Manuscript
ondanks alles wat bekend is uit tientallen jaren onderzoek blijft de tussenwervelschijf een raadsel. Het is een unieke en opmerkelijke entiteit en misschien is het ene aspect dat verantwoordelijk is voor veel van zijn mysterie is dat zo ‘ n grote structuur in staat is om te overleven en te functioneren onder de moeilijkste fysiologische omstandigheden. De schijven van de menselijke wervelkolom zijn de grootste niet-vascularised structuren in het lichaam, en in de grootste van hen (in de lumbale wervelkolom) sommige cellen kunnen 20 mm van de dichtstbijzijnde directe bloedtoevoer. Ondanks hun schijnbare veerkracht zijn de residentcellen echter niet onsterfelijk. Het is niet ongebruikelijk dat schijven tekenen van verslechtering vertonen op de leeftijd van 25 jaar en het is in dit verband dat de werveleindplaat een belangrijke rol speelt.
schijven zijn ruwweg cilindrische structuren die in grootte en vorm geleidelijk variëren van het cervicale tot het lumbale gebied. Ze bestaan allemaal uit een goed gehydrateerde centrale nucleus pulposus die is omgeven door de stevige maar flexibele collageneuze lamellen van de annulus fibrosus . Aan de craniale en caudale uiteinden van elke schijf bevinden zich de eindplaten die het wervelbot scheiden van de schijf zelf en voorkomen dat de sterk gehydrateerde kern uitpuilt in de aangrenzende wervels. De eindplaten absorberen ook de aanzienlijke hydrostatische druk die het gevolg is van mechanische belasting van de wervelkolom . De eindplaten zijn meestal minder dan 1 mm dik, en hoewel dit aanzienlijk varieert over de breedte van een enkele schijf, zijn ze meestal het dunst in het centrale gebied grenzend aan de kern .
de eindplaten zijn identificeerbaar vanaf een vroeg embryologisch Stadium en hebben zowel een osseus als een hyalien kraakbeenbestanddeel . De kraakbeencomponent lijkt grote belangstelling te genereren omdat het gedurende de normale rijping blijft bestaan terwijl de aangrenzende wervels ossificatie ondergaan. Het bestaat uit een gel van gehydrateerde proteoglycaanmoleculen versterkt door een netwerk van collageenfibrillen. In tegenstelling tot het gewrichtskraakbeen van de synoviale gewrichten verbinden de collageenfibrillen de eindplaat niet rechtstreeks met het wervelbot , hoewel de eindplaat wel intiem contact heeft met de schijf via de lamellen van de binnenste annulus . Een netwerk van microscopische bloedvaten penetreert de eindplaten tijdens de ontwikkeling van de groeiende wervelkolom, voornamelijk om voeding voor de schijf te bieden, voordat ze verdwijnen rond de tijd van skeletrijpheid . Afgezien van een schaarse vasculaire toevoer in de buitenste lamellen van de annulus Rijpe schijven zijn bijna volledig afhankelijk van diffusie van essentiële opgeloste stoffen over de eindplaten voor voeding en metabole uitwisseling .
de biochemische samenstelling van de eindplaten, van normaliteit via het spectrum van degeneratieve aandoeningen, is uitgebreid gedocumenteerd . Van de verschillende soorten collageen aanwezig in de schijf Type X wordt beschouwd als de belangrijkste in de eindplaat omdat het een marker van hypertrofische chondrocyten en is betrokken bij calcificatie . Verder is aangetoond dat inactivatie van één collageen II-genalel bij jonge muizen leidt tot lagere glyscosaminogloycanspiegels in de eindplaten en dikkere, onregelmatige eindplaten die voortijdig verkalkt worden .
Proteoglycaanmoleculen in de matrix zijn van cruciaal belang voor de beheersing van het transport van opgeloste stoffen en het behoud van het watergehalte, met name in de hele schijf, en depletie van proteoglycanen uit het kraakbeen van de eindplaat gaat gepaard met verlies van proteoglycanen uit de kern . Hieruit volgt dat proteoglycaanverlies uiteindelijk tot degeneratie van de schijf zou leiden . Veranderingen in de biochemie van de schijf, met name in de eindplaat, tijdens de groeifase van het skelet kunnen ook betrokken zijn bij de ontwikkeling van scoliose .
Er is veel aandacht besteed aan het begrijpen van aspecten van schijfvoeding en de algemene processen die verband houden met schijfmetabolisme. In vitro-onderzoek met kleine kleurstofmoleculen heeft aangetoond dat de zijranden van de eindplaat bij de wervelrand relatief ondoordringbaar zijn in vergelijking met het centrale gedeelte of de gehele annulus . Kwantitatieve studies met menselijke autopsiespecimens hebben aangetoond dat de permeabiliteit van de eindplaat te wijten is aan microscopische bloedvaten in de centrale eindplaat die talrijker zijn dan in de randen van de schijf . Dit vasculaire netwerk is aangetoond met behulp van eenvoudige injectietechnieken en toont aan dat diffusie van kleine opgeloste stoffen uit deze vaten het belangrijkste mechanisme is voor de overdracht van voedingsstoffen in de schijf . Het proces is echter selectief volledig gebaseerd op moleculaire grootte en Ionische lading van de betrokken moleculen. De netto negatieve last van de kern die door de hoge concentratie van proteoglycanen in de kern wordt toegekend staat passage van positieve ionen zoals natrium en calcium en ongeladen molecules zoals glucose en zuurstof toe, terwijl het belemmeren beweging van negatief geladen ionen zoals sulfaat en chloride en macromoleculen zoals immunoglobulins en enzymen. De Betekenis van de eindplaat in het metabolisme van de schijf is bevestigd door een verscheidenheid aan laboratoriumtechnieken .
bij het bereiken van skeletrijpheid ondergaat het kraakbeen van de eindplaat een aanzienlijke remodellering, wat resulteert in uitgebreide mineralisatie die uiteindelijk wordt geresorbeerd en vervangen door echt bot . Belangrijk is dat dit nieuwe weefsel hoogstwaarschijnlijk de tot nu toe kritische diffusie en uitwisseling van voedingsstoffen tussen het wervelmerg en de schijf belemmert . De kleine bloedvaten in de eindplaat worden eveneens door deze verkalking uitgewist, waardoor de uitwisseling van vitale voedingsstoffen verder wordt beperkt.
wellicht verrassend genoeg kan de eindplaat na de rijpheid bij sommige soorten onder normale en pathologische omstandigheden worden gerevasculariseerd. In deze laatste studie was de revascularisatie, vermoedelijk een poging tot weefselherstel, niet in staat om de onvermijdelijke cascade van degeneratie veroorzaakt door ringvormige verstoring om te keren. De vorming van bloedvaten in de eindplaat vindt plaats door activering van de matrixafbrekende metalloproteïnase (MMP) – enzymen die normaal gesproken in een latente vorm worden gehouden door weefselremmers .
de bloedstroom in het gebied van de eindplaten is niet volledig passief omdat er muscarinereceptoren aanwezig zijn die de voeding van de schijf onder veranderde fysiologische omstandigheden kunnen beïnvloeden . Aanvullende studies hebben aangetoond dat zenuwvezels en bloedvaten in de eindplaten en subchondrale bot in gedegenereerde schijven suggereren dat weefselherstel kan worden geassocieerd met rugpijn .
morfologische veranderingen in de eindplaten worden meestal gezien met de voortschrijdende leeftijd, maar zijn ook duidelijk in verband met pathologische veranderingen in de kern en annulus in gevorderde stadia van degeneratieve disc disc ziekte . De vroegste microscopische veranderingen zijn scheuren en spleten langs de lengte van de eindplaat in het horizontale vlak met occasionele chondrocyten dood. Het is niet ongebruikelijk om binnenvallende bloedvaten te zien met aangrenzende benige endplate ossificatie. Uiteindelijk wordt het kraakbeen overwonnen door verbening. Als het nog redelijk gezond is vult de kern de holtes die ontstaan als bloedvaten de eindplaat perforeren, hoewel deze defecten de benige eindplaat niet breken. Door het vijfde decennium kernmateriaal wordt gezien om uit te steken in het wervel merg met focale beny sclerose als gevolg van de actieve remodellering. Vaak is het kraakbeen volledig verloren. In een diermodel van spondylolyse werd degeneratie van de schijf, inclusief verlies van de endplate, waargenomen en ging deze gepaard met verhoogde apoptose van endplate chondrocyten, wat wijst op mogelijke betrokkenheid van geprogrammeerde celdood bij leeftijdsgerelateerde degeneratie van de schijf .
theoretische eindige-elementenmodellering stemt overeen met gedetailleerde microscopische waarnemingen dat de eindplaat gevoelig is voor mechanisch falen, vrijwel zonder uitzondering op het punt van aanhechting aan het subchondrale bot en waarschijnlijk te wijten aan de slechte aanhechting van de collageenfibrillen aan het bot, zoals eerder vermeld . Autopsiestudies tonen ook aan dat delen van de eindplaat gescheiden kunnen raken van het wervellichaam en herniaat van de schijf, samen met aangehechte ringvormige vezels . Het lijkt erop dat het punt waarop de ringvormige vezels in het wervellichaam in de nabijheid van de epifysaire ring van nature zwak is, en lijkt meer dan toevallig dat dit een veel voorkomende plaats is voor fracturen bij adolescenten . Experimentele studies met de stekels van adolescente varkens hebben vergelijkbare bevindingen na mechanische compressie gereproduceerd . Opgemerkt moet worden dat dit letselpatroon heel anders is dan dat gezien in de volwassen wervelkolom, waar de endplate en aangrenzende trabeculaire bot betrokken zijn .
het meest voorkomende defect aan de eindplaat is waarschijnlijk de knoop van Schmorl, die een verticale uitsteeksel is van de inhoud van de kern in het aangrenzende wervellichaam . Schmorl knooppunten worden gezien in meer dan 70% van de stekels bij autopsie met gelijke frequentie boven en onder de leeftijd van 50 jaar, wat suggereert dat ze relatief vroeg in het leven verschijnen . Dat ze twee keer zo vaak voor moeten komen bij mannen tot de leeftijd van 59 jaar suggereert dat ze optreden als gevolg van trauma op het werk. Vreemd genoeg is er een geslachtsschakelaar na 60 jaar en ze zijn twee keer zo vaak voor bij vrouwen! Dit gebeurt op een moment dat de schijf is meer kans om te scheuren als gevolg van veranderingen, zoals osteoporose, die over het algemeen worden geassocieerd met gevorderde leeftijd. In ieder geval, schijven met Schmorls’ nodes zijn meer gedegenereerd dan andere schijven op jonge leeftijd .
wat precies de oorzaak van Schmorl ‘ s knooppunten te vormen blijft een mysterie. Er lijkt weinig twijfel over te bestaan dat ze beginnen als kleine gebreken en daarom niet altijd zo vaak worden gezien op klinische röntgenfoto ‘ s als bij autopsie . Ze worden radiologisch duidelijker als kernverzakking resulteert in verminderde schijfhoogte en een kraakbeenachtige kap en uiteindelijk nieuwe botvorm rond de prolaps. Hoewel de meeste eindplaten geen bewijs van natuurlijke perforaties vertonen, suggereerde Schmorl dat deze laesies voortkomen uit focale zwakke plekken veroorzaakt door gedegenereerd kraakbeen . Bij afwezigheid van direct trauma of vernietiging als gevolg van neoplastische betrokkenheid zijn de eindplaten intact en wordt algemeen aangenomen dat littekenweefsel dat overblijft na sluiting van de kleine vasculaire kanalen in de zich ontwikkelende wervelkolom uitsteeksel door deze zwakke plekken mogelijk maakt . Het kan significant zijn dat de specimens met de knopen van Schmorl beduidend meer mergcontacten in de eindplaten hebben, die suggereren dat deze letsels aan extra pathologie zoals de ziekte van Scheuermann kunnen bijdragen, waarin zij prominent kenmerken.
hoewel het volkomen onjuist zou zijn om te suggereren dat disc degeneratie op zich de enige oorzaak is van rugpijn, zou het toch naïef zijn om de sterke correlatie tussen de twee entiteiten te negeren. Als gevolg van spannende ontwikkelingen op het gebied van spinale onderzoek zijn we ons nu meer dan ooit bewust van de cellulaire processen die optreden in disc degeneratie, en als we bewegen in het spannende tijdperk van “regeneratieve geneeskunde” of “biologische behandelingen” is er toenemende belangstelling en zelfs de verwachting dat degeneratieve ziekten kunnen worden behandeld door een “magische kogel”.
de behandelingen die mogelijk beschikbaar zouden kunnen zijn voor de regeneratie van de eindplaten in het bijzonder zijn talrijk en divers, en in feite worden de meeste in de context van de schijf als geheel beschouwd vanwege de complexe interacties tussen de afzonderlijke componenten van de schijf. Dergelijke benaderingen omvatten het gebruik van recombinante proteã nen, cytokines of de groeifactoren , moleculaire therapie , technieken van de genoverdracht , celtherapie . Deze afzonderlijke onderwerpen zijn zo gedetailleerd dat elke poging om ze in een paar paragrafen samen te vatten ze geen recht zou doen. De lezer wordt in plaats daarvan verwezen naar de uitgebreide literatuur (met inbegrip van de beoordelingen waarnaar hierboven wordt verwezen) die vele uitstekende papers over elk onderwerp bevat.
De meeste van deze concepten hebben nauwelijks vooruitgang geboekt ten opzichte van in-vitrotesten en zullen daarom in de nabije toekomst waarschijnlijk geen praktische klinische toepassing hebben. Dit is geen kritiek op deze werken. Integendeel, het is een voorzichtige waarschuwing dat het nog vele jaren kan duren voordat we de resultaten zien van correct uitgevoerde proeven die hun klinische werkzaamheid evalueren. Realistisch gezien zullen deze behandelingen het degeneratieve proces niet volledig omkeren, maar ze kunnen het potentieel bieden om de onvermijdelijke gevolgen te stoppen of op zijn minst te vertragen. De sleutel tot deze aanpak zal zijn om geschikte targets te identificeren, of het nu gaat om genen, bioactieve moleculen, specifieke celtypen of, belangrijker nog, de patiënt. Ontvangers van deze behandelingen zullen zorgvuldig moeten worden geselecteerd omdat er overtuigend bewijs is dat factoren zo divers als genetica, roken van sigaretten, bezetting en immobilisatie, het metabolisme van schijfcellen beïnvloeden door middel van endplate diffusie en dus voeding van cellen. Het zal even belangrijk zijn om ervoor te zorgen dat de cellen in de schijf overleven en naar behoren functioneren om het maximale voordeel van dergelijke behandelingen te verkrijgen.
Disc degeneratie is een complex probleem dat talloze factoren met zich meebrengt, waarvan de eindplaat slechts één voorbeeld is. Zorgvuldig Incrementeel onderzoek ontrafelt langzaam zijn mysteries en er is reden om optimistisch te zijn dat er op een dag behandelingen beschikbaar zullen zijn om de universele problemen in verband met rugpijn aan te pakken.