manuskript
trots allt som är känt från årtionden av forskning förblir den intervertebrala skivan en gåta. Det är en unik och anmärkningsvärd enhet och kanske den enda aspekten som är ansvarig för mycket av dess mysterium är att en så stor struktur kan överleva och fungera under de svåraste fysiologiska förhållandena. Skivorna i den mänskliga ryggraden är de största icke-vaskulariserade strukturerna i kroppen, och i den största av dem (i ländryggen) kan vissa celler vara 20 mm från närmaste direkta blodtillförsel. Trots deras uppenbara motståndskraft är dock de inhemska cellerna inte odödliga. Det är inte ovanligt att skivor visar tecken på försämring vid 25 års ålder och det är i detta avseende att ryggraden spelar en viktig roll.
skivor är ungefär cylindriska strukturer som varierar i storlek och form gradvis från livmoderhalsen till ländryggen. De består alla av en välhydrerad Central nucleus pulposus som omges av de fasta men flexibla kollagenösa lamellerna i annulus fibrosus . Vid de kraniala och kaudala ändarna på varje skiva är ändplattorna som separerar ryggradsbenet från själva skivan och förhindrar att den mycket hydratiserade kärnan buktar in i de intilliggande ryggkotorna. Ändplattorna absorberar också det betydande hydrostatiska trycket som är resultatet av mekanisk belastning av ryggraden . Ändplattorna är vanligtvis mindre än 1 mm tjocka, och även om detta varierar avsevärt över bredden på en enda skiva, tenderar de att vara tunnaste i det centrala området intill kärnan .ändplattorna är identifierbara från ett tidigt embryologiskt Stadium och har en osseös såväl som en hyalinbroskkomponent . Den broskiga komponenten verkar generera stort intresse eftersom den kvarstår under normal mognad medan de intilliggande ryggkotorna genomgår ossifikation. Den består av en gel av hydratiserade proteoglykanmolekyler förstärkta av ett nätverk av kollagenfibriller. Till skillnad från ledbrosket i synoviala leder kopplar kollagenfibrillerna inte ändplattan direkt till ryggradsbenet , även om ändplattan har intim kontakt med skivan genom lamellerna i den inre ringen . Ett nätverk av mikroskopiska blodkärl tränger igenom ändplattorna under utvecklingen av den växande ryggraden, främst för att ge näring till skivan, innan de försvinner runt tiden för skelettmognad . Bortsett från en gles kärltillförsel i de yttre lamellerna på annulus mogna skivor är nästan helt beroende av diffusion av väsentliga lösta ämnen över ändplattorna för näring och metabolisk utbyte .
den biokemiska sammansättningen av ändplattorna, från normalitet genom spektrumet av degenerativa tillstånd, har dokumenterats i stor utsträckning . Av de flera kollagenarterna som finns i skivan anses Typ X vara den viktigaste i ändplattan eftersom det är en markör för hypertrofiska kondrocyter och är involverad i förkalkning . Vidare har inaktivering av en kollagen II-genallel hos unga möss visat sig leda till lägre glyskosaminogloykannivåer i ändplattorna och tjockare, mer oregelbundna Ändplattor som förkalkas för tidigt .
Proteoglykanmolekyler i matrisen är kritiska för kontroll av löst transport och underhåll av vatteninnehåll i synnerhet genom skivan, och utarmning av proteoglykaner från ändplattans brosk är associerad med förlust av proteoglykaner från kärnan . Det följer därför att proteoglykanförlust i slutändan skulle leda till degenerering av skivan . Förändringar i skivbiokemi, särskilt i ändplattan, under skeletttillväxtfasen kan också vara involverade i utvecklingen av skolios .
mycket uppmärksamhet har fokuserats på att förstå aspekter av skivnäring och de allmänna processerna i samband med skivmetabolism. In vitro-studier med små färgämnesmolekyler har visat att ändplattans laterala marginaler nära ryggraden är relativt ogenomträngliga jämfört med den centrala delen eller hela ringen . Kvantitativa studier med humana obduktionsprover har visat att ändplattans permeabilitet beror på mikroskopiska blodkärl i den centrala ändplattan som är fler än i skivans marginaler . Detta vaskulära nätverk har visats med hjälp av enkla injektionstekniker och visar att diffusion av små lösta ämnen från dessa kärl är den huvudsakliga mekanismen för överföring av näringsämnen till skivan . Processen är emellertid selektiv baserad helt på molekylstorlek och jonladdning av de involverade molekylerna. Netto negativ laddning av kärnan som ges av den höga koncentrationen av proteoglykaner i kärnan tillåter passage av positiva joner såsom natrium och kalcium och oladdade molekyler såsom glukos och syre, samtidigt som det hindrar rörelse av negativt laddade joner såsom sulfat och klorid och makromolekyler såsom immunoglobuliner och enzymer. Betydelsen av ändplattan i skivans metabolism har bekräftats av en mängd olika laboratorietekniker .efter att ha nått skelettmognad genomgår brosket på ändplattan betydande ombyggnad, vilket resulterar i omfattande mineralisering som så småningom resorberas och ersätts av äkta ben . Viktigt är att denna nya vävnad sannolikt hindrar den hittills kritiska diffusionen och näringsutbytet mellan ryggraden och skivan . De små blodkärlen i ändplattan blir också utplånade av denna förkalkning, vilket ytterligare begränsar utbytet av vitala näringsämnen.
kanske överraskande kan ändplattan revaskulariseras efter mognad hos vissa arter under normala och patologiska förhållanden. I den senare studien kunde revaskulariseringen, som antogs vara ett försök till vävnadsreparation, inte vända den oundvikliga kaskaden av degeneration orsakad av ringformig störning. Skapandet av blodkärl i ändplattan sker genom aktivering av matris nedbrytande metalloproteinas (MMP) enzymer som normalt upprätthålls i latent form av vävnadshämmare .blodflödet i ändplattans område är inte helt passivt eftersom det finns muskarinreceptorer närvarande som kan påverka skivnäring under förändrade fysiologiska förhållanden . Ytterligare studier har identifierat nervfibrer och blodkärl i ändplattorna och subkondralt ben i degenererade skivor vilket tyder på att vävnadsreparation kan vara förknippad med ryggsmärta .
morfologiska förändringar i ändplattorna ses vanligtvis med stigande ålder men är också uppenbara i samband med patologiska förändringar i kärnan och annulus i avancerade stadier av degenerativ skivsjukdom . De tidigaste mikroskopiska förändringarna som ses är sprickor och klyftor längs ändplattans längd i horisontalplanet med tillfällig kondrocytdöd. Det är inte ovanligt att se invaderande blodkärl med intilliggande benig ändplatta benbildning. Så småningom övervinnas brosket genom ossifikation. Om det fortfarande är rimligt friskt fyller kärnan hålrummen som skapas när blodkärlen perforerar ändplattan, även om dessa defekter inte bryter mot den beniga ändplattan. Vid det femte decenniet ses kärnmaterial att skjuta ut i ryggraden med fokal benskleros som härrör från den aktiva ombyggnaden. Ofta är brosket helt förlorat. I en djurmodell av spondylolys sågs skivdegenerering, inklusive förlust av ändplattan, och åtföljdes av ökad apoptos av ändplattkondrocyter, vilket indikerar eventuellt involvering av programmerad celldöd vid åldersrelaterad skivdegenerering .
teoretisk finit elementmodellering överensstämmer med detaljerade mikroskopiska observationer att ändplattan är mottaglig för mekaniskt fel, nästan utan undantag vid fästpunkten till det subkondrala benet och förmodligen på grund av den dåliga bindningen av kollagenfibrillerna till benet som tidigare nämnts . Obduktionsstudier visar också att delar av ändplattan kan separeras från ryggraden och herniat från skivan tillsammans med bifogade ringformiga fibrer . Det verkar som om den punkt vid vilken de ringformiga fibrerna sätts in i ryggraden i närheten av epifysringen är i sig svag och verkar mer än tillfälligt att detta är en vanlig plats för fraktur hos ungdomar . Experimentella studier med ryggraden hos tonåriga grisar har reproducerat liknande fynd efter mekanisk kompression . Det bör noteras att detta skademönster är helt annorlunda än det som ses i den vuxna ryggraden, där ändplattan och intilliggande trabekulärt ben är inblandade .
den vanligaste ändplattdefekten som observeras är förmodligen Schmorls nod, som är ett vertikalt utskjutande av innehållet i kärnan i den intilliggande ryggkroppen . Schmorls noder ses i mer än 70% av ryggraden vid obduktion med samma frekvens över och under 50 års ålder, vilket tyder på att de förekommer relativt tidigt i livet . Att de ska vara dubbelt så vanliga hos män upp till 59 års ålder tyder på att de uppstår som ett resultat av arbetstrauma. Märkligt men det finns en könsbyte efter 60 års ålder och de är dubbelt så vanliga hos kvinnor! Detta inträffar vid en tidpunkt då skivan är mer benägna att brista på grund av förändringar, såsom osteoporos, som i allmänhet är förknippade med avancerad ålder. Under alla omständigheter är skivor med Schmorls noder mer degenererade än andra skivor i en tidig ålder .
exakt vad som orsakar Schmorls noder att bilda förblir ett mysterium. Det verkar lite tvivel om att de börjar som små defekter och därför inte alltid ses så ofta på kliniska röntgenbilder som de är vid obduktion . De blir tydligare radiologiskt eftersom kärnprolaps resulterar i minskad skivhöjd och en broskig keps och så småningom ny benform runt prolapsen. Även om de flesta Ändplattor inte visar några bevis på naturliga perforeringar, föreslog Schmorl att dessa lesioner härrör från fokala svaga fläckar orsakade av degenererat brosk . I avsaknad av direkt trauma eller förstörelse till följd av neoplastisk involvering är ändplattorna intakta och det antas generellt att ärrvävnad som kvarstår efter stängning av de små vaskulära kanalerna i den utvecklande ryggraden tillåter utskjutning genom dessa svaga fläckar . Det kan vara betydelsefullt att prover med Schmorls noder har betydligt fler märgkontakter i ändplattorna, vilket tyder på att dessa lesioner kan bidra till ytterligare patologi såsom Scheuermanns sjukdom, där de är framträdande.
Även om det skulle vara helt felaktigt att föreslå att skivdegenerering i sig är den enda orsaken till ryggsmärta, skulle det ändå vara naivt att ignorera den starka korrelationen som finns mellan de två enheterna. Som ett resultat av spännande utveckling inom ryggradsforskning är vi nu mer medvetna än någonsin om de cellulära processer som uppstår vid skivdegenerering, och när vi går in i den spännande eran av ”regenerativ medicin” eller ”biologiska behandlingar” finns det ett ökande intresse och till och med en förväntan om att degenerativa sjukdomar kan behandlas med en ”magisk kula”.
de behandlingar som potentiellt kan vara tillgängliga för regenerering av ändplattorna i synnerhet är många och olika, och i själva verket övervägs de flesta i skivans sammanhang som helhet på grund av de komplexa interaktionerna mellan skivans enskilda komponenter. Sådana tillvägagångssätt innefattar användningen av rekombinanta proteiner, cytokiner eller tillväxtfaktorer , Molekylär Terapi , genöverföringstekniker , cellterapi . Dessa separata ämnen är så detaljerade att varje försök att sammanfatta dem i några stycken inte skulle göra dem rättvisa. Läsaren hänvisas istället till den omfattande litteraturen (inklusive de recensioner som refereras ovan) som innehåller många utmärkta papper om varje ämne.
de flesta av dessa begrepp har knappt utvecklats från in vitro-testning, och som sådana är det osannolikt att de har praktisk klinisk tillämpning inom en snar framtid. Detta är inte en kritik av dessa verk. Tvärtom är det en försiktig varning om att det kan ta många år innan vi ser resultaten av lämpligt genomförda studier som utvärderar deras kliniska effekt. Realistiskt kommer dessa behandlingar inte helt att vända den degenerativa processen men de kan erbjuda potentialen att stoppa eller åtminstone fördröja de oundvikliga konsekvenserna. Nyckeln till detta tillvägagångssätt är att identifiera lämpliga mål, oavsett om de är gener, bioaktiva molekyler, specifika celltyper eller viktigast av allt, patienten. Mottagare av dessa behandlingar måste väljas noggrant eftersom det finns övertygande bevis för att faktorer som är så olika som genetik, cigarettrökning, ockupation och immobilisering påverkar skivcellens metabolism genom ändplatsdiffusion och därmed näring av celler. Det kommer att vara lika viktigt att se till att cellerna i skivan överlever och fungerar på lämpligt sätt för att få maximal nytta av sådana behandlingar.
skivdegenerering är en komplex fråga som involverar otaliga faktorer, varav ändplattan bara är ett exempel. Noggrann inkrementell forskning avslöjar långsamt sina mysterier och det finns anledning att vara optimistisk att det en dag kommer att finnas behandlingar tillgängliga för att ta itu med de universella problemen i samband med ryggsmärta.