椎間盤退行性變

1、椎間盤退行性變相關(guān)綜述引言： 椎間盤退變(intervertebral disc degeneration ，IDD ) 為多種因素綜合影響所致 ，患者 長期過 高或過低 壓力 負(fù)荷都可作為IDD病 因之一。有報道說明 ，軟骨終板 發(fā)生鈣化所引發(fā)椎間盤營養(yǎng)物質(zhì)供應(yīng)下降可能為IDD啟動的關(guān)鍵性因素。而椎間盤在老化或營養(yǎng)物質(zhì)供應(yīng)異常時，由椎間盤細(xì)胞所合成的局部細(xì)胞因子對細(xì)胞活性及細(xì)胞之間的信息交流產(chǎn)生一定影響，最終促使細(xì)胞凋亡。內(nèi)環(huán)境發(fā)生變化之后能夠激活處于潛伏態(tài)的降解酶，促使椎間盤基質(zhì)發(fā)生分解，形成 IDD。本文對IDD影響因素作一綜述如下。從分子水平而 言 ，正常椎間盤的軟骨 型細(xì) 胞所合成

2、II 型膠原 、蛋 白多糖和非膠原蛋 白等共 同形成髓核基質(zhì)和脊柱軟骨終板。 I、II型膠原纖維通常經(jīng)成纖維型細(xì)胞而合成 ，兩 者共 同構(gòu)成 纖維環(huán) 。椎問盤中的大量蛋 白多糖經(jīng)透明質(zhì)酸鏈形成聚合物，多糖基質(zhì)吸水性促使髓核有流體靜力學(xué)性質(zhì)，促使其于纖維環(huán)中可承受一 定壓力負(fù)荷 。 同時多糖基質(zhì)亦會不斷被酶 降解 ，形成舊基質(zhì)降解 、新 基質(zhì)合成和更新狀態(tài) 。假設(shè)基質(zhì)狀態(tài)產(chǎn)生變化 ，那么椎 間盤較易 發(fā)生退 變 。 無論 從宏觀水平還是 微觀 水 平研 究 ，椎 間盤 發(fā) 生結(jié) 構(gòu) 改變 及 缺 陷均 為IDD 主要形式 ，然而此類情況往往是因基質(zhì)成分發(fā)生改變或椎間盤發(fā)生功能性損害造成。 那么

3、IDD 主要影響因素究竟有哪些 ，國內(nèi)外學(xué)者均有所研究，綜合起來大致有下面幾種因素。1.生物力學(xué)因素 椎間盤在生物力學(xué)上主要功能為維持人體椎 間隙高度 ，將相鄰椎體活 動限于很小 無痛 范 圍。 而 異常性機械 負(fù)荷那么 可引發(fā) ID D ，特別 是和 工作有關(guān) 力學(xué) 因素 和外傷均為導(dǎo)致 ID D 的致病性 因 素。 壓力 負(fù)荷直 接影 響椎 間盤基 質(zhì)形成 以及 細(xì)胞 活性 。 缺 乏負(fù)荷 以及 靜止性 壓 力負(fù) 荷都 可減 少椎間盤 中軟骨終板 蛋 白聚糖 (PG ) ，從 而影 響椎 間盤整 體性 代謝 ，因此不適當(dāng)壓力將促進椎問盤加速老化，對細(xì)胞代謝及表達產(chǎn)生影 響 ，最終破壞椎間盤

4、結(jié)構(gòu)根底 j。 有研究亦證 實 ID D 發(fā)病和生 物力學(xué)有 一定 聯(lián)系 J。 生物 力學(xué) 因素 主要包 含震 動 、扭轉(zhuǎn)和壓縮等作用 ，其中震動對人體椎間盤營養(yǎng)供應(yīng)和新陳代謝等方面形成不利影響，尤其是震動頻率和腰椎共振頻率(即4 6 H z) 相等時，此種影響非常明顯 。 這就支持了流行病學(xué)說明的卡車 、公交車 以及拖拉機等 司機椎 間盤病 變率較 高這一結(jié)論。 扭轉(zhuǎn)活動可讓纖維環(huán) 1 2 膠原纖維處在緊張狀態(tài)，另 1 2那么為松弛狀態(tài) ，假設(shè)膠原纖維拉伸長度大于靜止長度 4時，有關(guān)膠原纖維才可能發(fā)生損傷，這在脊椎發(fā)生軸向旋轉(zhuǎn)大于 3。時才可能發(fā)生 ，因關(guān)節(jié)面不能限制保護旋轉(zhuǎn)力，導(dǎo)致纖維環(huán)破

5、裂 。適當(dāng)壓縮力對椎間盤而言有益 ，負(fù)荷是一種促使椎間盤內(nèi)基質(zhì)運轉(zhuǎn) 的刺激物 ，其可誘 導(dǎo)形成金屬蛋 白酶 以及 一氧化 氮。 然而過度負(fù)荷那么會傷害椎 間盤 ，從而形成 ID D 。2 .營養(yǎng)供應(yīng)因素 營養(yǎng)供應(yīng)下降造成營養(yǎng)成分減少是 IDD一 個根本性 因素 。 由于椎間盤為人 體 中最 大無血 管組織 ，正常成人 的腰椎間盤正 中細(xì)胞離最近處血供部位約 8 m m ，而纖維環(huán)外層處細(xì)胞 自其 四周軟 組織 血管和 穿入纖 維環(huán) 外緣 稀疏 的毛細(xì)血管內(nèi)汲取營養(yǎng) J。 髓核及纖維環(huán)內(nèi)層處細(xì)胞養(yǎng)分供應(yīng)那么依賴更為復(fù)雜的通路，即營養(yǎng)物質(zhì)由穿人人體軟骨板毛細(xì)血管內(nèi)彌散開來，并且跨越軟骨終板 ，之后

6、穿越致密性椎間盤基質(zhì)，到達髓核及纖維環(huán) 內(nèi)層處細(xì)胞 。 ID D 發(fā)生退變 的原 因與缺乏營養(yǎng)供應(yīng)有關(guān) ，而其營養(yǎng)主要經(jīng)終板途徑 以及纖維環(huán)途徑在被動擴散作用下得到 。 伴隨機體老化 ，可對 其供應(yīng) 營養(yǎng) 的血 管數(shù)量慢慢變少 ，此外 ，軟 骨終板 鈣化 情況 亦會 阻礙 有關(guān) 營養(yǎng) 物質(zhì)供應(yīng)，造成營養(yǎng)缺乏，乳酸堆積，進一步使 pH 值下降，細(xì)胞代謝產(chǎn)生障礙，促進細(xì)胞死亡而引發(fā) ID D 。 3. 細(xì)胞過度凋亡 椎間盤細(xì)胞發(fā)生過度凋亡可直接導(dǎo)致椎間盤活力減弱 ，有報道 說明 ，ID D 標(biāo)本中 ，椎間盤細(xì)胞有 60 以上的凋亡率 。 椎 間盤細(xì)胞在退變之前呈規(guī)律排列 ，且髓核大小無明顯變化，但

7、伴隨 ID D 進展 ，特別是細(xì)胞數(shù)量不斷減少 ，進一 步加速細(xì)胞凋亡 ，引起終板 和軟 骨骨髓 血管 分 布減少 ，導(dǎo)致管腔變細(xì) ，使 營養(yǎng)減少 ，代謝物質(zhì)淤積 ，氧 分壓 以及 滲透壓 等 因子發(fā)生顯著變化 。 此外 ，有 學(xué)者 發(fā)現(xiàn) ，凋亡有關(guān) 因子 (Fas) 在特定情況下會向細(xì)胞發(fā)出凋亡信號，以促使細(xì)胞凋亡 ，破壞椎間盤中細(xì)胞外基質(zhì)完整性，最終產(chǎn)生 Ip D 。 Fan 等 亦報道細(xì)胞凋亡不僅在多類 組織 以及器 官發(fā)育 時發(fā)揮 組織 穩(wěn) 態(tài) 的維持性作用，還和腫瘤及退行性病癥等發(fā)生和開展有著密切聯(lián)系。 4 .酶活性變化 椎間盤基質(zhì)內(nèi)一般存在基質(zhì)代謝酶系統(tǒng)，可于中性 pH 條件下對基

8、質(zhì)成分實施降解，對其有拮抗作用的為降解酶類抑制劑，此二者可維持基質(zhì)代謝平衡。 以往認(rèn)為基質(zhì)酶為 ID D 中間環(huán)節(jié) ，而中性蛋白酶是最為重要的基質(zhì)降解酶。 有報道說明 ，基質(zhì)成分發(fā)生改 變可促 使椎間 盤在力學(xué) 特征上喪失， 造 成基 質(zhì)酶 和其 抑制 劑在數(shù) 量 和活 性上 平衡 打破 14,15。 例如 I型膠原對 II 型膠原進 行取代 ，產(chǎn)生 III 型膠原 。此外，髓核 PG 型聚合體下降以及 PG 含量下降，造成水合作用明顯下降等，均可促使 ID D 發(fā)生生化改變。5. 細(xì)胞因子 有研 究證實 ，細(xì) 胞 因子 可通 過對 椎 問盤 中膠原及 PG 含量產(chǎn)生影響而參與到 ID D 過

9、程，與 ID D 最為相關(guān)的一 些細(xì)胞因子主要含白細(xì)胞介素 IL1 、IL -6 、轉(zhuǎn)化生長型因子(TG FB ) 、骨形 態(tài)發(fā) 生 型蛋 白 (BM P ) 及 一氧 化 等 。 其中 IL l 可通過 巨噬細(xì)胞 和軟骨 細(xì)胞 ，以及成纖 維細(xì)胞和 破骨細(xì)胞形 成 ， IL一 1 是一 種炎性介質(zhì) ，具有 細(xì)胞破壞性 能力 ，通 過改變基質(zhì)內(nèi) PG 合成對 ID D 產(chǎn)生作用。 IL-6 源 白骨髓基質(zhì)型細(xì)胞 、單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、骨髓瘤細(xì)胞以及成骨細(xì)胞，其亦為重要炎性介質(zhì) ，能夠?qū)ρ仔约?xì)胞產(chǎn)生刺激而激活和促進其他類炎性介質(zhì)產(chǎn) 生釋放 ，對 ID D 炎性過程有 促進作用 。 有 報道亦 表

10、 明 IL6在突出椎間盤內(nèi)表達水平顯著高于正常者 。 TG F-B 那么可促使椎間盤的間充質(zhì)產(chǎn)生細(xì)胞增殖及分化 ，對于脊柱發(fā)育以及分化產(chǎn) 生重要作用 。 有研究表 明 ID D 早期 ，TG F B 能 夠促使 細(xì)胞外基質(zhì)合成 ，減輕退行性變化的程度。 而到 IDD 晚期，因成纖維 細(xì)胞在數(shù) 目上增 加 ，受 其刺激形 成 I、III 型膠原 ，加重 變性 程度 。 在對兔椎 間盤模 型有 關(guān)研 究 中發(fā)現(xiàn) ，B M P2 和 BM P7 于 損傷之后 3 6 周 降低 ，在 12 14 周那么逐漸增加 ，之后停 留于損傷前近似水平 ，說明 BM P 可能 為 IDD 的調(diào)節(jié) 因子 。 一氧

11、化氮 作為生物信使分子，能夠迅速穿透生物膜進行擴散 ，在心腦血管的調(diào)節(jié)和神經(jīng)、免疫調(diào)節(jié)方面可以發(fā)揮重要生物學(xué)作用。 其參與 ID D 過程 ，一是 對椎 間盤炎性 反響有關(guān) 進程造 成影 響 ，二 是對椎間盤細(xì)胞外基質(zhì)正常代謝形成影響。 其可在原位促使細(xì)胞凋亡 ，導(dǎo)致椎 間盤基質(zhì)成分改變 ，加速退 變過 程。 6. 年齡因素 文檔收集自網(wǎng)絡(luò)，僅用于個人學(xué)習(xí)隨著 年齡的增長椎 間盤會 出現(xiàn)組織衰 老 的改變 ，但 不是所有 的椎 間盤會 發(fā)生退 變 ；組織 的衰老是 隨 著年 齡增長出現(xiàn)改變的積累，椎間盤衰老通常僅表現(xiàn)為形態(tài)解剖學(xué)的變化 。 而椎 間盤 的退變 ，是隨著細(xì)胞 和組織 大分子物 質(zhì)

12、退行 性的病理改變而 出現(xiàn)的整 個或部 分椎 間盤 組織 物理 和化 學(xué)特 性的進行性變化 。 過 去人們 基于 對人類 和動 物 實驗 觀察認(rèn) 為 椎間盤退變 的高危 因素主要與年齡 有關(guān) ，而現(xiàn)在認(rèn) 為退 變的發(fā) 生既不依賴 于年齡 ，又不 完全 依賴 于環(huán)境 因素 ，最 終 表現(xiàn) 為功 能的破壞和受 限，引起 一系列臨床病癥 。 通過對 人流行病 學(xué) 的研究發(fā)現(xiàn) ：(1)從青 春期到中年后期 ，椎 間盤退變 的發(fā) 生率與年 齡之間呈直線關(guān)系 ；(2) 老年退行性變化幾乎到達“ 飽 和狀態(tài) ，特別是病癥性椎 間盤退變 的發(fā) 生率 與年齡的關(guān)系呈現(xiàn)一個倒“ U 形分布，即病癥性椎間盤退變的高

13、發(fā)生率在中年；(3 ) 不同脊柱節(jié)段病癥性椎 間盤退變 發(fā)生率不 同。 7. 遺傳因素 遺傳因素在椎間盤退變的發(fā)病中具有很重要的作用 l' ，有學(xué)者 觀察 到某 些狗的物種很早 即可 自發(fā)地發(fā) 生椎問盤退變和突出，而其他物種椎間盤退變出現(xiàn)很晚。 研究發(fā)現(xiàn) ，人類雙胞胎 中脊 柱僵 硬和退變 的發(fā) 生部位及 病變程 度有 很大的相似性，顯示這些相似性是由遺傳因素所決定 的。 有學(xué)者應(yīng)用 M R 技術(shù)對 20 對雙胞胎椎問盤的變化進行觀察發(fā)現(xiàn) ，在信號強度 、椎 間盤狹 窄程 度 、椎 間盤 突 出， 以及終板 的變化方 面 ，腰椎間盤退變在 2O 對雙胞胎之間表現(xiàn)出高度的一致性，這種高度

14、 的一致性難 以單純 用年 齡 因素來解 釋 。 遺 傳 因素在 椎 間盤退變 中究竟會發(fā) 揮多 大 的作 用 以及作用 確實 切機 制 目前 仍不清楚，但可以確定的是椎間盤退變在病因?qū)W上很少是 由單純的遺傳因素或環(huán)境因素引起的，而是受到遺傳因素影響的脊柱結(jié)構(gòu)和形態(tài)最終影 響了脊柱 的生 物力學(xué)特 性 ，使 得椎 間盤更易于受到環(huán)境 因素的作用 。 【參考文獻】1 楊豪 ，王建儒 ，鄭召民 ，等 椎 間盤 源性 腰痛 發(fā) 病機 制 的研究 進展J 中華醫(yī)學(xué)雜志 ，2021 ，93(19 ) ：15 14 15162 K e pler C K ， P 0 n n ap p an R K ， T

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