1.腰椎椎間板の退行性変化 腰椎椎間板ヘルニアの重要な原因として.腰椎椎間板の退行性変化が挙げられます。 脊椎の変性は人口に極めて偏りがあり.腰椎椎間板変性の一部は若年層から始まっており.この層での腰椎椎間板ヘルニアの発症率は高い。 腰椎椎間板変性症は.腰椎椎間板への動的負荷によって引き起こされると一般に考えられている。 Adamsらは.ゆっくりとした歩行を模した運動負荷試験を死体脊椎に対して行い.髄核の静水圧の13–36%の減少を見いだした。 椎間板が静水圧の「クッション」として機能するかどうかは.髄核の水分量に依存します。 髄核は密閉された流体力学システムのようなもので.体積が増えると流体圧が上がり.体積圧が減ると流体圧が下がります。 体重と同じ圧力をかけると.4時間で死体の椎間板から10～15％の水分が排出される。 MRIでは.ヒトの腰椎椎間板の体積（水分量）が1日活動すると20％減少することが分かっている。 髄核から水分が失われることで圧力が低下し.椎間板にかかる圧力は環状線維に伝わります。 高濃度の圧力は.環状線維の構造的な損傷を引き起こし.亀裂の形成につながる可能性があります。 他の生物学的研究により.椎間板弾性係数の分布は正常者では均質かつ対称的であるのに対し.変性した椎間板環状部の線維弾性係数は臨床的に腰椎椎間板ヘルニアが多く見られる後方領域で最も低く.これが腰椎椎間板ヘルニアの発症に関連している可能性が示されています。 椎間板の内部力学は.荷重履歴と印加荷重に依存し.後者は椎間板変性に影響を与える。 正常な椎間板や変性した椎間板がどのような作用をもたらすのか.その正確なメカニズム。 このような研究は.腰椎椎間板の変性を治療・予防するために特定の薬剤を使用する可能性があります。 2.腰椎椎間板ヘルニアは.非細菌性の炎症と免疫反応を引き起こす。 腰椎椎間板ヘルニアは.多くの場合.非細菌性の炎症反応に続発します。 イヌの硬膜外腔に.生理食塩水を対照として.均質な髄核サンプルを注入したマッカロンでは.顕微鏡下で激しい炎症反応が確認された。 腰椎椎間板抽出物には.かなり高いホスホリパーゼA2活性が認められた。 この酵素は.炎症部位の細胞によって産生されるプロスタグランジンやインターロイキンの律速酵素である。 この酵素が椎間板の狭間から放出されると.神経根に接触し.神経細胞膜のリン脂質への作用を介して.あるいは酵素の産生を介して.炎症性メディエーターに二次的に炎症を起こし.環状線維や硬膜外腔内の傷害性受容体に作用して臨床症状を引き起こすという仮説が立てられる。 さらなる研究により.遊離椎間板ヘルニアは腰椎椎間板ヘルニアよりもプロスタグランジンレベルが高く.膨隆した椎間板ヘルニアはプロスタグランジンレベルが最も低いことが判明しました。 プロスタグランジン値は.ストレートレッグレイズ試験陽性者の方が腰椎椎間板ヘルニア陰性者より高かった。 プロスタグランジンは.自然界に存在する最も強力な炎症性メディエーターの一つであり.細胞機能の調節に極めて重要である。 プロスタグランジンは.腰椎椎間板ヘルニアによって生じる炎症作用.特にストレートレッグレイズによって生じる排出症状を調節する。 さらに.無傷の線維輪は.腰椎椎間板ヘルニアによって生じる炎症性刺激から隔離し.保護する。 手術で摘出された腰椎椎間板では.血管内生.肉芽形成.線維組織増殖の証拠が確立されており.脊柱管に突出した髄核は.正常な炎症反応によって修復過程を経ることが証明されている。 もし.髄核の内容物が「異物」とみなされれば.慢性的な炎症反応を引き起こす可能性がある。 ヘルニア物質の炎症と新生血管は.貪食と吸収のプロセスを導くことができる。 Doitaは.外科的に摘出した椎間板ヘルニアのex vivo細胞培養と生物学的検査により.線維軟骨片の縁に血管新生を伴う肉芽組織が内生的に存在することを明らかにした。 椎間板ヘルニアに浸潤した単球には抗インターロイキン-I，細胞内接着分子-I，リンパ球関連機能抗原，塩基性線維芽細胞増殖因子が発現し，新生内膜形成と炎症を引き起こしていた． 腰椎椎間板は.成人では最大の無血管ユニットである。 腰椎椎間板ヘルニアにおける新生血管形成と炎症細胞の存在は.腰椎椎間板ヘルニアの発生において機械化は主要なプロセスではなく.治癒段階において主に再吸収過程を生み出すことを示唆している。 このことは.脊柱管内で発見された腰椎椎間板ヘルニアが自然に消滅または縮小し.外科的治療を行わずに症状が軽減することの説明となりうるものである。 腰椎椎間板ヘルニア患者では.体液性免疫と細胞性免疫の両方の状態が異常であることが研究により示されている。 Zhang Qiangらは.腰椎椎間板ヘルニア患者と正常対照者の脳脊髄液と血清の免疫グロブリンをラジオイムノアッセイで測定しました。 その結果.腰椎椎間板ヘルニアの病的変化が大きくなるにつれて.脳脊髄液と血清免疫グロブリンは徐々に増加することがわかった。 膨隆型では脳脊髄液の免疫グロブリンのみ増加したが.破裂型と遊離型では脳脊髄液.血清ともに有意に増加した。 椎間板ヘルニアが神経根によって機械的に圧迫され.自己免疫的な炎症性の変化が起こると.血液脳関門の破壊.神経根の毛細血管透過性の増大.脳脊髄液への血漿蛋白の漏出が起こる。椎間板組織中のI型.II型コラーゲンおよび糖蛋白は.潜在的自己抗原で.これが体を刺激してTリンパ球および細胞障害性T細胞媒介性細胞性免疫に対する遅延過敏反応が生じる可能性がある これが椎間板の早期変性につながり.Tリンパ球やBリンパ球.椎間板抗原の恒常的な作用のもとに免疫反応が生じ.血球免疫グロブリンの上昇として現れる。神経根障害による脱髄変性物質や脳脊髄液に入った椎間板抗原物質は.中枢神経系の免疫反応細胞による免疫グロブリンの生成を促すことがある。 腰椎椎間板ヘルニアの手術は.神経根の機械的圧迫を取り除くだけでなく.椎間板組織による免疫反応も遮断することができるため.坐骨神経痛の重要な原因であると考えられています。 3.腰椎椎間板ヘルニアによる機械的圧迫 1934年.MixterとBarrは.腰椎椎間板ヘルニアの組織が脊柱管に入り込み.神経根を圧迫・刺激して坐骨神経痛を引き起こすと指摘しました。 数十年の間にこの概念は広く受け入れられるようになり.腰椎椎間板ヘルニアの神経解剖学的基礎を形成してきた。 後外側椎間板ヘルニアが後根神経節に侵入する場合.SMITHは.直立挙足時に脊髄神経根が椎間孔内で2～5mm移動することを発見した。 神経がその運動経路から外れて伸びようとすると.神経根に刺激や炎症が起こります。 神経がゆっくりと圧迫されると.まず静脈が傷害され.次に毛細血管が傷害され.最後に動脈が傷害される。 脊髄神経を機械的に圧迫すると.体性誘発電位に敏感な変化が生じ.圧迫時間は振幅の減少および潜時の増加と有意な相関がある。 Cohenらによるヒトの馬尾の解剖学的研究によると.馬尾の中で神経根は非常に整然とした対称的な層状パターンで配置されていることがわかり.MRIで確認された。 L5S1レベルでは.馬尾硬膜嚢内の最も後方の神経成分はS5神経根であり.さらに前方にはS4.S3.S2.S1がある。 これらの成分がL4–5でさらに押し出された後.L5神経根が前外側に入り込んでいる。 いずれにしても運動線維成分は前中央にあり.より大きな充実した感覚成分は後外側にある。 この2つは常に隣接して配置され.小さな角度を形成しています。 この位置は.後根神経節で厳密に発生する。 1つの神経根または馬尾については.後根神経節で一様に発生するわけではない。 1つの神経根または馬尾の不均一な圧迫は.1つまたは複数の隣接する神経根成分の感覚または運動成分の非対称な圧迫を引き起こす可能性がある。 このことは.臨床像の複雑さを増し.患者間の臨床症状のばらつきや.同じ患者の臨床症状の時間的なばらつきにつながる可能性がある。 結論として.現在の研究では.腰椎椎間板ヘルニアの機械的圧迫と腰椎椎間板ヘルニア物質による化学的刺激が.坐骨神経痛の原因であると考えられています。