В новых экспериментах Медицинского центра Джона Хопкинса (Johns Hopkins Medicine) обнаружены доказательства того, что в большинстве случаев причина болей в пояснице может быть заключена в чрезмерном росте чувствительных к боли нервов в хрящевой ткани позвоночника.
Результаты исследования, опубликованные в журнале Nature Communications, могут в конечном итоге помочь в разработке новых методов лечения, направленных на ненормальный рост нервов в позвоночнике.
Актуальность проблемы
Приблизительно 80% людей во всем мире испытывают боль в пояснице в течение жизни, иногда вследствие перенапряжения или травмы. Но подавляющее большинство болей в пояснице, по словам исследователей, возникает при отсутствии травм, особенно в пожилом возрасте.
Позвоночник можно охарактеризовать как серию суставов, каждый из которых состоит из костных позвонков, позвоночного диска и слоя мягких тканей, называемых хрящевыми концевыми пластинами, которые сглаживают кости позвонка, чтобы защитить их от веса тела.
«Концевая пластина хряща представляет собой подушку на сиденье, которая делает его более комфортным. Но, как и аналогичные ткани в коленных и тазобедренных суставах, она со временем изнашивается», – комментирует автор исследования Сюй Цао (Xu Cao).
Ученые выдвинули гипотезу, что возрастные изменения в тканях, которые составляют позвоночный столб, создают благодатную почву для неправильного роста нервных тканей.
Специализированный тип клеток, называемый остеокластами, создает структуру пористой кости там, где должен быть хрящ. Исследователи предположили что, возможно, сигнальная молекула нетрин-1, секретируемая остеокластами во время данного процесса, вызывает аномальный рост нервных клеток и возникающую в результате боль в спине.
«Хрящ обычно не имеет нервов и кровеносных сосудов. Однако, когда хрящ становится пористой костной структурой с ростом нервных волокон, это может стать источником болей в спине», – комментирует Цао.
Материалы и методы исследования
Чтобы проверить выдвинутую гипотезу, ученые проанализировали образцы костных концевых пластинок позвонков мышей в возрасте более 20 месяцев (человеческий эквивалент около 70-80 лет).
Сначала исследователи проанализировали образцы тканей из позвоночника мышей под микроскопом, пометив остеокласты, создающие дыры, и нервные волокна флуоресцентными метками. Ученые обнаружили, что остеокласты и нервные волокна присутствовали в одних и тех же областях позвонков, что позволяет предположить, что остеокласты могут каким-то образом сигнализировать о росте нерва, возможно, с помощью нетрина-1.
Результаты научного исследования
Исследователи обнаружили, что мягкая хрящевая ткань позвоночника мышей затвердевает и напоминает диффузную кость со структурой, напоминающей швейцарский сыр.
Затем ученые разработали эксперимент, чтобы предотвратить остеокласты от образования аномального роста кости «швейцарского сыра» и секретирования нетрина-1, чтобы выяснить, можно ли остановить рост нервов в хрящевой ткани и сопровождающую ее боль.
Исследователи обнаружили, что у мышей без клеток остеокластов было меньше чувствительных к боли нервов в концевых пластинах их позвонков, чем у мышей с геном кодирующий образование остеокластов.
Полученные результаты показывают, что пористая структура хрящевых концевых пластин является важным руководством в понимании того, как развивается необъяснимая боль в пояснице. Исследователи планируют провести лабораторные эксперименты с использованием соединений, которые замедляют аномальный рост костей, чтобы проверить их потенциал для лечения боли в пояснице.
Авторы другого исследования установили, что курение вызывает боль в спине.
