软骨终板退变的研究进展

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1、软骨终板退变的研究进展【关键词】软骨终板退变研究进展椎间盘作为一个完整的结构单元，有纤维环、髓核和软骨终板三部分组成。由于生理性和病理性因素，椎间盘容易发生退行性变。长期以来，对纤维环和髓核退变引起的椎间盘退变研究很多，而对由软骨终板退变引起的椎间盘退变研究较少。但是已有证据证明：椎间盘的退变源于软骨终板的退变[1]，软骨终板治疗利于退变椎间盘的修复和再生[2]。编辑。　1软骨终板的生物学特性软骨终板位于椎体上下表面与椎间盘的纤维环和髓核之间。终板很薄，尤其是在椎间盘的中央，成熟的终板不超过1mm[3]，

2、但是从一边到另一边变化是相当大的。软骨终板的形状在各个椎体之间不同。软骨终板的生化成分软骨终板为透明软骨，由细胞和基质两部分组成。细胞中以软骨细胞和成纤维细胞为主，其合成和分泌细胞外基质。基质主要由蛋白多糖(PG)和Ⅱ型胶原组成，而由基质所维持的正常分解和合成代谢对于其生物学功能至关重要。蛋白多糖是维持椎间盘正常结构、代谢和生物力学性能的生化基础。软骨终板PG还能调节基质大分子间的有效孔径，控制带电溶质在椎间盘中分布和转运，对保持椎间盘组织和外界环境间的物质交换及防止终板自身的钙化都具有重要的作用[4]。

3、软骨终板的胶原成分主要是Ⅱ型胶原，为其构成软骨终板的纤维网状支架。Ⅱ型胶原相对于I型胶原来说体积较大，含水量也较高，故II型胶原更适合变形、承受和吸引压应力。水分是软骨终板的重要组成成分之一，其含量的变化与蛋白多糖的含量密切相关，这与硫酸软骨素中的硫酸阴离子和糖醛酸有较强的水化作用有关[5]。1.软骨终板的结构软骨终板上有许多的微孔，是髓核水分、营养成分及代谢产物进出的通道。软骨终板的基质中蛋白多糖主要是硫酸软骨素，因其具有毛刷样结构和自身带有电荷，利于基质大分子的通过。软骨终板内无神经组织，因此当软骨终

4、板损伤后，既不能产生疼痛症状亦不能自行修复。此外，软骨终板内的血管及其分布不同于其他组织。吕刚等[6]采用血管灌注ABS制备兔腰椎体软骨终板血管铸型标本，投射光显微镜及扫描电镜观察发现血管呈树枝状形态，缠绕形成微血管襻，即血管芽，在终板内层纤维环部位血管芽形状呈简单的襻祥结构，但在髓核部位则是一种膨大且复杂缠绕的襻样结构，这种形态学差异与不同部位终板的渗透性高低密切相关。在椎间盘退变过程中，椎间盘终板内的血管芽形态逐渐被破坏，微血管数量相应减少，终板内的血流量也明显减少，同时终板内血流量中心部位(靠近髓核

5、区域)血流量多于终板内周围区域的血流量[7]。1.软骨终板的功能软骨终板在椎间盘结构中具有重要作用：一方面，软骨终板覆盖在椎体的上下面，维持椎体的正常形态，保护椎体在承受压力下免于发生压迫性骨萎缩;另一方面，通过软骨终板的渗透功能进行椎体与椎间盘之间的液体和营养的交换。椎间盘的营养通路主要有二：一是终板途径，椎体内血管的营养物质通过骨髓腔—血窦—软骨终板界面扩散到椎间盘，营养纤维环及髓核内层(髓核营养的80%由软骨终板的渗透作用来完成);二是纤维环途径，即纤维环表面血管营养纤维环外层。软骨终板途径是椎间盘

6、营养通路的主要途径，在椎间盘营养供应和代谢产物的排出方面发挥了重要的作用。　软骨终板的退变许多研究已经证实椎间盘退变是多种环境因素共同作用的结果，其发病机制大致可归结为：①软骨终板的退变，椎间盘营养供应减少;②细胞老化，分泌基质减少;③椎间盘内部降解酶活性的升高，基质降解增多;④基质疲劳衰竭等。而上述机理中最重要的是椎间盘软骨终板的退变[8]。这是因为椎间盘的生物化学构成成分包括水、胶原、蛋白多糖等，它们是椎间盘发挥生理机能的物质基础，而软骨终板是供应椎间盘营养的主要通道。因此如果软骨终板发生退变，造成椎

7、间盘营养供应的障碍，则可使其生化成分发生变化，从而导致椎间盘退变。.1炎性因子导致软骨终板退变多项研究已经证明，炎症因子在椎间盘退变的发生和发展中起了重要的作用。以前作者把目光集中在炎症因子引起髓核和纤维环中基质成分的变化，忽视了炎症因子在软骨终板退变中的作用。刘斌等[9]发现在退变的软骨终板中IL-1β、IL-6、TNF-α含量随时间延长而增高，实验组较对照组增高明显。IL-6可以抑制软骨细胞合成基质，从而降低了基质的量，IL-6受到IL-1的作用而被激活，蛋白聚糖为首的基质成分对于IL-1的破坏作用也

8、非常敏感，这种破坏作用被认为是由基质金属蛋白酶(MMPs)来完成的。现有研究认为，IL-1在椎间盘退变的过程中扮演了关键的角色[10]。髓核内TNF-α的表达能够诱发多种细胞反应，包括蛋白聚糖和Ⅱ型胶原表达同时下降，蛋白聚糖和胶原的合成和积累减少，MMP-1、MMP-3、MMP-13、ADAMTS-4、ADAMTS-5表达增加，以及ADAMTS-5介导的蛋白聚糖降解增加。在4h内，这些细胞反应导致髓核内蛋白聚糖含量下降到原有含