Manuscript
Despite all that is known from decades of research the intervertebral disc remains an enigma. É uma entidade única e notável e talvez o único aspecto que é responsável por grande parte de seu mistério é que uma estrutura tão grande é capaz de sobreviver e funcionar sob as condições fisiológicas mais difíceis. Os discos da coluna vertebral humana são as maiores estruturas não vascularizadas do corpo, e na maior delas (na coluna lombar) algumas células podem estar a 20 mm do fornecimento directo de sangue mais próximo. Apesar de sua aparente resiliência, no entanto, as células residentes não são imortais. Não é raro que os discos apresentem sinais de deterioração aos 25 anos de idade e é a este respeito que o endplato vertebral desempenha um papel importante.
os discos são estruturas aproximadamente cilíndricas que variam em tamanho e forma progressivamente da região cervical à região lombar. Todos eles compõem um núcleo central bem hidratado que é cercado pela lamela firme mas flexível colagênica do anel fibrosus . Nas extremidades craniana e caudal de cada disco estão os endplates que separam o osso vertebral do próprio disco e impedem o núcleo altamente hidratado de se acumular nas vértebras adjacentes. Os terminais absorvem também a considerável pressão hidrostática que resulta da carga mecânica da coluna vertebral . Os endplates são tipicamente de menos de 1 mm de espessura, e enquanto isso varia consideravelmente na largura de qualquer disco único, eles tendem a ser mais finos na região central adjacente ao núcleo .
os endplados são identificáveis a partir de um estágio embriológico precoce e têm um componente ósseo, bem como uma cartilagem hialina . O componente cartilaginoso parece gerar grande interesse, uma vez que persiste durante a maturação normal, enquanto as vértebras adjacentes sofrem ossificação. É constituído por um gel de moléculas de proteoglicano hidratadas reforçadas por uma rede de fibrilhas de colagénio. Ao contrário da cartilagem articular das articulações sinoviais , as fibrilhas do colágeno não conectam o endplato diretamente ao osso vertebral, embora o endplato tenha contato íntimo com o disco através das lamelas do anel interno . Uma rede de vasos sanguíneos microscópicos penetra os endplates durante o desenvolvimento da coluna vertebral em crescimento, principalmente para fornecer nutrição para o disco, antes de desaparecer por volta da época de maturidade óssea . Além de um fornecimento vascular escasso nas lamelas externas dos discos maduros de annulus são quase totalmente dependentes da difusão de solutos essenciais através dos terminais para alimentação e troca metabólica .
a composição bioquímica dos endplatos, desde a normalidade até ao espectro de condições degenerativas, tem sido amplamente documentada . Das várias espécies de colagénio presentes no disco Tipo X é considerado o mais importante no endplate, uma vez que é um marcador de condrócitos hipertróficos e está envolvido com a calcificação . Além disso, a inactivação de um alelo do gene colagénio II em ratinhos jovens demonstrou conduzir a níveis de glyscosaminogloycan mais baixos nos endplates e terminais mais grossos e irregulares que se tornam calcificados prematuramente .as moléculas de proteoglicano dentro da matriz são críticas para o controle do transporte de soluto e manutenção do conteúdo de água em particular ao longo do disco, e a depleção de proteoglicanos a partir da cartilagem endplate está associada com a perda de proteoglicanos do núcleo . Por conseguinte, a perda do proteoglicano conduziria, em última análise, à degeneração do disco . Alterações na bioquímica do disco, particularmente no endplate, durante a fase de crescimento esquelético também podem estar envolvidas no desenvolvimento da escoliose .muita atenção tem sido focada na compreensão dos aspectos da nutrição do disco e dos processos gerais associados ao metabolismo do disco. Estudos in vitro utilizando pequenas moléculas de Corante demonstraram que as margens laterais do endplato perto da jante vertebral são relativamente impermeáveis em comparação com a porção central ou com todo o anel . Estudos quantitativos com amostras de autópsias humanas demonstraram que a permeabilidade do endplato se deve a vasos sanguíneos microscópicos no endplate central que são mais numerosos do que nas margens do disco . Esta rede vascular foi demonstrada usando técnicas de injeção simples e mostra que a difusão de pequenos solutos destes vasos é o principal mecanismo para a transferência de nutrientes para o disco . O processo, no entanto, é seletivo baseado inteiramente no tamanho molecular e carga iônica das moléculas envolvidas. O líquido negativo de carga do núcleo conferido pela alta concentração de proteoglicanos no núcleo permite a passagem de íons positivos, tais como o sódio e o cálcio e descarregadas moléculas, como a glicose e oxigênio, impedindo o movimento de íons carregados negativamente, tais como sulfato e cloreto de macromoléculas, tais como imunoglobulinas e enzimas. O significado do endplate no metabolismo do disco foi confirmado por uma variedade de técnicas laboratoriais .
ao atingir a maturidade óssea, a cartilagem do endplato sofre uma remodelação substancial, resultando numa mineralização extensiva que é eventualmente reabsorvida e substituída por osso verdadeiro . Importante é que este novo tecido provavelmente impede a difusão Até então crítica e troca de nutrientes entre a medula vertebral e o disco . Os vasos sanguíneos pequenos dentro do endplate também se tornam obliterados por esta calcificação, limitando ainda mais a troca de nutrientes vitais.
talvez surpreendentemente o endplate possa tornar-se revascularizado após a maturidade em algumas espécies em condições normais e patológicas. Neste último estudo, a revascularização, presumivelmente uma tentativa de reparação de tecidos, não foi capaz de reverter a inevitável cascata de degeneração causada por ruptura anular. A criação de vasos sanguíneos no endplato ocorre pela ativação das enzimas de degradação da matriz da metaloproteinase (MMP) que são normalmente mantidas em forma latente por inibidores dos tecidos .o fluxo sanguíneo na região dos endplatos não é inteiramente passivo, uma vez que existem receptores muscarínicos presentes que podem influenciar a nutrição do disco em condições fisiológicas alteradas . Estudos adicionais identificaram fibras nervosas e vasos sanguíneos nos endplatos e no osso subcondral em discos degenerados, sugerindo que a reparação dos tecidos pode estar associada à dor nas costas .
alterações morfológicas nos endplados são geralmente observadas com o avanço da idade, mas também são evidentes em associação com mudanças patológicas no núcleo e anulos em estágios avançados de doença degenerativa do disco . As primeiras mudanças microscópicas observadas são fissuras e fissuras ao longo do comprimento do endplate no plano horizontal, com morte de condrocito ocasional. Não é incomum ver vasos sanguíneos invasores com ossificação adjacente de endplate ósseo. Eventualmente, a cartilagem é superada pela ossificação. Se ainda for razoavelmente saudável, o núcleo preenche os vazios criados à medida que os vasos sanguíneos perfuram o endplate, embora estes defeitos não quebrem o endplate ósseo. Na quinta década, o material nuclear é visto a se projetar para a medula vertebral com esclerose óssea focal resultante da remodelação ativa. Muitas vezes a cartilagem está completamente perdida. Num modelo animal de degeneração do disco de espondilólise, incluindo perda do endplato, foi observada e foi acompanhada por um aumento da apoptose dos condrócitos de endplate, indicando possível envolvimento da morte celular programada na degeneração do disco relacionada com a idade .
modelagem teórica de elementos finitos concorda com observações microscópicas detalhadas de que o endplato é suscetível a falha mecânica, quase sem exceção no ponto de fixação ao osso subcondral e presumivelmente devido à fraca fixação das fibrilhas de colagénio ao osso, como mencionado anteriormente . Estudos de autópsia também mostram que partes do endplato podem ser separadas do corpo vertebral e hérnias do disco, juntamente com fibras anulares anexadas . Parece que o ponto no qual as fibras anulares se inserem no corpo vertebral na vizinhança do anel epifiseal é inerentemente fraco, e parece mais do que coincidência que este é um local comum para fraturas em adolescentes . Estudos experimentais com espinhos de porcos adolescentes têm reproduzido achados semelhantes após compressão mecânica . Note-se que este padrão de lesão é bastante diferente do observado na coluna vertebral adulta, onde o endplate e osso trabecular adjacente estão envolvidos .
o defeito mais comum observado no endplato é provavelmente o nó de Schmorl, que é uma protrusão vertical do conteúdo do núcleo no corpo vertebral adjacente . Os nódulos de Schmorl são vistos em mais de 70% dos espinhos na autópsia com igual frequência acima e abaixo da idade de 50 anos, sugerindo que eles aparecem relativamente cedo na vida . Que devem ser duas vezes mais comuns em homens até aos 59 anos de idade sugere que eles ocorrem como resultado de trauma ocupacional. Curiosamente, no entanto, há uma mudança de gênero após 60 anos de idade e eles são duas vezes mais comuns nas mulheres! Isto ocorre numa altura em que o disco é mais susceptível de ruptura devido a alterações, tais como osteoporose, que estão geralmente associadas a idade avançada. Em qualquer caso, os discos com nós de Schmorls são mais degenerados do que outros discos em uma idade precoce .
exatamente o que faz com que os nós de Schmorl se formem permanece um mistério. Parece haver pouca dúvida de que eles começam como pequenos defeitos e, portanto, nem sempre são vistos tão frequentemente em radiografias clínicas como eles são na autópsia . Eles se tornam mais aparentes radiologicamente como prolapso nuclear resulta em redução da altura do disco e uma cartilaginosa tampa e, eventualmente, nova forma óssea em torno do prolapso. Embora a maioria dos endplates não mostrem nenhuma evidência de perfurações naturais, Schmorl sugeriu que essas lesões surgem de pontos fracos focais causados pela cartilagem degenerada . Na ausência de trauma direto ou destruição resultante do envolvimento neoplásico, os endplates estão intactos e é geralmente assumido que o tecido cicatricial que permanece após o fechamento dos pequenos canais vasculares na coluna em desenvolvimento permite a protrusão através destes pontos fracos . Pode ser significativo que espécimes com nódulos de Schmorl tenham significativamente mais contatos de medula nos endplates, sugerindo que essas lesões podem contribuir para patologia adicional, como a doença de Scheuermann, na qual eles têm destaque.apesar de ser completamente errado sugerir que a degeneração do disco por si só é a única causa da dor nas costas, seria ingênuo ignorar a forte correlação que existe entre as duas entidades. Como resultado de excitantes desenvolvimentos no campo da medula espinhal pesquisa que estamos agora mais consciente do que nunca de processos celulares que ocorrem na degeneração de disco, e como nós nos movemos para o excitante era da “medicina regenerativa” ou “tratamentos biológicos” há um interesse crescente e até mesmo uma expectativa de que as doenças degenerativas podem ser tratados por uma “bala mágica”.
Os tratamentos que poderiam ser potencialmente disponíveis para a regeneração das placas terminais, em particular, são numerosos e diversos, e na verdade a maioria dos que estão sendo consideradas no contexto do disco, como um todo, devido a interações complexas entre os componentes individuais do disco. Tais abordagens incluem a utilização de proteínas recombinantes, citocinas ou factores de crescimento , terapia molecular , técnicas de transferência de genes , terapia celular . Estes tópicos separados são tão detalhados que qualquer tentativa de resumi-los em alguns parágrafos não lhes faria justiça. O leitor é referido em vez disso à literatura abrangente (incluindo as revisões referenciadas acima) que contém muitos excelentes trabalhos sobre cada tópico.
a maioria destes conceitos quase não progrediu dos testes in vitro e, como tal, é improvável que tenha aplicação clínica prática num futuro próximo. Não se trata de uma crítica a estes trabalhos. Pelo contrário, é uma advertência cautelosa de que pode demorar muitos anos até vermos os resultados de ensaios adequadamente conduzidos que avaliam a sua eficácia clínica. Realisticamente, estes tratamentos não vão reverter completamente o processo degenerativo, mas eles podem oferecer o potencial de parar ou, pelo menos, atrasar as consequências inevitáveis. A chave para esta abordagem será identificar alvos apropriados, sejam eles genes, moléculas bioativas, tipos celulares particulares ou, mais importante, o paciente. Os destinatários destes tratamentos terão de ser cuidadosamente seleccionados, uma vez que existem provas convincentes de que factores tão diversos como a genética, o tabagismo, a ocupação e a imobilização, influenciam o metabolismo das células do disco através da difusão de endplados e, consequentemente, da nutrição das células. Será igualmente importante assegurar que as células do disco sobrevivam e funcionem adequadamente para obter o máximo benefício de tais tratamentos.
degeneração do disco é uma questão complexa que envolve vários fatores, dos quais o endplate é apenas um exemplo. Pesquisas incrementais cuidadosas estão lentamente desvendando seus mistérios e há razão para estar otimista de que um dia haverá tratamentos disponíveis para resolver os problemas universais associados à dor nas costas.