吴 平 李绍波（云南省大理市大理学院荷花校区 云南 大理 ６７１０００）
【中图分类号】Ｒ６８１．５【文献标识码】Ａ【文章编号】１６７２－３７８３（２０１５）０７－０６３７－０２【摘要】超氧化物歧化酶（ＳＯＤ）广泛存在于动物、植物、微生物体内，它能够专一性地清除生物氧化过程中产生的超氧化物自由基，以解除自由基氧化体内的某些组成成分而造成的机体损害，是生物抗氧化系统的重要酶类之一。目前许多研究机构及学者对ＳＯＤ的特性及用于临床的安全性进行实验研究，并在退变的腰椎间盘中对ＳＯＤ的变化研究，已经有部分的研究成果证实腰椎间盘退变与ＳＯＤ的改变有关。该文章就ＳＯＤ与腰椎间盘退变的相关性研究作一综述。
【关键词】超氧化物歧化酶腰椎间盘退变氧自由基
当前，随着社会的发展以及人口老龄化的进展，由于腰椎退行性病变导致的腰腿痛等症状已成为影响全球人类生活质量的重要原因，全球每年发费在治疗腰腿痛的医疗费用是巨大，并且每年都在大量的增加，这给社会及家庭带来严重的经济负担。腰椎间盘退形性变是腰椎退行性病变的基本病因，已有大量的实验研究证实退变常伴随着椎间盘内炎性因子、自由基的改变。超氧化物歧化酶已被大量的机构及学者证实具有消除氧自由基并可影响炎性因子的产生。
最近已有学者就椎间盘内ＳＯＤ的变化与椎间盘退的相关性做出相关研究。现就其最近的研究进展作一综述。
１腰椎间盘退变的病理生理机制椎间盘存在于相邻两椎体之间，由外侧的层状纤维环及内部凝胶状髓核构成，上下有软骨终板，该三部分共同构成了一个闭合的缓冲系统，使椎间盘可对抗压力及分散张力，保证了脊柱的弹性及稳定性。纤维环主要含蛋白（ｐｒｏｔｅｏｇｌｙｃａｎ）（约２５％）及Ⅰ型胶原蛋白。髓核主要含大量的蛋白聚糖（约５０％）及Ⅱ型胶原蛋白。除椎间盘纤维环外三分之一区域，其余部分的组织不含血管及神经结构。椎间盘老化和病理性退变常难以区分，在影像学观察上退变很常见，但不一定会引起症状，椎间盘退变引起症状的机制尚未完全阐明。一般认为正常椎间盘髓核处于免疫屏蔽状态，纤维环破裂髓核突出后会引起免疫反应及炎症反应，加上机械性压迫、血循环受阻等因素引起症状。在椎间盘退变（ｉｎｔｅｒｖｅｒｔｅｂｒａｌｄｉｓｃｄｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ，ＩＤＤ）中，椎间盘细胞外基质（ｅｘｔｒａｃｅｌｌｕｌａｒｍａｔｒｉｘ，ＥＣＭ）减少，Ⅱ型胶原减少，Ⅰ型胶原增多，椎间盘组织蛋白多糖表达显著降低，细胞衰老及凋亡增加，神经、血管侵入。而ＮＯ、白细胞介素、肿瘤坏死因子等炎症因子及自由基与这些过程密切相关。
２各炎症因子及自由基与ＩＤＤ的相关研究目前研究发现，在椎间盘内炎性细胞因子能刺激炎症反应，诱导细胞迁移，改变内皮细胞通透性等作用降解蛋白多糖。在正常椎间盘组织中髓核组织与机体内环境不能接触，血管只分布到纤维环的外三分之一，终板只有外层与血管分布，因此髓核与机体免疫系统完全绝缘，正常的椎间盘组织中没有炎症因子。而当椎间盘退变，由于纤维环的破裂或软骨终板的退变，髓核与机体的内环境接触，产生自由基，并发生自身免疫反应，而使退变的椎间盘组织中存在有多种类、高浓度的炎症因子。
２．１白细胞介素．１（Ｉｎｔｅｒｌｅｕｋｉｎｓ．１，ＩＬ．１）ＩＬ．１是一种低分子量的蛋白质，其有两种亚型：ＩＬ．１α和ＩＬ．１β，由椎间盘中的软骨样细胞产生，ＩＬ．１在退变的椎间盘中表达升高，为ＩＤＤ中表达的最重要的炎症因子之一。Ｈｏｙｌａｎｄ等报道，与正常的椎间盘组织相比，退变的椎间盘组织自发增加ＩＬ －１细胞因子产生，因为调控基因复制表达方式的改变，ＩＬ －１α、ＩＬ －１β明显的增加。
２．２白细胞介素．６（Ｉｎｔｅｒｌｅｕｋｉｎｓ．６，ＩＬ．６）ＩＬ －６主要来源于巨噬细胞、单核细胞和成骨细胞等，可以诱导细胞的凋亡及ＭＭＰｓ的合成，促进基质的降解和炎症反应。Ｐａｒｋ等发现ＩＬ．６在ＩＤＤ中被上调。２．３白细胞介素．１０（Ｉｎｔｅｒｌｅｕｋｉｎｓ．１０，ＩＬ．１０）ＩＬ．１０是介导机体抗炎反应的重要细胞因子，其在退变的椎间盘中表达升高。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆Ｈｏｌｍ等制作猪的椎间盘退变模型，继续饲养３个月后，与正常对照组相比，退变组的椎间盘中含有较多的ＩＬ－１０阳性细胞。
２．４白细胞介素．１７（Ｉｎｔｅｒｌｅｕｋｉｎｓ．１７，ＩＬ．１７）ＩＬ．１７在ＩＤＤ中表达被上调。
Ｇａｂｒ等用ＩＬ －１７处理椎间盘细胞，ＮＯ、ＰＧＥ２的合成及ＩＬ －６的释放显著提高。
２．５肿瘤坏死因子．α（ｔｕｍｏｒｎｅｃｒｏｓｉｓｆａｃｔｏｒ．α，ＴＮＦ．α）ＴＮＦ．α在ＩＤＤ中表达上调，研究发现：随着ＩＤＤ的加重，ＴＮＦ．α的表达增加。
２．６前列腺素Ｅ２（ｐｒｏｓｔａｇｌａｎｄｉｎＥ２，ＰＧＥ２）ＰＧＥ２在ＩＤＤ中表达上调，大量研究表明ＰＧＥ２是一个重要的炎症调节因子，可引起组织细胞的损害及凋亡，而且ＰＧＥ２是一个重要的致病因素，并可提高其它致痛物质的敏感性，加强致痛作用。
２．７一氧化氮（Ｎｉｔｒｉｘｏｘｉｄｅ，ＮＯ）ＮＯ是活泼的自由基分子，ＮＯ自椎间盘细胞产生，在ＩＤＤ中合成增多，研究证实，ＮＯ含量增加，椎间盘组织基质成分发生改变和椎间盘的生物力学结构也发生改变，易导致椎间盘退变引起临床症状的出现。
３ＳＯＤ的相关研究ＳＯＤ是一种具有特定生物催化功能的蛋白质，有蛋白质和金属离子组成，广泛存在于动植物及微生物体内。１９６９年美国生化专家Ｆｒｉｄｏｖｉｃｈ和他的学生Ｍｃｃｏｒｄ从牛红细胞中重新发现这种蛋白，定名为ＳＯＤ，并报告ＳＯＤ有清除自由基的作用。１９８５年全世界１００多个国家的数百位科学家一致公认人体内存在着一套对抗自由基的机制，这套机制由体内ＳＯＤ支配和调控，ＳＯＤ是对抗和俘获自由基的核心力量，是体内唯一以自由基为底物的清除剂。１９９８年罗伯、费瑞和洛伊格纳诺发现：ＳＯＤ的缺少和活性降低是人类生老病死的根本原因，补充ＳＯＤ可以达到预防和治疗各种疾病，延缓衰老的目的。日前ＳＯＤ在临床、食品及化妆品中均有应用。临床上ＳＯＤ可用于由超氧白由基异常增高引起的各种疾病的治疗，如白身免疫性疾病、缺血再灌注损伤综合征、糖尿病、放疗与化疗导致的副作用等。
４ＳＯＤ及氧自由基在腰椎间盘退变过程中的作用近年来，许多的研究发现椎间盘的衰老和退变与细胞凋亡引起的髓核细胞减少密切相关。椎间盘细胞虽然只占椎间盘体积分数的１％，但这些细胞能产生影响细胞外基质合成的因子，如Ⅰ型和Ⅱ型胶原、蛋白聚糖以及金属蛋白酶、前列腺素、一氧化氮等，这些因子在保持椎间盘的健康方面起着重要的作用。
自由基可以是外源性的也可以是由细胞内部产生的。活性氧（Ｒｅａｃｔｉｖｅｏｘｙｇｅｎｓｐｅｃｉｅｓ，ＲＯＳ）是产生氧化应激的重要根源之一，活性氧族包括括０２．、ＯＨ．和Ｈ２０２等有害的中间产物。活性氧产生过多和抗氧化系统之间的失衡就产生了氧化应激。抗氧化酶可以特异性的清除氧自由基，ＳＯＤ是第一个被发现的抵抗氧化应激的酶。
研究证实，腰椎间盘突出症的患者髓核组织表达诱导型一氧化氮合酶并导致ＮＯ过量释放，而过量的ＮＯ可增强胶原酶和基质金属蛋白酶（ｍａｔｒｉｘｍｅｔａｌｌｏｐｒｏｔｅａｓｅ，ＭＭＰ）活性，抑制基质蛋白多糖的合成，增加Ⅱ型胶原的裂解，并可促使某些炎症因子（肿瘤坏死因子、白细胞介素等）的产生，从而造成椎间盘的退变。
２００４年黄涛用分光光度法测定４６例腰椎间盘突出症者腰椎间盘组织中的ＮＯ和ＳＯＤ的含量并进行比较发现随腰椎间盘退变程度的加重椎间盘退变组织中的ＮＯ含量升高和ＳＯＤ含量降低。２０１０年候刚研究证实自然衰老大鼠椎间盘发生了氧化应激，氧化应激在椎间盘增龄性改变的过程中可能发挥重要作用。
２０１０年罗平研究发现：正常髓核组织中的ＰｒｘＩＩ蛋白（过氧化物酶家族中的一员）的表达低于突出和脱出髓核组织。２０１４年杨联军研究发现：过氧化氢可诱导体外培养的大鼠髓核细胞发生凋亡［过氧化氢诱导大鼠髓核细胞凋亡过程中，可使细胞内ＲＯＳ升高且线粒体膜电位降低，最终激活线粒体依赖的凋亡通路，引起髓核细胞凋亡。
５结语综上所述，椎间盘中自由基的增多及ＳＯＤ的减少可以导致椎间盘的退变。
氧自由基（ＮＯ、０２．、ＯＨ．和Ｈ２０２等）本身可以通过增强胶原酶和基质金属蛋白酶活性，抑制基质蛋白多糖的合成，增加Ⅱ型胶原的裂解，导致椎间盘退变，也可以通过影响炎症因子（肿瘤坏死因子、白细胞介素等）的产生导致椎间盘退变。ＳＯＤ是体内可以清除氧自由基的酶。目前临床上ＳＯＤ已经在类分湿关节炎、骨关节炎等疾病中已得到应用，但在椎间盘退变中的应用并未得到实现，甚至在实验研究中都未有报道。相信随着实验研究的进展，ＳＯＤ将为因椎间盘的退变引起的腰腿痛等症状的治疗提供一个新方向。
参考文献［１］胡博，张颖．炎症因子与椎间盘退变的关系研究进展［Ｊ］．中国脊柱脊髓杂志，２０１４，２４（７）：６５１．６５４．
论文作者:吴 平 李绍波
论文发表刊物:《健康必读》2015年第7期供稿
论文发表时间:2015/9/1
标签：椎间盘论文; 因子论文; 自由基论文; 细胞论文; 炎症论文; 基质论文; 组织论文; 《健康必读》2015年第7期供稿论文;