黄韧带退变病理特点及机制的研究进展

韧带退变病理特点及机制的研究进展
【关键词】 黄韧带退变 病理特点
METLERTOLEDO黄韧带位于相邻的椎弓板之间,前面组成椎管后壁,后面与棘间韧带相邻,要紧作用是限制脊柱过度前屈和维持人体直立姿势,它是脊柱后部的重要连接结构,要紧由弹性纤维、胶原纤维、网状纤维和基质4种成份组成,其中弹性纤维所占比例约达75%左右[1]。随着年龄的增加,黄韧带显现肥大、钙化和骨化等退变反映。临床上,影像学诊断技术的进展使得愈来愈多由黄韧带退变引发的脊髓压迫性病变能够被诊断,压迫严峻者乃至可致使截瘫。最近几年来,学者们对黄韧带超微结构、组织学及其生物力学等方面进行了深切研究,对其病理状态及其发病机制的熟悉有了进一步的进展。数字调节器
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  1 黄韧带退变的病理特点
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  黄韧带的弹性纤维含量达75%以上。弹性蛋白链的自由螺旋形式使其自身即便处于专门大的变形状态下也可不能受到损伤[2]。戴力扬等[3]对手术后的黄韧带标本进行组织学研究显示:弹性纤维含量下降和胶原纤维数量增加,正是黄韧带变性的缘故。刘瑞等[4]用透射电镜
观看后发觉肥厚的黄韧带弹性纤维成份大为减少,呈带状,形状不规那么,分枝彼此吻合,直径大小不一。相反胶原纤维成份却大为增加,排列紊乱,新生胶原纤维直径同正常韧带中胶原纤维直径大致相等,但排列杂乱。韧带中可见相当数量代谢旺盛的成纤维细胞,软骨样细胞那么常见,增殖中的软骨细胞呈扁长椭圆形,细胞突起少,胞质中可见较为丰硕的粗面内质网和线粒体。Kosaka等[1]全面研究腰椎管狭小病人的病史,并对黄韧带标本进行胶原和弹性纤维mRNA检测后指出,黄韧带弹性的减少主若是由韧带弹性纤维减少及II型胶原纤维增加所致,而这种转变在韧带的背侧尤其明显。黄韧带的肥大由正常的弹力层及非正常的胶原层肥大所致,而黄韧带的肥大常常致使椎管狭小。黄韧带正是通过这种弹性及胶原纤维的转变,才慢慢从韧带背侧向腹侧发生退变,并致使黄韧带的肥大、钙化乃至骨化,从而对脊髓造成压迫。黄韧带的钙化和骨化是在韧带增生、胶原纤维变性的基础上慢慢进展而来的。Yayama等[5]对手术切除的270例黄韧带标本进行研究后发觉约36%韧带组织里有磷酸钙晶体的沉积,晶体周围那么可见肥大软骨细胞。而黄韧带骨化的本质确实是脊柱韧带内的一种异位骨化,并可依照病理转变分为成熟型骨化和非成熟型骨化[6]。在体内这些非成熟型骨化部位的软骨会进一步发育、增大成为骨块[7],这种骨化的进程符合软骨内骨化的特点。
  2 黄韧带退变的病理机制
  由于黄韧带的退变是一个随着年龄增加而缓慢发生的病理进程,因此到目前为止,尽管国内外专家对黄韧带的生物力学、细胞学、遗传学等进行了大量的研究,其退变的确切机制仍不清楚。动物模型及细胞培育已经成功复制了退变的黄韧带,但其与正常人体缓慢退变的黄韧带相较,在生物学行为上是不是具有相似性, 目前还不能做出正确判定。目前国际上就黄韧带的退变机制有以下观点。
  2.1 力学因素
  各类使黄韧带骨附着部符合异样增加的因素均能造成黄韧带的损伤[8],而反复的损伤和修复是黄韧带的肥大、骨化的大体病因之一。Nakatani等[9]的研究显示,随着年龄增加脊柱发生退变而致使的椎体不稳,会引发黄韧带所受机械牵张力的增加,而机械牵张力在体外的黄韧带细胞培育中能够使黄韧带的I、Ⅲ、V型胶原合成增加,同时增加的胶原能够抑制TGF-β抗体的显现,使TGF-β的含量增加而使黄韧带发生退变。张喜善等[10]对颈椎不稳大鼠的黄韧带观看结果说明,颈椎不稳模型术后初期就观测到TGFβI表达量明显上升,这种转变可能是由于颈椎不稳固致使局部应力改变所致,而这种初期的转变可能成为韧带退变
的始动因素之一。通过对胸椎黄韧带的研究作者能够得知,胸椎黄韧带骨化的发生率及骨化的大小均与小关节的旋转活动范围有关,在旋转活动范围最大的T10、T11水平,骨化的发生率最高,骨化的体积也最大[11]。Ben Hamouda等[12]的报告也显示脊柱活动较大的下胸段发生黄韧带骨化的发病率明显高于中上胸段。尽管上述研究都显示了生物力学的改变可能是致使黄韧带发生退变的缘故之一,但其中的机制还有待进一步研究。
  2.2 TGF-β和BMP因素
  转化生长因子β(TGF-β)可刺激脊髓基质细胞的增殖与分化,增进成骨细胞、成软骨细胞增殖及其细胞外基质的合成。骨形态发生蛋白(BMP)是目前骨组织工程中研究最为深切的一种生物活性因子,也是目前唯一已确信具有诱导成骨潜能细胞向成骨细胞方向转化、从而异位诱导成骨的生长因子。Sairyo K等[13]对减压手术后取得的腰椎黄韧带标本进行了多学科的研究发觉,由黄韧带的上皮细胞生成的TGF-β能够刺激韧带发生纤维化而致使韧带肥厚。由于TGF-β在体内来源普遍,这种转变可能是韧带退变的始动因素之一。我国学者王哲等[14]利用组织块培育法成立退变的黄韧带细胞模型,通过免疫组织化学染发觉退变黄韧带9株细胞株中有7株细胞的胞浆有BMP-2的阳性表达,提示骨形成蛋白可能参与黄韧带
退变进程,并起重要作用。骨形成蛋白可诱导、激发程序性的细胞反映而致使软骨骨发生,从而致使异位骨化,它们极可能在损伤后被释放,从而参与黄韧带的修复进程。日本学者Kon[15]对后纵韧带骨化研究中发觉,BMP-2可特异性地诱导取自后纵韧带骨化患者未骨化部位的后纵韧带细胞向骨发生的方向分化,而对正常对照的非骨化患者的后纵韧带细胞无诱导效应。更多的研究那么显示了在黄韧带退变的进程中,这两个因子一起发挥了作用。毛兆光等[16]通过其研究结果并结合文献指出,黄韧带的过度拉伸致使了TGF-β的过度表达,从而致使了胶原纤维大量增生并致使韧带肥厚,而BMP也参与了这一进程,并可能与黄韧带的软骨化有必然关联。在异位骨化的研究中也证明TGF-β能够和BMP一路一起增进成骨,但TGF-β本身不能单独诱导异位骨化。这些研究提示了BMP是韧带骨化的启动因子,通过刺激间质母细胞分化启动骨化进程,而TGF-β可能通过特定的软骨母细胞,在骨化的后期刺激骨形成。
  2.3 血管-炎性因素
  黄韧带骨化初期有着丰硕的血管增生。Hirakawa等[18]的研究说明,小外伤的积存能够诱导黄韧带背侧毛细血管增生,并向毛细血管较少的硬脊膜侧延伸。正在生长的毛细血管内betal
皮细胞间缺乏特殊的连接复合体,管壁的渗透性增高,结合钙的大分子物质能够穿过内皮细胞间隙进入血管周围的结缔组织中,引发钙盐结晶的形成,易于成骨。泰德安等[19]发觉退变黄韧带中血管内皮生长因子(VEGF)和环氧化酶2(COX2)的表达阳性,通过细胞培育发觉低氧刺激能够使黄韧带细胞高表达VEGF和COX2,从而推测低氧是黄韧带退变的因素之一。VEGF是重要的血管生成调剂物质,亦具有明显的成骨特性,正常成年组织不表达或低水平表达。COX2是诱导型酶,正常一样不表达或低表达,对骨代谢有强力调剂作用,参与骨折的愈合进程。目前最有效预防异位骨化的是非甾体类抗炎药COX2抑制剂。研究显示VEGF与COX2的关系紧密,COX2能够增进VEGF的表达从而增进局部血管的生成。Bouletreau等[20]研究以为缺氧和VEGF高表达能够增进黄韧带内皮细胞分泌BMP,提示VEGF的成骨作用是通过BMP介导的。Yayama等[5]的实验证明了腰椎黄韧带的退变与肥大软骨细胞和新血管的生成有关,而肥大软骨细胞的免疫组化显示其TGF和VEGF染阳性。
  2.4 其他因素
降压散
  黄韧带骨化多见于亚洲人,专门是日本人,而在白种人中发病较少,发病的种族不同提示
遗传因素可能与发病有关。Kong等[21]通过对338例标本进行单核苷酸多态性的研究,以为COL6A1的多态性是黄韧带骨化的易感因素。Shiigi等[22]报告日本人的黄韧带骨化与维生素D受体基因有关,27例韧带骨化患者中等位基因为bb的26例,为Bb的l例,显示等位基因B对黄韧带骨化的发病有必然抑制作用。弹性纤维异样是韧带退变的一个表现,Hadley-Miller等[23]的研究说明,编码原纤维的基因(位于第15条染体上的单基因)突变,会致使成纤维细胞合成的原纤维不能掺合到细胞外基质中去,使弹性纤维含量减少致使韧带退变。在退变的黄韧带组织,钙、磷等含量明显升高,与正常黄韧带组织相较不同有统计学意义。同时,铜含量也显著增高,而与铜发生竞争性拮抗的锌、锰、铝的组织含量显著下降,铜含量增高可直接反映黄韧带中胶原合成增加,引发弹性纤维与胶原纤维比例下降,是黄韧带发生退变的重要因素[24]。黄韧带的骨化基于黄韧带退变,但退变病不能直接致使骨化,氟及其化合物可通过激活腺苷酸环化酶,使细胞内cAMP含量升高引发细胞浆内钙离子浓度显著升高,最终致使软骨细胞钙化、韧带骨化,如此的结果已经在高氟饮食的大鼠模型中复制出来[25]。另外,时期性高氟摄入启动韧带骨化反映后,即便血清氟含量下降至正常水平,韧带内氟含量仍高于正常,骨化仍继续进展。除上述研究外,还有研究说明胰岛素样生长因子(IGF-I)、碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)等都参与了黄韧带的退变进程。  3 展望

本文发布于:2024-09-22 03:47:38,感谢您对本站的认可!

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