. Festés: ezüstimpregnáció Bodian szerint; 500 -os nagyítás (Kühnel [6] ábrája nyomán). képlet. Több (legfeljebb 7) afferens idegrost lép be e tapintótestecskébe és elvesztve velőshüvelyét többszörösen elágazódik a testecske belsejében. Az idegrostok ezután spirálisan futnak és végül megvastagodva végződnek (6). Meissner idegvégződések találhatók a tenyér és az ujjak szőrtüszők nélküli bőrében. Ezek az ingerekre gyorsan alkalmazkodó idegrostok az alacsony frekvenciájú stimulációra érzékenyek, amelyet például az ujjaknak durva felületű tárgyakon történő elmozdulása kelt (9). 1859-ben Krause írt le egy idegvégződést, amely különbözik a Meissner testecskétől (5). A Krause-féle test kis, gömb formájú végződés, amely számos hasonlóságot hordoz a Vater Pacini testecskével, azonban különbözik az axonok elágazódásainak mértékétől. Ezt az idegvégződést tették korábban felelőssé a hideg ingerek felismerésében, manapság azonban ezt a feltevést a legtöbb szerző elveti (9). A fentieket anatómiai (pályatani) szempontból röviden kiegészítve: A hő, fájdalom és felületes tapintásérzés ingerei, azaz a szabad idegvégződésekből származó impulzusok a gerincvelő antero-lateralis kötegében, a spinothalamikus pályarendszerben szállnak fel (úgynevezett protopathiás szenzibilitás), míg a nyomásérzékelés, vibráció, finom tapintás (azaz a Vater Pacini, vagy Ruffini testekből származó ingerek) a gerincvelő hátsó kötegében (az úgynevezett fasciculus cuneatusban [Burdach nyaláb]) haladnak. Ezt nevezik epikritikus szenzibilitásnak. Végül mindkét pályarendszerből származó érzékelés az agy fronto-parietális határán, a gyrus postcentralisban válik tudatossá (8). MEGBESZÉLÉS A kéz bőrében és subcutan szöveteiben található idegvégződések alkotják a kéz felszínes érzékelő rendszerét. Mint az előzőkben tárgyaltuk, mechanikai ingereket számos és sokféle receptor közvetíthet; mindegyikük egyedi ingerekre specializálódott. Miután a külső ingerek ritkán közvetítenek csupán egyfajta stimulust, az ezekre specializálódott idegvégződések többsége különböző mértékben ad választ ugyanezekre az ingerekre. A központi idegrendszer rendelkezik azzal a képességgel, hogy összesíteni tudja mindezen nagytömegű és különböző eredetű információkat egyszerű 146 Magyar Traumatológia Ortopédia Kézsebészet Plasztikai Sebészet 2012. 55. 3.
A kéz fontosabb érzőideg-végződéseinek morfológiája és kézsebészeti jelentőségük érzékeléssé. Ebből következik, hogy az ép érzékelés függ az egyes receptoroknak a központi idegrendszer által szabályozott együttműködésétől és az ingerekre a napi aktivitással összefüggésben adott válaszuktól. E láncolatban az összetevők bármelyikének funkcionális elégtelensége kedvezőtlenül befolyásolja az egyén képességét, hogy megfelelően reagáljon a környezeti ingerekre. Ennek oka az, hogy a kéz érzékelő rendszere a receptorok anatómiai különbözősége miatt igen összetett úgy szövettani struktúrájában, mint az információk élettani szintézisében. Munkánkban összefoglalni kívántuk a kéz bőrében található jelentősebb érzőideg végződések morfológiáját és funkcióját. E felületesen elhelyezkedő kicsiny képletek károsodása esetén jelen ismereteink szerint a sebészi helyreállítás ugyan nem lehetséges, azonban ismeretüket minden kézelváltozással foglalkozó szakember számára fontosnak ítéljük meg. Köszönetnyilvánítás: A szerző hálásan köszöni, Dr. Mess Bélának, a PTE ÁOK Anatómiai Intézet emeritus professzorának, hogy a kézirat anatómiai szempontból történő lektorálását elvégezte és hasznos tanácsaival a munka összeállításában nagy segítséget nyújtott. IRODALOM 1. Cauna N.: Fine morphological characteristics and micrography of the free nerve endings of the human digital skin. Anat. Rec. 1980. 198: 643-656. 2. Fawcett D. (ed.): Bloom and Fawcett histology. 12. ed. New York. Chapman and Hall. 1994. 3. Greenspan J. D., LaMotte R. H.: Cutaneous mechanoreceptors of the hand: experimental studies and their implications for clinical testing of tactile sensation. J. Hand Ther. 1993. 6: 75-82. 4. Guides to the evaluation of permanent impairment. 3. rev. ed. Americal Medical Association. 1990. 5. Krause W.: Über Nervenendigungen. Z. Ration. Med. 1859. 5: 28-43. 6. Kühnel W.: Orvosi SH atlasz. Szövettan. Budapest. Springer Hungarica Kiadó. 1997. 420-427. p. 7. Lindsay D. T.: Functional human anatomy. St.Louis. Mosby. 1996. 8. Mess B.: Szóbeli közlés és kiegészítés. Pécs. 2011. 9. Schmidt S. C., Bora F, W. Jr.: Morphology of the nerve endings in the skin of the hand. In Hunter J. M., Schneider L. H., Mackin E. J.: Tendon and nerve surgery in the hand. A third decade. St. Louis. Mosby. 1997. 46-48. p. 10. Stevens A., Lowe J.: Histology. 2. ed. London. Mosby-Wolfe Publishers. 1996. 11. Vízkelety T. (főszerk.): Magyar ortopédia, traumatológia és határterületei bibliográfiája a kezdetektől napjainkig. A Magyar Traumatológus Társaság, a Magyar Ortopéd Társaság, a Magyar Kézsebész Társaság és a Magyar Plasztikai Sebész Társaság Kiadványa. Budapest. 2007. 12. Weiss L. (Ed.): Histology. 5. rev. ed. Baltimore. Urban and Schwarzenberg. 1988. Prof. Dr. Bíró Vilmos 7633 Pécs, Hajnóczy u. 25/a. II. em. 2. Tel.: 06 (72) 254-283 E-mail: biro.vilmos2@chello.hu Magyar Traumatológia Ortopédia Kézsebészet Plasztikai Sebészet 2012. 55. 3. 147