Rukopis
i Přes vše, co je známo z desetiletí výzkumu meziobratlové ploténky zůstává záhadou. To je unikátní a nevšední bytost, a možná jeden aspekt, který je zodpovědný pro hodně z jeho tajemství je, že tak velká stavba je schopen přežít a fungovat za nejtěžší fyziologických podmínek. Disky lidské páteře jsou největší nevaskularizované struktury v těle a v největší z nich (v bederní páteři) mohou být některé buňky 20 mm od nejbližšího přímého přívodu krve. Přes jejich zjevnou odolnost však rezidentní buňky nejsou nesmrtelné. Není neobvyklé, že disky vykazují známky zhoršení ve věku 25 let a v tomto ohledu hraje důležitou roli vertebrální koncovka.
disky jsou zhruba válcové struktury, které se postupně liší velikostí a tvarem od krční až po bederní oblast. Všechny mají dobře-hydratované centrální nucleus pulposus, který je obklopen pevný, ale pružný kolagenní lamely z fibrosus . Na kraniální a kaudální konec každého disku jsou endplates, že oddělit obratle kosti od samotného disku a zabránit vysoce hydratované jádro z vypouklé do sousední obratle. Koncové desky také absorbují značný hydrostatický tlak, který je výsledkem mechanického zatížení páteře . Na endplates jsou obvykle méně než 1 mm, a zatímco tento se značně liší po celé šířce jednoho disku, mají tendenci být nejtenčí v centrální oblasti přilehlé k jádru .
endplates jsou identifikovatelné od útlého embryologické fáze a kostní stejně jako hyalinní chrupavky součásti . Chrupavčité složky se zobrazí generovat velký zájem, protože to přetrvává po normální zrání, zatímco sousední obratle podstoupit osifikace. Obsahuje gel hydratovaných proteoglykanových molekul vyztužených sítí kolagenových fibril. Na rozdíl od kloubní chrupavky synoviálních kloubů kolagenových fibril nepřipojujte desky přímo do páteřního kosti , i když čelní desky má mít intimní kontakt s diskem přes lamely z vnitřní mezikruží . Síť mikroskopických cév proniká endplates během vývoje rostoucí páteře, hlavně poskytnout výživu pro disk, než mizí přibližně v době skeletální zralosti . Na rozdíl od řídké cévní zásobení ve vnější lamely z mezikruží zralý disky jsou téměř zcela závislé na šíření základních rozpuštěných látek přes endplates pro výživu a metabolickou výměnu .
biochemické složení koncových desek, od normality přes spektrum degenerativních stavů, bylo rozsáhle dokumentováno . Z několika druhů kolagen přítomen v disku Typu X je myšlenka být nejdůležitější v čelní desky, protože to je značka, hypertrofické chondrocyty a je spojené s kalcifikací . Dále inaktivace jednoho Kolagenu II, gen, alela u mladých myší bylo prokázáno, že vede k nižší glyscosaminogloycan úrovně v endplates a silnější, více nepravidelné endplates, že stát kalcifikované předčasně .
Proteoglykanové molekuly v matrici jsou důležité pro kontrolu solute transport a údržbu obsahu vody zejména v celém disku, a úbytek proteoglykanů z čelní desky chrupavky je spojena se ztrátou proteoglykanů od jádra . Z toho vyplývá, že ztráta proteoglykanu by nakonec vedla k degeneraci disku . Změny v biochemii disku, zejména v endplate, během fáze růstu skeletu mohou být také zapojeny do vývoje skoliózy .
velká pozornost byla zaměřena na pochopení aspektů výživy disku a obecných procesů spojených s metabolismem disku. In vitro studie s použitím malé barvivo molekuly prokázaly, že boční okraje čelní desky u vertebrální okraj jsou relativně nepropustné ve srovnání s centrální část nebo celý mezikruží . Kvantitativní studie s lidskými pitevní vzorky ukázaly, že čelní desky propustnost je vzhledem k mikroskopické krevní cévy v centrální desky, které jsou četnější než na okraji disku . Tato vaskulární síť byla demonstrována pomocí jednoduchých injekčních technik a ukazuje, že difúze malých rozpuštěných látek z těchto cév je hlavním mechanismem přenosu živin do Disku . Proces je však selektivní založený výhradně na molekulární velikosti a iontovém náboji zúčastněných molekul. Čistý negativní náboj jádra svěřených vysoké koncentrace proteoglykanů v jádře umožňuje průchod kladné ionty jako je sodík a vápník a nenabité molekuly jako je glukóza a kyslík, zatímco brání pohybu záporně nabitých iontů, jako je síran a chlorid, tak i makromolekuly, např. imunoglobuliny a enzymy. Význam koncové desky v metabolismu disku byl potvrzen řadou laboratorních technik .
Po dosažení kosterní zralosti chrupavky desky prochází podstatné přestavby, což vede k rozsáhlé mineralizace, která se nakonec vstřebá a nahrazena pravou kost . Důležité je, že tato nová tkáň s největší pravděpodobností brání dosud kritické difúzi a výměně živin mezi vertebrální dřeně a diskem . Malých krevních cév do čelní desky stejně tak stát zničil vodní kámen, další omezení výměny životně důležitých živin.
možná překvapivě může být endplate revaskularizována po zralosti u některých druhů za normálních a patologických podmínek. Ve druhé studii revaskularizace, předpokládaný jako pokus o opravu tkáně, nebyl schopen zvrátit nevyhnutelnou kaskádu degenerace způsobenou prstencovým narušením. Vznik krevních cév v čelní desky dochází aktivací matrix degradující metaloproteinázy (MMP), enzymy, které jsou obvykle udržovány v latentní formě ve tkáňových inhibitorů .
průtok krve v oblasti koncových destiček není zcela pasivní, protože jsou přítomny muskarinové receptory, které mohou ovlivnit výživu disku za změněných fyziologických podmínek . Další studie zjistily nervová vlákna a krevní cévy v endplates a subchondrální kosti v degenerované ploténky naznačuje, že opravy tkáně mohou být spojené s bolestí zad .
Morfologické změny na endplates jsou obvykle vidět s přibývajícím věkem, ale jsou také evidentní v souvislosti s patologickými změnami jádra a prstence v pokročilých stadiích degenerativních onemocnění disku . Nejbližší mikroskopické změny jsou vidět praskliny a štěrbiny podél délky desky v horizontální rovině s občasnými chondrocytů smrti. Není neobvyklé vidět napadající krevní cévy s přilehlou osifikací kostní endplate. Nakonec je chrupavka překonána osifikací. Pokud to je ještě přiměřeně zdravé jádro vyplňuje dutiny vytvořené jako krevní cévy, perforace desky, i když tyto vady nemají porušení kostnaté desky. V pátém desetiletí je vidět, že jaderný materiál vyčnívá do obratlové dřeně s fokální kostní sklerózou vyplývající z aktivní remodelace. Často je chrupavka zcela ztracena. Na zvířecím modelu spondylolýza disku degenerace, včetně ztráty z desky, byla vidět a byla doprovázena zvýšenou apoptózu z desky chondrocyty, což naznačuje možné zapojení programované buněčné smrti v souvislosti s věkem degenerace plotének .
Teoretické konečných prvků modelování souhlasí s detailní mikroskopické pozorování, že desky jsou náchylné k mechanickému selhání, téměř bez výjimky v místě připevnění k subchondrální kosti a pravděpodobně v důsledku špatné upevnění vlákna kolagenu do kostí, jak bylo zmíněno dříve . Pitevní studie také ukazují, že části čelní desky se může oddělit od těla obratle a vypíná z disku spolu s připojeným prstencové vláken . Zdá se, že místo, na kterém prstencové vláken-li vložit do obratlového těla v blízkosti epifýzy prsten je ve své podstatě slabý, a zdá se, že více než náhoda, že je to společné místo pro zlomeniny u dospívajících . Experimentální studie s trny dospívajících prasat reprodukovaly podobné nálezy po mechanické kompresi . Je třeba poznamenat, že toto zranění vzor je docela odlišný od toho vidět v erotických páteře, kde čelní desky a přilehlé trabekulární kosti jsou zapojeny .
nejběžnější desky závada zjištěna, je pravděpodobně Schmorl je uzel, který je vertikální přesah obsahu jádra do sousední obratle . Schmorlovy uzly jsou pozorovány u více než 70% trnů při pitvě se stejnou frekvencí nad a pod věkem 50 let, což naznačuje, že se objevují relativně brzy v životě . To, že by měly být dvakrát častější u mužů do věku 59 let, naznačuje, že k nim dochází v důsledku pracovního traumatu. Kupodivu však je pohlaví spínač po 60 letech věku a jsou dvakrát častější u žen! K tomu dochází v době, kdy je disk pravděpodobnější prasknutí v důsledku změn, jako je osteoporóza, které jsou obecně spojeny s pokročilým věkem. V každém případě jsou disky se Schmorlovými uzly degenerovanější než jiné disky v raném věku .
přesně to, co způsobuje vznik Schmorlových uzlů, zůstává záhadou. Zdá se, že není pochyb o tom, že začínají jako malé vady, a proto nejsou vždy vidět tak často na klinických rentgenových snímcích jako při pitvě . Radiologicky se stávají zjevnějšími, protože jaderný prolaps má za následek sníženou výšku disku a chrupavčitou čepici a nakonec novou kostní formu kolem prolapsu. I když většina endplates nevykazují žádné důkazy o přirozené otvory, Schmorl navrhl, že tyto léze vznikají z ohniskové slabé skvrny způsobené degenerované chrupavky . V nepřítomnosti přímého poranění nebo zničení vyplývající z nádorových zapojení endplates jsou neporušené, a to je obecně předpokládal, že jizva tkáně, která zůstává po uzavření malé cévní programy v rozvojových páteře umožňuje přesah přes tyto slabá místa . To může být významné, že vzorky s Schmorl uzly mají výrazně více dřeně kontakty v endplates, což naznačuje, že tyto léze mohou přispět k další patologii, například Scheuermann nemoc, ve které jsou prominentně.
ačkoli by bylo zcela chybné naznačovat, že degenerace disku sama o sobě je jedinou příčinou bolesti zad, bylo by však naivní ignorovat silnou korelaci, která existuje mezi těmito dvěma entitami. Výsledkem je vzrušující vývoj v oblasti páteře výzkumu jsme nyní více vědomi, než kdy jindy buněčné procesy, které se vyskytují v disku degenerace, a jak jsme se přesunout do vzrušující éra „regenerativní medicíny“ nebo „biologické léčby“ tam je rostoucí zájem a dokonce i očekávání, že degenerativní onemocnění mohou být léčeny pomocí „magic bullet“.
ošetření, které by mohly být potenciálně k dispozici pro regeneraci endplates jsou zejména četné a rozmanité, a ve skutečnosti většina jsou považovány za v rámci disku jako celku, protože složité interakce mezi jednotlivými složkami na disku. Takové přístupy zahrnují použití rekombinantních proteinů, cytokinů nebo růstových faktorů, molekulární terapie, techniky přenosu genů, buněčná terapie . Tato samostatná témata jsou tak podrobná, že jakýkoli pokus o jejich shrnutí v několika odstavcích by jim neudělal spravedlnost. Čtenář je místo toho odkázán na komplexní literaturu (včetně výše uvedených recenzí), která obsahuje mnoho vynikajících článků o každém tématu.
většina z těchto konceptů sotva pokročila z testování in vitro, a proto je nepravděpodobné, že by v blízké budoucnosti měla praktické klinické použití. Toto není kritika těchto děl. Naopak je to opatrné varování, že může trvat mnoho let, než uvidíme výsledky vhodně provedených studií, které hodnotí jejich klinickou účinnost. Realisticky tyto léčby nebude zcela zvrátit degenerativní proces, ale mohou nabídnout potenciál zastavit nebo alespoň oddálit nevyhnutelné důsledky. Klíčem k tomuto přístupu bude identifikace vhodných cílů, ať už se jedná o geny, bioaktivní molekuly, konkrétní typy buněk nebo co je nejdůležitější, pacient. Příjemci těchto úprav bude muset být pečlivě vybrány jako existují přesvědčivé důkazy, že faktory, jako je různorodý jako genetika, kouření cigaret, povolání a imobilizace, vliv disc buněčný metabolismus prostřednictvím desky difúze a tedy i výživu buněk. Stejně důležité bude zajistit, aby buňky na disku přežily a fungovaly vhodně, aby bylo dosaženo maximálního přínosu takové léčby.
degenerace disku je komplexní problém, který zahrnuje nesčetné faktory, z nichž koncová deska je pouze jedním příkladem. Pečlivý Inkrementální výzkum pomalu odhaluje svá tajemství a existuje důvod k optimismu, že jednoho dne budou k dispozici léčby k řešení univerzálních problémů spojených s bolestmi zad.