腰椎間盤退變的機(jī)制

1、文檔收集于互聯(lián)網(wǎng)，已重新整理排版.word版本可編借，有幫助歡迎下載支持. 腰椎間盤退變的機(jī)制 作者：張文慶，姜杰 龐曉東，高春華，葉啟彬 【關(guān)鍵詞】腰椎間盤退變 腰椎間盤突出是骨科的常見病，疼痛是常見的癥狀，然而其產(chǎn)生 退變的病理機(jī)制尚不清楚。椎間盤的退變過程不僅僅表現(xiàn)為形態(tài)學(xué)上 的變化，更伴隨著腰椎間盤的組織學(xué)與生化性質(zhì)的系統(tǒng)性改變，如椎 間盤組織中蛋白多糖和水含量的降低、膠原類型的轉(zhuǎn)換、各種降解酶 活性的升高以及炎癥遞質(zhì)的釋放等。這一系列的變化構(gòu)成了盤源性腰 痛和相應(yīng)神經(jīng)根病變的物質(zhì)基礎(chǔ)13。 1退變椎間盤組織中的致炎物質(zhì)及作用 1.1組胺、5-疑色胺和前列腺素 組胺和5-疑色胺是最重要

2、的炎癥遞質(zhì)，是局部組織在炎癥反應(yīng) 的標(biāo)志物。它們是炎癥早期階段引起微血管擴(kuò)張和細(xì)靜脈通透性增加 的主要遞質(zhì)，兩者又都是致痛物質(zhì)。5-疑色胺在脊髓損傷的繼發(fā)性反 應(yīng)中起著重要作用，引起血管收縮、血小板聚集，從而影響局部脊髓 血流，導(dǎo)致脊髓中央出血性壞死；同時可引起自由基的形成，脂質(zhì)過 氧化增加。彭寶漫等4在動物實(shí)驗(yàn)研究中指出：退變椎間盤中血管 活性胺類含量明顯高于正常對照組，說明退變腰椎間盤中存在炎癥反 應(yīng)。Saal等5通過培養(yǎng)正常鼠椎間盤髓核細(xì)胞發(fā)現(xiàn)，正常髓核細(xì) 胞有基礎(chǔ)性炎癥性細(xì)胞因子的分泌，但當(dāng)與脂多糖共同培養(yǎng)時，這些 因子大量分泌。Kang等6的研究發(fā)現(xiàn)，退變椎間盤細(xì)胞比正常椎 間盤細(xì)胞

3、在體外培養(yǎng)時能產(chǎn)生更多的化學(xué)因子。這些研究說明椎間盤 退變本身具有啟動和促進(jìn)炎癥反應(yīng)的作用。 1. 2 磷脂酶 A2 (phospholipase, PLA2) PLA2是炎癥部位細(xì)胞膜產(chǎn)生前列腺素和白三烯的限速酶。PLA2 是局部炎癥的啟動物質(zhì)，它可在炎癥部位使細(xì)胞膜水解花生四烯酸， 產(chǎn)生前列腺素E(脂肪環(huán)氧化產(chǎn)物)和白三烯(5-脂肪氧化酶產(chǎn)物)等一 系列具有強(qiáng)烈致炎和致痛作用的花生四烯酸代謝產(chǎn)物。PLA2是人體內(nèi) 重要的炎癥遞質(zhì)和致痛物質(zhì)，具有神經(jīng)毒性作用，因此它是局部組織 炎癥的特殊標(biāo)記物。Rannou等7采用熒光酶解物法檢測PLA2的活 性，證實(shí)IL-B能抑制椎間盤組織中蛋白多糖的聚集

4、，促進(jìn)纖維環(huán)產(chǎn) 生PLA2,并引起II型PLA2的劑量依賴式分泌。在損傷性外力作用下, 高水平的PLA2從結(jié)構(gòu)薄弱的退變纖維環(huán)或破裂的椎間盤中漏逸到鄰 近組織的可能性很大。PLA2可通過直接刺激神經(jīng)根引起化學(xué)性神經(jīng)根 炎。 1. 3細(xì)胞因子 在退變突出的椎間盤組織中有大量的細(xì)胞因子，尤其是TNF-a、 IL-1、IL-6等炎性細(xì)胞因子存在。退變的椎間盤組織可以自發(fā)地產(chǎn)生 相當(dāng)數(shù)量的TNF-a . IL-la和IL-1 B 8。研究表明，小劑量IL-1 在軟骨基質(zhì)中蛋白多糖(PG)的合成具有抑制作用，而較大劑量的11-1 在軟骨基質(zhì)中PG的降解具有刺激作用。說明IL-1對軟骨基質(zhì)的新陳 代謝起著

5、重要作用。在軟骨的體外培養(yǎng)中，證實(shí)IL-la刺激PG降解 與金屬蛋白酶的產(chǎn)生有關(guān)9。這說明IL-1誘導(dǎo)的PG降解可能是通 過多種機(jī)制進(jìn)行的。由于髓核組織與軟骨組織的相似性，可以認(rèn)為在 髓核組織中也存在相似的機(jī)制。 1.4基質(zhì)金屬蛋口酶與椎間盤退變 隨著基礎(chǔ)研究的深入，細(xì)胞因子和炎性介質(zhì)在椎間盤退變及其繼 發(fā)疾病的發(fā)病機(jī)制中的作用顯得愈加突出，其中MMPS起著極為重要的 作用。WPs是一類結(jié)構(gòu)中含有Zn2+、52+的蛋白水解酶類，主要參與 細(xì)胞外基質(zhì)的代謝，是基質(zhì)降解酶類中最重要的一種，幾乎能降解細(xì) 胞外基質(zhì)的所有成分。MMPs與一系列生理病理過程密切相關(guān)10。 大量研究表明，椎間盤退變和MMP

6、s的含量與活性密切相關(guān)11。 Kaneneto在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，免疫組化染色MMP-3的陽性率與MRI顯示的 椎間盤退變程度呈明顯相關(guān)，椎間盤突出組明顯高于非突出組，年齡 和陽性率及MRI顯示的退變程度無相關(guān)性12。Nishida利用RT-PCR 技術(shù)檢測發(fā)現(xiàn)，fflP-3 mRXA的表達(dá)水平在突岀的椎間盤組織中明顯高 于非突岀的椎間盤組織，同時發(fā)現(xiàn)MMP-3與基質(zhì)金屬蛋口酶-1組織抑 制劑(tissue inhibitor of metalloproteinases一 1, TIMP-1)之間的 不平衡可能與椎間盤退變有關(guān)13。Robert對49例退變突出的椎間 盤進(jìn)行免疫組化染色發(fā)現(xiàn)，MMP-

7、l、MMP-2、MMP-3和MMP-9的陽性率 分別為 91%、71%、65%和 72% 14o 2椎間盤源性疼痛的炎性反應(yīng)信號傳導(dǎo)途徑 目前認(rèn)為椎間盤退變的關(guān)鍵步驟為正?；蛲俗兊淖甸g盤在纖維 環(huán)反復(fù)損傷后引起損傷修復(fù)的炎癥反應(yīng)，導(dǎo)致巨噬細(xì)胞和肥大細(xì)胞聚 集，釋放大量的生長因子和細(xì)胞因子，椎間盤內(nèi)的細(xì)胞增生和分化， 導(dǎo)致血管、神經(jīng)和纖維沿撕裂的纖維環(huán)破口長入，最終導(dǎo)致椎間盤退 變和椎間盤源性下腰痛。此過程已經(jīng)椎間盤造影CT檢查和椎間盤造影 誘發(fā)疼痛一致性實(shí)驗(yàn)證實(shí)。阻斷其中一個環(huán)節(jié)使臨床治療椎間盤源性 下腰痛變得可行15。Peng己成功采用亞甲蘭椎間盤內(nèi)注射殺滅長 入的神經(jīng)纖維，使70%以上的患

8、者疼痛緩解16。但此僅僅有緩解癥 狀作用。神經(jīng)長入的前步驟進(jìn)行阻斷，可能取得更好的效果。細(xì)胞因 子網(wǎng)絡(luò)在椎間盤退變的發(fā)病機(jī)制中有重要作用。在人的椎間盤中，退 變得程度越重，其中的IL-1的免疫染色陽性率越高。TNF-a的表達(dá)程 度也與椎間盤退變程度有關(guān)。阻斷TNF-a和IL-1引起細(xì)胞效應(yīng)的共 同通路，阻斷椎間盤的分解代謝，可能是減緩椎間盤退變的治療方向。 3小結(jié) 腰椎間盤退變的機(jī)制是一個非常復(fù)雜的問題。炎癥反應(yīng)在椎間盤 退變中可能起重要作用，與臨床表現(xiàn)相關(guān)密切。近年來研究己表明， 椎間盤退變過程中產(chǎn)生了許多炎癥因子。炎癥因子對軟骨的降解和對 神經(jīng)的致痛及毒副作用也已被證實(shí)，椎間盤退變過程中產(chǎn)

9、生致炎因子, 致炎因子又加速了椎間盤退變的進(jìn)程，但它們之間的因果關(guān)系仍未得 到研究證實(shí)。進(jìn)一步闡明細(xì)胞因子在椎間盤退變中的病理作用，無疑 會加深人們對上述問題的認(rèn)識。近年，有學(xué)者進(jìn)行了細(xì)胞因子的轉(zhuǎn)基 因療法防治椎間盤退變的實(shí)驗(yàn)研究，并取得初步成效。阻斷椎間盤炎 癥傳導(dǎo)通路上的某個環(huán)節(jié)，可能是未來減緩椎間盤退變和治療因椎間 盤退變引起椎間盤源性下腰痛的研究方向。 【參考文獻(xiàn)】 1 Kan emo to M, Hukuda S, Komiya Y, et al. Immunohistochemical study of matrix metal loprot einase-3 and tissue

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