椎间盘退变的病因

一、椎间盘的组成及功能
1. 纤维环（AF anulus fibrosus）：防止 脊柱过度运动、保持NP水分、营养NP、 吸收震荡。
2. 软骨终板（CEP cartilage end plate）： 保护椎体防止塌陷、营养NP。
3.髓核（NP nucleus pulposus）：均匀分 散应力、轴承、吸收震荡。
7、压力
椎间盘静水压为1Mpa时髓核的胶原和蛋 白多糖合成被激活，而在纤维环则被抑 制，因而静水压直接影响间盘细胞胶原 和蛋白多糖的合成。Hale Waihona Puke Baidu
6、内分泌
正常人椎间盘细胞与糖胺多糖分子结合能力是糖尿 病患者的15倍，糖尿病患者核心蛋白糖基化比率低， 糖侧链少，硫酸软骨素链长度轻度增加，硫酸角质 素数量减少，因而，糖尿病患者的椎间盘中含有大 量的未硫酸化的糖胺聚糖，使椎间盘的负电荷含量 减少，其维持水分的能力大大降低，进而影响了椎 间盘的营养渗透，加速椎间盘的退变。糖尿病患者 末梢神经损害后，椎间盘的营养进一步受损，由于 感觉障碍，椎间盘的自我保护和修复能力减弱，其 间盘突出的易感性明显增加。
维持正常脊柱高度、连接椎体活动、分 散均匀传递应力、维持关节突的距离和 高度保持椎间孔的大小、维持生理屈度
二、病因、诱因
目前主要以下几个方面的观点：酶、 外伤、免疫、炎性介质、内分泌、细胞 凋亡、压力、缺血缺氧 ，但其确切的发 病因素仍然不清楚。
1、外伤
外伤可引起间盘细胞的表现型发生变化，细胞不能合 成正常的基质，胶原合成发生变化，Ⅰ型胶原合成增 多，髓核纤维化；同时，部分仍能合成Ⅱ型胶原的细 胞合成的胶原不完整，这些分子量小于正常的胶原成 分很容易被降解或丢失；
椎间盘中酶的来源主要为：1、与软骨终 板相邻的椎体有高中性蛋白酶活性，病 理情况下流入间盘并降解基质；2、正常 的椎间盘内有少量的中性蛋白酶类，在 外伤等因素作用下激活。3、椎间盘的细 胞凋亡后，细胞内的溶酶体酶释放入基 质。
3、缺血缺氧
四岁时椎间盘就几乎没有任何血管，间盘营养严重减少， 髓核细胞群随之发生明显变化，脊索细胞被更多的能适 应无氧环境的软骨细胞和纤维母细胞所代替；
4、炎性介质
研究表明，病理情况下椎间盘内主要有 Il-1、 NO、Il-6、 PGE2等炎性介质。椎 间 盘 的 细 胞 ， 在 Il-1 的 诱 导 下 ， 能 产 生 NO，Il-6 ，MMPs等， NO能抑制蛋白多 糖的合成，诱导MMPs降解基质，基质降 解酶降解蛋白多糖的核心蛋白，胶原酶 和透明质酸酶共同降解胶原。 因而，NO， Il-6 ，PGE2，MMPs参与间盘退变相关的 蛋白多糖网眼的丢失，加速了间盘退变。
外伤后血管侵入，肉芽组织形成，多种血管源性的细 胞破坏脊索细胞，甚至降解基质，加速了髓核纤维化 的进程。
外伤引起软骨终板的完整性破坏，使正常存在于椎体 的中性蛋白酶类释放进入髓核并激活，分解正常的基 质成分。
2、酶
正常存在于人椎间盘的中性蛋白酶类主要有金属蛋 白酶和丝氨酸蛋白酶，前者以胶原酶为代表，后者主要 有弹性蛋白酶和明胶酶。胶原酶的主要作用是分解胶原 蛋白，使胶原降解变性，导致其结构强度下降，可溶性 增加。胶原蛋白的降解使其网状结构破坏，附着在胶原 之间的蛋白多糖也随之流失，进而使椎间盘的电荷密度 降低，引水分的丢失。造成髓核纤维化并使以胶原为主 要结构成分的纤维环周围出现生物力学上的薄弱环节。 椎间盘缓冲震荡、吸引压应力的能力明显减弱，在不正 当的应力下容易引起间盘突出、破裂。
脊索细胞逐渐消失，类软骨细胞也开始坏死，并逐渐去分化而成 为纤维样细胞外观，功能上也由表达Ⅱ型胶原转化为表达Ⅰ、Ⅲ 型胶原，而TGF-β起正反馈作用，使Ⅰ、Ⅲ型胶原合成进一步增
加，髓核纤维化，促进椎间盘的退变。
5、免疫
胡有谷等研究认为正常椎间盘组织中，Ⅰ、Ⅱ 两型胶原、糖蛋白及软骨终板基质均有自身抗 原性，而且抗原性相近。纤维环破裂后，淋巴 细胞对自身椎间盘的这四种成份极度敏感，发 生由T淋巴细胞介导的迟发型超敏反应。Tc细 胞可改变椎间盘软骨细胞的溶酶体膜的通透性， 释放多种溶酶体酶。Tc活化而介导的细胞毒作 用及TD介导的迟发型超敏反应在椎间盘退变早 期发挥作用。
十岁时颈椎间盘已经成为一个无血管的组织，其营养供 应主要来自于软骨终板的渗透。软骨终板中央部分渗透 性较周围部分高。软骨终板中央部分有1/3区域可以渗 透，而周围部分仅约1/10 区域可以渗透；软骨终板在 髓核处溶质渗透占整个软骨终板的85%，在软骨终板接 近内呈纤维环处下降到35%，在软骨终板接近外层纤维 环界面处几乎完全不能渗透；
在软骨终板钙化的情况下，在远离纤维环边缘 区就可能出现硫酸阴离子不足，而硫酸软骨素 的下降，是导致椎间盘退变的重要因素之一， 进而造成恶性循环。
硫酸软骨素（CS）和硫酸角质素（KS）的合成 都需要经过UDP旁路，CS是由葡萄糖转化为葡 萄糖醛酸内酯，这是个需氧过程，而KS是由葡 萄糖转化为半乳糖，这是个无氧过程，因而在 缺氧的环境中KS合成增多，CS合成减少。KS 和CS比例的变化是引起椎间盘退变的重要因素 之一。
TGF-β对间盘细胞Ⅰ、Ⅲ型胶原的mRNA有调节作用，对间盘细胞 发挥正相调节作用，这种作用在传代细胞更为明显，提示TGF-β 与退变间盘中Ⅰ、Ⅲ型胶原的不断增多有密切关系。TGF-β对Ⅲ 型胶原的调节作用明显弱于Ⅰ型胶原，它通过刺激成纤维细胞、 成骨细胞等合成Ⅰ、Ⅲ型胶原mRNA水平的增多，在转录水平上 调节胶原的合成为最主要的作用方式，同时TGF-β可介导由于缺 氧而刺激Ⅰ型胶原mRNA水平的提高。随着椎间盘退变，髓核中
腰椎间盘突出症
椎间盘是人体最早最易随年龄而发生退行性 变的组织，与积累劳损、外伤有重大关系，与 生活习惯、职业、全身情况或内分泌等也有一 定的关系；腰椎间盘因较颈椎间盘承受更大的 压应力而更容易发生退行性变。
腰椎间盘突出症(protrusion of lumbar intervertebral disc)是腰腿痛常见的原因之一。 本病多发于青壮年，约50%的患者有外伤史。 患者痛苦大，有马尾神经损害者可引起大小便 功能障碍，可严重影响患者的工作、学习和生 活。