Manuskript
Til tross for alt som er kjent fra tiår med forskning intervertebral platen forblir en gåte. Det er en unik og bemerkelsesverdig enhet, og kanskje det ene aspektet som er ansvarlig for mye av dets mysterium er at en så stor struktur er i stand til å overleve og fungere under de vanskeligste fysiologiske forholdene. Menneskets ryggrad er de største ikke-vaskulariserte strukturer i kroppen, og i den største av dem (i lumbale ryggraden) kan noen celler være 20 mm fra nærmeste direkte blodtilførsel. Til tross for deres tilsynelatende motstandskraft er de bosatt cellene ikke utødelige. Det er ikke uvanlig at plater viser tegn på forverring i en alder av 25 år, og det er i denne forbindelse at vertebralendeplaten spiller en viktig rolle.
Plater er omtrent sylindriske strukturer som varierer i størrelse og form gradvis fra livmorhalsen til lumbalområdet. De består alle av en godt hydrert sentral kjerne pulposus som er omgitt av de faste, men fleksible kollagenøse lamellene i ringrommet fibrosus . Ved kraniale og kaudale ender av hver plate er endeplatene som skiller vertebralbenet fra selve platen og forhindrer den svært hydrerte kjernen i å bøye seg inn i tilstøtende ryggvirvler. Endeplatene absorberer også det betydelige hydrostatiske trykket som skyldes mekanisk belastning av ryggraden . Endeplatene er vanligvis mindre enn 1 mm tykke, og mens dette varierer betydelig over bredden på en enkelt plate, har de en tendens til å være tynneste i den sentrale regionen ved siden av kjernen .
endeplatene er identifiserbare fra et tidlig embryologisk stadium og har en osseøs så vel som en hyalinbruskkomponent . Den bruskete komponenten ser ut til å generere stor interesse siden den vedvarer gjennom normal modning mens de tilstøtende ryggvirvlene gjennomgår ossifisering. Den består av en gel av hydratiserte proteoglykanmolekyler forsterket av et nettverk av kollagenfibriller. I motsetning til leddbrusk av synovial leddene kollagen fibriller ikke koble endeplaten direkte til ryggvirvel bein, selv om endeplaten har intim kontakt med platen gjennom lamellene i den indre ringrommet . Et nettverk av mikroskopiske blodkar penetrerer endeplates under utviklingen av den voksende ryggraden, hovedsakelig for å gi næring til platen, før de forsvinner rundt tidspunktet for skjelett modenhet . Bortsett fra en sparsom vaskulær tilførsel i de ytre lamellene av ringrommet modne plater er nesten helt avhengige av diffusjon av essensielle oppløser over endeplater for ernæring og metabolsk utveksling .den biokjemiske sammensetningen av endeplatene, fra normalitet gjennom spekteret av degenerative tilstander, har blitt dokumentert i stor grad . Av de flere kollagenartene som finnes I platen, antas Type X å være den viktigste i endeplaten siden Den er en markør for hypertrofiske kondrocytter og er involvert i forkalkning . Videre har inaktivering av Ett Kollagen II-genallel i unge mus vist seg å føre til lavere glykosaminogloykan-nivåer i endeplatene og tykkere, mer uregelmessige endeplater som blir forkalket for tidlig .Proteoglykanmolekyler i matrisen er kritiske for kontroll av løselig transport og vedlikehold av vanninnhold spesielt gjennom skiven, og uttømming av proteoglykaner fra endplaten brusk er forbundet med tap av proteoglykaner fra kjernen . Det folger derfor at proteoglykan tap til slutt vil fore til degenerasjon av platen . Endringer i diskbiokjemi, spesielt i endeplaten, under skjelettvekstfasen, kan også være involvert i utviklingen av skoliose .
Mye oppmerksomhet har vært fokusert på å forstå aspekter av diskernæring og de generelle prosessene knyttet til diskmetabolismen. In vitro-studier ved bruk av små fargestoffmolekyler har vist at sidemarginene til endeplaten nær vertebralfeltet er relativt ugjennomtrengelige sammenlignet med den sentrale delen eller hele ringrommet . Kvantitative studier med humane obduksjonsprøver har vist at endplatepermeabiliteten skyldes mikroskopiske blodkar i den sentrale endeplaten som er flere tallrike enn i kantene på platen . Dette vaskulære nettverket har blitt demonstrert ved hjelp av enkle injeksjonsteknikker og viser at diffusjon av små oppløsninger fra disse karene er hovedmekanismen for overføring av næringsstoffer til skiven . Prosessen er imidlertid selektiv basert utelukkende på molekylstørrelse og ionisk ladning av de involverte molekylene. Netto negativ ladning av kjernen gitt av den høye konsentrasjonen av proteoglykaner i kjernen tillater passasje av positive ioner som natrium og kalsium og uladede molekyler som glukose og oksygen, mens det hindrer bevegelse av negativt ladede ioner som sulfat og klorid og makromolekyler som immunglobuliner og enzymer. Betydningen av endeplaten i metabolismen av platen har blitt bekreftet av en rekke laboratorieteknikker .
når endeplatens brusk er moden i skjelettet, gjennomgår den en betydelig ombygging, noe som resulterer i omfattende mineralisering som til slutt resorberes og erstattes av ekte benvev . Det er viktig at dette nye vevet sannsynligvis hindrer den hittil kritiske diffusjonen og næringsutvekslingen mellom vertebralmargen og platen . De små blodkarene i endeplaten blir også utryddet av denne forkalkning, noe som ytterligere begrenser utvekslingen av vitale næringsstoffer.
kanskje overraskende kan endeplaten bli revaskularisert etter modenhet hos noen arter under normale og patologiske forhold. I den sistnevnte studien var revaskulariseringen, antatt å være et forsøk på vevsreparasjon, ikke i stand til å reversere den uunngåelige kaskaden av degenerasjon forårsaket av ringformet forstyrrelse. Dannelsen av blodkar i endeplaten skjer ved aktivering av matriksdegraderende metalloproteinase (MMP) enzymer som normalt opprettholdes i latent form av vevshemmere .
blodstrømmen i endeplatene er ikke helt passiv da det er muskarinreseptorer tilstede som kan påvirke diskernæring under endrede fysiologiske forhold . Ytterligere studier har identifisert nervefibre og blodkar i endeplater og subchondral bein i degenererte plater som tyder på at vevsreparasjon kan være forbundet med ryggsmerter .Morfologiske endringer i endeplatene ses vanligvis med fremvoksende alder, men er også tydelige i forbindelse med patologiske endringer i kjernen og ringrommet i avanserte stadier av degenerativ skivesykdom . De tidligste mikroskopiske endringer sett er sprekker og spalter langs lengden av endeplaten i horisontalplanet med sporadisk chondrocyte død. Det er ikke uvanlig å se invaderende blodkar med tilstøtende benete endplate ossifikasjon. Til slutt blir brusk overvunnet av ossifisering. Hvis det fortsatt er rimelig sunt, fyller kjernen hulrommene som er opprettet som blodkar perforerer endeplaten, selv om disse feilene ikke bryter den benete endeplaten. Ved den femte tiår kjernefysisk materiale er sett til å stikke inn i ryggvirvel marg med fokal bony sklerose som følge av den aktive remodelling. Ofte er brusk helt tapt. I en dyremodell av spondylolyse ble skivedegenerasjon, inkludert tap av endeplaten, sett og ledsaget av økt apoptose av endplate-kondrocytter, noe som indikerer mulig involvering av programmert celledød i aldersrelatert skivedegenerasjon .Teoretisk finite elementmodellering stemmer overens med detaljerte mikroskopiske observasjoner om at endeplaten er utsatt for mekanisk svikt, nesten uten unntak ved festepunktet til subchondralbeinet og antagelig på grunn av dårlig vedlegg av kollagenfibriller til beinet som nevnt tidligere . Obduksjonsstudier viser også at deler av endeplaten kan bli skilt fra vertebrallegemet og herniate fra platen sammen med vedlagte ringformede fibre . Det ser ut til at det punktet hvor de ringformede fibre setter inn i vertebrale kroppen i nærheten av epiphyseal ringen er iboende svak, og synes mer enn tilfeldig at dette er et vanlig sted for brudd hos ungdom . Eksperimentelle studier med spines av unge griser har gjengitt lignende funn etter mekanisk kompresjon . Det skal bemerkes at dette skademønsteret er ganske forskjellig fra det som ses i den voksne ryggraden, hvor endeplaten og tilstøtende trabekulært bein er involvert .
den vanligste endplatefeilen som observeres er trolig Schmorls knute, som er et vertikalt fremspring av innholdet i kjernen i den tilstøtende vertebrale kroppen . Schmorls noder ses i mer enn 70% av spines ved obduksjon med lik frekvens over og under 50 år, noe som tyder på at de virker relativt tidlig i livet . At de skal være dobbelt så vanlige hos menn opp til 59 år, tyder på at de oppstår som følge av yrkesskade. Merkelig, men det er en kjønnsbryter etter 60 år, og de er dobbelt så vanlige hos kvinner! Dette skjer på et tidspunkt da platen er mer sannsynlig å briste på grunn av endringer, for eksempel osteoporose, som vanligvis er forbundet med avansert alder. I alle fall er plater Med Schmorls noder mer degenererte enn andre plater i tidlig alder .Nøyaktig hva Som forårsaker Schmorls noder å danne, forblir et mysterium. Det virker liten tvil om at de begynner som små defekter og derfor ikke alltid ses så ofte på kliniske røntgenbilder som de er ved obduksjon . De blir mer tydelig radiologisk som kjernefysisk prolaps resulterer i redusert skivehøyde og en brusk cap og til slutt nye bein form rundt prolaps. Selv om de fleste endeplater ikke viser noen tegn på naturlige perforeringer, foreslo Schmorl at disse lesjonene oppstår fra fokale svake flekker forårsaket av degenerert brusk . I fravær av direkte traumer eller ødeleggelse som følge av neoplastisk involvering er endeplatene intakte, og det antas generelt at arrvev som gjenstår etter lukking av de små vaskulære kanalene i utviklende ryggraden, tillater fremspring gjennom disse svake punktene . Det kan være signifikant at prøver Med Schmorls noder har betydelig flere marg kontakter i endeplatene, noe som tyder på at disse lesjonene kan bidra til ytterligere patologi som Scheuermann sykdom, der de har fremtredende.Selv om det ville være helt feil å antyde at skivedegenerasjon i seg selv er den eneste årsaken til ryggsmerter, ville det likevel være naivt å ignorere den sterke korrelasjonen som eksisterer mellom de to enhetene. Som et resultat av spennende utviklinger innen spinalforskning er vi nå mer oppmerksomme enn noensinne på de cellulære prosessene som oppstår i skivedegenerasjon, og når vi beveger oss inn i den spennende epoken med «regenerativ medisin» eller «biologiske behandlinger», er det økende interesse og til og med en forventning om at degenerative sykdommer kan behandles av en»magisk kule».behandlingene som potensielt kan være tilgjengelige for regenerering av endeplatene spesielt, er mange og varierte, og faktisk blir de fleste vurdert i sammenheng med platen som helhet på grunn av de komplekse interaksjonene mellom de enkelte komponentene i platen. Slike tilnærminger inkluderer bruk av rekombinante proteiner, cytokiner eller vekstfaktorer, molekylær terapi, genoverføringsteknikker, celleterapi . Disse separate emnene er så detaljerte at ethvert forsøk på å oppsummere dem i noen få avsnitt ikke ville gjøre dem rettferdighet. Leseren henvises i stedet til den omfattende litteraturen (inkludert vurderingene referert ovenfor) som inneholder mange gode papirer på hvert emne.De fleste av disse konseptene har knapt kommet fra in vitro-testing, og det er derfor lite sannsynlig at de vil ha praktisk klinisk anvendelse i nær fremtid. Dette er ikke en kritikk av disse verkene. Tvert imot er det en forsiktig advarsel om at det kan være mange år før vi ser resultatene av passende utførte studier som vurderer deres kliniske effekt. Realistisk vil disse behandlingene ikke helt reversere degenerative prosessen, men de kan tilby potensial til å stoppe eller i det minste forsinke de uunngåelige konsekvensene. Nøkkelen til denne tilnærmingen vil være å identifisere passende mål, enten de er gener, bioaktive molekyler, bestemte celletyper eller viktigst, pasienten. Mottakere av disse behandlingene må velges nøye da det er overbevisende bevis på at faktorer så forskjellige som genetikk, sigarettrøyking, yrke og immobilisering, påvirker diskcellemetabolismen gjennom endplatediffusjon og dermed ernæring av celler. Det vil være like viktig å sikre at cellene i platen overlever og fungerer hensiktsmessig for å oppnå maksimal nytte av slike behandlinger.Diskdegenerasjon er et komplekst problem som involverer utallige faktorer, hvorav endeplaten bare er ett eksempel. Forsiktig inkrementell forskning er sakte unraveling sine mysterier, og det er grunn til å være optimistisk at en dag vil det være behandlinger tilgjengelig for å løse de universelle problemene forbundet med ryggsmerter.