Дегенеративное заболевание дисков позвоночника

Введение

Медицинское состояние

Дегенеративное заболевание диска (ДДД) – это медицинское состояние, обычно вызванное нормальным процессом старения, при котором происходят анатомические изменения и, возможно, потеря функции одного или нескольких межпозвоночных дисков позвоночника. ДДД может протекать с симптомами или без них, но обычно диагностируется после появления симптомов. Считается, что основной причиной является потеря растворимых белков в жидкости, содержащейся в диске, что приводит к снижению онкотического давления и, как следствие, к уменьшению объема жидкости. Нормальные нагрузки приводят к потере высоты пораженного диска и уменьшению расстояния между позвонками. Фиброзное кольцо, прочная внешняя оболочка диска, также ослабевает. Эта потеря высоты вызывает ослабление продольных связок, что может привести к переднему, заднему или латеральному смещению позвоночных тел, вызывая нарушение сопряженности фасеточных суставов и артрит; сколиоз; шейный гиперлордоз; грудной гиперкифоз; поясничный гиперлордоз; сужение пространства, доступного для спинномозгового канала внутри позвонка (спинальный стеноз); или сужение пространства, через которое выходит спинномозговой нерв (стеноз межпозвоночного отверстия), что приводит к воспалению и сдавлению спинномозгового нерва, вызывая радикулопатию. ДДД может вызывать от умеренной до сильной боли, острой или хронической, в области пораженного диска, а также невропатическую боль при вовлечении соседнего корешка спинномозгового нерва. Диагноз подозревается при наличии типичных симптомов и данных физикального обследования и подтверждается рентгенографией позвоночного столба. Иногда радиологический диагноз дегенерации диска ставится случайно при выполнении рентгенографии шейного отдела позвоночника, грудной клетки или брюшной полости по другим показаниям, когда обнаруживаются аномалии позвоночного столба. Диагноз ДДД не является исключительно радиологическим, поскольку интерпретирующий рентгенолог не знает о наличии или отсутствии симптомов. Типичные рентгенологические признаки включают сужение межпозвоночного пространства, смещение позвоночных тел, сращение соседних позвонков и образование костной ткани в прилегающих мягких тканях (остеофиты). МРТ обычно назначается пациентам с симптомами, признаками и данными рентгенографии, указывающими на необходимость хирургического вмешательства. Лечение может включать физиотерапию для облегчения боли, восстановления объема движений и проведения соответствующих мышечных и силовых тренировок с акцентом на коррекцию аномальной осанки, поддержку паравертебральных (параспинальных) мышц в стабилизации позвоночника и укрепление мышц кора; упражнения на растяжку; массажную терапию; пероральный прием анальгетиков, включая нестероидные противовоспалительные препараты (НПВП); и местное применение анальгетиков с лидокаином, а также холод и тепло. Немедленное хирургическое вмешательство может быть показано при тяжелых или внезапно возникших симптомах, либо при резком ухудшении состояния. Плановое хирургическое вмешательство может быть рассмотрено после шести месяцев консервативной терапии при отсутствии удовлетворительного облегчения симптомов.

Degenerative disc disease (DDD) is a medical condition typically brought on by the normal aging process in which there are anatomic changes and possibly a loss of function of one or more intervertebral discs of the spine. DDD can take place with or without symptoms, but is typically identified once symptoms arise. The root cause is thought to be loss of soluble proteins within the fluid contained in the disc with resultant reduction of the oncotic pressure, which in turn causes loss of fluid volume. Normal downward forces cause the affected disc to lose height, and the distance between vertebrae is reduced. The anulus fibrosus, the tough outer layers of a disc, also weakens. This loss of height causes laxity of the longitudinal ligaments, which may allow anterior, posterior, or lateral shifting of the vertebral bodies, causing facet joint malalignment and arthritis; scoliosis; cervical hyperlordosis; thoracic hyperkyphosis; lumbar hyperlordosis; narrowing of the space available for the spinal tract within the vertebra (spinal stenosis); or narrowing of the space through which a spinal nerve exits (vertebral foramen stenosis) with resultant inflammation and impingement of a spinal nerve, causing a radiculopathy. DDD can cause mild to severe pain, either acute or chronic, near the involved disc, as well as neuropathic pain if an adjacent spinal nerve root is involved. Diagnosis is suspected when typical symptoms and physical findings are present; and confirmed by x rays of the vertebral column. Occasionally the radiologic diagnosis of disc degeneration is made incidentally when a cervical x ray, chest x ray, or abdominal x ray is taken for other reasons, and the abnormalities of the vertebral column are recognized. The diagnosis of DDD is not a radiologic diagnosis, since the interpreting radiologist is not aware whether there are symptoms present or not. Typical radiographic findings include disc space narrowing, displacement of vertebral bodies, fusion of adjacent vertebral bodies, and development of bone in adjacent soft tissue (osteophyte formation). An MRI is typically reserved for those with symptoms, signs, and x ray findings suggesting the need for surgical intervention. Treatment may include Physical Therapy for pain relief, ROM, and appropriate muscle/strength training with emphasis on correcting abnormal posture, assisting the paravertebral (paraspinous) muscles in stabilizing the spine, and core muscle strengthening; stretching exercises; massage therapy; oral analgesia with non steroidal anti inflammatory agents (NSAIDS); and topical analgesia with lidocaine, ice and heat. Immediate surgery may be indicated if the symptoms are severe or sudden in onset, or there is a sudden worsening of symptoms. Elective surgery may be indicated after six months of conservative therapy with unsatisfactory relief of symptoms.

Признаки и симптомы

Дегенеративная болезнь диска может вызывать боль в пояснице или в верхней части шеи. Степень дегенерации не всегда соответствует интенсивности боли, которую испытывает пациент. Многие люди не ощущают боли, в то время как другие, с аналогичным уровнем повреждения, страдают от сильной, хронической боли. Наличие или отсутствие боли во многом зависит от расположения пораженного диска и степени давления на позвоночный столб и окружающие нервные корешки. Дегенеративная болезнь диска – одна из наиболее частых причин боли в спине, ею ежегодно заболевают около 30 миллионов человек. При симптоматической дегенеративной болезни диска боль может варьироваться в зависимости от локализации пораженного диска. Дегенерация диска в поясничном отделе может вызывать боль в пояснице, иногда отдающую в бедра, ягодицы, бедра или ноги. Если давление на нервы оказывает выступающее ядро диска, могут возникать эпизодические покалывания или слабость в коленях и ногах. Дегенерация диска в шейном отделе часто приводит к боли в шее, руке, плече и кисти; при сдавлении нерва может появиться покалывание в пальцах. Боль обычно усиливается или возникает при движениях, таких как сидение, наклон, поднятие тяжестей и повороты. После травмы некоторые диски становятся болезненными из-за воспаления, и боль может быть непостоянной. У некоторых людей нервные окончания проникают глубже в фиброзное кольцо (наружный слой диска), чем у других, что делает диски более чувствительными к боли. Заживление травмы наружного фиброзного кольца также может привести к иннервации рубцовой ткани и передаче болевых импульсов от диска, поскольку эти нервы воспаляются под воздействием материала ядра диска. Дегенеративная болезнь диска может привести к хроническому изнуряющему состоянию и снизить качество жизни. В случаях сильной боли, вызванной дегенеративной болезнью диска, традиционное консервативное лечение может оказаться неэффективным.

Причина

Между каждым из позвонков в позвоночнике находится диск. В центре здорового, хорошо гидратированного диска содержится большое количество воды, известной как пульпозное ядро, которое обеспечивает амортизацию и гибкость позвоночника. Большая часть механического напряжения, возникающего при повседневных движениях, передается на диски позвоночника, а их водное содержание позволяет эффективно поглощать удары. При рождении типичное пульпозное ядро человека содержит около 80% воды. Однако естественные ежедневные нагрузки и незначительные травмы могут приводить к постепенной потере воды дисками, поскольку фиброзное кольцо, или прочный внешний волокнистый слой диска, ослабевает. Поскольку дегенеративное заболевание дисков в значительной степени обусловлено естественными повседневными нагрузками, Американская академия ортопедической мануальной терапии предложила, что это не совсем "заболевание" как таковое. Эта потеря воды делает диски менее упругими и приводит к постепенному сжатию и сужению межпозвоночного пространства. По мере уменьшения пространства между позвонками на диски может оказываться дополнительное давление, вызывая микротрещины или разрывы в фиброзном кольце. При достаточном давлении материал пульпозного ядра может выходить через эти разрывы, что приводит к состоянию, известному как грыжа диска. Когда два позвонка, расположенные выше и ниже пораженного диска, начинают сближаться, фасеточные суставы на задней поверхности позвоночника вынуждены смещаться, что может нарушить их функцию. Кроме того, организм может реагировать на уменьшение пространства между позвонками, формируя костные шпоры вокруг дискового пространства в попытке ограничить избыточную подвижность. Это может вызывать проблемы, если костные шпоры начинают врастать в спинномозговой канал и сдавливать спинной мозг и окружающие нервные корешки, что может приводить к боли и нарушению нервной функции. Это состояние называется спинальным стенозом. У женщин имеются данные о том, что менопауза и связанная с ней потеря эстрогена связаны с дегенерацией поясничных дисков, обычно возникающей в течение первых 15 лет климактерического периода. Потенциальная роль половых гормонов в этиологии дегенеративных заболеваний скелета обсуждается для обоих полов. Мутации в нескольких генах были связаны с дегенерацией межпозвоночных дисков. Вероятными генами-кандидатами являются ген коллагена I типа (сайт sp1), ген коллагена IX типа, рецептор витамина D, агрекан, аспорин, MMP3, а также полиморфизмы интерлейкина 1 и интерлейкина 6. Показано, что мутации в генах, таких как MMP2 и THBS2, кодирующих белки и ферменты, участвующие в регуляции внеклеточного матрикса, способствуют развитию грыжи поясничного диска.

There is a disc between each of the vertebrae in the spine. A healthy, well hydrated disc will contain a great deal of water in its center, known as the nucleus pulposus, which provides cushioning and flexibility for the spine. Much of the mechanical stress that is caused by everyday movements is transferred to the discs within the spine and the water content within them allows them to effectively absorb the shock. At birth, a typical human nucleus pulposus will contain about 80% water. However natural daily stresses and minor injuries can cause these discs to gradually lose water as the annulus fibrosus, or the tough outer fibrous material of a disc, weakens. Because degenerative disc disease is largely due to natural daily stresses, the American Academy of Orthopaedic Manual Physical Therapists have suggested it is not truly a "disease" process. This water loss makes the discs more flexible and results in the gradual collapse and narrowing of the gap in the spinal column. As the space between vertebrae gets smaller, extra pressure can be placed on the discs causing tiny cracks or tears to appear in the annulus. If enough pressure is exerted, it is possible for the nucleus pulposus material to seep out through the tears in the annulus and can cause what is known as a herniated disc. As the two vertebrae above and below the affected disc begin to collapse upon each other, the facet joints at the back of the spine are forced to shift which can affect their function. Additionally, the body can react to the closing gap between vertebrae by creating bone spurs around the disc space in an attempt to stop excess motion. This can cause issues if the bone spurs start to grow into the spinal canal and put pressure on the spinal cord and surrounding nerve roots as it can cause pain and affect nerve function. This condition is called spinal stenosis. For women, there is evidence that menopause and related estrogen loss are associated with lumbar disc degeneration, usually occurring during the first 15 years of the climacteric. The potential role of sex hormones in the etiology of degenerative skeletal disorders is being discussed for both genders. Mutations in several genes have been implicated in intervertebral disc degeneration. Probable candidate genes include type I collagen (sp1 site), type IX collagen, vitamin D receptor, aggrecan, asporin, MMP3, interleukin 1, and interleukin 6 polymorphisms. Mutation in genes – such as MMP2 and THBS2 – that encode for proteins and enzymes involved in the regulation of the extracellular matrix has been shown to contribute to lumbar disc herniation.

Механизмы

Дегенеративные диски обычно демонстрируют дегенерацию фиброхряща и скопления хондроцитов, что может указывать на попытки восстановления. Воспаление может присутствовать или отсутствовать. Гистологическое исследование фрагментов диска, удаленных при подозрении на дегенеративное заболевание дисков (ДЗД), является стандартной процедурой для исключения злокачественных новообразований. С возрастом фиброхрящевая ткань замещает желеобразное студенистое вещество пульпозного ядра. В фиброзном кольце могут возникать трещины, приводящие к грыже элементов пульпозного ядра. Также возможно уменьшение объема пульпозного ядра, вызывающее пролапс или складчатость фиброзного кольца, с последующим образованием остеофитов по краям смежных тел позвонков. Патологические изменения при ДЗД включают протрузию, спондилолиз, подвывих позвонков (спондилолистез) и стеноз позвоночного канала. Выдвинута гипотеза о возможной роли бактерии Cutibacterium acnes в развитии этого процесса.

Диагноз

Диагностика дегенеративного заболевания дисков обычно включает в себя анализ анамнеза пациента и МРТ для подтверждения диагноза и исключения других возможных причин.

Лечение

Часто симптомы дегенеративного заболевания диска можно лечить без хирургического вмешательства. Одно или сочетание методов лечения, таких как физиотерапия, противовоспалительные препараты, например, нестероидные противовоспалительные средства, тракция или эпидуральная стероидная инъекция, могут обеспечить адекватное облегчение беспокоящих симптомов. Хирургическое вмешательство может быть рекомендовано, если консервативные методы лечения не приносят облегчения в течение двух-трех месяцев при шейных болях или 6 месяцев при болях в пояснице. Если боль в ногах или спине ограничивает нормальную активность, если наблюдается слабость или онемение в ногах, если трудно ходить или стоять, или если медикаментозное лечение или физиотерапия неэффективны, может потребоваться операция, чаще всего – спондилодез. Существует множество хирургических вариантов лечения дегенеративного заболевания диска, включая передние и задние доступы. Наиболее распространенные хирургические методы лечения включают:

Традиционные подходы к лечению пациентов с грыжей диска, вызванной дегенеративным заболеванием диска, часто включают дискектомию – по сути, хирургическую процедуру, связанную с позвоночником, включающую удаление поврежденных межпозвоночных дисков (полное или частичное удаление). Первый из этих двух методов дискектомии, применяемый при открытой дискектомии, известен как субтотальная дискектомия (SD; или агрессивная дискектомия), а второй – ограниченная дискектомия (LD; или консервативная дискектомия). Однако при любой из этих техник существует вероятность послеоперационной рецидивирующей грыжи, достигающая значительных 21%, что может потребовать повторной операции на диске. Появляются новые методы лечения, которые все еще находятся на начальных этапах клинических испытаний. Инъекции глюкозамина могут облегчить боль некоторым пациентам, не исключая при этом возможности применения более агрессивных методов лечения. Терапия трансплантацией взрослых стволовых клеток или клеток для регенерации диска находится в зачаточном состоянии, но первоначальные клинические испытания показали безопасность трансплантации клеток, а предварительные наблюдения указывают на некоторые положительные эффекты в отношении связанной с этим боли и инвалидности. Оптимальный тип клеток, метод трансплантации, плотность клеток, носитель или показания для пациента еще предстоит определить. Исследования мезенхимальной терапии стволовыми клетками, направленные на бесконтактный спондилодез, начались в США в 2006 году, а клиническое испытание трансплантации клеток-предшественников ядра пульпозного диска DiscGenics стартовало в 2018 году в США и Японии. Исследователи и хирурги проводят клинические и фундаментальные научные исследования для выявления регенеративного потенциала крупных видов животных (людей и четвероногих) с целью разработки потенциальных методов лечения этого заболевания. Некоторые методы лечения, проводимые исследовательскими лабораториями в Нью-Йорке, включают введение биологически разработанных, инъекционных гелей с высокой плотностью коллагена (HDC-содержащих), сшитых рибофлавином, в пораженные сегменты позвоночника для стимуляции регенерации, что в конечном итоге восстанавливает функциональность и структуру двух основных внутренних и внешних компонентов межпозвоночного диска – фиброзного кольца и ядра пульпозуса.

Traditional approaches in treating patients with DDD resultant herniated discs oftentimes include discectomy—which, in essence, is a spine related surgical procedure involving the removal of damaged intervertebral discs (either whole removal, or partially based). The former of these two discectomy techniques involved in open discectomy is known as Subtotal Discectomy (SD; or, aggressive discectomy) and the latter, Limited Discectomy (LD; or, conservative discectomy). However, with either technique, the probability of post operative reherniation exists and at a considerably high maximum of 21%, prompting patients to potentially undergo recurrent disk surgery. New treatments are emerging that are still in the beginning clinical trial phases. Glucosamine injections may offer pain relief for some without precluding the use of more aggressive treatment options. Adult stem cell or cell transplantation therapies for disc regeneration are in their infancy of development, but initial clinical trials have shown cell transplantation to be safe and initial observations suggest some beneficial effects for associated pain and disability. An optimal cell type, transplantation method, cell density, carrier, or patient indication remains to be determined. Investigation into mesenchymal stem cell therapy knife less fusion of vertebrae in the United States began in 2006 and a DiscGenics nucleus pulposus progenitor cell transplantation clinical trial has started as of 2018 in the United States and Japan. Researchers and surgeons have conducted clinical and basic science studies to uncover the regenerative capacity possessed by the large animal species involved (humans and quadrupeds) for potential therapies to treat the disease. Some therapies, carried out by research laboratories in New York, include introduction of biologically engineered, injectable riboflavin cross linked high density collagen (HDC laden) gels into disease spinal segments to induce regeneration, ultimately restoring functionality and structure to the two main inner and outer components of vertebral discs—anulus fibrosus and the nucleus pulposus.

Другие животные

Дегенеративная болезнь дисков может возникать у других млекопитающих, помимо человека. Это распространенная проблема у нескольких пород собак, например, таксы, и попытки искоренить это заболевание из популяций собак привели к появлению нескольких гибридных пород, таких как чихуахуа-такса.