Eindplaatletsels op jonge leeftijd. Vorming van (meestal pijnloze) Schmörlse nodule

Inleiding

Tal van rugpatiënten lezen in de radiologische verslagen dat er in hun wervels ook Schmörlse nodules aangetroffen werden. Vaak zijn ze dan de wanhoop nabij wanneer artsen beweren dat deze eindplaatonderbrekingen oorzaak zijn van hun rugpijn. Dit is wat ons aangeleerd werd. Maar niets is minder waar!

Medische geschiedenis

De Schmörlse nodule is het radiologisch zichtbare beeld dat het frequentst voorkomt en duidt op een doorgaans aangeboren defect t. h. v. een eindplaat van de discus (zie Blog ‘Lage rugpijn bij jonge mensen. Eindplaten zijn de belangrijkste pijnbron’). In 1858 werd reeds beschreven dat er t. h. v. kraakbenige boven- en onderzijden van wervellichamen tal van onregelmatigheden voorkomen¹. In deze zones zou de weerstand tegen compressieve drukkrachten op de wervelzuil geringer zijn. Bijna 80 jaar later toonde Schmörl aan dat er tijdens de groeifase weefsel van de discuskern doorheen deze onregelmatigheden kan binnendringen in de aanpalende wervel². Wanneer de natuur beslist om rondom die intravertebrale hernia^3,4 een beschermend benig kapseltje aan te maken (= reactieve trabeculaire sclerosis), wordt het radiologisch zichtbaar resultaat van die eindplaatonderbreking een ‘Schmörlse nodule’ genoemd (Fig. 1).

Fig. 1. Normalerwijze ziet men Schmörlse nodules ontstaan aan de onderzijde van de wervels. Hier ziet men een duidelijke migratie (wit pijltje) van weefsel uit de discuskern doorheen een onderbreking t. h. v. de bovenste kraakbenige eindplaat van een borstkastwervel. Omdat de natuur het binnengedrongen weefsel omringde met een beschermend benig kapseltje (blauwe omtrek), wordt deze eindplaatonderbreking zichtbaar op radiologische beelden. Men noemt dit beeld een Schmörlse nodule (Declerck / Taylor / Kakulas, Neuropathology, Perth, Western Australia, A90/148).

Bijna iedereen heeft Schmörlse nodules. Het heeft zelden iets te betekenen!

Zelden worden perfecte wervels gevormd. Bijna iedereen vertoont onderbrekingen t. h. v. de eindplaten. Doorgaans kunnen ze slechts na autopsie vastgesteld worden op sagittale secties van de wervelzuil^2,5,6. Vanaf de leeftijd van 13 jaar vindt men Schmörlse nodules in meer dan 75 % van alle onderzochte wervelzuilen⁵. Deze nodules komen op alle leeftijden voor en zijn even frequent boven en onder de leeftijd van 50 jaar. Dit laat vermoeden dat ze op relatief jonge leeftijd ontstaan⁵. Ze komen even veel voor bij personen die nooit rugpijn (zullen) ervaren als bij patiënten met alle mogelijke (eventueel pijnlijke) rugaandoeningen⁶. Schmörlse nodules zijn dus nooit kenmerkend voor een of andere aandoening en dus ook niet voor de ziekte van Scheuermann, zoals verkeerdelijk aangeleerd wordt (cf. Blog ‘Adolescentenkyfose of Ziekte van Scheuermann’).

Welke wervels vertonen Schmörlse eindplaatonderbrekingen?

Men vindt ze hoofdzakelijk in de borstkastwervels vanaf thoracale wervel T6 (Fig. 2). De meeste zijn gelokaliseerd t. h. v. de overgang van de thoracale naar de lumbale wervelzuil^7,8. Ze zijn zelden waarneembaar onder de 2de lumbale wervel (L2) en bijzonder zeldzaam t. h. v. L5-S1 (Fig. 4).

Fig. 2. Centraal gelokaliseerde eindplaatonderbrekingen in de thoracale wervelzuil bij klachtenvrije personen. Links ziet men bij een volwassene (XXX) t. h. v. de onderste eindplaat van de 9de thoracale wervel een kleine hoeveelheid kernweefsel uit de discus T9-T10 binnendringen in zijn wervellichaam. Rechts bemerkt men bij een 15-jarige persoon zonder rugklachten t. h. v. de T7-T8-zone een migratie van bijzonder kleine hoeveelheden discusweefsel in aanpalende wervellichamen. In beide gevallen heeft zich rond het discusweefsel nog geen benig kapseltje gevormd. Deze afwijkingen kunnen slechts gezien worden na autopsie en tijdens analyse van sagittale secties van wervelzuilen. Ze zijn niet te zien op radiologische opnames. Omdat doorheen deze eindplaatonderbrekingen water uit de discuskern geperst wordt en hierdoor de waterinhoud in de discus vermindert, zal de discus vroegtijdig verouderen. Dit is evenwel geen reden om lage rugpijn uit te lokken (Declerck / Kakulas, Neuropathology, Perth, Western Australia, dossiers XXX en X89-1051).

Het is een bijzonder eigenaardige vaststelling dat Schmörlse nodules vooral t. h. v. de onderzijde van wervels voorkomen

De eindplaten t. h. v. de bovenzijde van wervellichamen zijn veel dunner en mechanisch minder sterk dan t. h. v. de onderzijde. Logischerwijze zou men dus verwachten dat de meeste Schmörlse nodules t. h. v. de bovenzijde voorkomen. Op deze plaatsen is er immers veel minder weerstand tegen het binnendringen van kernmateriaal. Maar het is niet zo! Er zijn dus ook andere redenen.
Schmörlse nodules, vooral de grootste, worden frequenter aangetroffen t. h. v. de onderzijde van wervels⁷. Omdat de zwakste plaatsen van alle eindplaten in het midden gelokaliseerd zijn^9,10 (waar ze trouwens ook door veel minder sterk beenweefsel gestut worden^11,12,13), zal discusweefsel vooral hier gemakkelijkst in het wervellichaam binnendringen¹⁴. Daarom zijn de meeste Schmörlse nodules centraal gelokaliseerd aan de onderzijde van de wervels.

Verschil met eindplaatonderbrekingen aan de bovenzijde van wervels

Eindplaatonderbrekingen en -letsels t. h. v. de bovenzijde van wervels kunnen rugpijn veroorzaken^15,16,17. De meeste Schmörlnodules aan de onderzijde zijn zelden een verklaring voor rugpijn.

Waarom ontstaan Schmörlse nodules?

De meeste Schmörlse nodules ontstaan omdat we genen erven en doorgeven die niet in staat zijn perfecte eindplaten te fabriceren¹⁸. Jonge eindplaten bestaan uit 70 % water en 30 % eiwitten waarvan het grootste deel (75 %) opgebouwd is uit fijne elastische collageenvezeltjes (type 2)¹⁹. Het is dan ook geenszins te verwonderen dat er bij elektronenmicroscopisch onderzoek veel constructiefouten in deze vezels worden aangetroffen²⁰. De zones waar de Schmörlnodules voorkomen, bezitten een normaal aantal kraakbeencellen (9.000.000/m³), maar vertonen duidelijk stoornissen in hun collageenvezels. Ofwel zijn ze afwezig, ofwel zijn ze ontoereikend qua hoeveelheid, ofwel is hun driedimensionale moleculaire opbouw compleet onregelmatig. Hoe meer dergelijke vezelproblemen, hoe minder weerstand eindplaten kunnen ontwikkelen om te verhinderen dat er kernweefsel uit de discus in het wervellichaam binnendringt.

Radiologisch beeld

Het is quasi onmogelijk op klassiek radiologische beelden migratie vast te stellen van discuskernweefsel in het wervellichaam. Eindplaatonderbrekingen kunnen wel vermoed worden wanneer deze migratie gepaard gaat met waterverlies uit de kern, en bijgevolg dus met een vermindering van discushoogte. Vormde er zich rond het discusweefsel een benig kapseltje, dan wordt de nodule zichtbaar (Fig. 3).
Veel Schmörlse nodules in de borstkastwervels zijn toevallige radiologische bevindingen. Ze zijn niet typisch voor een of andere aandoening en veroorzaken geen pijn⁷. Zijn ze wel aanwezig in minstens drie opeenvolgende wervels en is ook de voorzijde van deze wervels afgeplat, dan zijn deze bevindingen wél typisch voor de adolescentenkyfose die door Scheuermann beschreven werd (cf. Blog ‘Adolescentenkyfose of ziekte van Scheuermann’).

Fig. 3. Het linker- en middenbeeld tonen speciaal georiënteerde radiologische opnames van de T6-T11 thoracale wervelzuil vóórdat de wervelzuil onderzocht werd na autopsie. Ondanks hoge en langdurige penetratie van Röntgenstralen, bemerkt men t. h. v. de eindplaten weinig spectaculaire veranderingen en zeker geen Schmörlse nodules. Deze persoon vertoonde alle kenmerken van de ‘ziekte’ van Scheuermann, maar had geen rugpijn (Declerck / Kakulas, Neuropathology, Perth, Western Australia, dossier X90-73, M, 38 jr). Rechts: toevallige radiologisch vondst van onregelmatigheden t. h. v. eindplaten met vorming van benige kapseltjes rondom het binnengedrongen discusweefsel (= Schmörlse nodules).

Magnetisch scanningsbeeld van een Schmörlse nodule

Een MRI kan veel beter de verticale migratie van discusweefsel in het wervellichaam in het licht stellen²¹. Op dat ogenblik is de waterinhoud van de discus reeds geringer en werd het verouderingsproces reeds ingezet (= zwarte discus).
T. h. v. de borstkastwervels is een dergelijk beeld doorgaans een toevallige vondst zonder enige betekenis²², tenzij men kan besluiten dat de wervel niet perfect gefabriceerd werd. Vindt men eindplaatonderbrekingen in de wervels van de lage rug en zijn ze vooraan en niet centraal gelegen, dan is een ongeval doorgaans de oorzaak. Verder nauwkeurig radiologisch onderzoek kan dan een scheur of breuk t. h. v. de eindplaten in het licht stellen^18,23,24. Kan men ook oedeem en ontstekingen rond de Schmörlse nodule aantonen (lage signaalintensiteit op T1- en hoge signaalintensiteit op T2-beelden), dan kan dit een verklaring zijn voor eventuele aanwezige rugpijn^17,25.

Fig. 4. Het is vrij zeldzaam een Schmörlse nodule vast te stellen t. h. v. de onderzijde van de 5de lumbale wervel. Het betreft hier een toevallige vondst.

Even meekijken onder het microscoop

Onder het microscoop bemerkt men t. h. v. de overgangszones tussen de discus en de wervellichamen een uitpuiling van een kleine hoeveelheid kernweefsel in de wervellichamen. De effen glooiing van de kraakbenige eindplaten is onderbroken. Rondom deze uitpuilingen vormt zich een benig kapseltje (Fig. 5).

Fig. 5. Kernweefsel van de discus (blauw) migreerde in hoofdzaak doorheen de onderzijde van de aanpalende wervellichamen (roos). Het fijne blauwe lijntje (zwarte pijltjes) toont de vorming van benige omranding, waardoor op radiologische opnames de Schmörlse nodule zichtbaar worden (Declerck / Kakulas, Neuropathology, Perth, Western Australia, dossier X89-219).

Kan een Schmörlse nodule pijn veroorzaken?

Bij lage rugpijn maakt men zich steeds nodeloos druk over de aanwezigheid van een Schmörlse nodule²⁶. Zelden is er iets ernstigs aan de hand³. De nodules duiden bijna altijd op een onderliggende genetische storing in de fabricatie van eindplaten. Soms kan een accident verantwoordelijk zijn (cf. verdere blog).
Er kan pijn ontstaan omdat discusweefsel soms een ontstekingsreactie veroorzaakt wanneer het rechtstreeks in contact komt met ander weefsel^27,28. Bij een dergelijke nodule zou de pijn kunnen veroorzaakt worden door contact van discusweefsel met beenmerg in de wervel. De pijn blijft zo lang aanwezig tot er zich een beschermend benig kapseltje vormde. Anderzijds zijn nodules verantwoordelijk voor versnelde discusveroudering en mogelijk optreden van pijnlijke degeneratieve processen. Ook dit kan een reden zijn voor het ontstaan van lage rugpijn^{7,18,21,23,24}.

Bestaat er een behandeling?

Er bestaat geen enkele methode om de ontwikkeling van een Schmörlse nodule te verhinderen. Iedereen met onvoldoende sterke eindplaten kan Schmörlse nodules ontwikkelen. Ze zijn zelden de oorzaak van rugpijn.

De volgende blog bespreekt de functie van de discus.

Gratis E-boek “Oefeningen om chronische pijn te verlichten” downloaden

73% van de chronische pijnpatiënten zijn niet in staat dingen te doen die voor gezonde mensen normaal zijn: stappen, fietsen, met je kinderen spelen, etc. Naast medische behandelingen kan ook lichaamsbeweging heel nuttig zijn om je mobiliteit te bewaren of verbeteren. Dit e-boek wil je vertrouwd maken met enkele eenvoudige lichaamsoefeningen die je pijn kunnen verminderen.

GRATIS DOWNLOADEN

Referenties

¹ von Luschka Hubert, ‘Die Halbgelenke des menschlichen Körpers‘,
Ge. Reimer 1958
² Schmorl G, Junghans H, ‘Die gesunde und kranke Wirbelsäule im Röntgenbild und klinik‘,
Georg Thieme, 1932
³ Resnick D, Niwayama G, ‘Intravertebral disk herniations. Cartilaginous (Schmorl's) nodes’,
Radiology, 1978, 126:57
⁴ Chandraraj S, Briggs CA, Opeskin K, ‘Disc herniation in the young and end-plate vascularity’,
Clin Anat, 1998, 11:171
⁵ Hilton RC, Ball J, Benn RT, ‘Vertebral end-plate lesions (Schmorl’s nodes) in the dorso-lumbar spine’,
Ann Rheum Dis, 1976,35:127
⁶ Declerck Guy MC, ‘Neuropathologic spinal anatomy of all cervical, thoracic and lumbar intervertebral discs in 23.539 consecutive sagittal vertebral autopsies in different types of pathologies. A continuous observation during 50 years’. Observations made at the Department of Neuropathology, University of Western Australia’,
In cooperation with the professors BA Kakulas & JR Taylor and Sir George M. Bedbrook
Serial publications on the website www.guy-declerck.com
⁷ Pfirrmann CW, Resnick D, ‘Schmorl nodes of the thoracic and lumbar spine: radiographic–pathologic study of prevalence, characterization, and correlation with degenerative changes of 1,650 spinal levels in 100 cadavers’,
Radiol, 2001, 219:368
⁸ Adams MA, Dolan P, ‘Intervertebral disc degeneration. Evidence for two distinct phenotypes’,
J Anat, 2012, 22:497
⁹ Grant JP, Oxland TR, Dvorak MF, ‘Mapping the structural properties of the lumbosacral vertebral endplates’,
Spine , 2001, 26:889
¹⁰ Zhao FD, Pollintine P, Hole BD et al., ‘Vertebral fractures usually affect the cranial endplate because it is thinner and supported by less-dense trabecular bone’,
Bone, 2009, 44:372
¹¹ Roberts S, McCall IW, Menage J et al., ‘Does the thickness of the vertebral subchondral bone reflect the composition of the intervertebral disc?’,
Eur Spine J, 1997, 6:385
¹² Grant JP, Oxland TR, Dvorak MF et al., ‘The effects of bone density and disc degeneration on the structural property distributions in the lower lumbar vertebral endplates’,
J Orthop Res, 2002, 20:1115
¹³ Hulme PA, Boyd SK, Ferguson SJ, ‘Regional variation in vertebral bone morphology and its contribution to vertebral fracture strength’,
Bone, 2007, 41:946
¹⁴ Dar G, Masharawi Y, Peleg S et al., ‘Schmorl's nodes distribution in the human spine and its possible etiology’,
Eur Spine J, 2010, 19:670
¹⁵ Peng B, Chen J, Kuang Z et al., ‘Diagnosis and surgical treatment of back pain originating from endplate’,
Eur Spine J, 2009, 18:1035
¹⁶ Wang Y, Videman T, Battié, ‘Lumbar vertebral endplate lesions. Prevalence, classification, and association with age’,
Spine, 2012, 37:1432
¹⁷ Wang Y, Videman T, Battié MC, ‘ISSLS prize winner. Lumbar vertebral endplate lesions. Associations with disc degeneration and back pain history’,
Spine, 2012, 37:1490
¹⁸ Williams FM, Manek NK, Sambrook PN et al., ‘Schmorl's nodes. Common, highly heritable, and related to lumbar disc disease’,
Arthritis Rheum, 2007, 57:855
¹⁹ Roberts S, Urban JP, Evan H, Eisenstein SM, ‘Transport properties of the human cartilage endplate in relation to its composition and calcification’,
Spine, 1996, 21:415
²⁰ Aufdermauer M, Spycher M, ‘Pathogenesis of osteochondrosis juvenilis Scheuermann‘,
J Orthop Res, 1986, 4:452
²¹ Hamanishi C, Kawabata T, Yosii T et al., ‘Schmorl's nodes on magnetic resonance imaging. Their incidence and clinical relevance’,
Spine, 1994,19:450
²² Swärd L, Hellstrom M, Jacobsson B et al., ‘Back pain and radiologic changes in the thoraco-lumbar spine of athletes’,
Spine, 1990, 15:124
²³ Kerttula LI, Serlo WS, Tervonen OA et al., ‘Post-traumatic findings of the spine after earlier vertebral fracture in young patients. Clinical and MRI study’,
Spine, 2000, 25:1104
²⁴ Mok FP, Samartzis D, Karppinen J et al., ‘ISSLS prize winner. Prevalence, determinants, and association of Schmorl nodes of the lumbar spine with disc degeneration. A population-based study of 2449 individuals’,
Spine, 2010, 35:1944
²⁵ Takahashi K, Miyazaki T, Ohnari H et al., ‘Schmorl's nodes and low-back pain. Analysis of magnetic resonance imaging findings in symptomatic and asymptomatic individuals’,
Eur Spine J, 1995, 4:56
²⁶ Malmivaara A, Videman T, Kuosma E et al., ‘Plain radiographic, discographic, and direct observations of Schmorl's nodes in the thoracolumbar junctional region of the cadaveric spine’,
Spine, 1987, 12:453
²⁷ Bobechko WP, Hirsch C, ’Auto-immune response to nucleus pulposus in the rabbit’,
J Bone Jt Surg, 1965, 47B:574
²⁸ Elves MW, Bucknill T, Sullivan MF, ‘In vitro inhibition of leucocyte migration in patients with intervertebral disc lesions’,
Orthop Clin North Am, 1975, 6:59