Почему разрушаются межпозвоночные диски?

Установлено, что дегенеративные изменения в дисках поясничного отдела позвоночника провоцируются нарушением деятельности гена CHST3, отвечающего за продукцию фермента карбогидрат-сульфотрансферазы.

Боль в поясничной области спины является одним из самых распространенных симптомов патологии позвоночника. Она встречается почти у трети населения планеты, и не только снижает качество жизни людей, но и имеет существенные отрицательные социально-экономические последствия для общества, поскольку требует длительного лечения и реабилитации, нередко в условиях стационара. В ряде случаев такие пациенты нуждаются в помощи хирургов. Чаще всего боль в пояснице обусловлена травмами спины, межпозвоночными грыжами, опухолями, радикулопатией и т.д.

Позвоночник - уникальное анатомическое образование, выполняющее несущие функции организма позвоночных животных и человека. Основной структурно-функциональной единицей позвоночника являются позвонки, которые соединяются посредством связочного аппарата в позвоночный столб. Между позвонками находятся межпозвоночные диски. Они состоят из фиброзно-хрящевых пластинок и студенистого ядра, и не только реализуют функцию амортизаторов, но и обеспечивают подвижность позвонков относительно друг друга. При дегенеративных процессах в межпозвоночных дисках появляются характерные боли (наиболее часто - в поясничной области), нарушается биомеханика движений в позвоночнике; кроме того, в процесс вовлекаются расположенные рядом структуры (мышцы, связки и т.д.), а также наблюдается стенозирование (сужение) позвоночного канала.

Причины дегенерации межпозвоночных дисков полностью не исследованы. Известно, что ей способствуют: избыточная масса тела, значительные физические нагрузки, курение, нарушение обмена веществ, авитаминозы, эндокринные заболевания, малоподвижный образ жизни и т.д. Большое значение имеет семейная предрасположенность, поскольку наследуемость данного заболевания может доходить до 74-80% [1].

Для диагностики патологии межпозвоночных дисков врачи чаще всего используют магнитно-резонансную томографию. Она позволяет детально проанализировать степень обезвоживания дисков (важнейшего показателя их дегенерации), определить их размеры, выявить наличие грыж и нарушение состояния ядра каждого диска. Кроме этого, в настоящее время ведутся многочисленные исследования влияния генов на структурно-функциональные изменения различных компонентов позвоночного столба. Недавно было установлено, что группа генов (ASPN, COL11A1, PARK2, и др.) имеет отношение к координации метаболических процессов в ряде отделов позвоночника, однако, до сих пор не найден главный виновник формирования патологии дисков.

Учитывая важность проблемы, большой группой учёных из Японии, Китая, Германии, Финляндии и Великобритании под руководством You-Qiang Song [3] было проведено сложное исследование, направленное на выявление основного звена в механизме развития дегенеративных процессов в межпозвоночных дисках. Для этого, параллельно с томографией, осуществлялся тщательный генетический анализ в семьях, страдающих данной патологией, и у многочисленных пациентов с болями в спине. Всего было обследовано более 32 тыс. человек в разных регионах планеты, из которых более чем у 4 тыс. диагностированы дегенеративные изменения в межпозвоночных дисках поясничной области разной степени тяжести.

В результате проведенного масштабного исследования было замечено, что один из генов действительно способен играть важную роль в отклонении состояния межпозвоночных дисков от нормы. Этот ген обозначен как CHST3; он отвечает за синтез фермента, носящего название карбогидрат-сульфотрансфераза-3. Данный биокатализатор участвует в метаболических процессах, связанных с обновлением сложных белков (гликопротеидов), входящих в состав различных компонентов соединительной ткани, в том числе хрящевых структур межпозвоночных дисков. Исследование показало, что нарушение деятельности гена CHST3 обуславливает снижение активности указанного выше фермента в дисках, из-за чего в них развиваются дегенеративные процессы.

Таким образом, доказано, что ген, отвечающий за синтез фермента карбогидратсульфотрансферазы 3, следует признать ответственным за появление структурно-функциональных изменений в межпозвоночных дисках поясничной области спины. Изыскание новых методов воздействия на этот ген - перспективное направление в разработке эффективных способов профилактики и лечения заболеваний опорно-двигательного аппарата человека.

[1] Ann. Rheum. Dis. 70: 1740-1745 (2011)

[2] J. Clin. Invest. 123: (11) 4909–4917 (2013)

С.Холин

scientific.ru