manuskript
På trods af alt, hvad der er kendt fra årtiers forskning, forbliver den intervertebrale skive en gåde. Det er en unik og bemærkelsesværdig enhed, og måske er det ene aspekt, der er ansvarlig for meget af dets mysterium, at en så stor struktur er i stand til at overleve og fungere under de sværeste fysiologiske forhold. Skiverne i den menneskelige rygsøjle er de største ikke-vaskulariserede strukturer i kroppen, og i den største af dem (i lændehvirvelsøjlen) kan nogle celler være 20 mm fra nærmeste direkte blodforsyning. På trods af deres tilsyneladende modstandsdygtighed er de residente celler imidlertid ikke udødelige. Det er ikke usædvanligt, at diske viser tegn på forringelse i en alder af 25 år, og det er i denne henseende, at rygsøjlen spiller en vigtig rolle.
skiver er omtrent cylindriske strukturer, der varierer i størrelse og form gradvist fra livmoderhalsen til lændeområdet. De omfatter alle en velhydreret Central nucleus pulposus, der er omgivet af de faste, men fleksible kollagene lameller af annulus fibrosus . Ved de kraniale og kaudale ender af hver skive er endepladerne, der adskiller rygsøjlen fra selve skiven og forhindrer, at den stærkt hydratiserede kerne buler ud i de tilstødende ryghvirvler. Endepladerne absorberer også det betydelige hydrostatiske tryk, der skyldes mekanisk belastning af rygsøjlen . Endepladerne er typisk mindre end 1 mm tykke, og selvom dette varierer betydeligt over bredden af en enkelt skive, har de en tendens til at være tyndeste i det centrale område ved siden af kernen .
endepladerne kan identificeres fra et tidligt embryologisk Stadium og har en osseøs såvel som en hyalinbrusk komponent . Den bruskede komponent ser ud til at skabe stor interesse, da den vedvarer gennem normal modning, mens de tilstødende ryghvirvler gennemgår ossifikation. Det omfatter en gel af hydratiserede proteoglycanmolekyler forstærket af et netværk af kollagenfibriller. I modsætning til ledbrusk i de synoviale led forbinder kollagenfibrillerne ikke endepladen direkte til rygsøjlen , selvom endepladen har intim kontakt med disken gennem lamellerne i den indre ring . Et netværk af mikroskopiske blodkar trænger ind i endepladerne under udvikling af den voksende rygsøjle, primært for at give ernæring til disken, inden de forsvinder omkring tidspunktet for skeletmodenhed . Bortset fra en sparsom vaskulær forsyning i de ydre lameller af annulus modne skiver er næsten helt afhængige af diffusion af essentielle opløste stoffer på tværs af endepladerne til ernæring og metabolisk udveksling .
den biokemiske sammensætning af endepladerne, fra normalitet gennem spektret af degenerative tilstande, er blevet dokumenteret i vid udstrækning . Af de mange arter af kollagen, der er til stede i disktypen, menes at være den vigtigste i endepladen, da det er en markør for hypertrofiske chondrocytter og er involveret i forkalkning . Yderligere, inaktivering af en kollagen II-genallel hos unge mus har vist sig at føre til lavere glyscosaminogloycan niveauer i endepladerne og tykkere, mere uregelmæssige endeplader, der forkalkes for tidligt .
Proteoglycanmolekyler i matricen er kritiske for kontrol af opløst transport og vedligeholdelse af vandindhold især i hele skiven, og udtømning af proteoglycaner fra endepladebrusk er forbundet med tab af proteoglycaner fra kernen . Det følger derfor, at proteoglycan tab i sidste ende ville føre til degeneration af disken . Ændringer i diskbiokemi, især i endepladen, under skeletvækstfasen kan også være involveret i udviklingen af skoliose .
meget opmærksomhed har været fokuseret på at forstå aspekter af diskernæring og de generelle processer forbundet med skivemetabolisme. In vitro-undersøgelser, der anvender små farvestofmolekyler, har vist, at sidemargenerne på endepladen nær rygsøjlen er relativt uigennemtrængelige sammenlignet med den centrale del eller hele annulus . Kvantitative undersøgelser med humane obduktionsprøver har vist, at endepladens permeabilitet skyldes mikroskopiske blodkar i den centrale endeplade, der er mere talrige end i diskens kanter . Dette vaskulære netværk er blevet demonstreret ved hjælp af enkle injektionsteknikker og viser, at diffusion af små opløste stoffer fra disse kar er den vigtigste mekanisme til overførsel af næringsstoffer til disken . Processen er imidlertid selektiv baseret udelukkende på molekylær størrelse og ionisk ladning af de involverede molekyler. Den negative nettoladning af kernen, der tildeles af den høje koncentration af proteoglycaner i kernen, tillader passage af positive ioner, såsom natrium og calcium og uladede molekyler, såsom glukose og ilt, mens det forhindrer bevægelse af negativt ladede ioner, såsom sulfat og chlorid og makromolekyler, såsom immunoglobuliner og f.eks. Betydningen af endepladen i diskens metabolisme er blevet bekræftet ved en række laboratorieteknikker .
efter at have nået skeletmodenhed brusk af endepladen gennemgår betydelig ombygning, hvilket resulterer i omfattende mineralisering, som til sidst resorberes og erstattes af ægte knogle . Det er vigtigt, at dette nye væv sandsynligvis forhindrer den hidtil kritiske diffusion og næringsstofudveksling mellem rygsøjlen og disken . De små blodkar i endepladen bliver ligeledes udslettet af denne forkalkning, hvilket yderligere begrænser udvekslingen af vitale næringsstoffer.
måske overraskende kan endepladen blive revaskulariseret efter modenhed hos nogle arter under normale og patologiske forhold. I sidstnævnte undersøgelse var revaskulariseringen, der formodes at være et forsøg på vævsreparation, ikke i stand til at vende den uundgåelige kaskade af degeneration forårsaget af ringformet forstyrrelse. Dannelsen af blodkar i endepladen sker ved aktivering af matricen nedbrydende metalloproteinase (MMP), som normalt opretholdes i latent form af vævshæmmere .
blodgennemstrømning i endepladernes område er ikke helt passiv, da der er muskarinreceptorer til stede, der kan påvirke skiveernæring under ændrede fysiologiske forhold . Yderligere undersøgelser har identificeret nervefibre og blodkar i endepladerne og subchondralbenet i degenererede skiver, hvilket tyder på, at vævsreparation kan være forbundet med rygsmerter .
morfologiske ændringer i endepladerne ses normalt med stigende alder, men er også tydelige i forbindelse med patologiske ændringer i kernen og annulus i avancerede stadier af degenerativ skivesygdom . De tidligste mikroskopiske ændringer, der ses, er sprækker og kløfter langs endepladens længde i vandret plan med lejlighedsvis kondrocytdød. Det er ikke usædvanligt at se invaderende blodkar med tilstødende knoglet endeplade ossifikation. Til sidst overvindes brusk ved ossifikation. Hvis det stadig er rimeligt sundt, fylder kernen de hulrum, der er skabt, når blodkar perforerer endepladen, selvom disse defekter ikke bryder den benede endeplade. I det femte årti ses nukleart materiale at stikke ud i rygsøjlen med fokal knoglet sklerose som følge af den aktive ombygning. Ofte er brusk helt tabt. I en dyremodel af spondylolyse blev diskdegeneration, inklusive tab af endepladen, set og blev ledsaget af øget apoptose af endepladchondrocytter, hvilket indikerer mulig involvering af programmeret celledød i aldersrelateret diskdegeneration .
teoretisk endelig elementmodellering stemmer overens med detaljerede mikroskopiske observationer om, at endepladen er modtagelig for mekanisk svigt, næsten uden undtagelse ved fastgørelsespunktet til den subchondrale knogle og formodentlig på grund af den dårlige fastgørelse af kollagenfibrillerne til knoglen som nævnt tidligere . Obduktionsundersøgelser viser også, at dele af endepladen kan adskilles fra rygsøjlen og herniate fra disken sammen med vedhæftede ringformede fibre . Det ser ud til, at det punkt, hvor de ringformede fibre indsættes i rygsøjlen i nærheden af epifysisk ring er iboende svag, og synes mere end tilfældigt, at dette er et almindeligt sted for brud hos unge . Eksperimentelle undersøgelser med rygsøjlerne hos unge grise har gengivet lignende fund efter mekanisk kompression . Det skal bemærkes, at dette skademønster er meget forskelligt fra det, der ses i den voksne rygsøjle, hvor endepladen og tilstødende trabekulær knogle er involveret .
den mest almindelige endepladedefekt, der observeres, er sandsynligvis Schmorls knude, som er et lodret fremspring af indholdet af kernen i det tilstødende hvirvellegeme . Schmorls knuder ses i mere end 70% af rygsøjlerne ved obduktion med samme frekvens over og under 50 år, hvilket tyder på, at de forekommer relativt tidligt i livet . At de skal være dobbelt så almindelige hos mænd op til 59 år tyder på, at de opstår som følge af erhvervstrauma. Mærkeligt nok er der dog en kønsomskifter efter 60 år, og de er dobbelt så almindelige hos kvinder! Dette sker på et tidspunkt, hvor disken er mere tilbøjelig til at sprænge på grund af ændringer, såsom osteoporose, der generelt er forbundet med avanceret alder. Under alle omstændigheder er diske med Schmorls noder mere degenererede end andre diske i en tidlig alder .
præcis hvad der får Schmorls noder til at danne, forbliver et mysterium. Der synes ikke at være nogen tvivl om, at de begynder som små defekter og derfor ikke altid ses så ofte på kliniske røntgenbilleder, som de er ved obduktion . De bliver mere synlige radiologisk, da nuklear prolaps resulterer i reduceret skivehøjde og en bruskhætte og til sidst ny knogledannelse omkring prolaps. Selvom de fleste endeplader ikke viser tegn på naturlige perforeringer, foreslog Schmorl, at disse læsioner stammer fra fokale svage pletter forårsaget af degenereret brusk . I fravær af direkte traume eller ødelæggelse som følge af neoplastisk involvering er endepladerne intakte, og det antages generelt, at arvæv, der forbliver efter lukning af de små vaskulære kanaler i den udviklende rygsøjle, tillader fremspring gennem disse svage pletter . Det kan være signifikant, at prøver med Schmorls knuder har signifikant flere marvkontakter i endepladerne, hvilket antyder, at disse læsioner kan bidrage til yderligere patologi, såsom Scheuermann-sygdom, hvor de har en fremtrædende plads.
selvom det ville være helt fejlagtigt at antyde, at diskdegeneration i sig selv er den eneste årsag til rygsmerter, ville det ikke desto mindre være naivt at ignorere den stærke sammenhæng, der findes mellem de to enheder. Som et resultat af spændende udviklinger inden for spinalforskning er vi nu mere opmærksomme end nogensinde på de cellulære processer, der forekommer i diskdegeneration, og når vi bevæger os ind i den spændende æra med “regenerativ medicin” eller “biologiske behandlinger”, er der stigende interesse og endda en forventning om, at degenerative sygdomme kan behandles med en “magisk kugle”.
de behandlinger, der potentielt kan være tilgængelige til regenerering af endepladerne, er især talrige og forskellige, og faktisk overvejes de fleste i sammenhæng med disken som helhed på grund af de komplekse interaktioner mellem de enkelte komponenter på disken. Sådanne fremgangsmåder indbefatter anvendelsen af rekombinante proteiner , cytokiner eller vækstfaktorer , molekylær terapi , genoverførselsteknikker, celleterapi . Disse separate emner er så Detaljerede, at ethvert forsøg på at opsummere dem i nogle få afsnit ikke ville gøre dem retfærdige. Læseren henvises i stedet til den omfattende litteratur (inklusive de anmeldelser, der henvises til ovenfor), der indeholder mange fremragende papirer om hvert emne.
de fleste af disse begreber er næppe kommet frem fra in vitro-test, og som sådan er det usandsynligt, at de har praktisk klinisk anvendelse i den nærmeste fremtid. Dette er ikke en kritik af disse værker. Tværtimod er det en forsigtig advarsel om, at det kan vare mange år, før vi ser resultaterne af passende udførte forsøg, der vurderer deres kliniske effektivitet. Realistisk set vil disse behandlinger ikke helt vende den degenerative proces, men de kan tilbyde potentialet til at standse eller i det mindste forsinke de uundgåelige konsekvenser. Nøglen til denne tilgang vil være at identificere passende mål, uanset om de er gener, bioaktive molekyler, bestemte celletyper eller vigtigst af alt, patienten. Modtagere af disse behandlinger skal vælges omhyggeligt, da der er overbevisende beviser for, at faktorer så forskellige som genetik, cigaretrygning, besættelse og immobilisering, påvirker skivecellemetabolisme gennem endepladediffusion og dermed ernæring af celler. Det vil være lige så vigtigt at sikre, at cellerne i disken overlever og fungerer korrekt for at opnå den maksimale fordel ved sådanne behandlinger.
Disc degeneration er et komplekst problem, der involverer utallige faktorer, hvoraf endepladen kun er et eksempel. Omhyggelig inkrementel forskning afslører langsomt sine mysterier, og der er grund til at være optimistisk, at der en dag vil være behandlinger til rådighed for at løse de universelle problemer forbundet med rygsmerter.