Laesus De Liro (laesus_de_liro) wrote,
Laesus De Liro
laesus_de_liro

Categories:

Дегенерация межпозвонкового диска

[читать] (или скачать)
статью в формате PDF



Для лучшего усвоения предоставленного материала рекомендую прочитать статью «Межпозвонковый диск» [читать].


Дегенерация межпозвонкового диска (МПД) проявляется следующими признаками: высыхание, фиброз, сужение дискового пространства, выпячивание диска, дефекты и склероз замыкательных пластинок, остеофиты апофизов тел позвонков. Дегенерация изменяет высоту МПД и механику всего позвоночника, что отрицательно сказывается на функции позвоночного двигательного сегмента (ПДС). С точки зрения ученых, клинические проявления болей в спине, в значительной степени связаны с дегенерацией МПД, являющейся основной причиной протрузии (грыж) МПД. В случае сочетания визуальных признаков дегенерации диска с болью в спине используют термин «дегенеративная болезнь диска». До настоящего времени нет единого взгляда на этиологию и патогенез дегенеративного поражения МПД, поэтому чаще всего дегенерацию МПД понимают многофакторный процесс, на развитие которого влияют биомеханические, метаболические, генетические факторы, а также факторы окружающей среды (повторяющаяся механическая нагрузка, вибрация, курение и т.п.). Также полагают, что нормальная возрастная и патологическая дегенерация МПД имеют сходные морфологические признаки и определяются одинаковыми молекулярными процессами.

Установлено, что дегенеративные (возрастные) изменения в МПД в первую очередь начинают появляться в матриксе пульпозного ядра. У ребенка, особенно в первые годы жизни, МПД имеют значительную высоту, при этом их пульпозные ядра содержат до 90% воды. Пульпозное ядро у детей значительно выстоит над окружающим его фиброзным кольцом, обладает максимальной упругостью, имеет желатинообразную консистенцию и бесцветное, что объясняется преобладанием несульфатированных форм гликозаминогликанов. После 8 - 10 лет жизни ребенка, в процессе роста тела позвонка, сосуды, снабжающие кровью МПД, запустевают, и с тех пор их питание происходит только путем акта диффузии через гиалиновые пластинки МПД. Пульпозное ядро МПД приобретает белый цвет, становится менее эластичным, в диске увеличивается содержание фиброзной ткани. Однако более низкая масса тела у детей и прежде всего их сравнительно высокая физическая активность создают благоприятные биомеханические условия для питания вырабатывающих волокна клеток МПД. Наиболее существенные структурные изменения в МПД (постепенное уплотнение его тканей с дезорганизация межклеточного вещества) начинаются в пубертатном периоде. Пусковым механизмом этих структурных изменений является продолжающееся снижение проницаемости замыкательных пластин в процессе роста тела позвонка, что приводит к уменьшению диффузии питательных веществ (т.е. к дефициту глюкозы, аминокислот и воды), и, как следствие, к замедлению скорости синтетических процессов, изменению качества компонентов матрикса пульпозного ядра и фиброзного кольца: уменьшению количества протеогликанов, нарушению формирования спиралей коллагеновых белков, что в итоге приводит к структурной дезорганизации пульпозного ядра, а затем и фиброзного кольца (при этом на скорость развития этих изменений в будущем будут оказывать влияние факторы, ухудшающие сосудистый кровоток: курение, атеросклероз артерий позвоночника, тяжелая повторяющаяся механическая нагрузка).



[Подробнее о нарушении доставки (диффузии) питательных веществ]По мнению большинства исследователей основной причиной дегенерации (деструкции) МПД является нарушение доставки питательных веществ. С возрастом снижается проницаемость краевой (гиалиновой) пластинки диска, что затрудняет проникновение в диск питательных веществ и выведение из него продуктов метаболизма, в частности, лактата. Метаболические нарушения наблюдаются как при перегрузках, так и при недостаточных нагрузках на МПД. Полагают, что в этих случаях происходит перестройка капилляров тел позвонков и/или уплотнение замыкательных пластинок, что затрудняет диффузию питательных веществ. Однако необходимо отметить, что дегенеративный процесс связан только с неправильным выполнением движений при физических нагрузках, тогда как правильное их выполнение увеличивает внутридисковое содержание протеингликанов. При снижении проницаемости краевых пластинок МПД для питательных веществ концентрация кислорода в центре МПД может упасть до очень низкого уровня. При этом активируется анаэробный метаболизм и усиливается образование лактата, выведение которого затруднено. В результате увеличивается кислотность в центре диска (рН снижается до 6,4), что в сочетании с низким парциальным давлением кислорода приводит к снижению скорости синтеза протеогликанов и матрикса. Кроме того, сами клетки (хондроциты) плохо переносят длительное пребывание в кислой среде, и в МПД обнаруживается большой процент мертвых клеток. P.G. Jill Urban и Sally Roberts (2003) указывают, что клетки диска синтезируют как высокомолекулярные компоненты матрикса, так и расщепляющие их ферменты. В здоровом диске скорость синтеза и расщепления матрикса сбалансированы. При нарушении этого баланса состав диска резко изменяется. В период роста процессы синтеза и замены молекул преобладают над процессами их расщепления, и вокруг клеток накапливается матрикс. При старении и дегенерации наблюдается обратная картина. Срок жизни протеогликанов обычно составляет около 2 лет, а коллагена – значительно дольше. При нарушении баланса синтеза и расщепления матрикса и при ослаблении метаболической активности клетки содержание протеогликанов в матриксе снижается, и механические свойства диска ухудшаются. Поскольку МПД получает питательные вещества из кровеносных сосудов прилежащих тканей, такие вещества, как кислород и глюкоза должны проникнуть путем диффузии через матрикс к клеткам, находящимся в центре диска. Расстояние от клеток до ближайшего кровеносного сосуда может достигать 7 - 8 мм. В процессе диффузии образуется градиент концентрации питательных веществ. На границе между МПД и телом позвонка концентрация кислорода составляет примерно 50% от его концентрации в крови, а в центре диска эта концентрация не превышает 1%. Поэтому метаболизм диска идет в основном по анаэробному пути. При концентрации кислорода меньше 5% в диске усиливается образование продукта метаболизма – лактата, и концентрация лактата в центре диска может быть в 6 - 8 раз выше, чем в крови или межклеточной среде.





читайте также пост: Гомеостаз межпозвонкового диска (на laesus-de-liro.livejournal.com) [читать]



Дезорганизованное ядро МПД с низким содержанием воды (менее 80%) и протеогликанов утрачивает свойства геля, что сопровождается снижением в нем гидростатического давления (и, соответственно, сопровождается снижением сопротивляемости МПД к стато-динамическим нагрузкам, что усугубляет дегенеративные изменения в МПД, т.е. происходит формирование порочного круга). МПД приобретает волокнистую структуру, становится жестким, утрачивает амортизирующие свойства и на конечной стадии превращается в аморфную структуру с отсутствием четких границ между пульпозным ядром и фиброзным кольцом (при этом в ткани межпозвонкового диска усиливается коричневая пигментация). Заключительным этапом структурного повреждения становится образование трещин в фиброзном кольце и прорастание кровеносных сосудов и чувствительных нервных окончаний во внутренние отделы диска (в норме МПД содержит кровеносные сосуды и нервы лишь во внешних пластинках фиброзного кольца).



При изучении близнецовых пар было подтверждено существование значительного влияния генетических факторов на развитие и течение дегенерации МПД. Выделяют 3 категории кандидатных генов, варианты кодирования которых ассоциированы с различными формами дегенеративных изменений МПД: I категория - включает генетические ассоциации со строительством структурных компонентов МПД (ген аггрекана, коллагена IX и др.); II категория - гены, продуцирующие ферменты, которые вызывают деградацию матрикса диска, например, ген ММР-3, ИЛ-1, -6, TIMP-1 (tissue inhibitor of metalloproteinase – тканевой ингибитор ММР); III категория - гены, связанные с костной структурой (ген рецептора витамина D и ген эстрогеновых рецепторов).

[РОЛЬ АПОПТОЗА В ПАТОГЕНЕЗЕ ДЕГЕНЕРАЦИИ]В настоящее время появляется все больше данных о связи дегенерации диска с апоптозом хондроцитов. При этом первично апоптоз хондроцитов активизируется в хрящевой замыкательной пластинке. Полагают, что ему предшествует нарушение структуры хрящевого матрикса, в результате которого происходит обособление хондроцитов и нарушение их трофики. Известно, что не только хондроциты оказывают влияние на структуру хрящевого матрикса, но существует и обратная связь, когда имеет место регулирующая функция матрикса на структуру клетки. Деструкция матрикса приводит к нарушению взаимодействия на уровне «матрикс - клетка - матрикс», при этом нарушение структуры хрящевого матрикса вызывает структурные, а затем и функциональные изменения хондроцитов, что, в свою очередь, приводит к нарушению биосинтеза компонентов матрикса такими деструктивно измененными клетками.

Нарушение взаимодействия «матрикс - клетка» индуцирует патологический апоптоз хондроцитов, когда гибель клетки осуществляется в более короткий срок, чем он запрограммирован физиологически. В процесс патологического апоптоза хондроцитов хрящевой замыкательной пластинки вовлечены сигнальные молекулы - члены суперсемейства фактора некроза опухоли - FasL (Fas-лиганд) и TRAIL (TRAI¬лиганд) и их пары (система Fas-лиганда с Fas¬рецептором, система TRAIL/DR4/DR5). Таким образом обеспечивается связь лиганда апоптоза и его рецептора на мембране хондроцита, что приводит к индукции апоптоза.

Активизация процесса апоптоза имеет место, как в хрящевой замыкательной пластинке, так и в тканях студенистого ядра и фиброзного кольца. Однако самым ранним индикатором дегенерации диска является активизация апоптоза именно в хрящевой замыкательной пластинке. В результате нарушения структуры замыкательной пластинки и блокирования диффузии питательных веществ в диск прогрессирует апоптоз в хондроцитах студенистого ядра, а затем и фиброзного кольца. Именно в дисках с высокой степенью дегенерации зафиксирована наиболее высокая частота апоптоза хондроцитов, что было выявлено с помощью оценки экспрессии рецепторов клеточной смерти DR4 и DR5 (death receptor-4 и DR-5) и их лиганда TRAIL (TNFrelated apoptosisinducing ligand - связанный с фактором некроза опухолей апоптозиндуцирующий лиганд), являющегося триггером апоптоза. Экспрессия этих рецепторов коррелировала с прогрессированием дегенеративных изменений в межпозвоночных дисках. По некоторым данным, при дегенерации межпозвоночного диска имеет место не повышение, а снижение экспрессии Fas-лиганда в клетках студенистого ядра [источник].



Дегенерация МПД не является изолированным процессом, она обязательно сопровождается подобными изменениями и в других подвижных частях ПДС, в результате чего в финальной стадии заболевания приводит к образованию спондилеза и спондилоартроза. Спондилез является своеобразной реакцией на неравномерное распределение давления на тело позвонка дегенеративного диска, частичного разрыва продольных связок и, соответственно, отрыва надкостницы от краев кости. В местах отрыва надкостницы со временем образуются очаги вторичных обызвествлений (остеофиты) примыкающих друг к другу краев позвонков в виде «мостообразных» об разований. Также «мостообразные» остеофиты «замыкают» ПДС и выключают из динамической цепи позвоночного столба, иными словами, они являются своего рода проявлением защитных свойств организма (саногенетических реакций). Поэтому спондилез, именуемый ранее «окаменевшим памятником», предшествующим заболеваниям позвоночника, не случайно редко сопровождается выраженными клиническими симптомами. Дегенеративно-деструктивные изменения в дисках оказывают также огромное влияние на механические свойства суставных отростков. Однако, дегенерация МПД и спондилоартроз могут развиваться независимо друг от друга и быть, таким образом, случайным совпадением. Но, оба эти процесса являются результатом возрастных изменений.

У большинства людей течение процесса старения (дегенерации) медленное, постепенное, однако в определенных ситуациях оно может значительно ускориться, что обусловливает возникновение, как было указано выше, дегенеративной болезни диска и хронического болевого синдрома. При этом связанные с дегенерацией МПД биомеханические и патологоанатомические изменения в МПД, и обусловленные ими клинические проявления (вертебральные и неврологические), обозначают термином «дискоз». В рамках указанного процесса неврологу важно знать особенности клинического течения дегенеративной болезни диска (дискоза) в зависимости от ее стадии (корреляция структурных изменений и симптоматики):

Стадия 1 (ранняя). Начинается в подростковом и молодом возрасте, и связана с регрессией внутридисковых сосудов на фоне снижения уровня активности, когда больше времени проводится в сидячем положении, сначала в школе, затем - на работе, что усугубляет нарушение «питания» МПД и его дезорганизацию. При этом волокнистые пластинки МПД (ламеллы), которые больше не получают должного питания и потому неспособны противостоять сильному давлению извне, исходящему от центральной, подвижной ткани МПД, начинают выдаваться наружу. Самые ранние дискогенные жалобы могут возникнуть в возрасте 12 - 20 лет, когда смещение материала внутри диска внезапно вызывает растяжение или выбухание задней продольной связки. У подростков это сопровождается клинической картиной скованности при подвздошно-поясничном разгибании.

читайте также статью «Дегенеративные поражения позвоночника у детей, осложненные корешковым синдромом: эпидемиологический и клинический анализы 17-летней региональной когорты» В.П. Снищук, А.Ю. Мушкин; Ленинградская областная детская клиническая больница, Санкт-Петербург; Cанкт-Петербургский научно-исследовательский институт фтизиопульмонологии, Санкт-Петербург (журнал «Хирургия позвоночника» №1, 2019) [читать]

Стадия 2. Начинается в среднем возрасте, т.е. наблюдается у взрослых в возрасте 20 - 60 лет. В фиброзном кольце происходят радиальные и круговые разрывы, в которые вдается ткань пульпозного ядра. Могут сформироваться целые секвестры, образованные тканью из фиброзного кольца и хрящевых концевых пластинок, которые под действием асимметричной осевой нагрузки идут по пути наименьшего сопротивления, иногда выходя за пределы МПД. Результатом становятся грыжи (протрузии и пролапсы) МПД. Пока наружные слои фиброзного кольца остаются интактными, смещенная ткань еще может вернуться в исходное положение. Однако в случае пролапса диска смещенная ткань проникает сквозь фиброзное кольцо и больше не может вернуться внутрь МПД. Пролапсы диска с дорсальной или дорсолатеральной направленностью вступают в контакт с задней продольной связкой, чувствительная иннервация которой обеспечивается менингеальной ветвью спинального нерва. Возникающие симптомы представлены локально ограниченным люмбаго, хронической дискогенной болью в пояснице и/или синдромом компрессии корешка.



[Подробнее о структурной организация грыж МПД в зависимости от возраста больных]Структурная организация грыж дисков зависит от возраста больных. Так, у лиц молодого возраста в составе грыж обнаруживаются участки пульпозного ядра, представляющие собой большую часть тканевых компонентов грыж, а у больных старшего возраста и пожилых грыжи диска образованы преимущественно плотной соединительной тканью и фиброзно-измененным хрящом. У лиц в возрасте 16 - 20 лет, дистрофические изменения в дисках выражены неравномерно: в фиброзном кольце наблюдаются разорванные пучки коллагеновых волокон, щели, трещины; во внутренних отделах фиброзного кольца разрыв коллагеновых волокон обнаруживаются чаще в местах их контакта с гиалиновыми пластинами. Наблюдаются щелевые трещины, идущие косо и горизонтально, имеются участки фрагментации хряща. Через каналы деструкции в диск проникают кровеносные сосуды. Клетки пульпозного ядра расположены неравномерно, часто встречаются выдавливания части пульпозного ядра через трещины за территорию гиалиновых пластини в межбалочные пространства тел позвонков (грыжи Шморля). У больных в возрасте 27 - 30 лет фиброзное кольцо в наружных отделах имеет множественные мелкие трещины, а во внутренних - наблюдается вообще бесклеточные территории, пульпозное ядро становится заметно фиброзированным. Гиалиновые пластины истончены, но еще сохраняют специфику структурной организации. У больных 31 - 40 лет гиалиновая пластина уплотнена и неравномерно сужена. Отмечается ее очаговый фиброз и дистрофическое обызвествление части капсул и хондриоцитов. В наружной части фиброзного кольца наблюдаются очаги дистрофического перерождения волокнистого хряща. В возрасте 41 - 50 лет по ходу пучков обнаруживаются многочисленные участки разрушения коллагеновых волокон. В фиброзном кольце на всем протяжении определяются крупные кистовидные полости. Гиалиновая пластина резко сужена. У больных 51 - 60 лет преобладают распространенные трофические изменения и редко наблюдаются разрывы частей диска. Полость диска значительно расширена, окружающие участки пульпозного ядра некротизированы. В гиалиновой пластине хрящевая ткань перемежается с фиброзной. Гиалиновая пластина резко суживается и достигает 4 - 5 слоев клеток.

Последовательность дегенеративно-деструктивных изменений и механогенез клинических симптомов можно рассмотреть на примере МПД L5-S1. На этом уровне относительная горизонтальная деформация (выпячивание) фиброзного кольца при движении поясничного отдела позвоночного столба для неизмененного МПД составляет 19,5%, а для измененного – 18,8%. Дополнительные повышенные нагрузки, возникающие при каждом наклоне туловища или поднятии тяжести приводят к перемещению назад тканей, образующих фиброзное кольцо. Суммируясь, эти перемещения увлекают за собой студенистое ядро и часть задних отделов фиброзного кольца. Давление выпяченного фиброзного кольца на заднюю продольную связку ведет к раздражению синувертебрального нерва, нарушению кровообращения, венозному застою и отеку спинномозгового нерва, которые становятся причиной боли, неврологических и вегето-сосудистых нарушений. Наконец, при прогрессировании процесса, в момент резких движений или поднятия тяжести может образоваться грыжа МПД. Встречая на своем пути корешок, на участке от твердой мозговой оболочки до ганглия грыжа оказывает на него механическое давление. С точки зрения механизмов развития неврологических симптомов, следует иметь в виду, что корешковый синдром может развиваться и при отсутствии грыжи диска. Например, уменьшение высоты диска, диаметра межпозвонкового отверстия, нарушение венозного оттока и отек корешка вместе взятые создают аналогичные условия для типичной клинической картины компрессии позвоночного нерва. Одновременно со снижением высоты межпозвонкового диска развивается функциональная слабость связочного аппарата в результате сближения участков прикрепления связок на дугах и отростках позвонка. Сближаются также точки прикрепления передней и задней продольных связок и их участки, вплетающиеся в фиброзное кольцо, могут внедряться в просвет позвоночного канала. Вначале это приводит к венозному застою, а в дальнейшем к развитию варикозного расширения вен перидуральной клетчатки.

Стадия 3. Начинается в пожилом возрасте. Смещение пульпозного ядра и подвижной ткани диска (разрыхление, протрузия, пролапс) перестает прогрессировать. После 60 лет ткань диска значительно теряет воду и становится фиброзной и плотной, а потому менее подверженной смещению кзади. В результате спондилотического процесса происходит кальцификация связок, приводящая к перекрытию межпозвонкового пространства, что способствует еще большей фиксации двигательного сегмента. Патологоанатомические изменения на этой стадии могут быть весьма существенными, но, поскольку их результирующим эффектом является частичная стабилизация, у пациента, как правило, не бывает выраженной симптоматики. Речь идет о так называемой комфортабельной ригидности стареющего позвоночника. После 60 лет спондилогенные симптомы вызываются чаще не патологией МПД как таковых, а вторичными дегенеративными изменениями в дорсальной части позвоночного двигательного сегмента. Самыми частыми проблемами являются спондилоартроз и дегенеративный стеноз позвоночного канала с хроническим синдромом раздражения корешков в связи с латеральной компрессией нервных корешков костью, что проявляется спинальной (псевдоперемежающейся) хромотой.



Таким образом, в течение дегенеративного процесса МПД выделяют три стадии развития. Ранние изменения в первой стадии дегенеративного процесса начинаются со снижения концентрации полисахаридов и дегидратации пульпозного ядра. Регрессивно изменяются свойства пульпозного ядра как геля. Фиброзное кольцо становится объектом постоянных механических воздействий, вследствие чего в нем развиваются патологические изменения (разрушение коллагенового остова). В этой стадии процесса МПД становится уязвимым для разрушающего воздействия биомеханических влияний, возникающих в условиях нагрузок и усилий. Вторая стадия дегенерации МПД, наряду с изменениями коллагенового остова, включает значительные изменения матрикса. Они выражаются в заметном растрескивании и гранулярном изменении зон, окружающих хондроциты, с образованием очаговых некрозов. Мелкие очаги некрозов обычно включают клеточные тела хондроцитов и напоминают очаги деструкции в пульпозных ядрах. Вторая стадия связана с проникновением (экструзией) пульпозного ядра ткани (трещины) фиброзного кольца. При этом развитие реактивных изменений в окружающих тканях МПД и грыжеобразование имеют выраженные клинические проявления. В третьей стадии патологического процесса дегенерация завершается разрушением пульпозного ядра и фиброзного кольца. Постепенно в морфологической картине начинает превалировать фиброз ткани МПД. Межпозвонковое пространство заполняется грубо-волокнистой соединительной тканью и у пациента, как правило, не бывает выраженной симптоматики.


Читайте также статью «Изучение результатов патоморфологических исследований тканей грыж межпозвонковых дисков поясничного отдела позвоночника» С.С. Кочкартаев, Ш.Ш. Шатурсунов, Х.З. Турсунов, С.А. Мирзаханов; Научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии; Республиканский патолого-анатомический центр, Ташкент (журнал «Травматология және ортопедия» 3-4/2014) [читать].

Стадии дегенерации МПД по C.W. Pfirrmann. Различные стадии дегенерации МПД визуализируются при магнитно-резонансно-томографическом (МРТ) исследовании. Проводят оценку структуры диска, его высоты, интенсивности свечения, границы между фиброзным кольцом и пульпозным ядром. Классификация дегенеративных изменений МПД Pfirrmann с соавт. основана на оценке интенсивности T2-weighted сигнала, определении границы между пульпозным ядром и фиброзным кольцом, высоты МПД. Снижение интенсивности сигнала от пульпозного ядра коррелирует с изменением количества протеогликанов. Выделяют 5 степеней дегенеративного процесса в МПД:

VIb – переходный вариант (высота МПД сохранена как на VIа стадии, но имеется интенсивность сигнала как на V стадии




статья «Дегенеративное поражение позвоночника, ассоциированное с болью в спине: морфогенетические аспекты» Правдюк Н.Г., Шостак Н.А.; Кафедра факультетской терапии имени академика А.И. Нестерова ФГБОУ ВО «Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова» МЗ РФ, Москва (журнал «Клиницист» №3-4, 2017) [читать]


Читайте также:

статья «Хрящевая замыкательная пластинка и ее роль в дегенерации диска (аналитичес-кий обзор литературы)» Бенгус Л.М., Дедух Н.В.; ГУ «Институт патологии позвоночника и суставов им. проф. М.И. Ситенко НАМНУ», г. Харьков (журнал «Біль. Суглоби. Хребет» № 2(6), 2012) [читать].

статья «Строение, функции и роль замыкательных пластинок в развитии дегенеративных заболеваний позвоночника: обзор литературы» Т.В. Русова, А.А. Воропаева; Новосибирский НИИ травматологии и ортопедии им. Я.Л. Цивьяна, Новосибирск, Россия (журнал «Хирургия позвоночника» №4, 2017) [читать]

статья «МРТ-визуализация возрастных изменений костного мозга тел позвонков» (laesus-de-liro.livejournal.com) [читать];

статья «Патофизиологические механизмы дегенерации межпозвонковых дисков» А.М. Ткачев, А.В. Епифанов, Е.С. Акарачкова, А.В. Смирнова, А.В. Илюшин, Д.С. Арчаков; ООО «ЛДЦ МИБС-Волгоград», Волгоград; ООО «ТММ-Клиник», Волгоград; ООО «Клиника Епифанова», Самара; АНО «Международное общество по изучению и эффективному контролю стресса и связанных с ним расстройств», Москва (РМЖ, №4, 2019) [читать].


© Laesus De Liro


Tags: МПД, грыжа диска, дегенерация, межпозвонковый диск, протрузия диска, старение
Subscribe

Posts from This Journal “МПД” Tag

Buy for 20 tokens
Buy promo for minimal price.
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

  • 0 comments