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1、椎间盘退变机制摘要：椎间盘退变是引起腰背部出现疼痛的主要因素之一。据研究显示，在椎间盘出现退变的过程当中，主要的影响机制有生物学机制以及免疫学机制。他们通过不同的作用方式对椎间盘的退变产生作用。本文主要针对不同的作用机制对椎间盘的退变产生影响进行简单阐述。关键词 椎间盘退化；生物学机制；免疫学机制；炎症因子Abstract: Intervertebral disc degeneration（IVDD） is one of the main factors causing the lower back pain. Research shows that, in the course of int
2、ervertebral disc degeneration among major impact mechanism and the biological mechanisms of immunological mechanisms. They have an effect degenerative disc through different modes of action. This paper investigates the influence of different mechanisms of intervertebral disc degeneration simple elab
3、oration. Keywords intervertebral disc degeneration; biological mechanisms; immunological mechanisms; inflammatory factors椎间盘退变(Intervertebral disc degeneration，IVDD)是一种继发性的由椎间盘起源的脊柱退行性的疾病，在临床上，该疾病的主要症状为脊柱节段不稳、椎管狭窄、颈椎病、腰腿痛、椎间盘的突出等等 1。椎间盘的突出症以及由其引起的系列运动功能上的障碍广泛存在于 70%的人群当中。自上世纪 60 年代开始，国内外研究学者便对引起椎间盘发
4、生退变的主要机制进行不懈的研究，但其确切的机理尚未明确 2。目前来看，国内外的研究学者主要通过生物化学、生物力学以及免疫学等各方面进行了相关机理的阐述。本文主要针对引起椎间盘退变的生物学以及免疫学方面进行研究概述。1.生物学机制1.1 细胞凋亡的失衡基因是生物体内遗传信息的主要载体，并且生物体内存在的多数过程都受到基因的各种不同方式的调控。同样，细胞的出生直至凋亡过程也受到基因调控作用的支配。调控细胞进行凋亡的额主要代表基因为基因 FasApo-1。该基因表达的产物蛋白在细胞凋亡的过程中起到了凋亡信号的受体的作用。相关研究显示，在关节软骨处，该基因有表达存在，而是用其蛋白抗体对患有关节炎疾病的
5、患者软骨处细胞进行处理后发现，该处细胞会出现凋亡的现象，因此，可以得到关节的软骨发生退变主要是由于软骨处细胞发生凋亡所引起的结论 3。还有学者针对该蛋白在动物身体各个部位的表达率及影响椎间盘细胞存在的各种酶类的状态进行了相关研究。根据其研究结果推断，细胞凋亡的失衡可能是引起动物椎间盘发生退变的主要机制之一。1.2 基质中酶活性改变椎间盘在组织上是一种具有高度的特异性的结构，它是由许多种不同的结缔组织组成的，在组成顺序上具有合理的顺序性对于椎间盘正常功能的行使具有很重要的意义。在椎间盘发生退变以后，这些组成成分在生化性质及其比例方面出现了极大的改变。在椎间盘出现退变时，与其相关的主要的酶类有两大
6、类：金属蛋白酶和丝氨酸蛋白酶。根据相关研究学者的研究结果显示，金属蛋白酶在正常人体椎间盘内的水平明显低于退变患者的浓度水平。而且在正常人的椎间盘的内部存在着很多种类的丝氨酸蛋白酶的抑制剂（SPI） ，并且在发生退变的患者体内 SPI 的浓度明显降低 4-6。由以上所述可以得到椎间盘基质中的酶类活性的改变是椎间盘退变过程中的另外一个机制。2.免疫学机制2.4 自身的免疫反应在人体内，椎间盘是一个最大的没有血管存在的结构组织，它是以封闭的形式存在于人体中。当胚胎在发育的阶段发育至成熟以后，血管则会逐渐退化，最终没有血液的供应存在，最终因为没有接触到周围的循环，进而最终形成隐蔽的抗原，使其与机体内的
7、其他免疫机制相分离。当机体内的椎间盘出现病损或者损伤以后，髓核会从纤维环或者是后纵韧带的包围之中冲破出来，而在机体对损伤进行修复的过程当中，在髓核组织当中会长入新的血管，进而帮助髓核组织和机体内的免疫系统重新建立起接触联系，在髓核的基质里面，糖蛋白与-蛋白会分化变成抗原，经过免疫应答后，就会出现椎间盘内部的免疫学反应。为了对免疫反应在椎间盘发生退变中的作用机制，国内为学者为此进行了系列的研究，验证。综合其研究成果显示，在椎间盘退变的过程中，椎间盘组织内部存在着部分的抗原抗体复合物，而正常人体内并不存在这一现象。因此，可以得出在椎间盘发生退变时，免疫学反应具有一定的作用，但仍有很多问题有待于进一
8、步的进行研究与探索 7-8。2.2 炎症因子因素在椎间盘发生退化的过程中，目前研究较多的炎症因子主要有TNF-（即肿瘤坏死因子-） ，IL-1（白细胞介素-1） ，IL-6 （白细胞介素-6） ，IL-20（白细胞介素-20 ）等 9-11。这些因子在椎间盘出现退变及退变发展的过程中起到重要的作用。研究发现，在椎间盘出现退变时，上述炎症因子在含量上明显得到了增加，并且椎间盘发生退变的速率因此而出现加速的现象。2.2.1TNF-TNF- 是由椎间盘的髓核细胞产生的物质，它的存在会使得神经纤维的内膜出现水肿，并且使得脊神经根发生疼痛的现象。相关研究结果显示，对于 98 例志愿者中的年轻人和老年人的
9、椎间盘中含有 TNF- 的浓度含量进行比较后发现，在老年人的椎间盘中，TNF- 的表达处于较高的水平。在近些年的大量关于椎间盘退化的研究中得到的结果显示，在对神经根的敏感性调节方面，TNF- 具有较为关键的作用。在科学家 Cuellar 等人以大鼠作为研究对象的研究中发现，当对大鼠的 L5 背部根神经节的附近注射进 TNF- 后，与注射入相同体积脂肪的对照组相比，大鼠的神经处疼痛症状更为明显 9。综合不同科学家的研究研究成果可以发现，TNF- 不仅仅对于椎间盘内的细胞代谢产生应激作用，在一定程度上增加了代谢产物的含量；而且由髓核细胞所分泌产生的 TNF- 对于诱导细胞的自身凋亡具有重要的作用。
10、除此之外，TNF- 还具有促进中性粒细胞以及巨噬细胞释放大量炎症相关介质的释放的作用，最终导致椎间盘出现系列的退变。2.2.2 IL-1、IL-6 和 IL-20在大多数的炎症反应过程当中，IL 具有重要的作用，而在椎间盘发生退变的过程当中，起到主要作用的 IL 有 IL-1、IL-6 和 IL-20 等类型的白细胞介素。IL-1 在椎间盘内是由单核巨噬细胞主要分泌的，它是一种具有较强致痛作用的炎症因子。科学家对于 IL-1 作用机制以及功能的研究结果显示， IL-1 所具有的基因的类型和椎间盘发生退变与否具有很密切的关系，并且在出现退变的椎间盘中 IL-1 的表达量明显较正常的椎间盘高出许多
11、；IL-1 还具有使椎间盘中存在的细胞内部凋亡基因激活的作用。在使用 IL-1 对椎间盘加以刺激后，IL-6的浓度明显的升高。IL-6 是一种具有重要功能的炎症促进剂，它能够对细胞产生刺激，进而使细胞出现聚集、激活以及释放炎症性介质，从而增加了背部神经节的敏感程度，使腰背部以及坐骨神经出现疼痛的感觉。近些年的研究结果表明，在椎间盘出现退变的过程当中 IL-20 也起到了很重要的作用，它不仅可以诱发炎症的发生，并且对于 IL-1 的反馈机制也具有作用 10-11。2.2.3 其他炎症因子PGF2 作为人体内最为重要的炎症性的致痛物质之一，它可以通过神经元对其进行去极化作用，产生疼痛感。而体内的
12、PGF2 合成与否主要是由 PLA2（磷脂酶 A2）以及 COX2 来决定的，COX2 产生的作用更为重要。研究显示，在椎间盘退变的过程中,PGF2 所具有的的作用主要表现为症状方面的改变，主要是使机体对于其他一些致痛物质的敏感性明显的增强，使神经根部出现水肿症状，进而出现神经性疼痛 12。NO 在椎间盘发生退变的过程中，主要起到的是对体内产生炎性因子进行介导性抑制作用（这些炎症因子主要是由软骨细胞内的蛋白多糖合成的） ，NO会对神经的长入产生诱导，进而引起患者出现临床上的疼痛症状，使得椎间盘内的细胞外面基质生成量降低，丧失椎间盘原本所具有的的结构和功能，对椎间盘的退变具有加速作用 13。目前
13、，对于一些炎症因子在椎间盘出现退变的过程中产生的主要作用研究的已较为明确，而且对于影响的方式以及路径的研究也在陆续的得以发现，证实。综上所述，引起椎间盘出现退变的机制相当的错综复杂，在各影响因素之间相互联系，又相互独立。椎间盘的退变给人类的生活质量带来很大的影响，因此，我们在日常的生活中应保持正常的习惯，对椎间盘进行保护，避免出现椎间盘的退变现象，也避免加快其退变的速度。在对椎间盘的退变机制研究过程中，随着研究的不断深入，我们对于其退变的认识水平以及治疗水平也会不断的得以提高。参考文献：1朱洪勋, 韩成龙.椎间盘退变机制及动物模型建立的研究进展J.中国矫形外科杂志.2011.19(5):389
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