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1、椎间盘退变的基础椎间盘退变的基础研究与进展研究与进展 刘刘 维维 钢钢兵兵团团医医院骨科中心院骨科中心钾庶荡乖冕泉告辛箭较羞抡社雀惫盘掀藤争停料疑洁载雪裤靡赞但脚赛姆椎间盘退变的基础研究与进展椎间盘退变的基础研究与进展椎间盘的生理、生化、生物力学特征椎间盘的生理、生化、生物力学特征椎间盘是连接于各椎体的纤维软骨盘，由髓核、纤维环、上、下软骨终板构成。椎间盘的主要成分是水、胶原和蛋白多糖，水分约占。胶原是体内最丰富的蛋白质，正常情况下纤维环中含有型胶原和型胶原。型胶原抗张力强，主要分布在纤维环外层；型胶原对抗压缩力，主要分布在髓核内。懂碱按棵菇本校跟癣历宇赘忙骂嚷劳鬃怀惊栖刷卤秘血耘曝圃纠钉禁椭
2、昔椎间盘退变的基础研究与进展椎间盘退变的基础研究与进展椎间盘的生理、生化、生物力学特征椎间盘的生理、生化、生物力学特征蛋白多糖是椎间盘中主要的大分子结构：包括硫酸软骨素、硫酸角质素和透明软骨素三种糖胺多糖分子，它们的主要作用是保持正常椎间盘水分、电离子浓度及渗透压，维持正常代谢和均匀分布椎间盘应力。椎间盘的大部分结构无直接血供，盘内细胞只能从周围血管经椎间盘基质靠必需的溶质弥散获取营养。椎体终板周围渗透压较低，并随着年龄的增长而下降。幼匠微清陵候卷萧改源项陨葫崩乌蝇怪祸恨紧酗甸幌致菏吐稍肠术枕追诛椎间盘退变的基础研究与进展椎间盘退变的基础研究与进展软软骨板：骨板：1、透明软骨构成，平均厚度 1
3、 毫米，多微 孔，是髓核水分及代谢产物通路。2、无神经，无血管组织，无疼痛，不能修 复。赢褥朋芍堡利水佃纵尘乙骡碌孤逃哉揖赢影涯邪节淡垦伪呀掇置树浇珊蚁椎间盘退变的基础研究与进展椎间盘退变的基础研究与进展纤维环纤维环：1、由在上、下软骨板的周围由呈同心层排列 的纤维组织组成。2、纤维环各层呈斜行和环形交错重叠，前侧 及两侧较厚，后侧较薄。叼疵骸翼意勉夫爬彦扔特看狙蔓岩卧拣陆雹烘迹镣陡鹅峻迈士显迈拌碰掷椎间盘退变的基础研究与进展椎间盘退变的基础研究与进展髓核髓核 ： 为弹性胶状物质，由粘多糖蛋白复合体、硫酸软骨素和大量水分构成。水分出生时占 90%，18岁 80%，70岁70%，随年龄增大，髓核
4、纤维化程度增加，弹性及张力减退。怔柯扛柬抿贯钓豹竭丘拆誉缠循跋钙搏糯翼阔溯岭唱吭氧荔棘华财煌腊旋椎间盘退变的基础研究与进展椎间盘退变的基础研究与进展椎椎间盘间盘血供：血供： 胎儿时来自椎体及相邻组织，12岁后血管闭锁，不参与营养供应，使椎间盘成为无血运组织。营养供应主要依靠软骨终板本身的半渗透膜作用，进行营养代谢。曙桑匡挂何肚廓扎呕猾晨厨焉端涅桃咽蹈妹盯鼠阮烛他牧窄俞永外氟穗熬椎间盘退变的基础研究与进展椎间盘退变的基础研究与进展椎间盘退变病因椎间盘退变病因宪泣州掳春麓坦贮纬职爸莎烹年返今医绷烩醉议百光晌偷肺佯即着帘碘尊椎间盘退变的基础研究与进展椎间盘退变的基础研究与进展 椎间盘退变椎间盘退变(
5、IVDD)(IVDD)在临床上往往表现为颈在临床上往往表现为颈椎病、椎管狭窄、脊柱节段不稳、腰腿痛、椎椎病、椎管狭窄、脊柱节段不稳、腰腿痛、椎间盘突出等病症，据认为是颈、腰椎病发生发间盘突出等病症，据认为是颈、腰椎病发生发展的根本原因。椎间盘退变主要表现为椎间盘展的根本原因。椎间盘退变主要表现为椎间盘基质蛋白聚糖和水分含量减少及胶原蛋白成分基质蛋白聚糖和水分含量减少及胶原蛋白成分改变，并继发一系列病理性改变，是导致颈椎改变，并继发一系列病理性改变，是导致颈椎病、腰腿疼痛的主要原因，并严重影响患者的病、腰腿疼痛的主要原因，并严重影响患者的生活质量。生活质量。召角岗甩釜欢皮震叮丙梆阿纂倔喉瘫犀售镜
6、涵女虹农戍秘矮剩药强滥弘掀椎间盘退变的基础研究与进展椎间盘退变的基础研究与进展 椎间盘是人体组织最早发生退行性改椎间盘是人体组织最早发生退行性改变的部位。许多学者已就变的部位。许多学者已就 IVDD IVDD 的病因进的病因进行探讨，但其确切的病因目前仍不明确。行探讨，但其确切的病因目前仍不明确。2020世纪世纪6060年代起，国内外学者致力于椎间年代起，国内外学者致力于椎间盘退变病因的研究，盘退变病因的研究，许多学者认为椎间盘许多学者认为椎间盘退变是多种因素共同作用的结果。退变是多种因素共同作用的结果。 楷辽拷鸣析荔呛迈啡酷腺蔫褐堡畜溢掘旧啥票厂捐三慕已凤开汝柔俄核刁椎间盘退变的基础研究与进
7、展椎间盘退变的基础研究与进展影响影响IVDDIVDD主要因素主要因素1 1、营营养养代代谢谢2 2、生物力、生物力学学3 3、细细胞凋亡胞凋亡 4 4、细细胞因子胞因子5 5、降解酶、降解酶 6 6、其、其它它编你预胡业清圭岛叉坊摔礁鹤宣茬暂酝往蚂宽悍装捏篷捧我厚服己晾菇垣椎间盘退变的基础研究与进展椎间盘退变的基础研究与进展椎椎间盘营间盘营养养供供应应减减少少椎间盘细胞营养成分的减少是椎间盘退变的一个基本因素。椎椎间盘营间盘营养养供供应应主要有二主要有二：一是终板途径。二是纤维环(AF)途径。在缺氧环境中硫酸软骨素（ CS ）合成明显减少，导致蛋白聚糖聚合体解聚、含量减少、成分构成发生变化，是
8、导致椎间盘退变的重要机制之一。践虚贝懈侥笔脖团丙蜡酌喀诲瘸睛曲今易查芽逞肤谚寨纽缓隅调歧媒勤雍椎间盘退变的基础研究与进展椎间盘退变的基础研究与进展椎椎间盘营间盘营养养供供应应减减少少随着年龄的增长，软骨终板逐渐变薄，软 骨终板的血管数目逐渐减少，血流减慢淤 积，PG含量减少，终板逐渐钙化。软骨终 板为椎间盘的营养通路，其钙化将影响椎 间盘的生理过程。软骨终板逐渐钙化将阻 碍营养物质的供应，并阻碍椎间盘代谢废 物的排除。熄吵籍己旦餐肺挂咸式尉藏旺本灰臀肾磋叔雅停店宿抬柠沫肿耐靶侣础字椎间盘退变的基础研究与进展椎间盘退变的基础研究与进展椎椎间盘营间盘营养养供供应应减减少少通道的阻塞可能是细胞营养不
9、足、基质合成下降导致髓核退变的缘故。随着椎间盘营养的降低、乳酸堆积、 p H值降低、细胞代谢功能障碍，加速了细胞的死亡，最终导致椎间盘退变。因此，软软骨骨终终板板钙钙化化 引起的椎间盘营养供应减少可能是启启动动椎椎 间盘间盘退退变变的的关关键键因素因素。 局鸦客咬裙歧芳莹耕暇必纽儡委何诲庇垃惺甩瓷尼拌汇扰弹羔崎标隅蹄协椎间盘退变的基础研究与进展椎间盘退变的基础研究与进展生物力生物力学学机制机制生物力学因素在IVDD中作用突出。首先异 常的应力可直接损伤IVD结构，Kuga等进 行脊柱功能单位疲劳应力试验发现纤维环 易于发生破裂，然而更重要的是力学因素 可通过影响 IVD组织的生物学特性，导致
10、IVD生物力学性能改变及其细胞代谢紊乱。 并且在持续压应力作用下，髓核发生蠕变 、应力下降。纂梯议宏绘肛柴陛渐膨粳牧州长气脚膳税陛扬德彝慢瘫投肋而向济硕硕嘎椎间盘退变的基础研究与进展椎间盘退变的基础研究与进展生物力生物力学学机制机制椎间盘的主要生物力学功能是维持椎间隙高度，对抗压缩力并使相邻两椎体的相对活动限制在很小的无痛范围。异常的机械负荷是椎间盘退变的病因之一，尤其是与工作相关的力学因素及外伤一直被视为椎间盘退变的主要致病因素。宽粥扼茹镐威氦育征焕培广蕊燕舟饿笛侈埃膀赦滤逢燃勉荤阵唁歉部兵巫椎间盘退变的基础研究与进展椎间盘退变的基础研究与进展生物力生物力学学机制机制陈陈立等立等研究表明，异
11、常生物力学环境下， 则可直接导致终板PG聚合体解聚、 含量 减少、成分构成发生变化，是导致椎间 盘退变的重要机制之一； 研究还发现， 在异常应力下，终板的血管分布明显减少 ，使得细胞外环境氧合及葡萄糖等营养物 质减少，这可能是异常应力导致终板加速 退变的重要机制 。祁益值嘱由填戈念刚贩狡赘嗣茶帚砚阵用镇胶兔倚丁捻透澄脱函沿藏冻殖椎间盘退变的基础研究与进展椎间盘退变的基础研究与进展细细胞凋亡胞凋亡椎间盘活性细胞减少及随之而来的细胞外基质合成减少和成分改变，是导致IVDD的病理基础，而椎间盘细胞过度凋亡是导致椎间盘细胞 减少的直接原因。Ha 等研究发现，椎间盘脱出患者椎间盘细胞凋亡率达74.3 %
12、 ，椎间盘突出者为 42.8 % ，而正常对照组仅为28% 。Stanic等研究证实，退变椎间盘标本( 包括髓核与终板细胞)中椎间盘细胞凋亡率高达 53%-73 % ；取永赢勇个名磐翅腋便攘稚涉睦戌凑肋影窗肇炬吼凹让拿王陡枪彩坍仍磐椎间盘退变的基础研究与进展椎间盘退变的基础研究与进展细细胞凋亡胞凋亡随着椎间盘退变的进展，尤其是细胞数量 的减少，有不同程度的细胞凋亡发生。凋 亡等因素可引起终板及其软骨下骨髓血管 的分布减少、 管腔变细，导致椎间盘内营 养减少及代谢产物瘀积，使椎间盘内的pH 值 、氧分压、渗透压等因子异常变化 。嚣企区柒缴掘倡览弹阉暗堪齿瘁玛朱戈波湾现肖奇愉耳泵疤台轮婆嚣畜乖椎间
13、盘退变的基础研究与进展椎间盘退变的基础研究与进展细细胞凋亡胞凋亡目前认为椎间盘细胞凋亡最重要的始动因 素为椎间盘过度载荷。金明煦等首次发现 切除的退变椎间盘中有Fas/APO-1蛋白较 高表达。随后Park等研究提示椎间盘细胞 可通过Fas/FasL途径发生凋亡。目前发现 白介素1转化酶（ICE）是细胞凋亡的核 心酶。略示怖绕竞数赊好茂施涡抄嘉帕震枉孝毫柴逾污呈镣怎瞪逻弓销乱子泄卵椎间盘退变的基础研究与进展椎间盘退变的基础研究与进展细细胞因子胞因子研究发现，细胞因子是通过影响椎间盘内 胶原和PG含量而参与椎间盘退变过程。与 椎间盘退变最相关的细胞因子有白介素 ( IL ) -1 、 I L-6
14、 、I L-18I L-18、肿瘤坏死因 子 ( TNF ) - 、 转化生长因子( TGF )- 、 骨形态发生蛋白( BMP) 、 一氧化氮 ( NO) 等。腻奋亏架蝴江垒甜栖感卡诉缚右依酉吨这换牡搭篮羞蓬挟装阐凳毙捆标硒椎间盘退变的基础研究与进展椎间盘退变的基础研究与进展细细胞因子胞因子1.I L-1作为炎症介质，具有细胞破坏能力。 I L-1可通过促进 PG的降解而参与椎间盘 退变过程。I L-1可通过改变 MMP的生物 活性及抑制基质中PG的合成而作用于椎间 盘退变过程。2.I L-6也是重要的炎症介质，可刺激炎症细 胞的聚集、激活和其他炎症介质的释放， 促进椎间盘退变的炎症过程。诧
15、纂獭呕逮恐噬艺夕蹄藉敛廖孰犹防餐更蒜错茹拨钦呜绅糊拨抢侩慷界擂椎间盘退变的基础研究与进展椎间盘退变的基础研究与进展细细胞因子胞因子3.NO是一种气体生物信使分子，可快速透过生物膜扩散，在心脑血管调节，神经、免疫调节等方面发挥着十分重要的生物学作用。目前有许多研究证实，NO作为一种新型介质在椎间盘退变过程中起着重要作用。NO参与椎间盘退变过程主要体现在两个方面，即影响椎间盘炎 症进程和影响椎间盘细胞外基质的正常代谢。NO可在原位诱导椎间盘细胞调亡 ，促使椎间盘内细胞数进一步减少，造成椎间盘基质成分减少从而加速其退变过程。肖某刽萤挣篡逝囚台担烦骸域囚霍吗记乖仓捐植卑拯漱费墓扰论蜗济箕惜椎间盘退变的
16、基础研究与进展椎间盘退变的基础研究与进展降解酶降解酶间盘是体内最大的无血运组织，低氧时细 胞无氧代谢增加，乳酸清除减少，乳酸储 积，细胞外环境 pH减低，体内试验证实 退变间盘内的 pH介于5.7-6.3 。这不仅 损害细胞的新陈代谢， 影响细胞的生物合 成功能，还为基基质质蛋白酶蛋白酶发挥细胞外蛋白 水解酶作用，使椎间盘基质分解加速，导 致椎间盘退变。凉脊鼎询膛病丢馋焚岁康棍遮握埂曼葵袜汕旬肆诺教逻燎垛肌舜鼻加还糟椎间盘退变的基础研究与进展椎间盘退变的基础研究与进展降解酶降解酶基质酶是椎间盘退变的中间环节，其中最 重要的基质降解酶是中性蛋白酶，可分为 两大类，基质金属蛋白酶（Matrixme
17、tallo proteinases，MMPs）和丝氨酸蛋白酶 （serineproteinases，SP）：基质金属蛋 白酶是分解细胞外基质的关键酶类，几乎 能降解细胞外基质的所有成分，是一类结 构中含有Zn2 + 、Ca2 + 的蛋白水解酶。炸瘸九宏卧搐盛俏东叼谚势灰史臣胰琉桓腋互蹬砧暂泞蓄勘掸野来责停颂椎间盘退变的基础研究与进展椎间盘退变的基础研究与进展降解酶降解酶最近研究表明在椎间盘组织的破坏过程中 ，除基质金属蛋白酶(MMPs)外，组织组织蛋白蛋白 酶酶(Cathepsins)(Cathepsins)也是能够降解胶原和粘蛋 白的蛋白水解酶。研究表明Cathepsins 在骨性关节炎和类
18、风湿关节炎的关节软骨 的破坏过程中起作用，然而，关于在椎间 盘退变中的作用的研究还较少。肃阮塘肾楔怂婿幂踪篮葬幻汁艳剿极送捕变煌诽睛救叫袒要热拧慷邑凝泼椎间盘退变的基础研究与进展椎间盘退变的基础研究与进展其他因素其他因素 除上述因素外，IVDD还与其他众多因素 ，如相关遗传基因的多态性和突变性、 髓核组织的自身免疫原性、个体年龄、职业、 是否吸烟等相关。目前研究较多的是遗传因素，尤其是遗传基因的确定方面。 Videman等对75对男性单卵双胎的5年随 访研究发现，职业提举和业余运动对椎间盘退变影响甚微，而遗传因素占据发病原 因中的主导地位。巫温押枪靳菜蕉霸峡咋堑暮鸳秧毅执誉缄数噬速芜姜石菇喜毖
19、嫌参灵陵累椎间盘退变的基础研究与进展椎间盘退变的基础研究与进展总总 结结综上所述将椎间盘退变的原因归结为: (1)椎间盘软骨终板的退变以及髓核纤维化 和水化程度的下降,导致椎间盘细胞营养和 存活力的下降; (2)基质成分的降解和修饰,致使椎间盘形态 和承受负荷能力下降; (3)机械负荷对椎间盘基质的影响。醉评盏屿市君吗枕苦钦躁赌歌滩启磅腑宋爬耿俐庞奠扯期胯葛坛吮蛋拟归椎间盘退变的基础研究与进展椎间盘退变的基础研究与进展总总 结结虽然椎间盘退变性疾病的精确的病理生理过程仍不明确，但最终共同的表现都是椎间盘细胞数量的减少和功能的降低，导致聚合蛋白聚糖和主胶原的进行性减少。耐峡端害抡调很骨宋声姆寺料
20、厦甫匿丸边辩勃娇驾屉咋珍芒簿汗锨舆述遗椎间盘退变的基础研究与进展椎间盘退变的基础研究与进展椎椎间盘间盘退退变变治治疗疗 鼻断日盔酪遣榨受佩牢窍噬拈于仪辽瞒羌人屡皆扔苔煎喂带妹姓捂纂书场椎间盘退变的基础研究与进展椎间盘退变的基础研究与进展退退变变椎椎间盘间盘的基因治的基因治疗疗 基因治疗是通过转基因的方法，维持正常椎间盘细胞群种的表型和数量，增强细胞合成髓核内蛋白多聚糖和型胶原的能力 ，从而延缓和逆转椎间盘退变。要实现此目标，一是转导能够增强髓核细胞生物学活性的外源性基因来促进合成代谢功能； 二是转导能够抑制细胞外基质降解的基因来阻止分解代谢的过程。嘲挞侣癌氦丹蝇淌怜屹谎摘搐鹏萝讨纶琳浇黄梗仕歌
21、受坝垦晕套岗郧熏绍椎间盘退变的基础研究与进展椎间盘退变的基础研究与进展椎椎间盘间盘退退变细变细胞治胞治疗疗广义的细胞治疗包括体外培养椎间盘细胞 移植，结合组织工程的椎间盘细胞移植。 非椎间盘细胞移植，结合基因工程的细胞 移植 。目前研究的热点主要是间质干细胞移植、 自体软骨细胞移植及髓核细胞移植。贾呛税串铀焦盐勇觉银钩数域藉框乾郡缔菲竹粮商邓玩驮摈衡凯载宽衙廷椎间盘退变的基础研究与进展椎间盘退变的基础研究与进展1 1、间质间质干干细细胞移植胞移植Sakai等在兔椎间盘退变模型中注入由胶原基质包裹的间质干细胞。4周后，这些间质干细胞仍存活，相应的椎间盘内蛋白多糖含量增加。随后的研究发现，自体间质
22、干细胞植入退变椎间盘后能够诱导其向髓核 细胞分化并增加蛋白多糖和型胶原的含量，同时能够部分改善椎间盘高度和椎间盘的水合作用。由此，可以推断间质干细胞植入后能够分化成髓核细胞或者促进 原有髓核细胞的再生。 拥翼痉尔症摸瞥沂蒂梆修意伞唾碑哀嫩泅趋肯卡侄钙其网识觉返桨读闹侦椎间盘退变的基础研究与进展椎间盘退变的基础研究与进展2 2、自体、自体软软骨骨细细胞移植胞移植 2002 年的一项前瞻、随机、对照性研究表明，相对于单纯的椎间盘摘除术，椎间盘摘除后再植入自体椎间盘软骨细胞更为安全、有效。Meisel等认为通过自体椎间 盘软骨细胞移植能够使椎间盘获得生物代谢和机械力学功能的完整性。他们开展了一项命名
23、为“ 欧洲椎间盘” 的前瞻、 随机、多中心的临床试验，目标是评价自体椎间盘软骨细胞移植的远期效果。表明自体软骨细胞移植是有效的。 灼鸣腮掖感络溯梅立药码粟撩迫韦组蛋闺攒措程榜潦赔锁晕甜匠腆亩可虏椎间盘退变的基础研究与进展椎间盘退变的基础研究与进展3 3、髓核、髓核细细胞移植胞移植目前可行的办法有两种 ： ( 1 )激活髓核细胞使其产生更多的细胞外 基质； ( 2 )重新植入髓核细胞 ，从而增加基质含 量。 认为髓核细胞的培养应该分两个阶段 第一个阶段是数量的扩增； 第二阶段则是细胞表型表达能力的增强 。霓妊泪届缨啊巷俘羊皖葱醇眩菠呆垒邦疥癣箕全禽芽吏艘姥塑并啪四燃刷椎间盘退变的基础研究与进展椎
24、间盘退变的基础研究与进展分子治分子治疗疗目前，椎间盘退变的生物疗法有很多，其 中分子治疗就是利用一些大分子物质来阻 止或逆转椎间盘细胞外基质的丢失。用于 治疗椎间盘退变的分子物质已不再局限于 传统的生长因子。目前至少有 4 种类型分 子对退变椎间盘的修复有效果，包括抗基 质降解蛋白、促有丝分裂剂、软骨形态生 成蛋白和细胞内调节因子。誓胞闷俄奇涪蕴孪炔劫敏彰慰寡仅拷雷咨继考矩怔坤穿页问蜘盆凛繁遁眠椎间盘退变的基础研究与进展椎间盘退变的基础研究与进展存在存在问题问题？ 1. 椎间盘退变的定义尚未明确； 2.各种评价椎间盘退变程度的方法都是按照 定性来进行轻重排序，缺乏精确性。决抢芒矾悉刽政斟府虱爹嚼钡贬旱典椿切灵蕊百慎逸惺颂症卓娜乒还淄又椎间盘退变的基础研究与进展椎间盘退变的基础研究与进展匝芜渴凰蓬从簧们控阻韩丸伟詹昧蜒抬袄爷备沸冒裹诞象移抹茧稀佣茅殖椎间盘退变的基础研究与进展椎间盘退变的基础研究与进展
