La degenerazione dei muscoli paraspinali indotta dal glicerolo porta all'iper

Sep 28, 2023

Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 8170 (2023) Citare questo articolo

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I disturbi degenerativi della colonna vertebrale, inclusa la deformità cifotica, sono associati a una serie di caratteristiche degenerative della muscolatura paraspinale. È stato quindi ipotizzato che la disfunzione muscolare paraspinale sia un fattore causale della deformità degenerativa della colonna vertebrale; tuttavia, mancano studi sperimentali che dimostrino le relazioni causali. Topi maschi e femmine hanno ricevuto iniezioni di glicerolo o soluzione salina bilateralmente lungo la lunghezza dei muscoli paraspinali in quattro punti temporali, ciascuno separato da 2 settimane. Immediatamente dopo il sacrificio è stata eseguita una micro-TC per misurare la deformità della colonna vertebrale; sono state effettuate biopsie dei muscoli paraspinali per misurare le proprietà attive, passive e strutturali; e le colonne lombari sono state fissate per l'analisi della degenerazione del disco intervertebrale (IVD). I topi iniettati con glicerolo hanno dimostrato chiari segni di degenerazione e disfunzione dei muscoli paraspinali: contenuto di collagene significativamente maggiore (p <0,01), densità inferiore, forza attiva assoluta inferiore, maggiore rigidità passiva rispetto ai topi iniettati con soluzione salina. Inoltre, i topi iniettati con glicerolo hanno mostrato deformità spinale: angolo cifotico significativamente maggiore (p <0,01) rispetto ai topi iniettati con soluzione salina. I topi trattati con glicerolo hanno anche dimostrato un punteggio degenerativo IVD significativamente (p <0,01) maggiore (anche se lieve) al livello lombare più alto rispetto ai topi trattati con soluzione salina. Questi risultati forniscono la prova diretta che le alterazioni combinate morfologiche (fibrosi) e funzionali (attivamente più deboli e passivamente più rigide) dei muscoli paraspinali possono portare a cambiamenti negativi e deformità all’interno della colonna toracolombare.

Con l’aumento della popolazione anziana, si prevede che il numero di pazienti trattati per disturbi spinali degenerativi aumenterà1, creando così un onere significativo sulla qualità della vita e sui costi sociali2,3. I disturbi degenerativi della colonna vertebrale sono una condizione multifattoriale associata a uno spettro di indicazioni correlate al muscolo scheletrico, tra cui un maggiore contenuto di grasso paraspinale4,5 e collagene6,7, una minore forza muscolare paraspinale8 e proprietà meccaniche passive paraspinali alterate9. Ciò non sorprende, poiché molte malattie croniche sono associate ad alterazioni del muscolo scheletrico10,11,12,13; i disturbi degenerativi della colonna vertebrale non fanno eccezione. Un'ampia letteratura ha già collegato la miosteatosi (infiltrazione grassa muscolare), la fibrosi e l'atrofia a numerose patologie della colonna vertebrale, tra cui la deformità ipercifotica14,15,16, la degenerazione del disco intervertebrale (IVD)17,18, l'ernia IVD7,18 e la zona lombare aspecifica. dolore5. Inoltre, i pazienti con deformità cifotica della colonna lombare presentano una maggiore degenerazione dei muscoli paraspinali rispetto ai pazienti senza deformità6. Queste alterazioni muscolari legate alla deformità spinale sono importanti, poiché lo squilibrio sagittale associato alla deformità cifotica ha dimostrato di essere il predittore radiografico e indicatore più affidabile dello stato di salute degli adulti con disturbi spinali19. Mentre si ipotizza che la disfunzione muscolare paraspinale e spinopelvica sia un fattore causale nella deformità spinale degenerativa14,15,20,21,22,23, mancano studi sperimentali che dimostrino vere relazioni di causa ed effetto.

Lavori recenti hanno dimostrato un'ampia variabilità nelle proprietà funzionali attive (forza specifica) e passive (modulo elastico) delle biopsie dei muscoli paraspinali da pazienti adulti con deformità spinale degenerativa, riportando valori che sembrano essere compromessi rispetto alle norme sui muscoli scheletrici della letteratura corrispondenti all'età24. Tuttavia, non è noto se le alterazioni muscolari siano conseguenze della degenerazione e della deformità della colonna vertebrale o se precedano, guidino o accompagnino la progressione del disturbo; sono necessari dati causali per affrontare tali ipotesi. Tuttavia, a causa del lungo decorso temporale progressivo dei disturbi degenerativi della colonna vertebrale negli esseri umani e della mancanza di dati muscolari negli stadi iniziali asintomatici della malattia, non è realistico ottenere tali dati negli esseri umani. Pochi studi sugli animali hanno tentato di districare la relazione tra la fisiopatologia dei muscoli paraspinali e le deformità degenerative della colonna vertebrale25,26. Cho et al.25 hanno scoperto che una grave lesione dei muscoli paraspinali (ischemia di 2 settimane) nei ratti portava a una deformità cifotica toracolombare; tuttavia, gli autori non hanno quantificato i cambiamenti degenerativi nei muscoli e il meccanismo della lesione muscolare era probabilmente non fisiologico. Allo stesso modo, Hey et al.26 hanno utilizzato un modello di miopatia knockout per TSC1 dell'intero corpo nei topi e hanno dimostrato che la miopatia muscolare dell'intero corpo porta a deformità cifotica toracolombare nei topi di 12 mesi rispetto ai controlli di pari età. Tuttavia, questo studio era limitato in quanto la miopatia non era specifica dei muscoli paraspinali, ma interessava piuttosto l'intero sistema muscolo-scheletrico e non venivano misurate la quantità di fibrosi muscolare e l'infiltrazione di grasso, né venivano eseguite misure funzionali.