退变腰椎黄韧带的病理改变与分子机制的研究进展（可编辑）

退变腰椎黄韧带的病理改变与分子机制的研究进展（可编辑） 退变腰椎黄韧带的病理改变与分子机制的研究进展 维普资讯 ////0>.? 国量 生 笙 鲞笙 塑 , 【 , . , .综 述退变腰椎黄韧带的病理改变与分子机制的研究进展毛兆光 ,范顺武,赵凤东 . 一叫“.摘要 腰椎黄韧带的生理性和病理性退变主要包括黄韧带肥厚 钙化和骨化,其主要表现为弹力纤 维明显减少,胶原纤维显著增加,并且出现钙化、骨化及软骨细胞、成纤维细胞、毛细血管的增生等,从而 黄韧带的弹性明显下降且肥厚。一般认为黄韧带的退行性改变同机体的老化、创伤、代谢异常和家族遗 传等众多因素密切相关,但最近的研究表明,转化生长因子 、蛋白、骨形态发生蛋白 和成纤维生长因子等生长因子在黄韧带退变的病理过程中起重要作用。 关键词 黄韧带退变; 病理学; 分子 ; ; 黄韧带是脊柱后部的重要连接结构,主要由弹力纤维、胶 和骨形成因子的基质产生。细胞也能被蛋 原纤维、网状纤维和基质 种成分构成,其中弹力纤维和胶原 白、?型胶原和 型胶原染色,连同一起定位的 型胶原和 纤维分别占 %和 %。十几年来,由于对黄韧带形态学、标记反映了软骨样肥大细胞的存在,正常细胞不合 生物力学及其组织化学的深入研究,对其病理状态及其发病 成蛋白、?型胶 原和 型胶原 。另外,体内雌激素 的分子机制有了较深的认识。 水平下降、微量元素代谢的变化都是黄韧带退变的因素。等? 把黄韧带增厚归因于三种机制:?型胶原的 黄韧带钙化 增生、骨化和钙盐沉积。最近的研究表明【,引,转化生长因子 等检查了椎管狭窄的黄韧带标本,认为弹 、 蛋白、骨形态发生蛋白 和成纤维生长 性纤维的变性是由于中性粒细胞释放的弹性蛋白酶和糜蛋白 因子等生长因子在黄韧带骨化和肥厚的病理过程中起 酶引起的,由此继发的肉芽肿病变成为钙盐结晶沉积的部位, 重要作用。 嗜中性粒细胞和含有蛋白的软骨细胞的出现加速了钙 黄韧带肥厚 盐沉积。在黄韧带中沉积的钙盐有羟基磷灰石结晶和 黄韧带是一个功能活跃、易受损伤的组织,一般认为创伤 焦磷酸冰钙盐 结晶两种形式。 结晶常发生在 是腰部黄韧带纤维化的原因,局部的反复损伤和修复,最终可 老年妇女的颈部黄韧带,有时也混有结晶。因为机体的 导致黄韧带的退行性改变。而目前倾向于黄韧带肥厚是一种 老化和体内雌激素水平的减低,可引起黄韧带基质成分中硫 继发于年龄或腰椎不稳的退行性改变,有学者认为,由于腰椎 酸软骨素的升高,而增高的硫酸软骨素可以和钙离子结合,导 不稳所产生的机械牵张力可导致黄韧带肥厚 .。已有研 致钙盐沉积。骨质增生是常见的老年病之一,患者常伴有黄 究证实,机械的牵张力可促进平滑肌细胞和肾小球膜细胞产 韧带的钙化。结晶的沉积和 结晶的沉积是相互 生 , 等 应用腰椎管狭窄症患者的黄韧带 独立的。结晶位于增生的毛细血管周围结缔组织中。 等 研究表明黄韧带小的损伤修复过程中,其背侧的 作体外细胞培养实验也证实,机械的牵张力可明显促进黄韧 血管不断向腹侧延伸生长,形成新的毛细血管,正在生长中的 带细胞产生】。而】可促进软组织中的胶原合 成 。 在损伤韧带中有较高的表达 ,对韧带的修 毛细血管内皮细胞问缺乏特殊的连接复合体,管壁的渗透性 增高,从而可以增加和钙结合的大分子物质通过内皮细胞间 复具有重要的意义。 在椎管狭窄症黄韧带中也有表 隙进入到周围结缔组织中,继而引起钙化。 等 报 达,表明其与黄韧带的肥厚也存在相关性 。许多研究表 道在韧带和骨化组织间的移行区含有大量的 蛋白,因 明【 , ,?,黄韧带骨化过程中出现了?型胶原的大量增生;腰 为蛋白是一种钙结合蛋白,而且在增生的软骨区比静 椎管狭窄症黄韧带的骨附着部也出现了大量?型胶原的增 止的软骨区多,所以认为 蛋白与细胞外基质钙化有关。 生。腰椎管狭窄症时黄韧带 的细胞培养实验中,可观 等?报道黄韧带基质中含有一种钙化抑制因子,而且 察到高水平的碱性磷酸酶表达和富含 、?型胶原、 黄韧带细胞能够产生这种因子,该因子含量及活性的下降与 钙化相关。 浙江大学附属邵逸夫医院骨科,浙江 杭州现作者单位:江山市人民医院骨科, 浙江 江山 维普资讯 ////. 中国骨伤 年 月第 卷第 期 ,, . , . 黄韧带骨化 附近的少量成纤维细 胞中呈阳性,亦在小血管周围未分间充 黄韧带骨化的本质就是脊柱韧带内的一种异位骨化, 质细胞及其移行分化的软骨细胞质中呈阳性。进一步研究表 常见于下胸椎或胸腰段,而颈椎和下腰椎均少见。由于当今 明,在上述细胞中可以观察到 型和?型受体的阳性表 影像诊断技术的不断发展,韧带内的任何变化可被发现。黄 达,提示很可能就是通过作用于这些靶细胞的受体,特 韧带骨化开始于椎板附着处和上关节突的内侧,并逐渐向上 别是作用于间充质细胞,活化细胞中软骨基因从而使这些细 方、前方和中线方向发展。最近研究表明 ,骨化主要发生在 胞增殖、分化;同时,靶细胞也有合成和分泌的能力,进 一 黄韧带的腹侧,并以黄韧带腹侧表层向背侧的深层方向进行, 步扩大和保持韧带中骨诱导的能力,使软骨细胞不断生成, 由于骨化后韧带组织的增生肥厚,导致骨化组织由后向前对 在其他生长因素的参与下,软骨细胞增殖、成熟,通过软骨内 脊髓产生压迫,这是黄韧带骨化造成椎管狭窄、脊髓受压的根 成骨,使得骨 化不断扩展、深入。 本机制。 能与靶细胞表面的特异性受体分 型和?型结 许多学者【 , ,坞』的研究均描述了黄韧带骨化过程中出 合,导致细胞内调节蛋白丝氨酸和苏氨酸残基磷酸化,从而激 现了?型胶原纤维的大量增生,并表现为不同程度的肿胀。 活细胞内的 型前胶原基因端特异的启动因子来启动基等?还观察胶原纤维 呈现不同程度的透明变性。 因的表达。? 可促进成纤维细胞和成骨细胞外基质的合 等研究证实黄韧带 骨化时软骨细胞周围存在硫 成,并对新合成基质的降解具有显著的抑制作用,? 还能 酸软骨素,并认为其与软骨基质的钙化密切相关。黄韧带骨 增加血管的形成。王哲等 认为韧带骨化初期血管组织的 化过程中基质内?型胶原和硫酸软骨素的含量在软骨细胞增 增生在骨化过程中有重要意义,是韧带中大量阳性表达 生最为活跃时最高,随着骨化的成熟逐渐呈下降趋势。 的未分化间充质细胞与软骨细胞的来源。 等一用免 腰椎黄韧带骨化的病因仍不十分清楚。等一研 疫染色检测了骨化黄韧带中? 的分布, 在未骨 究指出,黄韧带骨化 的发生和发展是建立在黄韧带退 化的纤维区域中未分化的血管周细胞 的胞浆呈弱 变的基础之上。虽然退变黄韧带中病理改变同骨化周 阳性,而在靠近已经骨化部分的纤维软骨和透明软骨区域中 边黄韧带的病理改变基本相似,但黄韧带骨化与退变之间是 的软骨细胞的胞浆呈强阳性。 否真正有关,目前尚不能完全确定。一般认为黄韧带骨化和 研究证实,黄韧带骨化病变中除主要存在和 钙化是不同的独立病理过程,少数人认为两者是同一病理过 外,尚存在成纤维生长因子 和骨碱性磷酸酶一。 程的两个不同阶段。黄韧带钙化症以女性多见,主要见于下 对于病理的软骨 内骨化和的骨诱导作用是必不可 颈椎,病变位于椎板间,呈圆形或椭圆形,与椎板不连续,不与 少的,另外,据报道血浆的浓度在黄韧带骨化的患者中 硬膜粘连,多不合并脊柱其他韧带骨化,多合并全身其他部位 提高了。骨碱性磷酸酶对于骨形成细胞是一个特定的标 的钙化。黄韧带骨化症以男性多见,颈、胸、腰椎均有,以下胸 志物。 和可能导致黄韧带的肥厚和骨化。当 椎多见,病变位于椎板附着部,病变形态多样,与椎板连续,不 然,还有其他的一些生长因子也共同起作用。黄韧带骨化症 随姿势变化而移动,常与硬膜粘连或融合,常合并脊柱其他韧 同多种代谢性疾病密切相关,如糖尿病、家族性低磷酸盐佝偻 带骨化。 病、氟骨症以及肥胖症等,还同钙、铜等微量元素失调、女性内 以往认为黄韧带骨化由局部的反复损伤和反应性修复, 分泌失调等相关 。黄韧带的骨化多发生于亚洲人,特别是 导致成纤维细胞软骨化生、软骨细胞增殖、胶原基质增生、钙 日本人,提示该病变和基因有关,但尚不清楚是何基因。 化、编织骨和板层骨形成等一系列的软骨内骨化所形成。但 等研究表明编 码原纤维蛋白基因位于 号染 最近 等研究表明,导致黄韧带骨化的关键因素是生长 色体上的单基因的突变,会导致成纤维细胞合成的原纤维蛋 因子或细胞因子及其反应细胞;这些生长因子中,和 白不能掺合到细胞外基质中去,从而造成弹性纤维的异常;另 在黄韧带骨化 的发病机制中具有重要作用。 外,异常的 型胶原基因和 基因的多型性 ,这 生长因子及其反应细胞在黄韧带骨化病理中扮演着一个 些基因的存在可能是导致黄韧带骨化的原因之一。 非常重要的角色。最近 年研究表明,大量生长因子决定 参考文献 着软骨和骨组织的发生、发展和维持,其中和 在 , , , .黄韧带骨化的发 病机制中起关键作用。能启动软骨和 : . , , : ? 骨的分化及诱导体内形成新的软骨和骨组织; 则通过 . 刺激体内软骨祖细胞和骨祖细胞的增殖分化来加速软骨和骨 ,,, . 的形成。的主要生物学作用是诱导未分化的问充质细 ., 胞反应细胞分化形成软骨和骨,可在骨内部位形成新骨,也 ,: ? . 能异位形成新骨。以其独有的直接诱导软组织中未分, , , 化间充质细胞增生、分化、形成软骨细胞,显示其在异位骨化 ? 以及骨诱导的重要性。 等【 和 等【。将 . , , :?. 植人大鼠和兔的腰椎黄韧带中,均导致黄韧带骨化,这说明 ,, , . 能够直接诱导大鼠和兔黄韧带形成异位骨化。免疫组 .. . :?. 织化学证明,在未骨化区域的软骨细胞中及靠近软骨区