黄韧带退变病理特点及机制的研究进展

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1、黄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黄韧带位于相邻的椎弓板之间，前面构成椎管后壁，后面与棘间韧带相邻，主要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，主要由弹性纤维、胶原纤维、网状纤维和基质4种成分构成，其中弹性纤维所占比例约达75%左右[1]。随着年龄的增加，黄韧带出现肥大、钙化和骨化等退变反应。临床上，影像学诊断技术的发展使得越来越多由黄韧带退变引起的脊髓压迫性病变能够被诊断，压迫严重者甚至可导致截瘫。近年来，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入研究，对其病理状态及其发病机制的认识有了进一步的发展

2、。.L.编辑。　　1黄韧带退变的病理特点　　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使处于很大的变形状态下也不会受到损伤[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：弹性纤维含量下降以及胶原纤维数量增加，正是黄韧带变性的原因。刘瑞等[4]用透射电镜观察后发现肥厚的黄韧带弹性纤维成分大为减少，呈带状，形状不规则，分枝相互吻合，直径大小不一。相反胶原纤维成分却大为增加，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，软骨样细胞则常见，增殖中的软骨细胞呈扁长椭圆形，细胞突起

3、少，胞质中可见较为丰富的粗面内质网和线粒体。Kosaka等[1]全面研究腰椎管狭窄病人的病史，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要是由韧带弹性纤维减少及II型胶原纤维增加所致，而这种变化在韧带的背侧尤为明显。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导致椎管狭窄。黄韧带正是通过这种弹性及胶原纤维的变化，才慢慢从韧带背侧向腹侧发生退变，并导致黄韧带的肥大、钙化甚至骨化，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逐渐发展而来的。Yayama等[5]对手术切除的270例黄韧带标本进行研究

4、后发现约36%韧带组织里有磷酸钙晶体的沉积，晶体周围则可见肥大软骨细胞。而黄韧带骨化的本质就是脊柱韧带内的一种异位骨化，并可根据病理变化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]，这种骨化的过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长而缓慢发生的病理过程，所以到目前为止，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。动物模型及细胞培养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比，在生物学行为上是否具有相似性

5、，目前还不能做出正确判断。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　　各种使黄韧带骨附着部符合异常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、骨化的基本病因之一。Nakatani等[9]的研究显示，随着年龄增加脊柱发生退变而导致的椎体不稳，会引起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养中可以使黄韧带的I、Ⅲ、V型胶原合成增加，同时增加的胶原能够抑制TGF-β抗体的出现，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察结果表明，颈椎不稳模型术后早期就观测到TGFβI表达量明

6、显上升，这种变化可能是由于颈椎不稳定导致局部应力改变所致，而这种早期的变化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可以得知，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]。BenHamouda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导致黄韧带发生退变的原因之一，但其中的机制还有待进一步研究。　　2.2TGF-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

7、与分化，促进成骨细胞、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入的一种生物活性因子，也是目前唯一已确定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。SairyoK等[13]对减压手术后获得的腰椎黄韧带标本进行了多学科的研究发现，由黄韧带的上皮细胞生成的TGF-β可以刺激韧带发生纤维化而导致韧带肥厚。由于TGF-β在体内来源广泛，这种变化可能是韧带退变的始动因素之一。我国学者王哲等[14]利用组织块培养法建立退变的黄韧带细胞模型，经过免疫组织化学染