减少脊椎之间撞击作用的装置——椎间盘

脊柱知识 本站4536 时间:2021-07-29 16:42:14

来源 |  百川   (ID: 百川脊柱健康学)

作者丨 黄开斌

提起脊柱,人们自然想到26个椎体,而容易忽视非常重要的椎间盘。椎间盘是指椎体与椎体之间的“软骨”。我们可以想象,假如没有这些软骨,那会怎样?其结果就是脊柱运动时椎体之间没有缓冲作用,像石头块一样硬的椎体与椎体之间互相撞击,脊柱根本谈不上自由活动了。

所以,幸亏椎体之间有了椎间盘,我们的脊柱才能在不受撞击的情况下完成各种活动。因为,椎间盘的结构可以很好的抵抗压力,其中央内部有像“果冻”一样软软的蛋白质(我们称它为“髓核”。组成髓核的蛋白质90%以上为水分,所以非常柔软而有弹性。),当脊柱受到压力时椎间盘像柔软的坐垫一样起到缓冲作用。保护椎间盘髓核的是纤维环,纤维环坚韧而有良好的弹力,所以,被包裹的髓核在一般的冲击力作用下是不会破裂的。

1、椎间盘的数量及结构特征

椎间盘位于椎体之间,只有1~2颈椎之间无椎间盘。为了安全支撑头部且使之自由活动,第1~2颈椎之间有旋转轴和旋转盘来代替椎间盘。除了第一、第二颈椎之间和基本不能活动的骶椎及尾椎没有椎间盘,其余所有活动椎体之间都有。因此,在正常情况下,一条脊柱总共应该有22个椎间盘。即颈椎有6个,胸椎有11个,腰椎有5个。椎间盘状如车轮,主要由三部分构成:

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图3-3椎间盘的结构特征

(1)髓核

中心部位的具有流体力学的黏弹物质特性的髓核组织,80%的结构是水分,其余则是胶原纤维和酸性黏多糖。可以通过本身弹性收缩的特点来吸收外来的冲击力并通过在纤维环中轻微的移动来调整椎间关节的三维运动,进而达到躯干受力的平衡。

(2)纤维环

髓核周围交错排列的纤维结缔组织称为纤维环。纤维环也属于黏弹性物质,但具有较强的刚性。它既可以加强间盘的负载能力,又可以固护髓核组织与间盘的中心,进而保持其功能性张力状态。

(3)软骨板

纤维环和髓核通过上、下两端的透明软骨板与椎体相连。软骨板从上、下方固护着髓核。

椎间盘是连接两个椎体的弹性关节,好像是一个轴承结构,髓核组织恰如轴承里的滚珠。当然,椎间盘比常见的机械轴承要巧妙得多。它不仅具有万向轮的灵活性,还在承受压力负荷时具有弹性缓冲作用。它可以通过本身的弹性收缩来吸收外来的冲击力,并且通过在纤维环中轻微的移动来调整椎间关节的三维运动,进而达到躯干受力的平衡。椎间盘的这种特殊结构可以在躯体承受冲击性负载时起到高效的减震作用。同时,椎间盘的特性还使椎体载荷的同时仍然保持一定程度的三维运动空间。

2、怎样理解椎间盘的退变

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图3-4椎间盘的退变

当椎间盘完好、髓核尚未退变时,椎间盘中心内压是在髓核中以液压形式传导的,具有均匀分布的特性。此时,椎体承受的各种应力负荷是通过髓核内的液态黏弹物质转化成均匀的张力,传导给周围纤维环和软骨板组织。各种不平衡的拉、压、扭力负荷都可以得到充分的弹性缓冲。

有试验研究显示,如果纤维环处于完好状态,垂直压力负荷不断增加时首先导致的是软骨板的破裂,而不是椎间盘的纤维环。这充分说明了髓核的缓冲效应和纤维环的壁垒固护效应。但是如果由于各种原因,纤维环处于局部退变损伤的状态,就可能在髓核的不断拉、扭、压应力的作用下,造成壁垒结构的冲破,导致髓核突出。不过,当纤维环内的髓核发生变化以后,水分减少,压应力转成拉应力的能力也随之下降,甚至消失,间盘对于垂直压力的弹性缓冲作用也就大大的消弱了。此时,一般不会造成椎间盘的突出,但却很容易在急性冲击负荷下导致椎体压缩性骨折或关节及其周围组织的劳损。这也是老年人跌倒后极容易引发椎体压缩性骨折的原因之一。

3、椎间盘退变的基本途径

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图3-5椎间盘退变的三种途径

在正常生理条件下,椎间盘纤维环及软骨板的退变与机体其它结构的退变是同步进行的。髓核退变脱水一般在55岁以后才逐渐明显起来。在此之前,髓核内的水分一般都不超过25%。人类进入中年以后,椎间盘内部会出现髓核与纤维环退变不平衡的情况,即髓核的退变相对滞后,纤维环退变相对超前。好像是一匹年老体弱的马,仍然承载着年轻时的负荷一样,随时可能出现体力透视和崩溃现象。由于此时髓核压力仍然比较高,而周围纤维环却相对出现了明显的退变损伤裂痕,因此非常容易造成腰椎间盘的突出。60岁以后,髓核的退变突然加剧,水分迅速减少,再产生髓核突出的现象也就少见了。因此,总结椎间盘的退变有以下几种途径:

(1)如果髓核的退变与纤维环的退变比较同步,则可以保证椎间盘退变的代尝;

(2)髓核退变相对滞后,纤维环积累退变超前,容易造成间盘渐进性突出,但通常可以代偿;

(3)髓核退变相对滞后,纤维环退变超前,附加局部过度疲劳或扭伤造成椎间盘突出突然形成,或原来的陈旧、渐进性突出失去代偿平衡,产生神经学体征及力学紊乱。

这里再次强调,椎间盘由于退变造成的高度下降会改变与相应椎体的高度比例,进而减少椎间关节的三维运动幅度,这在前面已经介绍过。我们可以依次判断相对应椎节功能的丧失情况。

4、椎间盘突出是怎么回事

“椎间盘突出”是一个大众知名度很高的医学名词,因为被判决为这个“诊断”的患者非常之多。很多人因此痛苦万分,所以提高了其社会“知名度”。但大家也许不知道,其实有“椎间盘突出”并不一定具有临床意义,也就是说,正常人也可以出现椎间盘突出。前面我们提到了三种椎间盘退变的途径,其中第二种就是一种无症状的椎间盘突出状态。这种椎间盘突出往往是脊柱长期不均匀退变的结果,但人类机体一般都可以逐渐适应并代偿。大家其实不必为这种突出过度担心。有一个美国医生在1984年做过一项调查发现:大约20%的正常人都可能存在不同程度的腰椎间盘突出的现象。作者也曾做过研究,许多腰椎间盘突出症患者,经过保守治疗以后,临床症状完全消失,而复查CT发现,突出的椎间盘仍然毫无改变的存在着。换句话说,这些患者也转变成了无症状腰椎间盘突出的正常人。

一般来说,只有那些由于扭伤、受凉、疲劳等多种因素造成腰椎代偿不及,才可能导致具有临床意义的“椎间盘突出”,才需要进行治疗。所以,一旦我们偶然在体检过程中发现了“椎间盘突出”时,不必十分担心,可以通过向正规的专科医生请教,获取正确的指导,提高预防发病的警惕,并非一定要进行特别的治疗。

(责任编辑:安得)