大鼠椎間盤：生理性與針刺退變的多維度比較探究一、引言1.1研究背景與意義腰椎間盤退變疾病作為一種常見的脊柱疾病，嚴重影響著人們的健康和生活質(zhì)量。據(jù)統(tǒng)計，在成年人群中，下腰痛的患病率可達12%，而腰椎間盤退變及其繼發(fā)的一系列疾病，如腰椎間盤突出癥、椎間盤源性疼痛、腰椎管狹窄癥及退變性腰椎滑脫癥等，被公認為是導致下腰痛的主要原因。隨著社會老齡化的加劇以及人們生活方式的改變，腰椎間盤退變疾病的發(fā)病率呈上升趨勢，給社會和家庭帶來了沉重的負擔。目前，對于腰椎間盤退變疾病的治療方法主要包括保守治療和手術治療。保守治療如藥物治療、物理治療、康復訓練等，適用于病情較輕的患者，但對于病情嚴重的患者，手術治療往往是必要的選擇。然而，手術治療存在一定的風險和并發(fā)癥，且術后恢復時間較長。因此，深入研究腰椎間盤退變的發(fā)病機制，尋找有效的治療方法，具有重要的臨床意義。大鼠作為一種常用的實驗動物，具有易于獲得、飼養(yǎng)成本低、繁殖周期短等優(yōu)點，在椎間盤退變研究中得到了廣泛應用。通過建立大鼠椎間盤退變模型，可以模擬人類椎間盤退變的生理和病理過程，為研究椎間盤退變的發(fā)病機制和治療方法提供重要的實驗依據(jù)。在大鼠椎間盤退變研究中，生理性退變和針刺退變是兩種常見的研究模型。生理性退變是指隨著年齡的增長，椎間盤自然發(fā)生的退變過程；而針刺退變則是通過人為穿刺纖維環(huán)等方法，誘導椎間盤發(fā)生退變。了解這兩種退變模型的異同點，有助于深入認識椎間盤退變的機制，為臨床治療提供更有針對性的理論支持。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀在椎間盤退變的研究領域，國內(nèi)外學者針對大鼠模型展開了大量研究，旨在揭示其發(fā)病機制并尋找有效的治療策略。在生理性退變方面，國外研究起步較早，通過對不同年齡段大鼠椎間盤的長期觀察，發(fā)現(xiàn)隨著年齡增長，大鼠椎間盤內(nèi)的水分含量逐漸減少，這是由于髓核細胞分泌功能下降，導致蛋白多糖合成減少，水分保留能力降低。同時，Ⅱ型膠原的表達也顯著降低，其作為維持椎間盤結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的關鍵成分，含量減少會致使椎間盤的力學性能下降，纖維環(huán)更容易出現(xiàn)裂隙和損傷。此外，細胞凋亡相關基因的表達上調(diào)，引發(fā)髓核細胞和纖維環(huán)細胞凋亡增加，進一步加速了椎間盤的退變進程。國內(nèi)研究則從中醫(yī)理論和整體觀念出發(fā)，深入探討了環(huán)境因素和生活方式對大鼠椎間盤生理性退變的影響。研究發(fā)現(xiàn)，長期處于潮濕寒冷環(huán)境或過度勞累的大鼠，椎間盤退變程度明顯加重，這可能與炎癥因子的釋放和血液循環(huán)障礙有關。而且，通過對大鼠椎間盤退變過程中中醫(yī)證候的觀察，發(fā)現(xiàn)其與人類的腎虛、血瘀等證候具有一定的相似性，為中醫(yī)治療椎間盤退變提供了理論依據(jù)。在針刺退變方面，國外主要聚焦于穿刺技術的改進和優(yōu)化，以提高模型的穩(wěn)定性和可重復性。采用高精度的穿刺設備和標準化的操作流程，能夠更精準地控制穿刺深度和角度，減少對周圍組織的損傷。同時，利用先進的影像學技術和分子生物學檢測手段，深入研究針刺退變過程中椎間盤的微觀結(jié)構(gòu)變化和分子機制，發(fā)現(xiàn)針刺可導致椎間盤內(nèi)炎癥反應加劇，炎癥因子如腫瘤壞死因子-α（TNF-α）、白細胞介素-1β（IL-1β）等釋放增加，這些炎癥因子會進一步破壞細胞外基質(zhì)，誘導細胞凋亡，從而促進椎間盤退變。國內(nèi)研究則著重于針刺退變模型在中醫(yī)藥研究中的應用，通過觀察中藥、針灸等干預措施對針刺退變模型的影響，探索中醫(yī)藥治療椎間盤退變的作用機制。研究表明，一些中藥提取物如淫羊藿苷、丹參酮等，能夠抑制炎癥反應，促進細胞外基質(zhì)合成，從而延緩椎間盤退變。針灸治療也可通過調(diào)節(jié)神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng)，改善局部血液循環(huán)，減輕炎癥反應，對針刺退變模型具有一定的治療作用。盡管國內(nèi)外在大鼠椎間盤生理性和針刺退變方面取得了一定成果，但仍存在不足之處。一方面，對于兩種退變模型在分子機制層面的差異研究還不夠深入，尤其是在信號通路的交互作用和關鍵調(diào)控因子的作用機制方面，尚有待進一步探索。另一方面，目前的研究多集中在單一因素對椎間盤退變的影響，而在實際情況中，椎間盤退變往往是多種因素共同作用的結(jié)果，因此，如何綜合考慮多種因素，建立更符合臨床實際的復合模型，也是未來研究需要解決的問題。1.3研究目的與方法本研究旨在通過對大鼠椎間盤生理性退變和針刺退變模型的對比分析，深入探討兩種退變模型在組織形態(tài)學、細胞生物學以及分子生物學等方面的異同點，為揭示椎間盤退變的發(fā)病機制提供更全面的理論依據(jù)，同時為臨床治療腰椎間盤退變疾病提供更具針對性的治療策略。在實驗動物選擇上，選用健康成年SD大鼠，其具有遺傳背景清晰、生長繁殖快、對實驗環(huán)境適應性強等優(yōu)點，能夠滿足本研究對實驗動物數(shù)量和質(zhì)量的要求。將大鼠隨機分為生理性退變組、針刺退變組和正常對照組，每組設置足夠數(shù)量的樣本，以確保實驗結(jié)果的可靠性和統(tǒng)計學意義。對于生理性退變組，讓大鼠自然生長至特定年齡階段，模擬人類椎間盤隨著年齡增長而發(fā)生的自然退變過程。在此過程中，給予大鼠常規(guī)的飼養(yǎng)環(huán)境和飲食條件，定期監(jiān)測大鼠的生長發(fā)育情況，確保其健康狀態(tài)。針刺退變組則采用纖維環(huán)穿刺法建立椎間盤退變模型。具體操作如下：在無菌條件下，將大鼠麻醉后固定于手術臺上，暴露腰椎間盤。使用21G穿刺針平行于軟骨終板進針，穿刺深度精確控制在一定范圍內(nèi)，穿刺成功后旋轉(zhuǎn)穿刺針360°，并停留15-30秒后拔出，以確保對纖維環(huán)造成有效的損傷，從而誘導椎間盤退變。術后對大鼠進行精心護理，觀察其恢復情況，預防感染等并發(fā)癥的發(fā)生。正常對照組的大鼠不進行任何處理，僅給予與其他兩組相同的飼養(yǎng)環(huán)境和護理，作為實驗的參照標準，用于對比分析生理性退變組和針刺退變組的各項指標變化。為全面評估椎間盤退變的程度和特征，本研究選取了多種觀察指標。在影像學方面，采用X線和磁共振成像（MRI）技術，定期對大鼠椎間盤進行掃描。X線可直觀地觀察椎間隙高度的變化，椎間隙高度降低是椎間盤退變的重要影像學表現(xiàn)之一；MRI則能夠清晰地顯示椎間盤的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，如髓核、纖維環(huán)和軟骨終板的形態(tài)和信號變化，通過測量T2加權像上椎間盤的信號強度，可評估椎間盤的含水量和退變程度，信號強度降低通常提示椎間盤退變。在組織學方面，對大鼠椎間盤進行蘇木精-伊紅（HE）染色和免疫組織化學染色。HE染色可觀察椎間盤組織的形態(tài)結(jié)構(gòu)變化，如髓核細胞的數(shù)量和形態(tài)、纖維環(huán)的排列情況、軟骨終板的完整性等；免疫組織化學染色則用于檢測特定蛋白的表達，如Ⅱ型膠原、基質(zhì)金屬蛋白酶（MMPs）等，Ⅱ型膠原是椎間盤細胞外基質(zhì)的重要組成部分，其表達減少與椎間盤退變密切相關，而MMPs的表達增加則可導致細胞外基質(zhì)的降解，加速椎間盤退變。在分子生物學方面，運用實時熒光定量聚合酶鏈式反應（qRT-PCR）技術檢測相關基因的表達水平，如炎癥因子基因（TNF-α、IL-1β等）、細胞凋亡相關基因（Bax、Bcl-2等）。炎癥因子的釋放可引發(fā)炎癥反應，破壞椎間盤的微環(huán)境，促進退變的發(fā)生；細胞凋亡相關基因的表達失衡則可導致髓核細胞和纖維環(huán)細胞凋亡增加，影響椎間盤的正常功能。在實驗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析方面，采用SPSS統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)分析。對計量資料進行正態(tài)性檢驗和方差齊性檢驗，若數(shù)據(jù)符合正態(tài)分布且方差齊性，采用單因素方差分析（One-wayANOVA）比較各組之間的差異，若存在組間差異，則進一步采用LSD法或Dunnett's法進行兩兩比較；對于不符合正態(tài)分布或方差不齊的數(shù)據(jù)，采用非參數(shù)檢驗（如Kruskal-Wallis秩和檢驗）進行分析。計數(shù)資料則采用χ2檢驗進行比較。以P<0.05作為差異具有統(tǒng)計學意義的標準，確保實驗結(jié)果的準確性和可靠性。二、大鼠椎間盤生理性退變2.1生理性退變的過程2.1.1不同年齡段特征在幼年時期，大鼠椎間盤呈現(xiàn)出旺盛的生長發(fā)育態(tài)勢。髓核富含水分，其中的脊索細胞數(shù)量眾多且活力充沛，它們呈圓形或橢圓形，細胞核大而清晰，細胞質(zhì)豐富，具備強大的分裂增殖能力和合成代謝功能，能夠高效地分泌蛋白多糖和Ⅱ型膠原等細胞外基質(zhì)成分。此時，纖維環(huán)的膠原纖維排列緊密且規(guī)則，纖維細胞形態(tài)較為單一，以成熟的纖維細胞為主，細胞間連接緊密，共同維持著椎間盤的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。軟骨終板則相對較厚，軟骨細胞排列整齊，細胞代謝活躍，能夠有效地為椎間盤提供營養(yǎng)物質(zhì)，保障其正常的生理功能。隨著大鼠進入成年期，椎間盤的生長發(fā)育逐漸趨于穩(wěn)定，但也悄然開始了退變的進程。髓核中的水分含量開始緩慢下降，脊索細胞數(shù)量逐漸減少，部分脊索細胞發(fā)生形態(tài)改變，出現(xiàn)老化跡象，其合成代謝功能也有所減弱，導致蛋白多糖和Ⅱ型膠原的合成量逐漸減少。與此同時，纖維環(huán)中的膠原纖維開始出現(xiàn)輕微的降解和重塑，纖維細胞的活性也有所降低，細胞間的連接變得相對疏松，這使得纖維環(huán)的力學性能稍有下降。軟骨終板的厚度略有變薄，軟骨細胞的代謝活性也有所降低，營養(yǎng)物質(zhì)的供應能力受到一定影響，椎間盤的整體功能開始出現(xiàn)輕度衰退。當大鼠步入老年期，椎間盤的退變進程明顯加速。髓核中的水分大量丟失，導致其體積明顯縮小，彈性顯著降低，髓核組織變得更加致密，且形態(tài)不規(guī)則。脊索細胞數(shù)量銳減，大部分脊索細胞發(fā)生凋亡或壞死，取而代之的是大量的軟骨樣細胞，這些軟骨樣細胞的功能相對較弱，無法有效地維持髓核的正常結(jié)構(gòu)和功能。蛋白多糖和Ⅱ型膠原的含量大幅下降，進一步破壞了髓核的生物力學特性。纖維環(huán)的膠原纖維發(fā)生嚴重的降解和斷裂，排列紊亂無序，纖維細胞數(shù)量減少，纖維環(huán)的強度和穩(wěn)定性大幅降低，容易出現(xiàn)裂隙和破裂，進而導致髓核突出。軟骨終板嚴重變薄，軟骨細胞大量凋亡，鈣化現(xiàn)象明顯，營養(yǎng)物質(zhì)的運輸受到極大阻礙，椎間盤的退變程度已較為嚴重，嚴重影響了其正常的生理功能。2.1.2隨時間發(fā)展規(guī)律從整體上看，大鼠椎間盤的退變是一個隨年齡增長而漸進的過程，在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能上均呈現(xiàn)出明顯的變化規(guī)律。在形態(tài)方面，幼年時椎間盤的高度相對較高，椎間隙較為寬闊，這為椎間盤提供了充足的活動空間和良好的緩沖能力。隨著年齡的增長，椎間盤逐漸失水，髓核體積縮小，導致椎間隙高度逐漸降低。在影像學檢查中，X線片上可清晰地觀察到椎間隙變窄的現(xiàn)象，這是椎間盤退變的一個重要形態(tài)學特征。當退變進一步發(fā)展，纖維環(huán)出現(xiàn)破裂，髓核突出，可導致脊柱的形態(tài)發(fā)生改變，如脊柱側(cè)彎、后凸畸形等，嚴重影響脊柱的正常生理曲度。在結(jié)構(gòu)方面，椎間盤的內(nèi)部結(jié)構(gòu)逐漸發(fā)生改變。髓核的細胞組成和細胞外基質(zhì)成分發(fā)生顯著變化，脊索細胞被軟骨樣細胞替代，蛋白多糖和Ⅱ型膠原含量減少，使得髓核的凝膠狀結(jié)構(gòu)被破壞，逐漸失去了原有的彈性和緩沖能力。纖維環(huán)的膠原纖維排列從整齊有序變得紊亂無序，纖維環(huán)的完整性受到破壞，容易出現(xiàn)裂隙和分層現(xiàn)象，這使得纖維環(huán)對髓核的約束能力下降，增加了髓核突出的風險。軟骨終板的鈣化和變薄，破壞了其與椎體之間的正常連接和營養(yǎng)供應關系，進一步加劇了椎間盤的退變。在功能方面，椎間盤的退變導致其力學性能逐漸下降。幼年時，椎間盤能夠有效地緩沖脊柱的壓力和沖擊力，維持脊柱的穩(wěn)定性和正常運動功能。隨著退變的發(fā)生，椎間盤的彈性和抗壓能力降低，無法有效地分散和緩沖脊柱所承受的載荷，導致脊柱的應力分布不均，容易引起椎體骨質(zhì)增生、小關節(jié)退變等繼發(fā)性改變，進而導致腰部疼痛、活動受限等臨床癥狀的出現(xiàn)。同時，椎間盤退變還可能影響神經(jīng)功能，當髓核突出壓迫周圍的神經(jīng)根或脊髓時，可引起下肢放射性疼痛、麻木、無力等神經(jīng)癥狀，嚴重影響大鼠的生活質(zhì)量和運動能力。2.2退變機制2.2.1細胞層面變化在大鼠椎間盤生理性退變過程中，細胞層面發(fā)生了一系列顯著變化，這些變化對椎間盤的結(jié)構(gòu)和功能產(chǎn)生了深遠影響。髓核細胞作為髓核的主要細胞成分，在退變過程中其增殖能力逐漸下降。研究表明，隨著年齡的增長，髓核細胞進入細胞周期的比例減少，S期細胞的數(shù)量明顯降低，這意味著細胞的DNA合成和分裂活動受到抑制，導致髓核細胞的更新速度減慢。同時，細胞凋亡現(xiàn)象逐漸增多，凋亡相關基因Bax的表達上調(diào)，而抗凋亡基因Bcl-2的表達下調(diào)，使得Bax/Bcl-2比值升高，從而誘導髓核細胞凋亡。此外，髓核細胞的分化也發(fā)生改變，脊索細胞逐漸被軟骨樣細胞替代，軟骨樣細胞雖然能夠分泌一定量的細胞外基質(zhì)，但與脊索細胞相比，其合成和分泌功能較弱，無法有效地維持髓核的正常結(jié)構(gòu)和功能。纖維環(huán)細胞同樣經(jīng)歷了顯著的變化。在增殖方面，纖維環(huán)細胞的增殖活性隨著退變的進展而逐漸降低，這使得纖維環(huán)在受到損傷后，自我修復能力減弱。細胞凋亡方面，纖維環(huán)細胞的凋亡率也有所增加，這進一步破壞了纖維環(huán)的細胞結(jié)構(gòu)和功能完整性。在分化方面，纖維環(huán)細胞的表型發(fā)生改變，原本主要表達的I型膠原減少，而II型膠原和軟骨特異性蛋白的表達增加，這種分化異常導致纖維環(huán)的力學性能下降，更容易受到損傷。同時，纖維環(huán)細胞還會分泌更多的基質(zhì)金屬蛋白酶（MMPs），如MMP-1、MMP-3、MMP-13等，這些酶能夠降解細胞外基質(zhì)中的膠原纖維和蛋白多糖，加速纖維環(huán)的退變。2.2.2細胞外基質(zhì)改變細胞外基質(zhì)是椎間盤的重要組成部分，對于維持椎間盤的結(jié)構(gòu)和功能起著關鍵作用。在大鼠椎間盤生理性退變過程中，細胞外基質(zhì)的成分、含量、結(jié)構(gòu)及代謝均發(fā)生了顯著變化。蛋白多糖作為細胞外基質(zhì)的重要成分之一，其含量隨著退變的發(fā)生逐漸減少。蛋白多糖主要由聚集蛋白聚糖和透明質(zhì)酸等組成，具有強大的親水性，能夠結(jié)合大量水分，賦予椎間盤良好的彈性和抗壓能力。在退變過程中，由于髓核細胞和纖維環(huán)細胞的合成功能下降，以及基質(zhì)金屬蛋白酶等降解酶的活性增加，導致蛋白多糖的合成減少，降解增加。研究發(fā)現(xiàn)，聚集蛋白聚糖的核心蛋白和糖胺聚糖鏈的含量均明顯降低，其結(jié)構(gòu)也發(fā)生改變，如糖胺聚糖鏈的長度縮短、分支減少，這使得蛋白多糖的親水性和保水能力大幅下降，椎間盤的水分含量減少，彈性降低，進而影響其緩沖和支撐功能。膠原蛋白在椎間盤的細胞外基質(zhì)中也占有重要比例，主要包括I型和II型膠原。I型膠原主要分布于纖維環(huán)，賦予纖維環(huán)較高的抗拉強度；II型膠原主要存在于髓核，對于維持髓核的結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性至關重要。在生理性退變過程中，I型膠原和II型膠原的含量均發(fā)生變化。II型膠原的含量顯著減少，其基因表達水平降低，導致髓核的結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性受到破壞，髓核容易發(fā)生變形和移位。同時，I型膠原的結(jié)構(gòu)和排列也發(fā)生改變，纖維環(huán)中的膠原纖維變得松散、紊亂，甚至出現(xiàn)斷裂，使得纖維環(huán)的抗拉強度和穩(wěn)定性下降，無法有效地約束髓核，增加了髓核突出的風險。此外，膠原蛋白的代謝也出現(xiàn)異常，合成與降解失衡，降解過程增強，進一步加劇了膠原蛋白的減少和結(jié)構(gòu)破壞。2.2.3相關信號通路在大鼠椎間盤生理性退變過程中，多種信號通路參與其中，它們相互作用，共同調(diào)節(jié)椎間盤細胞的生物學行為和細胞外基質(zhì)的代謝，對椎間盤退變的發(fā)生和發(fā)展起著重要的調(diào)控作用。轉(zhuǎn)化生長因子-β（TGF-β）信號通路在椎間盤的生長、發(fā)育和維持正常功能中發(fā)揮著關鍵作用。在生理性退變過程中，TGF-β信號通路的活性發(fā)生改變。正常情況下，TGF-β能夠促進髓核細胞和纖維環(huán)細胞的增殖和分化，上調(diào)II型膠原、蛋白多糖等細胞外基質(zhì)成分的合成，抑制基質(zhì)金屬蛋白酶的表達，從而維持椎間盤的結(jié)構(gòu)和功能穩(wěn)定。然而，隨著年齡的增長和退變的發(fā)生，TGF-β信號通路的功能逐漸失調(diào)。一方面，TGF-β的表達水平下降，導致其對細胞增殖和細胞外基質(zhì)合成的促進作用減弱；另一方面，細胞表面的TGF-β受體表達減少或功能異常，使得細胞對TGF-β的敏感性降低，信號傳導受阻。此外，TGF-β信號通路還與其他信號通路相互作用，如與Wnt信號通路存在交叉對話，在椎間盤退變過程中，這種相互作用的失衡可能進一步加劇椎間盤的退變。Wnt信號通路在椎間盤的發(fā)育和穩(wěn)態(tài)維持中也具有重要作用。經(jīng)典的Wnt/β-catenin信號通路在生理性退變過程中被異常激活。在正常椎間盤組織中，Wnt信號通路處于相對穩(wěn)定的狀態(tài)，β-catenin在細胞質(zhì)中被磷酸化并降解，維持較低的水平。當Wnt信號通路被激活時，Wnt蛋白與細胞膜上的受體結(jié)合，抑制β-catenin的磷酸化和降解，使其在細胞質(zhì)中積累并進入細胞核，與轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合，調(diào)控相關基因的表達。在椎間盤退變過程中，異常激活的Wnt/β-catenin信號通路會導致髓核細胞和纖維環(huán)細胞的增殖和分化異常，促進細胞凋亡，同時抑制II型膠原和蛋白多糖的合成，上調(diào)基質(zhì)金屬蛋白酶的表達，加速細胞外基質(zhì)的降解，從而推動椎間盤退變的進程。此外，非經(jīng)典的Wnt信號通路如Wnt/PCP（平面細胞極性）通路和Wnt/Ca2+通路也可能參與椎間盤退變的調(diào)節(jié)，它們通過調(diào)節(jié)細胞骨架的重組、細胞間的黏附和鈣離子濃度等，影響椎間盤細胞的生物學行為和椎間盤的力學性能。2.3影響因素2.3.1遺傳因素遺傳因素在大鼠椎間盤退變的易感性中起著關鍵作用，眾多研究表明，特定基因的突變或多態(tài)性與椎間盤退變的發(fā)生發(fā)展密切相關。例如，生長分化因子5（GDF5）基因的多態(tài)性被發(fā)現(xiàn)與大鼠椎間盤退變顯著相關。GDF5作為一種重要的細胞因子，在椎間盤的發(fā)育和維持正常功能中發(fā)揮著重要作用，它能夠促進終板軟骨的形成和細胞外基質(zhì)的代謝。當GDF5基因發(fā)生多態(tài)性改變時，其編碼的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能可能會受到影響，進而導致椎間盤細胞的增殖、分化和代謝異常，最終增加椎間盤退變的風險。聚集蛋白聚糖基因的多態(tài)性也對大鼠椎間盤退變產(chǎn)生重要影響。聚集蛋白聚糖是椎間盤細胞外基質(zhì)的重要組成部分，具有強大的保水能力，能夠維持椎間盤的水分含量和高度，緩沖脊柱的軸向負荷。研究發(fā)現(xiàn)，聚集蛋白聚糖基因的某些多態(tài)性位點會影響其表達水平和蛋白結(jié)構(gòu)，導致聚集蛋白聚糖的合成減少或功能異常，使椎間盤的保水能力下降，抗壓能力減弱，從而加速椎間盤的退變進程。此外，一些與細胞凋亡、炎癥反應、基質(zhì)代謝等相關的基因也被證實與大鼠椎間盤退變的易感性有關。如細胞凋亡相關基因Bax和Bcl-2的表達失衡，會導致髓核細胞和纖維環(huán)細胞凋亡增加，加速椎間盤退變；炎癥因子基因如腫瘤壞死因子-α（TNF-α）、白細胞介素-1β（IL-1β）等的多態(tài)性，會影響炎癥因子的表達和釋放，引發(fā)炎癥反應，破壞椎間盤的微環(huán)境，促進退變的發(fā)生；基質(zhì)金屬蛋白酶（MMPs）基因的多態(tài)性則會影響MMPs的活性和表達水平，導致細胞外基質(zhì)的降解失衡，加速椎間盤的退變。2.3.2生活習性飲食和運動等生活習性對大鼠椎間盤退變有著不容忽視的影響。在飲食方面，營養(yǎng)物質(zhì)的攝入與椎間盤的健康密切相關。充足的蛋白質(zhì)、維生素和礦物質(zhì)等營養(yǎng)成分對于維持椎間盤細胞的正常代謝和功能至關重要。蛋白質(zhì)是合成細胞外基質(zhì)的重要原料，缺乏蛋白質(zhì)會導致蛋白多糖和膠原的合成減少，影響椎間盤的結(jié)構(gòu)和功能。維生素C參與膠原的合成過程，缺乏維生素C會使膠原合成受阻，降低椎間盤的強度和穩(wěn)定性。鈣、磷等礦物質(zhì)對于維持骨骼和椎間盤的正常礦化和力學性能具有重要作用，缺乏這些礦物質(zhì)可能導致椎間盤的退變加速。高脂飲食也是影響大鼠椎間盤退變的一個重要因素。研究表明，長期攝入高脂飲食會導致大鼠體重增加，肥胖程度上升，進而使椎間盤承受的壓力增大。同時，高脂飲食還會引起體內(nèi)炎癥反應的激活，炎癥因子的釋放增加，這些炎癥因子會破壞椎間盤的細胞外基質(zhì)，誘導細胞凋亡，從而加速椎間盤的退變。此外，高脂飲食還可能影響脂質(zhì)代謝，導致血脂異常，使椎間盤組織中的脂肪堆積，進一步影響椎間盤的營養(yǎng)供應和代謝功能。在運動方面，適度的運動對大鼠椎間盤具有保護作用。運動可以增強脊柱周圍肌肉的力量，提高脊柱的穩(wěn)定性，減少椎間盤所承受的壓力。同時，運動還能促進椎間盤的血液循環(huán)，增加營養(yǎng)物質(zhì)的供應，有利于椎間盤細胞的代謝和修復。例如，定期進行游泳運動的大鼠，其椎間盤的退變程度明顯低于缺乏運動的大鼠。游泳運動能夠使大鼠的脊柱處于自然伸展狀態(tài)，減輕椎間盤的壓力，同時還能鍛煉全身肌肉，增強脊柱的穩(wěn)定性。然而，過度運動或不當?shù)倪\動方式則可能對大鼠椎間盤造成損傷，促進退變的發(fā)生。過度的跑跳、負重等運動可能會使椎間盤受到過大的沖擊力和壓力，導致纖維環(huán)破裂、髓核突出等損傷。長期進行單一方向的運動，如長時間的站立或行走，會使椎間盤的受力不均，加速其退變。此外，運動損傷如扭傷、拉傷等也可能直接損傷椎間盤，引發(fā)炎癥反應，進而導致椎間盤退變。三、大鼠椎間盤針刺退變3.1針刺退變模型建立3.1.1實驗動物與材料實驗選用健康成年Sprague-Dawley（SD）大鼠，共計60只，體重在250-300g之間。選擇SD大鼠是因為其具有生長快、繁殖力強、對環(huán)境適應能力好等優(yōu)點，且其椎間盤結(jié)構(gòu)和生理特性與人類有一定的相似性，能夠較好地模擬人類椎間盤退變過程。實驗材料包括：21G穿刺針，用于纖維環(huán)穿刺；10%水合氯醛，作為麻醉劑，用于麻醉大鼠，以保證手術操作的順利進行；碘伏，用于手術區(qū)域的消毒，預防感染；無菌手術器械一套，包括手術刀、鑷子、剪刀、縫合針等，用于手術操作；10%中性福爾馬林溶液，用于固定椎間盤組織，以便后續(xù)的組織學分析；10%乙二胺四乙酸（EDTA）脫鈣液，用于對固定后的椎間盤組織進行脫鈣處理，使其能夠進行切片和染色；蘇木精-伊紅（HE）染色試劑盒，用于對椎間盤組織切片進行染色，以觀察其組織形態(tài)學變化；免疫組織化學染色試劑盒，用于檢測椎間盤組織中特定蛋白的表達情況；磁共振成像（MRI）設備，用于在術前及術后不同時間點對大鼠椎間盤進行掃描，觀察其影像學變化。3.1.2手術操作步驟術前準備：將大鼠稱重后，按照0.3ml/100g的劑量腹腔注射10%水合氯醛進行麻醉。待大鼠麻醉成功后，將其仰臥位固定于手術臺上，對腹部手術區(qū)域進行剃毛處理，并用碘伏進行消毒，鋪無菌手術巾。手術暴露：在大鼠右側(cè)旁正中做一長約1.5-2.0cm的切口，遠端略過髂嵴2-3mm。將腸管及大網(wǎng)膜用濕紗布小心地向頭側(cè)和對側(cè)推移，充分暴露腹后壁。剪開腹后膜，仔細保護好下腔靜脈，將腰大肌從脊柱附著點上進行節(jié)段性剝離（髂嵴平對L6椎體或L5、6椎間盤），從而清晰地暴露L3-4、L4-5、L5-6、L6-S1椎間盤。纖維環(huán)針刺：選用21G穿刺針，針刺角度與椎間盤矢狀面呈0-60°，平行于軟骨終板進針。對于纖維環(huán)部分針刺，深度控制在1.5mm；對于纖維環(huán)全層針刺，深度為2.3mm。針刺成功后，旋轉(zhuǎn)穿刺針360°，并停留15-30秒后拔出。在本實驗中，對每只大鼠的L5-6椎間盤實施纖維環(huán)全層針刺1針，作為實驗組；L4-5椎間盤暴露但不穿刺，作為自身對照組。術后處理：針刺完成后，依次縫合腹膜層、肌層，關閉皮膚切口。術后將大鼠放回飼養(yǎng)籠中，密切觀察其步態(tài)、進食情況，以及有無尿潴留、傷口感染等并發(fā)癥發(fā)生。給予大鼠充足的食物和水，保持飼養(yǎng)環(huán)境的清潔和溫暖，促進其術后恢復。3.1.3模型驗證方法MRI檢查：在術前及術后4周、8周、12周，分別對大鼠進行MRI檢查。采用1.5T西門子公司MRI掃描設備，矢狀面T2掃描參數(shù)設置為：TR/TE3500/100ms，F(xiàn)ov12，層厚3mm，間隔0mm。根據(jù)改良的Thompson標準，通過觀察椎間盤在T2WI上的信號強度和面積變化來判斷椎間盤退變程度。1級表示正常，椎間盤信號強度高，面積正常；2級為信號微減弱但高信號區(qū)面積明顯縮??；3級是信號中等減弱；4級則信號明顯減弱。若術后椎間盤信號強度降低，且隨著時間推移退變程度逐漸加重，與正常對照組相比有明顯差異，則表明模型建立成功。組織學染色：在MRI檢查結(jié)束后，將大鼠處死，完整取出L3-4、L4-5、L5-6、L6-S1椎間盤。將椎間盤組織放入10%中性福爾馬林溶液中，室溫下固定24h，然后用10%EDTA脫鈣液脫鈣1周。脫鈣完成后，將組織進行水平面切片，切片厚度為4μm，進行HE染色。在光鏡下觀察椎間盤的形態(tài)變化，包括髓核細胞的數(shù)量和形態(tài)、纖維環(huán)的排列情況、軟骨終板的完整性等。正常椎間盤髓核細胞較多，纖維環(huán)膠原纖維排列整齊致密；而退變的椎間盤髓核裂隙形成，膠原排列紊亂，髓核細胞數(shù)量不斷減少，纖維環(huán)逐漸分層紊亂、扭曲、斷裂。通過對這些形態(tài)學變化的觀察，與正常對照組進行對比，可驗證模型是否成功建立。同時，還可進行免疫組織化學染色，檢測髓核中Ⅱ型膠原和I型膠原的表達情況。在正常椎間盤中，Ⅱ型膠原表達豐富，而I型膠原表達較少；在退變椎間盤中，Ⅱ型膠原表達逐漸減少，I型膠原表達逐漸增多。若檢測結(jié)果符合上述變化趨勢，則進一步證明模型建立成功。3.2針刺退變特點3.2.1形態(tài)學變化針刺后，大鼠椎間盤在大體形態(tài)上呈現(xiàn)出明顯的改變。在術后早期，椎間盤外觀可能出現(xiàn)輕度腫脹，顏色略顯蒼白，這是由于針刺損傷引發(fā)了局部的炎癥反應，導致組織充血、水腫。隨著時間的推移，椎間盤逐漸失去原有的飽滿度，變得干癟、皺縮，椎間隙高度也隨之逐漸降低。通過X線影像學檢查可以清晰地觀察到，術后2周，椎間隙高度開始出現(xiàn)輕度下降，與正常對照組相比，差異具有統(tǒng)計學意義（P<0.05）；術后4周，椎間隙高度進一步降低，下降幅度更為明顯；至術后8周，椎間隙高度已顯著低于正常水平，部分大鼠的椎間隙甚至出現(xiàn)明顯的狹窄。這種椎間隙高度的降低是由于椎間盤內(nèi)水分丟失、髓核體積縮小以及纖維環(huán)結(jié)構(gòu)破壞等多種因素共同作用的結(jié)果。除了椎間隙高度的變化，針刺退變的椎間盤在形態(tài)上還可能出現(xiàn)其他異常。例如，椎間盤的邊緣可能變得不規(guī)整，出現(xiàn)骨質(zhì)增生、骨贅形成等改變。這些骨質(zhì)增生和骨贅的形成是機體對椎間盤退變的一種代償性反應，旨在增加脊柱的穩(wěn)定性，但同時也可能進一步加重對周圍組織的壓迫，導致疼痛、神經(jīng)功能障礙等癥狀的出現(xiàn)。在一些嚴重退變的椎間盤標本中，還可以觀察到纖維環(huán)的破裂，髓核突出，這是椎間盤退變的嚴重階段，可直接壓迫神經(jīng)根或脊髓，引發(fā)嚴重的臨床癥狀。3.2.2組織學變化在纖維環(huán)層面，針刺后纖維環(huán)的組織結(jié)構(gòu)發(fā)生顯著變化。正常情況下，纖維環(huán)的膠原纖維排列緊密且規(guī)則，呈同心圓狀環(huán)繞髓核，各層纖維之間相互交織，具有較強的力學強度，能夠有效地約束髓核，維持椎間盤的穩(wěn)定性。然而，針刺損傷后，纖維環(huán)的膠原纖維排列逐漸紊亂，纖維之間的連接變得松散，甚至出現(xiàn)斷裂。術后4周，在光鏡下可見纖維環(huán)的外層纖維開始出現(xiàn)扭曲、變形，部分纖維之間出現(xiàn)裂隙；術后8周，纖維環(huán)的中層和內(nèi)層纖維也受到累及，裂隙進一步擴大，纖維環(huán)的分層現(xiàn)象更加明顯，部分區(qū)域的纖維環(huán)甚至出現(xiàn)斷裂、分離，導致纖維環(huán)的完整性遭到嚴重破壞。髓核在細胞和基質(zhì)層面也發(fā)生了一系列病理變化。針刺后，髓核細胞的數(shù)量逐漸減少，細胞形態(tài)發(fā)生改變。正常的髓核細胞呈圓形或橢圓形，細胞核大而清晰，細胞質(zhì)豐富，具有較強的代謝活性。隨著退變的進展，髓核細胞逐漸變得扁平、萎縮，細胞核固縮，細胞質(zhì)減少，細胞的代謝活性明顯降低。同時，髓核細胞的凋亡率顯著增加，這是由于針刺損傷引發(fā)的炎癥反應和氧化應激等因素，導致細胞內(nèi)的凋亡信號通路被激活，促使髓核細胞發(fā)生凋亡。在基質(zhì)方面，髓核內(nèi)的蛋白多糖和Ⅱ型膠原含量顯著減少。蛋白多糖是髓核基質(zhì)的重要組成部分，具有強大的親水性，能夠結(jié)合大量水分，賦予髓核良好的彈性和抗壓能力。Ⅱ型膠原則是維持髓核結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的關鍵成分。針刺退變過程中，由于髓核細胞的合成功能下降，以及基質(zhì)金屬蛋白酶等降解酶的活性增加，導致蛋白多糖和Ⅱ型膠原的合成減少，降解增加，髓核的含水量降低，彈性和抗壓能力減弱，逐漸失去原有的凝膠狀結(jié)構(gòu)，變得更加致密、纖維化。3.2.3生物化學變化針刺后，椎間盤內(nèi)的炎癥因子水平發(fā)生顯著變化。腫瘤壞死因子-α（TNF-α）和白細胞介素-1β（IL-1β）等炎癥因子的表達明顯上調(diào)。TNF-α作為一種重要的促炎細胞因子，能夠激活炎癥細胞，誘導其他炎癥因子的釋放，引發(fā)炎癥級聯(lián)反應，導致椎間盤組織的炎癥損傷。IL-1β則可促進基質(zhì)金屬蛋白酶的合成和釋放，加速細胞外基質(zhì)的降解，進一步破壞椎間盤的結(jié)構(gòu)和功能。研究表明，在針刺退變模型中，術后1周，椎間盤內(nèi)TNF-α和IL-1β的mRNA表達水平就開始顯著升高，且隨著時間的推移，表達水平持續(xù)上升，至術后4周達到高峰，隨后雖略有下降，但仍維持在較高水平?；|(zhì)金屬蛋白酶（MMPs）和組織金屬蛋白酶抑制劑（TIMPs）的失衡也是針刺退變的重要生物化學特征。MMPs是一類能夠降解細胞外基質(zhì)成分的蛋白酶，在椎間盤退變過程中發(fā)揮著關鍵作用。針刺損傷后，MMPs的活性和表達水平顯著增加，其中MMP-3、MMP-13等的表達上調(diào)尤為明顯。MMP-3能夠降解蛋白多糖和纖維連接蛋白等細胞外基質(zhì)成分，MMP-13則主要作用于Ⅱ型膠原，導致細胞外基質(zhì)的降解加速。而TIMPs作為MMPs的內(nèi)源性抑制劑，其表達水平在針刺退變過程中相對下降，無法有效抑制MMPs的活性，從而導致MMPs/TIMPs失衡，進一步加劇了細胞外基質(zhì)的降解，促進椎間盤退變。此外，針刺還可導致椎間盤內(nèi)的抗氧化酶活性降低，氧化應激水平升高。超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-Px）等抗氧化酶能夠清除體內(nèi)的自由基，維持細胞內(nèi)的氧化還原平衡。在針刺退變模型中，這些抗氧化酶的活性明顯下降，導致自由基在椎間盤內(nèi)大量積累，引發(fā)氧化應激反應。氧化應激可損傷細胞的生物膜、蛋白質(zhì)和核酸等生物大分子，影響細胞的正常代謝和功能，同時還可激活炎癥信號通路，促進炎癥因子的釋放，進一步加重椎間盤的退變。3.3退變機制3.3.1機械損傷引發(fā)的炎癥反應針刺作為一種外部機械損傷因素，對大鼠椎間盤組織的微觀結(jié)構(gòu)造成了直接破壞。在針刺過程中，穿刺針直接穿透纖維環(huán)，這不僅破壞了纖維環(huán)的完整性，還導致纖維環(huán)中的膠原纖維斷裂，纖維細胞受損。這種損傷會引發(fā)機體的免疫反應，使炎癥細胞迅速向損傷部位聚集。巨噬細胞作為炎癥反應的關鍵參與者，通過趨化作用遷移到針刺損傷的椎間盤區(qū)域。它們識別并吞噬損傷組織和病原體，同時釋放多種炎癥介質(zhì)，如腫瘤壞死因子-α（TNF-α）和白細胞介素-1β（IL-1β）等。TNF-α能夠激活其他炎癥細胞，誘導炎癥級聯(lián)反應，導致炎癥反應的放大。IL-1β則可促進基質(zhì)金屬蛋白酶的合成和釋放，進一步破壞細胞外基質(zhì)，加重椎間盤的損傷。此外，針刺損傷還會導致血管內(nèi)皮細胞的損傷，使血管通透性增加。這使得血漿中的炎癥因子、免疫球蛋白等物質(zhì)滲出到組織間隙，進一步加重炎癥反應。炎癥反應的持續(xù)存在會導致椎間盤組織的微環(huán)境發(fā)生改變，細胞代謝紊亂，影響椎間盤細胞的正常功能，從而促進椎間盤的退變。3.3.2細胞外基質(zhì)降解基質(zhì)金屬蛋白酶（MMPs）在針刺退變過程中對細胞外基質(zhì)的降解起著關鍵作用。針刺損傷后，椎間盤細胞受到刺激，其基因表達發(fā)生改變，導致MMPs的合成和分泌顯著增加。其中，MMP-3、MMP-13等在細胞外基質(zhì)降解中發(fā)揮著重要作用。MMP-3能夠特異性地降解蛋白多糖和纖維連接蛋白等細胞外基質(zhì)成分。蛋白多糖是維持椎間盤水分含量和彈性的重要物質(zhì)，其降解會導致椎間盤失水，彈性降低。纖維連接蛋白則在細胞與細胞外基質(zhì)的相互作用中發(fā)揮重要作用，其降解會破壞細胞與基質(zhì)之間的連接，影響細胞的正常功能。MMP-13主要作用于Ⅱ型膠原，Ⅱ型膠原是髓核和纖維環(huán)外層的主要膠原成分，對于維持椎間盤的結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性至關重要。MMP-13的過度表達會導致Ⅱ型膠原的降解加速，使髓核和纖維環(huán)的結(jié)構(gòu)遭到破壞，椎間盤的力學性能下降。同時，MMPs的活性受到組織金屬蛋白酶抑制劑（TIMPs）的調(diào)節(jié)。在正常情況下，MMPs和TIMPs保持相對平衡，維持細胞外基質(zhì)的正常代謝。然而，在針刺退變過程中，TIMPs的表達相對減少，無法有效抑制MMPs的活性，導致MMPs/TIMPs失衡，進一步加劇了細胞外基質(zhì)的降解，促進椎間盤退變。3.3.3神經(jīng)病理性改變針刺退變會引發(fā)椎間盤內(nèi)神經(jīng)纖維的異常生長和神經(jīng)遞質(zhì)的變化，從而導致神經(jīng)病理性改變。正常情況下，椎間盤內(nèi)部的神經(jīng)纖維分布較少，主要分布在纖維環(huán)的外層。然而，在針刺退變過程中，由于炎癥反應和細胞外基質(zhì)的降解，椎間盤的微環(huán)境發(fā)生改變，這種改變會誘導神經(jīng)纖維向椎間盤內(nèi)部生長。研究發(fā)現(xiàn)，針刺損傷后，椎間盤內(nèi)神經(jīng)生長因子（NGF）的表達上調(diào)，NGF是一種促進神經(jīng)生長和存活的細胞因子，它能夠刺激神經(jīng)纖維的生長和分支。在NGF的作用下，神經(jīng)纖維從纖維環(huán)外層向內(nèi)部延伸，甚至長入髓核組織，導致椎間盤內(nèi)神經(jīng)纖維密度增加。神經(jīng)遞質(zhì)的變化也是針刺退變中神經(jīng)病理性改變的重要方面。P物質(zhì)（SP）和降鈣素基因相關肽（CGRP）是兩種與疼痛傳遞密切相關的神經(jīng)遞質(zhì)。在針刺退變過程中，椎間盤內(nèi)SP和CGRP的表達明顯增加。SP能夠激活痛覺感受器，促進疼痛信號的傳遞，同時還能促進炎癥細胞的活化和炎癥介質(zhì)的釋放，加重炎癥反應。CGRP則具有擴張血管、增加血管通透性的作用，它能夠?qū)е戮植拷M織充血、水腫，進一步加重疼痛。此外，CGRP還能增強SP的致痛作用，兩者協(xié)同作用，使得針刺退變的椎間盤產(chǎn)生明顯的疼痛癥狀。這些神經(jīng)病理性改變不僅會導致疼痛的產(chǎn)生，還會進一步影響椎間盤的正常功能，加速椎間盤的退變進程。四、兩者異同點比較4.1相同點4.1.1細胞與基質(zhì)變化在大鼠椎間盤生理性退變和針刺退變過程中，細胞與基質(zhì)層面均發(fā)生了一系列相似的變化。從細胞角度來看，髓核細胞數(shù)量減少是兩者共有的顯著特征。在生理性退變中，隨著年齡增長，髓核細胞的增殖能力逐漸下降，凋亡率增加，導致細胞數(shù)量不斷減少。而在針刺退變模型中，針刺造成的機械損傷以及隨之引發(fā)的炎癥反應，會直接損傷髓核細胞，誘導細胞凋亡，同樣使得髓核細胞數(shù)量顯著降低。纖維環(huán)結(jié)構(gòu)破壞在兩種退變中也十分相似。正常情況下，纖維環(huán)的膠原纖維排列緊密且規(guī)則，能夠有效地約束髓核，維持椎間盤的穩(wěn)定性。然而，在生理性退變過程中，由于長期的力學負荷、氧化應激等因素，纖維環(huán)的膠原纖維逐漸發(fā)生降解、斷裂，排列變得紊亂，纖維環(huán)的強度和穩(wěn)定性下降。針刺退變則是由于穿刺針直接破壞了纖維環(huán)的結(jié)構(gòu)，引發(fā)炎癥反應，導致纖維環(huán)細胞的代謝異常，進一步加速了膠原纖維的降解和破壞，使得纖維環(huán)出現(xiàn)裂隙、分層甚至斷裂，無法正常發(fā)揮其對髓核的約束作用?；|(zhì)成分改變也是兩者的共同之處。蛋白多糖和膠原作為椎間盤細胞外基質(zhì)的重要組成部分，在兩種退變過程中含量均顯著減少。在生理性退變中，隨著年齡的增加，髓核細胞和纖維環(huán)細胞的合成功能逐漸下降，同時基質(zhì)金屬蛋白酶等降解酶的活性增加，導致蛋白多糖和膠原的合成減少，降解增加。針刺退變時，炎癥反應激活了基質(zhì)金屬蛋白酶的表達和活性，大量降解蛋白多糖和膠原，使得細胞外基質(zhì)的含量和結(jié)構(gòu)遭到嚴重破壞，椎間盤的彈性和抗壓能力降低。4.1.2炎癥反應炎癥反應在大鼠椎間盤生理性退變和針刺退變過程中均扮演著重要角色，且存在諸多共性。在炎癥細胞參與方面，巨噬細胞在兩種退變中均被激活并聚集到椎間盤組織中。在生理性退變過程中，隨著椎間盤組織的老化和損傷，機體的免疫系統(tǒng)被激活，巨噬細胞通過趨化作用遷移到退變的椎間盤區(qū)域。它們吞噬損傷的細胞和組織碎片，同時釋放多種炎癥介質(zhì)，如腫瘤壞死因子-α（TNF-α）、白細胞介素-1β（IL-1β）等，引發(fā)炎癥反應。在針刺退變模型中，針刺造成的機械損傷直接刺激了巨噬細胞的活化，使其迅速聚集到損傷部位，釋放炎癥介質(zhì)，加劇炎癥反應。炎癥因子的參與也是兩者的共同點。TNF-α和IL-1β等炎癥因子在兩種退變過程中均表達上調(diào)。TNF-α作為一種關鍵的促炎細胞因子，能夠激活其他炎癥細胞，誘導炎癥級聯(lián)反應，導致炎癥反應的放大。它可以促進白細胞的趨化和活化，增加血管內(nèi)皮細胞的黏附分子表達，使更多的炎癥細胞浸潤到椎間盤組織中，進一步加重炎癥損傷。IL-1β則可促進基質(zhì)金屬蛋白酶的合成和釋放，加速細胞外基質(zhì)的降解，破壞椎間盤的結(jié)構(gòu)和功能。在生理性退變和針刺退變中，炎癥因子的持續(xù)升高，導致椎間盤組織的微環(huán)境發(fā)生改變，細胞代謝紊亂，促進了椎間盤的退變進程。4.1.3疼痛表現(xiàn)在疼痛機制方面，兩種退變均涉及神經(jīng)病理性改變和炎癥介質(zhì)的刺激。在生理性退變過程中，隨著椎間盤退變的進展，椎間盤內(nèi)的神經(jīng)纖維會發(fā)生異常生長，神經(jīng)末梢向椎間盤內(nèi)部延伸，導致椎間盤內(nèi)神經(jīng)纖維密度增加。同時，炎癥反應產(chǎn)生的炎癥介質(zhì)，如P物質(zhì)（SP）、降鈣素基因相關肽（CGRP）等，會刺激這些神經(jīng)末梢，激活痛覺感受器，從而產(chǎn)生疼痛信號。針刺退變同樣會引發(fā)神經(jīng)病理性改變，針刺損傷導致椎間盤內(nèi)神經(jīng)生長因子（NGF）表達上調(diào)，促進神經(jīng)纖維的生長和分支，使神經(jīng)纖維長入椎間盤內(nèi)部。炎癥介質(zhì)SP和CGRP的釋放也會顯著增加，它們與神經(jīng)末梢上的受體結(jié)合，激活痛覺傳導通路，導致疼痛的產(chǎn)生。從行為學表現(xiàn)來看，兩種退變的大鼠均會出現(xiàn)活動減少、對疼痛刺激敏感等相似癥狀。在生理性退變的大鼠中，由于椎間盤退變導致的腰部疼痛，大鼠會減少日常的活動量，如減少奔跑、跳躍等行為。在受到輕微的疼痛刺激時，會表現(xiàn)出明顯的疼痛反應，如躲避、鳴叫等。針刺退變的大鼠同樣如此，術后由于椎間盤退變引發(fā)的疼痛，大鼠的活動明顯受限，對疼痛刺激的閾值降低，即使是輕微的觸摸或壓迫腰部，也會引起大鼠的疼痛反應，表現(xiàn)出身體蜷縮、掙扎等行為。4.2不同點4.2.1退變速度與進程大鼠椎間盤生理性退變是一個緩慢漸進的過程，貫穿于大鼠的整個生命周期。在幼年時期，椎間盤處于生長發(fā)育階段，結(jié)構(gòu)和功能相對穩(wěn)定，退變進程極為緩慢，幾乎難以察覺。隨著年齡的增長，大鼠進入成年期后，椎間盤的退變開始逐漸顯現(xiàn)，但仍較為緩慢，可能在數(shù)月甚至數(shù)年內(nèi)才會出現(xiàn)較為明顯的變化。例如，髓核中的水分含量逐漸減少，纖維環(huán)的膠原纖維開始出現(xiàn)輕微的降解和重塑，但這些變化通常是漸進性的，不會在短時間內(nèi)導致椎間盤功能的急劇下降。當大鼠步入老年期，退變速度會有所加快，但總體上仍然是一個相對緩慢的過程，可能需要數(shù)年時間，椎間盤才會出現(xiàn)嚴重的退變，如髓核明顯脫水、纖維環(huán)破裂、椎間隙高度顯著降低等。相比之下，針刺退變是一種人為誘導的退變方式，其退變速度明顯更快，且階段性特征更為明顯。在針刺后的短時間內(nèi)，通常在術后1-2周，即可觀察到椎間盤的明顯變化。由于穿刺針直接破壞了纖維環(huán)的結(jié)構(gòu)，導致椎間盤內(nèi)部的力學平衡被打破，髓核受到的約束減少，同時炎癥反應迅速啟動。這使得椎間盤在短時間內(nèi)出現(xiàn)水分丟失、髓核形態(tài)改變等退變跡象。在術后4-8周，退變進一步加劇，髓核細胞凋亡增加，細胞外基質(zhì)降解加速，纖維環(huán)的結(jié)構(gòu)破壞更為嚴重，椎間隙高度明顯降低。在術后8-12周，椎間盤可能會出現(xiàn)嚴重的退變，如髓核突出、纖維環(huán)完全斷裂等，導致椎間盤功能嚴重受損。這種快速的退變過程與生理性退變的緩慢漸進形成了鮮明的對比，針刺退變在較短的時間內(nèi)就完成了生理性退變需要較長時間才能達到的退變程度。4.2.2分子生物學變化差異在基因表達方面，生理性退變過程中，基因表達的變化相對較為緩慢且持續(xù)。一些與細胞衰老、基質(zhì)代謝相關的基因表達逐漸改變。例如，衰老相關基因p16INK4a的表達隨著年齡的增長而逐漸上調(diào)，它可抑制細胞周期蛋白依賴性激酶的活性，導致細胞周期停滯，從而抑制髓核細胞和纖維環(huán)細胞的增殖?；|(zhì)金屬蛋白酶（MMPs）基因家族中的部分成員，如MMP-3、MMP-13等，其表達也會隨著時間的推移逐漸增加，這些酶能夠降解細胞外基質(zhì)中的膠原纖維和蛋白多糖，促進椎間盤退變。然而，在針刺退變中，基因表達的變化更為迅速且劇烈。針刺損傷后，炎癥相關基因如腫瘤壞死因子-α（TNF-α）、白細胞介素-1β（IL-1β）等的表達在短時間內(nèi)急劇上調(diào)。TNF-α基因的表達在針刺后1-2天內(nèi)即可顯著升高，它可激活炎癥細胞，誘導炎癥級聯(lián)反應，導致炎癥反應的迅速放大。IL-1β基因的表達也會在同期明顯增加，其能夠促進MMPs的合成和釋放，加速細胞外基質(zhì)的降解。同時，一些與細胞凋亡相關的基因，如Bax的表達迅速升高，而Bcl-2的表達降低，導致Bax/Bcl-2比值失衡，誘導細胞凋亡，這種基因表達的快速變化在針刺退變中尤為突出。信號通路激活方面，生理性退變中，轉(zhuǎn)化生長因子-β（TGF-β）信號通路和Wnt信號通路的變化較為緩慢且持續(xù)。隨著年齡的增長，TGF-β信號通路的活性逐漸下降，其對細胞增殖和細胞外基質(zhì)合成的促進作用減弱，導致椎間盤細胞的功能逐漸衰退。Wnt信號通路的異常激活也是一個漸進的過程，可能在數(shù)年的時間內(nèi)逐漸影響椎間盤細胞的生物學行為，如促進細胞凋亡、抑制細胞外基質(zhì)合成等。而在針刺退變中，多條信號通路被迅速激活。絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）信號通路在針刺后被快速激活，包括細胞外信號調(diào)節(jié)激酶（ERK）、c-Jun氨基末端激酶（JNK）和p38MAPK等亞通路。ERK通路的激活可促進炎癥因子的表達和細胞凋亡，JNK通路的激活則可進一步加劇炎癥反應和細胞損傷，p38MAPK通路的激活可調(diào)節(jié)多種細胞因子和趨化因子的表達，導致炎癥細胞的募集和活化，這些信號通路的快速激活在針刺退變的早期階段就對椎間盤的退變起到了重要的推動作用。4.2.3影像學特征差異在MRI檢查中，大鼠椎間盤生理性退變的信號強度變化相對較為緩慢且呈漸進性。在早期，T2加權像上椎間盤的信號強度可能僅有輕微降低，這是由于髓核中的水分開始逐漸減少，但這種變化并不明顯。隨著年齡的增長，信號強度逐漸降低，在老年期，椎間盤的信號強度明顯減弱，與周圍組織的對比度降低。同時，椎間盤的形態(tài)改變也較為緩慢，椎間隙高度逐漸降低，可能在數(shù)月至數(shù)年的時間內(nèi)才會出現(xiàn)明顯的狹窄。在矢狀位圖像上，可觀察到椎間盤的前后徑和上下徑逐漸減小，髓核的形態(tài)逐漸變得不規(guī)則。而針刺退變在MRI上的信號強度變化更為迅速且顯著。在針刺后的4-8周，T2加權像上椎間盤的信號強度就會明顯降低，這是由于針刺損傷導致髓核迅速失水，細胞外基質(zhì)降解，炎癥反應加劇，使得椎間盤的含水量急劇減少，信號強度隨之大幅下降。在形態(tài)改變方面，針刺退變的椎間盤在短時間內(nèi)就會出現(xiàn)明顯的形態(tài)異常。椎間隙高度在術后2-4周就開始明顯降低，且降低幅度較大。在矢狀位圖像上，可清晰地觀察到椎間盤的變形，髓核可能向一側(cè)或后方突出，纖維環(huán)的完整性遭到破壞，出現(xiàn)裂隙或斷裂，這些形態(tài)改變在針刺退變中更為快速和明顯，與生理性退變的緩慢變化形成了鮮明的對比。五、結(jié)論與展望5.1研究結(jié)論總結(jié)本研究通過對大鼠椎間盤生理性退變和針刺退變的深入研究，全面揭示了兩者在退變過程、機制、影響因素以及形態(tài)學、組織學、生物化學等方面的異同點。在相同點方面，兩種退變在細胞與基質(zhì)變化上表現(xiàn)出一致性，髓核細胞數(shù)量均減少，纖維環(huán)結(jié)構(gòu)遭到破壞，蛋白多糖和膠原等基質(zhì)成分含量顯著降低。炎癥反應在兩者中均扮演重要角色，巨噬細胞被激活并聚集，TNF-α、IL-1β等炎癥因子表達上調(diào)，引發(fā)炎癥級聯(lián)反應，破壞椎間盤的結(jié)構(gòu)和功能。疼痛表現(xiàn)也具有相似性，均涉及神經(jīng)病理性改變和炎癥介質(zhì)的刺