Джеймс Даудъл

1 Катедра по ортопедия, Медицинско училище Icahn в планината Синай, Ню Йорк, Ню Йорк

Марк Ервин

2 Катедра по ортопедия, Университет в Торонто, Торонто, Онтарио, Канада

Теодое Чома

3 Катедра по ортопедия, Университет на Мисури, Колумбия, Мисури

Александър Вакаро

4 Катедра по ортопедия, Институт Ротман, Филаделфия, Пенсилвания

Джеймс Ятридис

1 Катедра по ортопедия, Медицинско училище Icahn в планината Синай, Ню Йорк, Ню Йорк

Самуел К Чо

1 Катедра по ортопедия, Медицинско училище Icahn в планината Синай, Ню Йорк, Ню Йорк

Резюме

СЪКРАЩЕНИЯ

кауза. Не всяка терапия за болки в гърба ще се фокусира върху патологията на ниво IVD. Тази статия ще се фокусира върху терапии, които са пряко свързани с IVD. Други конвенционални методи за лечение на болки в гърба включват физиотерапия, инжекции на епидурали, хирургична декомпресия, заместване на диска и сливане. Тези начини за лечение ще бъдат разгледани в дегенеративния гръден и лумбален раздел на този фокус. Полагат се значителни усилия за по-нататъшно разбиране на биологичната основа и клиничното значение на IVD дегенерацията с цел предотвратяване или обръщане на дегенеративно заболяване на диска (DDD) и подобряване на клиничните резултати за пациенти, засегнати от болки в кръста.

АНАТОМИЯ И ФУНКЦИЯ НА IVD

възстановяване

ХРАНЕНЕ НА IVD

В началото на живота съдовите канали пресичат хрущялните крайни пластини. Те изчезват до 5-годишна възраст. Кръвоснабдяването с IVD произтича от 2 отделни капилярни сплетения (Фигура (Фигура 1). 1). Първият доставя външния AF, а другият произлиза от гръбначните тела и завършва в кръстовището на костите и хрущялите. 2 IVD е аваскуларна структура, като някои части от NP са разположени на 8 mm от най-близкото кръвоснабдяване. 2 Храненето се определя от дифузионния градиент на глюкоза, кислород и други макромолекули. Клетките в NP са най-отдалечени от кръвоснабдяването, което води до ниско напрежение на кислорода, което води до анаеробен метаболизъм в NP. По този начин микросредата на NP има по-висока концентрация на млечна киселина и по-ниско pH в сравнение с други части на диска, което може да повлияе отрицателно на клетъчната функция.

НОРМАЛНО IVD СТАРЕНЕ

IVD претърпява свързани с възрастта промени по-рано в живота, отколкото много други тъкани, водещи до хистоморфологични и функционални промени. Докато свързаните с възрастта промени на IVD са нормални, процесът на дегенерация на диска е ясно изразено патологично състояние, което включва структурна недостатъчност и може да се случи с ускорена възраст. 1,7,9 хрущялните крайни пластини имат намалена пропускливост и съдово снабдяване с напреднало стареене, което води до промени в микросредата на IVD, които благоприятстват катаболизма. 2 Общото съдържание на протеогликан в IVD намалява със стареенето, което води до по-малко хидратирана IVD, което води до променени биомеханични свойства на IVD. Колагеновите влакна тип II се заменят с колагенови влакна тип I във вътрешния AF и NP. 7,8,10 NP започва да натрупва жълта пигментация, което също го прави по-малко различим от AF.

МЕХАНИЗМИ НА IV ДЕГЕНЕРАЦИЯ

Етиология на IVD дегенерация

Счита се, че факторите на околната среда оказват влияние и върху патогенезата на DDD. По-рано се смяташе, че „износването“ или повтарящото се физическо натоварване е основен рисков фактор за DDD, но изследванията на близнаци показват, че това играе само незначителна роля при дегенерацията на диска 21. Затлъстяването е замесено като рисков фактор в дегенеративния процес. Съществуват смесени епидемиологични доказателства по отношение на ефекта от затлъстяването в дегенеративната каскада. Неотдавнашната литература показва, че ИТМ> 25 kg/m 2 е независим рисков фактор за развитие на рентгенографски доказателства за DDD и затлъстяването в млада възраст е силен рисков фактор за бъдещо увеличаване на броя на дегенериралите дискове. 22 Друга хипотеза гласи, че сърдечно-съдовите заболявания и атеросклерозата, които са свързани със затлъстяването, са хомолог за атеросклерозата на гръбначните съдове, водеща до дегенеративната каскада. Други проучвания показват, че затлъстяването е свързано със значително повишени нива на IL-6 и проинфламаторни каскади в тялото, което може да допринесе за възпалително медиирания път на дегенерация на диска. 23.

Пушенето на цигари е единственото химическо излагане, което е свързано с дегенерация на диска. Двойни проучвания показват несъответствие в количеството дегенерация на диска при ЯМР, като тези, които са били изложени на цигарен дим, имат по-високи нива на дегенерация на диска. Предполага се, че пушенето на цигари инхибира притока на кръв в гръбначните крайни плочи. Преобладаващата теория е, че има взаимодействие между пушенето на цигари и активирането на мускариновите рецептори, разположени в крайната плоча.

Биохимични фактори

Възпалителни пътища, водещи до дегенерация на диска.

Клетъчно стареене

Има връзка с IVD клетъчното стареене и развитието на DDD 26,27. Клетъчното стареене се дефинира като необратим арест на клетъчния цикъл, причинен от различни външни стимули или отпушване на теломерите. Сенесцентните клетки показват различни морфологични промени, тъй като те се агрегират в клъстери, увеличават се по размер и стават плоски и вакуолизирани. В допълнение, тези клетки също няма да могат да се репликират в отговор на митогенни стимули и анормално секретират провъзпалителни цитокини и протеази за разграждане на матрикса. 28,29 Преобладаващата теория за това как клетъчното стареене допринася за DDD е, че застаряващите клетки променят баланса на катаболните и анаболните пътища за производство на ECM в полза на катаболизма. 30 Точният спусък за стареене на дисковите клетки не е напълно разбран и се смята, че зависи от причината. 31

Програмирана клетъчна смърт

Разбирането на патогенезата на дегенеративното дисково заболяване може да ни помогне да насочим конкретни пътища в дегенеративната каскада с цел предотвратяване или обръщане на болестта. Съществуват множество терапевтични възможности, които потенциално могат да бъдат използвани с цел предотвратяване на DDD, включително прекъсване на възпалителната каскада, увеличаване на анаболизма на ECM, предотвратяване на клетъчна апоптоза или стареене или генна терапия.

МОДЕЛИ ЗА ЖИВОТИНИ ЗА ДЕГЕНЕРАЦИЯ НА ДИСКА

Терапевтични стратегии, базирани на ниво на дегенерация на диска.

Терапевтични протеинови инжекции

Генно-базирана терапия

Клетъчна терапия

Тъканно инженерство

Пръстенов ремонт

Нараняването на AF може да генерира катаболната каскада. Обаче доставянето на много от терапевтичните протеини или клетъчни терапии включва пробиване на AF. Преди това е установено нараняване на ФП с малка пункция на иглата, за да предизвика ускоряване на дегенерацията на диска при 10-годишно проследяване на пациенти, подложени на дискография. 75,76 Не би било идеално ятрогенно да предизвика по-нататъшна дегенерация на IVD, докато се опитва да спре или да обърне дегенеративната каскада. Преди това се прави опит за възстановяване на АФ ​​с техники за зашиване и анулопластика. И двете техники не успяха да подобрят силата на ъгли както при овце, така и при свине. 77-78 Към днешна дата нито една техника за ъглови ремонти не се е доказала като успешна при in vivo модел, което е довело до разработването на по-здрави in vitro модели на херния с агресивно циклично натоварване и систематични скринингови процеси. Изследват се и се разработват нови модалности за поправка на ъгли. Техниките за ануларен ремонт имат голям потенциал да работят заедно с други начини на лечение при DDD, включително доставка на лекарства и клетки. 79

Клинични изпитвания и лечение на DDD

Обобщение и бъдещи терапии

Разкриване

Авторите нямат личен, финансов или институционален интерес към нито едно от лекарствата, материалите или устройствата, описани в тази статия.