腰椎间盘退变的机制

1、文档收集于互联网，已重新整理排版.word版本可编借，有帮助欢迎下载支持. 腰椎间盘退变的机制 作者：张文庆，姜杰 庞晓东，高春华，叶启彬 【关键词】腰椎间盘退变 腰椎间盘突出是骨科的常见病，疼痛是常见的症状，然而其产生 退变的病理机制尚不清楚。椎间盘的退变过程不仅仅表现为形态学上 的变化，更伴随着腰椎间盘的组织学与生化性质的系统性改变，如椎 间盘组织中蛋白多糖和水含量的降低、胶原类型的转换、各种降解酶 活性的升高以及炎症递质的释放等。这一系列的变化构成了盘源性腰 痛和相应神经根病变的物质基础13。 1退变椎间盘组织中的致炎物质及作用 1.1组胺、5-疑色胺和前列腺素 组胺和5-疑色胺是最重要

2、的炎症递质，是局部组织在炎症反应 的标志物。它们是炎症早期阶段引起微血管扩张和细静脉通透性增加 的主要递质，两者又都是致痛物质。5-疑色胺在脊髓损伤的继发性反 应中起着重要作用，引起血管收缩、血小板聚集，从而影响局部脊髓 血流，导致脊髓中央出血性坏死；同时可引起自由基的形成，脂质过 氧化增加。彭宝漫等4在动物实验研究中指出：退变椎间盘中血管 活性胺类含量明显高于正常对照组，说明退变腰椎间盘中存在炎症反 应。Saal等5通过培养正常鼠椎间盘髓核细胞发现，正常髓核细 胞有基础性炎症性细胞因子的分泌，但当与脂多糖共同培养时，这些 因子大量分泌。Kang等6的研究发现，退变椎间盘细胞比正常椎 间盘细胞

3、在体外培养时能产生更多的化学因子。这些研究说明椎间盘 退变本身具有启动和促进炎症反应的作用。 1. 2 磷脂酶 A2 (phospholipase, PLA2) PLA2是炎症部位细胞膜产生前列腺素和白三烯的限速酶。PLA2 是局部炎症的启动物质，它可在炎症部位使细胞膜水解花生四烯酸， 产生前列腺素E(脂肪环氧化产物)和白三烯(5-脂肪氧化酶产物)等一 系列具有强烈致炎和致痛作用的花生四烯酸代谢产物。PLA2是人体内 重要的炎症递质和致痛物质，具有神经毒性作用，因此它是局部组织 炎症的特殊标记物。Rannou等7采用荧光酶解物法检测PLA2的活 性，证实IL-B能抑制椎间盘组织中蛋白多糖的聚集

4、，促进纤维环产 生PLA2,并引起II型PLA2的剂量依赖式分泌。在损伤性外力作用下, 高水平的PLA2从结构薄弱的退变纤维环或破裂的椎间盘中漏逸到邻 近组织的可能性很大。PLA2可通过直接刺激神经根引起化学性神经根 炎。 1. 3细胞因子 在退变突出的椎间盘组织中有大量的细胞因子，尤其是TNF-a、 IL-1、IL-6等炎性细胞因子存在。退变的椎间盘组织可以自发地产生 相当数量的TNF-a . IL-la和IL-1 B 8。研究表明，小剂量IL-1 在软骨基质中蛋白多糖(PG)的合成具有抑制作用，而较大剂量的11-1 在软骨基质中PG的降解具有刺激作用。说明IL-1对软骨基质的新陈 代谢起着

5、重要作用。在软骨的体外培养中，证实IL-la刺激PG降解 与金属蛋白酶的产生有关9。这说明IL-1诱导的PG降解可能是通 过多种机制进行的。由于髓核组织与软骨组织的相似性，可以认为在 髓核组织中也存在相似的机制。 1.4基质金属蛋口酶与椎间盘退变 随着基础研究的深入，细胞因子和炎性介质在椎间盘退变及其继 发疾病的发病机制中的作用显得愈加突出，其中MMPS起着极为重要的 作用。WPs是一类结构中含有Zn2+、52+的蛋白水解酶类，主要参与 细胞外基质的代谢，是基质降解酶类中最重要的一种，几乎能降解细 胞外基质的所有成分。MMPs与一系列生理病理过程密切相关10。 大量研究表明，椎间盘退变和MMP

6、s的含量与活性密切相关11。 Kaneneto在实验中发现，免疫组化染色MMP-3的阳性率与MRI显示的 椎间盘退变程度呈明显相关，椎间盘突出组明显高于非突出组，年龄 和阳性率及MRI显示的退变程度无相关性12。Nishida利用RT-PCR 技术检测发现，fflP-3 mRXA的表达水平在突岀的椎间盘组织中明显高 于非突岀的椎间盘组织，同时发现MMP-3与基质金属蛋口酶-1组织抑 制剂(tissue inhibitor of metalloproteinases一 1, TIMP-1)之间的 不平衡可能与椎间盘退变有关13。Robert对49例退变突出的椎间 盘进行免疫组化染色发现，MMP-

7、l、MMP-2、MMP-3和MMP-9的阳性率 分别为 91%、71%、65%和 72% 14o 2椎间盘源性疼痛的炎性反应信号传导途径 目前认为椎间盘退变的关键步骤为正常或退变的椎间盘在纤维 环反复损伤后引起损伤修复的炎症反应，导致巨噬细胞和肥大细胞聚 集，释放大量的生长因子和细胞因子，椎间盘内的细胞增生和分化， 导致血管、神经和纤维沿撕裂的纤维环破口长入，最终导致椎间盘退 变和椎间盘源性下腰痛。此过程已经椎间盘造影CT检查和椎间盘造影 诱发疼痛一致性实验证实。阻断其中一个环节使临床治疗椎间盘源性 下腰痛变得可行15。Peng己成功采用亚甲兰椎间盘内注射杀灭长 入的神经纤维，使70%以上的患

8、者疼痛缓解16。但此仅仅有缓解症 状作用。神经长入的前步骤进行阻断，可能取得更好的效果。细胞因 子网络在椎间盘退变的发病机制中有重要作用。在人的椎间盘中，退 变得程度越重，其中的IL-1的免疫染色阳性率越高。TNF-a的表达程 度也与椎间盘退变程度有关。阻断TNF-a和IL-1引起细胞效应的共 同通路，阻断椎间盘的分解代谢，可能是减缓椎间盘退变的治疗方向。 3小结 腰椎间盘退变的机制是一个非常复杂的问题。炎症反应在椎间盘 退变中可能起重要作用，与临床表现相关密切。近年来研究己表明， 椎间盘退变过程中产生了许多炎症因子。炎症因子对软骨的降解和对 神经的致痛及毒副作用也已被证实，椎间盘退变过程中产

9、生致炎因子, 致炎因子又加速了椎间盘退变的进程，但它们之间的因果关系仍未得 到研究证实。进一步阐明细胞因子在椎间盘退变中的病理作用，无疑 会加深人们对上述问题的认识。近年，有学者进行了细胞因子的转基 因疗法防治椎间盘退变的实验研究，并取得初步成效。阻断椎间盘炎 症传导通路上的某个环节，可能是未来减缓椎间盘退变和治疗因椎间 盘退变引起椎间盘源性下腰痛的研究方向。 【参考文献】 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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