临床医学论文-腰椎间盘髓核退变.doc

1、 临床论文-腰椎间盘髓核的退变腰椎间盘作为一个完整的结构单元，由纤维环、髓核和软骨终板组成。由于生理和病理因素的影响，腰椎间盘容易发生退变，其中髓核的退变比纤维环和软骨终板更明显，主要表现为含水量减少、蛋白多糖浓度降低和成分改变，其生物力学特性也相应发生变化，引起一系列相应的临床症状，在影像学上也相应出现。 如何正确认识髓核的退变关系到临床的诊断、治疗和预后估计。 髓核退变的病理形态学特征正常髓核位于椎间盘中央的后部，在横断面上占椎间盘面积的50% 60%，摸起来呈胶状，有弹性。 髓核由纤维环和上下软骨终板固定，儿童期髓核和纤维环界限清楚。 随着年龄的增长，髓核变硬变白，蛋白多糖和水的含量减少

2、，胶原增厚，髓核与内纤维环界限不清。 髓核中有两种类型:脊索细胞和软骨样细胞。胚胎22周前以脊索细胞为主，26周至成体以软骨样细胞为主。随着退变的加重，髓核中功能细胞的数量明显减少，坏死细胞的比例增加，从胎儿的2%增加到成人的50%以上。 Moore等1认为，髓核的退变始于生命的第二个十年，第三个十年后，髓核的水化程度明显下降，髓核萎缩，纤维环内环出现裂隙，并延伸至髓核内，随后髓核出现裂隙甚至碎片。 Thompson等2将髓核的退变病理分为五级:1级:髓核蓝白色胶状肿胀，纤维环完整；2级:纤维带伸入髓核，纤维环板间出现软骨样物质；3级:髓核纤维组织增多，纤维环板间软骨样物质增多；4级:髓核有平

3、行于终板的水平裂隙，纤维环局部塌陷；5级:裂隙扩展至整个髓核和纤维环。 Hansen等3发现犬腰椎间盘髓核的退变有两种不同的病理类型:第一种以髓核和纤维内环进行性胶原和钙化为特征，常导致椎间盘突出；另一类表现为髓核缓慢胶原化，成年后仍保持黏液样外观，常伴有单纯椎间盘退变和纤维环肿胀，极少伴有椎间盘突出。 Lowell等4建立了椎间盘髓核急性退变的犬模型，分为6种类型:1型:髓核半透明，灰白色，与纤维环分界清楚；2型:髓核失去半透明外观，变得无色，纤维环撕裂，裂隙附近髓核萎缩；3型:髓核区变暗，内纤维环向内折叠，在髓核上形成空隙，椎间高度常降低；4型:髓核区呈灰色，有明显的纤维层与内纤维环相连，

4、椎间盘常变窄并向后膨出；5型:髓核被混乱的纤维或颗粒组织取代，呈灰色，有不规则的空腔；6型:髓核钙化呈白垩状，与纤维环分界清楚。 2髓核退变的生化变化髓核由细胞和细胞外基质组成，细胞外基质主要是水、蛋白聚糖、胶原和非胶原蛋白。 蛋白聚糖(PG)是由许多糖胺聚糖(GAG)共价连接到核心蛋白上组成的大分子家族。 有两种PG亚类，小分子非聚合PG和大分子聚合PG。许多GAG链与核心蛋白相连，连接蛋白是稳定的。 GAG主要含有硫酸软骨素(CS)、硫酸角蛋白(KS)、透明质酸(HA)。 与关节软骨中的PG相比，髓核的CS链较短，KS链较长，只有一小部分以多聚体的形式出现。 PG具有固定的负电荷密度，对水

5、的亲和力强，能维持髓核内的含水量。 水化后，PG以凝胶状态填充在胶原纤维的网格中，其分子体积可压缩至松散状态的20%，产生一种抗压强度，使髓核具有膨胀性和弹性，使髓核在压力下不被压缩，承受外力时吸收冲击，这是髓核承受载荷的基础。 椎间盘细胞具有合成PG的能力。 髓核是全身最大的无血管组织。营养物质的吸收和代谢产物的排除主要依靠软骨终板的浸润。许多因素可以影响髓核的营养代谢。首先是年龄因素。从儿童到成人的生长过程中，椎间盘体积增大，周围血管数量逐渐减少，软骨终板逐渐钙化，阻止了髓核内营养物质的进入和代谢废物的排出。同时乳酸含量也增加，pH值降低，从而影响髓核细胞的代谢和基质的生物合成。 其次，强

6、制性的体力活动、制动、振动或脊柱变形都会增加椎间盘的负荷，通过间接改变髓核的营养状态来加速退变。吸烟、血管疾病、糖尿病也会减少髓核的血液供应，加速退变。 髓核的退变主要表现在PG含量和CS、KS成分的变化5 7 髓核退变对腰椎生物力学的影响在脊柱运动节段，纤维环抵抗拉伸应力，髓核抵抗压缩应力。 正常髓核含有较高的水分和蛋白聚糖成分，使其在静载荷下主要表现为粘滞液体功能，能提供高水平的静载荷支持。 髓核受载时变得轻微扁平，静水压力均匀地向纤维环的各个方向扩散，起到减震的作用。外力撤除后，又恢复到原来的高度。 髓核退变后，CS含量降低，KS/CS增加，含水量降低，使髓核的流体静压力降低，组织硬度增

7、加，使其在承受载荷时采取更类似弹性固体的反应模式，直接导致髓核将压应力均匀转化为纤维环拉应力的能力减弱，使纤维环承受不均匀应力。 杜等8发现，在载荷条件下，退变腰椎间盘的结构应力大于正常模型，椎间盘在矢状面上的高度降低，纤维环在横断面上的半径增大。 因此，在反复的压力下，纤维环的薄弱部分断裂，髓核组织突出。 腰椎间盘退变的MRI评价MRI逐渐成为腰椎间盘退变最简单、最准确的检查方法。 正常髓核信号均匀，与纤维环分界清楚，T2WI上呈高信号，T1WI上信号略低于椎体。 椎间盘退变早期，由于纤维环内陷，T2WI上可出现髓核中央水平低信号区。随着退变的进展，T2WI上髓核的信号普遍降低。 严重者髓核

8、萎缩，椎间盘积气，出现“真空征”。 当髓核退变时，T2WI上的变化比T1WI更明显。 目前，MRI是评价腰椎间盘髓核退变程度的主观指标。 Tertti等9将T2WI上髓核的信号分为正常(白色)、减少(灰色)、缺乏(黑色)三个等级，依次评估髓核的退变程度。Gibson等10将T2WI上的信号强度分为强信号、强信号、中等信号、弱信号、无信号五个等级，从正常到轻到重依次评估椎间盘退变的程度。 Thompson等2将髓核的退变分为五级(1级髓核均匀明亮，与纤维环分界清楚；二级髓核中央出现一条水平的黑带，与纤维环相连。3级髓核信号减弱，灰区出现黑点。4级灰色信号区比例降低，黑色区比例增加；5级椎间盘高度

9、降低，以黑色信号区为主) Edward等11增加了功能因子，分为四个等级(1级髓核信号正常；2级髓核低信号；3级椎间隙狭窄，髓核低信号；4级软骨终板改变和椎间隙狭窄及髓核低信号) 但这些成绩都是定性分析。 Videman等12对髓核退变做了半定量分析:1级:无髓核退变迹象，呈高强度信号(0分)；2级:轻度变性，信号强度轻度降低(1分)；3级:中度变性，信号强度中度降低(2分)；4级:严重变性和信号丧失(3分) 退变评分是髓核前、中、后三部分评分之和，0分无退变，9分最严重。 在此基础上，以邻近脑脊液为参照标准，以髓核内脑脊液信号强度比作为校正值，定量分析退变程度，可提供更详细、准确的退变信息，

10、尤其是在退变早期。 楼蔡骏等人13提出了相对信号强度(RSI)四级定量分类法，是目前评价腰椎间盘髓核退变的较好方法。 5退变髓核的再生虽然髓核的生理性退变是不可避免的，但最近的实验表明，退变髓核的再生仍然是可能的。 Takuji等14发现周期性机械张力可促进髓核细胞增殖，主要表现为S期细胞合成增加和髓核细胞DNA合成增加。 Tadashi等人15发现3个大气压的流体静压力可以刺激髓核细胞合成PG和TIMP-1。 体外实验也证实了许多生长因子，如转化生长因子1(TGF-1)、胰岛素样生长因子-1(IGF-1)、重组人成骨蛋白-1(Rhop-1)等，可以促进退变髓核细胞的增殖和基质合成16 此外，

11、动物实验表明，经过几个月的机械应力刺激，原本空间狭窄的大鼠椎间盘接近正常高度，这意味着适度的机械刺激可以改善基质的营养代谢，促进基质生物大分子的合成。 这些都为腰椎间盘髓核退变的防治提供了新的思路。 【参考文献】1 Moore MJ，Banievr，Robert DF，等.南方型腰椎间盘组织的起源和命运。脊柱，1996，21:21492155.2 Thompson JP，Pearce RH，Schechter MT，等。人类椎间盘大体形态学分级方案的初步评价。脊柱，1990，15:411415。3汉森HJ。犬椎间盘退变的病理解剖学解释。口腔正畸学报, 8:9195.4。犬椎间盘:解剖学和磁共振

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13、生化、组织学和放射学研究。脊柱，1991，16:629634.10 Gibson MJ，Buckley J，Mawhinney R，等。椎间盘退变的磁共振成像和椎间盘造影诊断:50个椎间盘的比较研究。骨关节外科杂志，1986，68(3):369373.11 Edward P，Mark A，Manohar M，等。椎间盘退变:一项与磁共振成像和定量解剖相关的人体尸体研究。Spine，2000，25:21712175.12 Videman T，Nummi P，Battie MC，等.腰椎间盘脱水的MRI数字评估:数字评估与主观评估以及数字强度分布图与椎间盘图和肉眼检查结果的比较.脊柱，1994，1

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