Строение межпозвоночных дисков: Узнаем как ую функцию выполняют хрящевые диски между позвонками? Позвоночник человека: строение

Содержание

Строение и функции позвонков и межпозвоночных дисков.

Позвонки и межпозвоночные диски – важнейшие элементы структуры позвоночника. Когда позвоночник здоров, он легко сгибается, а за счет обратимого сжатия межпозвоночных дисков способен противостоять значительным нагрузкам.

Немного о позвонках.

Позвоночник, точнее, позвоночный столб состоит из 33-34 позвонков. Позвонки шеи, грудные и поясничные – свободные, то есть способные, подобно суставам, к самостоятельному вращению. Позвонки двух нижних отделов позвоночника, крестца и копчика – сросшиеся.

Позвонок (по латыни – вертебра) имеет тело и дугу. Тело позвонка состоит из костной губчатой ткани, которая обильно снабжается кровью. Оно покрыто слоем очень крепкой кости. Костная ткань – это живая ткань, где происходит непрерывный обмен веществ, в особенности важную роль в котором играют кальций, фосфор, а также витамин D.

Тело позвонка, обращённое вперёд, служит его опорной частью. С телом позвонка сзади (со стороны спины) соединяется дуга. Между телом и дугой находится позвоночное отверстие. Совокупность позвонков образует позвоночный столб, совокупность позвоночных отверстий образует позвоночный канал, в котором находится спинной мозг.

От дуги позвонка отходят отростки, к которым прикрепляются связки и мышцы. Назад, в срединной плоскости, отходит остистый отросток, направо и налево от дуги – поперечные отростки. Вверх и вниз от дуги позвонка идут парные верхние и нижние суставные отростки. Основания суставных отростков ограничивают верхнюю и нижнюю позвоночные вырезки. При соединении смежных позвонков друг с другом верхняя и нижняя вырезки образуют правое и левое межпозвоночные отверстия. Через эти отверстия проходят кровеносные сосуды и спинномозговые нервы. 

 

 

Тела соседних позвонков соединяются с помощью межпозвоночных дисков, а дуги и отростки – при помощи связок. Движения соседних позвонков друг относительно друга обеспечиваются также суставами, дугоотростчатыми соединениями, между верхним суставным отростком нижележащего позвонка и нижним суставным отростком вышележащего позвонка.

Особенности межпозвоночных дисков человека.

Межпозвоночные диски играют важнейшую роль в подвижности и амортизационных возможностях позвоночника. Межпозвоночными дисками соединены только свободные позвонки, то есть в позвоночнике всего 23 диска, нет межпозвоночного диска между первым шейным позвонком, атлантом, и вторым, осевым позвонком.

В составе каждого межпозвоночного диска выделяют студенистое ядро и окружающее его фиброзное кольцо из волокнистого хряща. Студенистое ядро играет роль амортизатора между телами двух соседних позвонков. Наличие студенистых ядер придаёт позвоночнику пружинящие свойства, благодаря которым амортизируется вес тела и возможная вертикальная нагрузка на него.

Толщина межпозвоночного диска зависит от уровня его расположения и подвижности соответствующего отдела позвоночника. В грудном отделе, наименее подвижном, толщина хряща межпозвоночного диска составляет 3-4 мм, в шейном отделе, обладающем большей подвижностью – 5-6 мм, а в самом подвижном, поясничном – 10-12 мм. В сумме хрящи позвоночника составляют четверть длины всего позвоночного столба. Размер диска по диаметру варьируется от 1 до 2,5 см у различных людей.

У взрослого человека в ядре содержится 83% воды, у пожилого — до 70%. Именно уменьшение содержания воды в ядре приводит к потере вязкости и эластичности диска. Если позвонки – несжимаемые костные образования, то в отличие от них, межпозвоночные диски могут сжиматься. Когда позвоночник здоров, диск за счет своей упругости способен противостоять значительным нагрузкам. В зависимости от величины нагрузки его высота обратимо уменьшается при увеличении диаметра, то есть, диск, сжимаясь, расплющивается. Поэтому, высота дисков, а из-за этого и длина позвоночника в целом, непостоянна, уменьшаясь в течение рабочего дня и восстанавливаясь после ночного отдыха. Суточные колебания длины позвоночника достигают 2 см и более.

перейти к другим статьям о позвоночнике

перейти к упражнениям для позвоночника

Межпозвоночный диск человека — анатомия, строения

21 Март 2019 4820

Позвонки – основные элементы позвоночника, представляющие собой костные структуры, состоящие из нескольких связанных между собой частей. Внутри каждого позвонка присутствует отверстие, а благодаря тому, что они расположены строго друг над другом, формируется позвоночный канал, являющийся надежным вместилищем для спинного мозга.

Основными структурными элементами подавляющего большинства позвонков являются тело, прикрепленная к нему ножками дужка с 7-ю отростками разной длины и формы. Позвонки каждого из отделов позвоночника незначительно отличаются друг от друга, причем как размерами, так и нередко формой, что обеспечивает позвоночнику способность выполнять все возложенные на него функции.

Между телами позвонков находятся особые хрящевые образования – межпозвоночные диски, имеющие особенное строение. Именно изменения в них чаще всего становятся причиной возникновения болей в различных отделах спины и шеи. Ведь межпозвоночные диски не только склонны с возрастом «истираться» и терять былые свойства, но и могут поражаться в более молодом возрасте в силу отрицательного воздействия тех или иных факторов. Так, например, остеохондроз и грыжи межпозвонковых дисков сегодня не понаслышке знакомы очень многим.

Строение позвонков

Итак, каждый позвонок имеет:

  • Тело – опорная часть позвонка, представляющая собой костное образование близкой к цилиндрической формы, но несколько вогнутой со стороны расположения дуги. Оно образовано губчатой костью, имеющей внутри множество разнонаправленных перегородок, обеспечивающих ее высокую стойкость к действию нагрузок.
  • Дугу – располагается позади позвонка и соединена с ним двумя ножками. Вместе с телом позвонка она образовывает позвоночное отверстие.
  • Отростки – костные выступы на дуге разной длины и формы. Различают остистый отросток, парные суставные, поперечные отростки. К ним прикрепляются мышцы, а суставные отростки, соединяясь с такими же отростками расположенных выше и ниже позвонков, формируют фасеточные суставы, обеспечивающие возможность сгибания и разгибания позвоночника.

По задней поверхности тел позвонков находятся питательные отверстия, пронизанные кровеносными сосудами. А в местах соединения позвонков друг с другом нижняя полуокружность выше расположенного позвонка и верхняя ниже находящегося по обеим сторонам образуют межпозвоночные или фораминальные отверстия, сквозь которых выходят кровеносные сосуды и ответвляющиеся от спинного мозга нервные корешки.

Позвоночник человека образован 31—34 позвонками, из которых отдельными являются только 28, а остальные прочно срастаются между собой. Среди них различают 7 шейных позвонков, 12 грудных, 5 поясничных, 5 крестцовых и 2—4 копчиковых.

Шейные позвонки

Шейные позвонки имеют наименьшую величину. В каждом из имеющихся у них поперечных отростков присутствует небольшое округлое отверстие. Через них, начиная с 6-го шейного позвонка, проходят позвоночные артерии, представляющие собой крупные кровеносные сосуды, обеспечивающие кровоснабжение головного мозга.

Каждый поперечный отросток шейных позвонков имеет два бугорка: передний и задний. У 6-го позвонка передний из них развит значительно лучше, чем аналогичные бугорки прочих шейных позвонков, а за счет непосредственной близости сонной артерии его назвали сонным бугорком. Именно это костное выпячивание используют парамедики при необходимости остановить кровотечение обусловленное повреждением сонной артерии, поскольку к нему удается относительно легко придавить этот крупный кровеносный сосуд и тем самым заблокировать кровопотерю.

Имеющиеся у шейных позвонков суставные отростки отличаются гладкой округлой поверхностью. Но у верхних суставных отростков она отведена назад и устремлена вверх, а у нижних, наоборот, вниз и вперед. Такое строение обуславливает образование фасеточных суставов. Они отличаются небольшим диаметром, что приводит к тому, что даже незначительные изменения в межпозвоночных дисках и патологии самих позвонков провоцируют ущемление проходящих в них спинномозговых корешков, а значит и сильные боли, отдающие в голову и руки, а также нарушения работы иннервируемых ими органов.

В то же время шейные позвонки имеют достаточно короткие остистые отростки. По мере отдаления от головы их величина постепенно возрастает. При этом их концы раздваиваются во всех позвонках, кроме 7-го. Таким образом, в шейном отделе наиболее длинный остистый отросток имеет 7-й позвонок. Благодаря этому его легко можно прощупать, что часто используется в медицине для обнаружения верхней границы легких и плеврального купола.

Образованный телами и дугами шейных позвонков позвоночный канал имеет близкую к треугольной форму со сглаженными углами, за исключением верхних уровней, где его сечение приближается к круглому.

Но это далеко не все отличия, какими могут похвастаться позвонки шейного отдела позвоночника. Среди них присутствуют позвонки, имеющие абсолютно нетипичное строение, а именно 1-й и 2-й. Они даже получили собственные названия – атлант и аксис или эпистрофей соответственно. Особенности строения этих двух позвонков объясняются необходимостью соединения позвоночника с костями черепа.

Так, 1-й шейный позвонок или атлант лишен тела, остистого отростка, а также суставных отростков. Он прилегает непосредственно к основанию черепа. Недоразвитое тело, которое должен был он иметь, прирастает ко второму шейному позвонку, формируя тем самым его зубовидный отросток или просто зуб. Поэтому атлант сохранил лишь часть тела, называемую латеральной массой. Именно от нее берут начало задняя и передняя дуги позвонка, создающие характерное круглое позвоночное отверстие в этой прилегающей к голове части шейного отдела позвоночника.

Передняя и задняя поверхности атланта имеют по характерному бугорку, а внутренняя сторона дуги – суставную ямку, в нее входит зуб аксиса (2-го шейного позвонка). Отсутствие суставных отростков компенсируется наличием суставных поверхностей по обеим сторонам латеральных масс. Таким образом, верхние из них предназначены для соединения с выступами затылочной кости, а нижние для обеспечения контакта с аксисом. На дуге атланта присутствует специальная борозда, в которой размещается позвоночная артерия.

2-й шейный позвонок или аксис называют еще вращательным, поскольку во время поворачивания головы в ту или иную сторону происходит поворот не только черепа, но и атланта, что реализуется за счет наличия у аксиса зубовидного отростка. Он представляет собой костный выступ цилиндрической формы, направленный вертикально по отношению к телу и имеющий головку с 2-мя суставными поверхностями и шейку. Одна из них соединяется с соответствующей ямкой выше расположенного атланта, а вторая с его поперечной связкой. Именно присутствие зуба отличает 2-й шейный позвонок от всех остальных. Эпистрофей уже имеет пару суставных отростков, обращенных вперед и вниз, а также у него присутствует остистый отросток, представляющий собой массивный костный вырост небольшой длины с раздвоенным концом.

Благодаря особенностям анатомии позвонков и образовывающихся суставов соединение черепа с шейным отделом позвоночника отличается высокой прочностью и при этом значительной подвижностью. Это реализуется за счет наличия:

  • парного затылочно-позвоночного сустава, образованного выступами затылочной кости и верхними суставными ямками боковых частей атланта;
  • атланто-аксиального сустава, включающего 2 парных и 2 непарных сустава, первые из которых формируются суставными поверхностями атланта и аксиса, а вторые –зубом аксиса и передней дугой атланта, а также задней суставной и поперечной связками атланта;
  • межпозвонковых суставов, являющихся хрупкими сочленениями между нижними и верхними суставными отростками позвонков.

Грудные позвонки

В грудном отделе насчитывается 12 позвонков. Они имеют соединения с ребрами, что и определяет особенности их анатомии. На боковых сторонах тела каждого из них присутствует 2 ямки: верхняя и нижняя. Они предназначены для создания сочленений с ребрами.

Грудные позвонки обладают длинными поперечными отростками. Они отклонены назад и отличаются достаточно крупными концами. Передняя поверхность каждого из 10-ти первых грудных позвонков снабжена реберной ямкой, обеспечивающей сочленение с бугорком соответствующего ребра. Соединение с каждым ребром формируется за счет его прикрепления одновременно к нижней части выше расположенного грудного позвонка и верхней части нижележащего. Только 11 и 12 грудные позвонки не имеют на поперечных отростках, отличающихся небольшими размерами, реберных ямок. При этом головка каждого ребра прикрепляется не только одновременно к двум соседним позвонкам, но и соприкасается с расположенным между ними межпозвоночным диском.

Что же касается остистых отростков, то у грудных позвонков они существенно длиннее, чем у шейных. Они резко наклонены книзу, что устраняет риск чрезмерного разгибания позвоночника.

Суставные отростки расположены продольно и образуют классические межпозвоночные отверстия.

Поясничные позвонки

Позвонки поясничного отдела отличаются наибольшими размерами, что объясняется тем, что на них приходится наибольшая нагрузка. Они имеют массивное тело бобовидной формы, ширина которого превосходит их передне-задние размеры. В поясничном отделе насчитывается 5 позвонков, а их величина постепенно увеличивается по направлению к крестцу.

Тела поясничных позвонков вместе с отходящими от них дугами образуют треугольное позвоночное отверстие, имеющие наибольшее поперечное сечение. Они имеют длинные, отклоненные назад поперечные отростки, которые, по сути, представляют собой рудименты ребер, которые слились с истинными поперечными отростками. В участках их слияния формируются незначительные выступы, называемые добавочными отростками.

Остистые отростки поясничных позвонков имеют небольшую длину. Они плоские и отличаются утолщенными концами, которые также направлены кзади. Благодаря такому строению поясничный отдел позвоночника приобретает выраженную подвижность, что позволяет совершать массу вариантов движений в различных направлениях.

Крестец и копчик

Крестец формируется из 5-ти сросшихся между собой крупных позвонков, в результате чего он приобретает вид массивной костной структуры треугольной формы. На крестец приходится вся тяжесть туловища, распределяемая затем на тазовые кости. Широкая верхняя часть крестца называется основанием, а более узкая нижняя – верхушкой.

На основании присутствуют суставные отростки, которые вместе с поверхностями нижних суставных отростков 5-го поясничного позвонка образуют фасеточные суставы. А в точке примыкания крестца к телу 5-го поясничного позвонка формируется выступ, называемый мысом.

Крестец имеет переднюю и заднюю тазовые поверхности. Первая отличается вогнутой формой, вторая же наоборот выпуклой. Также на передней тазовой поверхности присутствует 4 поперечные линии, представляющие собой границы срастания тел составляющих крестец позвонков. Каждая из этих линий имеет особые отверстия. На задней же поверхности образовано 5 хорошо заметных гребней, образованных сращением остистых, суставных, поперечных отростков.

Также в крестце выделяется так называемая латеральная часть, на которой сформирована нетипичная суставная поверхность, предназначенная для создания сочленения с подвздошной костью. Между ней и гребнями присутствует крестцовая бугристость, к которой присоединяются связки и мышцы.

Слившиеся позвоночные отверстия крестцовых позвонков формируют крестцовый канал, проходящий по центру крестца от основания до верхушки. В нижней части он переходит в крестцовую щель, стороны которой имеют собственные выпячивания – крестцовые рога. Они являются следствием срастания суставных отростков.

Копчик – рудиментарный хвост, образованный 3—5 небольшими позвонками, объединяющихся с крестцом. Он имеет характерную треугольную форму и направлен кпереди. Его длина в 2 раза больше ширины. На задней поверхности копчика присутствуют парные выросты – копчиковые рога. Они устремлены по направлению к крестцовым рогам.

Что интересно, у молодых людей, независимо от пола, копчиковые позвонки разделены хрящевыми пластинками. Но с возрастом они срастаются в единый костный конгломерат, что обычно происходит после 40 лет.

Межпозвоночные диски

Межпозвоночные диски представляют собой сложное анатомическое образование. Они располагаются между подавляющим большинством тел позвонков и играют большую роль в поддержании опорно-двигательной функции позвоночника.

На межпозвоночные диски приходиться 1/3 всего объема позвоночника. На них возлагается вся приходящаяся на позвоночник нагрузка и одновременно с этим они также обеспечивают его гибкость и подвижность. Потому от механических свойств этих хрящевых структур во многом зависит и состояние всего позвоночника.

Всего в организме человека насчитывается 24 межпозвонковых диска. Их величина увеличивается по мере продвижения вниз по позвоночнику и в результате диски поясничного отдела достигают 45 мм в передне-заднем направлении и 64 мм в поперечном направлении, а их толщина составляет порядка 11 мм. Нервные окончания присутствуют только в наружной части межпозвонкового диска, а кровеносные сосуды в них полностью отсутствуют.

Толщина межпозвоночного диска непостоянна. Она может колебаться в течение дня и увеличиваться после ночного сна и уменьшаться к вечеру. Поэтому и наблюдаются суточные колебания длины позвоночника вплоть до 2 см.

Строение всех межпозвоночных дисков, в отличие от позвонков, одинаково. Каждый из них представляет собой хрящ сложного строения, в котором выделяют 3 участка:

  • Пульпозное ядро – желеобразная масса, состоящая на 77% из воды, на 14% из протеогликанов и на 4% из волокон коллагена (преимущественно II типа). Это эластичная структура, которая и обеспечивает диску амортизационные свойства, а позвоночнику гибкость, благодаря возможности сжатия в различных направлениях. Пульпозное ядро имеет наибольшие размеры в молодости, а с течением лет оно теряет влагу и постепенно уменьшается в объеме, что и приводит к развитию остеохондроза со всеми вытекающими из этого последствиями и осложнениями в виде протрузии, грыжи межпозвоночного диска, спондилеза и пр.
  • Фиброзное кольцо – наружная оболочка диска, обеспечивающая постоянство его формы и ограничивающая значительно более жидкое пульпозное ядро. Она имеет твердую, волокнистую структуру и состоит на 70% из воды, на 15% из коллагена (в основном I типа) и только на 5% из протеогликанов. Образующие фиброзное кольцо волокна густо переплетаются между собой в различных направлениях, что и обеспечивает ему возможность выдерживать высокие нагрузки при сдавливании диска телами соседних позвонков во время физической работы, в особенности сгибании и скручивании.
  • Хрящевая (замыкательная) пластинка – тонкий слой гиалинового хряща, образованного водой (55%), коллагеном (25%) и протеогликанами (8%). Она располагается по нижней и верхней границе диска и отделяет его от тел позвонков.

Протеогликаны – высокомолекулярные соединения, образованные белками и гликозаминами, в межпозвоночных дисках представленные в основном хондроитином, образующим так называемый агрекан.

Таким образом, межпозвонковые диск, впрочем, как и большинство других хрящей, состоит из воды и коллагеновых волокон, которые погружены в протеогликановый гель. Соотношение этих компонентов рознится не только в различных частях диска, но и изменяется в зависимости от возраста человека и даже времени суток, не говоря уже о наличии заболеваний. Поэтому с возрастом диск становится тверже, а разница между фиброзным кольцом и пульпозным ядром уменьшается.

При этом нельзя не отметить, что в образованном протеогликанами матриксе располагаются клетки, задачей которых является продукция компонентов межпозвоночного диска. Сами же протеогликаны, представленные в основном агреканом (крупная молекула, имеющая белковое ядро с присоединенными к нему гликозаминогликановыми группами), несут большое количество отрицательных зарядов, что позволяет им притягивать молекулы воды и провоцировать набухание диска, что крайне важно для правильного его функционирования. Кроме того, они оказывают влияние на активность обмена веществ. Протеогликаны с относительно небольшой молекулярной массой способны связывать медиаторы клеточной активности, в частности факторы роста, и высвобождать их при возникновении необходимости в них.

Вода – основной компонент межпозвоночного диска. Но ее содержание в нем подвержено колебаниям, в том числе в зависимости от времени суток. Так, при отсутствии физических нагрузок, в особенности после ночного отдыха, содержание воды в диске достигает максимума, а в течение дня оно постепенно уменьшается.

Качество функционирования диска во многом зависит от равновесия между давлением воды и набуханием диска. Это определяется числом притянутых ионов протеогликанами, несущими отрицательный заряд, т. е. процентное содержание протеогликанов оказывает непосредственное влияние на качество работы диска. В момент повышения нагрузки на хрящи позвоночника возрастает давление воды внутри него и баланс нарушается. Чтобы выровнять давление определенных объем воды «выдавливается» из диска, что приводит к увеличению концентрации протеогликанов. Этот процесс продолжается вплоть до восстановления баланса или снятия нагрузки.

Обмен веществ в межпозвоночных дисках

Абсолютно все межпозвоночные диски лишены собственных кровеносных сосудов, а обмен веществ в них осуществляется по диффузному механизму. Другими словами, они получают питание из кровеносных сосудов близлежащих тканей, расстояние до которых может достигать 7—8 мм.

Во время приложения нагрузки на диск, например, во время ходьбы, и его сжатия происходит «выдавливание» жидкости, и создается градиент концентрации питательных веществ. Вышедшая из диска жидкость насыщается питательными веществами и при снятии нагрузки и соответственно «расправлении» диска всасывается назад.

Функции и влияние нагрузки на давление в межпозвоночных дисках

Главной задачей межпозвонковых дисков является поглощение ударов во время физической активности и обеспечение возможности позвоночнику сгибаться и вращаться. Нагрузка на диски также зависит от веса человека и положения тела. Поэтому даже при выполнении повседневных задач приходящаяся на диски нагрузка постоянно колеблется. Так, сгибания и разгибания приводят к сдавлению и растяжению диска, а вращательные движения корпусом – к поперечной нагрузке или сдвигу дисков. Но из-за особенностей размеров этих хрящевых структур нагрузка на них увеличивается сверху вниз, в результате чего на самые крупные диски поясничного отдела позвоночника приходится максимальная нагрузка.

Избыточный вес, подъем слишком тяжелых предметов или даже принятие определенного положения тела приводит к увеличению нагрузки на межпозвоночные диски, что приводит к ускорению протекания дегенеративно-дистрофических изменений в них и создает весомые предпосылки для развития заболеваний. Так, в состоянии покоя в зависимости от положения тела давление на диски колеблется от 0,1 до 0,2 МПа. В то же время при наклонах или подъеме тяжести оно резко возрастает до 1,5—2,5 МПа. При увеличении нагрузки давление в диске равномерно распределяется по всей его площади, включая хрящевые пластины.

В момент сжатия диска, что происходит при каждом движении, он деформируется и становится более плоским, как бы сжимаясь. При этом хрящевая пластинка и фиброзное кольцо выбухают, что сопровождается возрастанием напряжения в этих структурах, ведь происходит резкое увеличение давления в пульпозном ядре.

Степень изменения формы диска напрямую зависит от скорости нарастания нагрузки. Во время выполнения сгибаний и разгибаний он способен сдавливаться или растягиваться вплоть до 30—60% от собственной толщины, в результате чего расстояние между отростками соседних позвонков может нарастать в 4 и более раз. При этом при устранении нагрузки в течение нескольких секунд межпозвонковый диск сразу же восстанавливается и приобретает исходные параметры. Но если приходящаяся нагрузка не исчезает, хрящ продолжает сдавливаться и из него вытесняется жидкость. Таким образом, в течение дня, когда позвоночник и соответственно диски испытывают наибольшее давление, они теряют до 10—25% содержащейся в них воды. В течение ночи, когда человек отдыхает, и на позвоночник не приходятся нагрузки, этот объем воды восполняется. Этим и объясняется тот факт, что к вечеру рост человека может уменьшаться на 1—2 см.

Процентное соотношение воды, протеогликанов и коллагена дисков также неизбежно изменяется с течением лет и при развитии дегенерационных процессов в них. Это приводит к тому, что и реакция диска на механические нагрузки также изменяется. Поскольку пульпозное ядро постепенно обезвоживается и вместе с этим теряет протеогликаны, оно уже не может эффективно справляться с нагрузкой. В результате она неравномерно распределяется по волокнам фиброзного кольца и замыкательным пластинам. Даже при небольшой потере воды образующая фиброзное кольцо коллагеновая сеть теряет тонус, из-за чего межпозвонковый диск становится более мягким и хуже переносит нагрузки.

При дегенерации межпозвоночного диска, которая может быть следствием не только возрастных изменений, но и малоподвижного образа жизни, и тяжелой физической работы, внутренняя часть фиброзного кольца при приложении нагрузки может выпячиваться внутрь пульпозного ядра. Это провоцирует возникновение аномального давления на другие структуры, что приводит к снижению работоспособности всего диска. При этом возрастает и скорость протекания дегенеративных процессов, что приводит к их более сильному сжатию, чем здорового диска, при одной и той же нагрузке. Это влечет за собой возникновение изменений в других позвоночных структурах, в частности мышцах и связочном аппарате. Как следствие, возникает возрастание давления на суставные поверхности, что обуславливает возникновение дегенеративных процессов в них.

Основными факторами риска развития дегенеративно-дистрофических изменений в межпозвонковых дисках являются нагрузка, курение и действие вибрации. Как уже упоминалось, нагрузка на эти хрящевые образования зависит от позы человека. В сидячем положении давление на диски в 5 раз выше, чем в лежачем. Также оно существенно увеличивается при подъеме тяжелых предметов, особенно если это осуществляется за счет задействования спины или удержании тяжести на расстоянии от тела. В таких ситуациях резко возрастает риск разрыва фиброзного кольца, особенно если оно уже ослаблено, и формирования грыжи межпозвоночного диска.

Вертебрологи рекомендуют поднимать тяжелые предметы, согнув колени и с прямой спиной. В результате нагрузка будет равномерно распределяться по телу и задействовать нижние конечности, уменьшая давление на межпозвоночные диски.

Пристрастие к курению так же не идет на пользу межпозвонковым дискам. Поскольку их питание крайне нестабильно, а малейшее отклонение от нормы в доставке необходимых соединений приводит к нарушению обмена веществ в хряще и прогрессированию дегенеративных изменений в нем. Курение оказывает влияние на кровоток, поэтому эта вредная привычка может являться одной из причин нарушения питания межпозвоночного диска и развития соответствующих заболеваний.

Исследования показали, что доставка в межпозвоночный диск питательных веществ резко уменьшается уже через 20—30 минут курения.

Вибрация так же способна оказывать отрицательное действие на состояние позвоночника. В первую очередь она неблагоприятно сказывается на капиллярах, что может провоцировать изменения в кровоснабжении позвоночных структур. Кроме того, риск повреждения позвоночника резко возрастает при достижении частоты колебаний 5—10 Гц. Подобную вибрацию создают многие автомобили, что объясняет тот факт, что очень часто с заболеваниями позвоночника сталкиваются водители.

2.2. Межпозвоночный диск

Межпозвоночный диск представляет
собой плоскую прокладку круглой формы,
расположенную между двумя соседними
позвонками.

Межпозвоночный диск имеет сложное
строение.

В центре находится пульпозное ядро,
которое имеет упругие свойства и служит
амортизатором вертикальной нагрузки.

Вокруг ядра располагается многослойное
фиброзное кольцо, которое удерживает
ядро в центре и препятствует сдвиганию
позвонков в сторону относительно друг
друга.

Фиброзное кольцо имеет множество слоев
и волокон, перекрещивающихся в трех
плоскостях. В нормальном состоянии
фиброзное кольцо образовано очень
прочными волокнами. Однако в результате
дегенеративного изменения дисков
(остеохондроза) происходит замещение
волокон фиброзного кольца на рубцовую
ткань. Волокна рубцовой ткани не обладают
такой прочностью и эластичностью как
волокна фиброзного кольца. Это ведет к
ослаблению межпозвоночного диска и при
повышении внутридискового давления
может приводить к разрыву фиброзного
кольца.

У взрослого человека межпозвоночный
диск не имеет сосудов, и хрящ его питается
путем диффузии питательных веществ и
кислорода из сосудов тел соседних
позвонков. Поэтому большинство
лекарственных препаратов не достигает
хряща межпозвоночного диска.

2.3. Связки

Позвоночный канал образован не только
телами и дужками позвонков, но и связками.
Наиболее важными связками являются
задняя продольная и желтая связки.
Задняя продольная связка в виде тяжа
соединяет все тела позвонков сзади, а
желтая связка соединяет соседние дуги
позвонков. Она имеет желтый пигмент, от
чего и получила свое название.

При разрушении межпозвоночных дисков
и суставов связки стремятся компенсировать
повышенную патологическую подвижность
позвонков (нестабильность), в результате
чего происходит гипертрофия связок.

Этот процесс ведет к уменьшению просвета
позвоночного канала, в этом случае даже
маленькие грыжи или костные наросты
(остеофиты) могут сдавливать спинной
мозг и корешки. Такое состояние получило
название стеноза позвоночного канала.
Для расширения позвоночного канала
производится операция

декомпрессии нервных структур.

2.4. Фасеточные суставы

Фасетки (синонимы: дугоотросчатые,
суставные отростки) отходят от позвоночной
пластинки и участвуют в формировании
фасеточных суставов.

Два соседних позвонка соединены двумя
фасеточными суставами, расположенными
с двух сторон дужки симметрично
относительно средней линии тела.

Отростки соседних позвонков направлены
друг к другу, а окончания их покрыты
суставным хрящом. Суставной хрящ имеет
очень гладкую и скользкую поверхность,
благодаря чему значительно снижается
трение между образующими сустав костями.
Концы суставных отростков заключены в
соединительнотканный герметичный
мешочек, который называется суставной
капсулой.

Клетки внутренней оболочки суставной
сумки (синовиальной мембраны), продуцируют
синовиальную жидкость. Синовиальная
жидкость необходима для смазки и питания
суставного хряща. Благодаря наличию
фасеточных суставов, между позвонками
возможны разнообразные движения, а
позвоночник является гибкой подвижной
структурой.

Анатомические особенности позвоночника —

Позвоночник защищает спинной мозг, сопутствующие сосуды, внутренние органы, а также позволяет осуществлять контролируемые движения головы, шеи, спины. Его физиологические изгибы позволяют поддерживать вертикальное положение тела с минимальным мышечным напряжением. В сочетании с эластичной упругостью межпозвонковых дисков это позволяет оптимизировать распределение нагрузки по всему позвоночнику. Позвонки, начиная с С-3 и до L-5, имеют одинаковое строение. Расположенная сзади дуга позвонка имеет два боковых (поперечных) и один задний отростки, к которым прикрепляются мышцы. Отростки имеют синовиальные суставы сверху и снизу для соединения с дугами смежных позвонков. Тела позвонков и разделяющие их межпозвонковые диски являются основными структурами, несущими вес тела. Синовиальные (апофизеальные) суставы позвонков стабилизируют позвоночник, а положение их суставных щелей определяет различие объема и характера подвижности разных отделов позвоночника.

Межпозвонковые диски (у взрослого человека) составляют около 25% всей высоты позвоночника. Наружное фиброзно-хрящевое кольцо дисков состоит из концентрически расположенных коллагеновых волокон, которые врастают в надкостницу с боков тел смежных позвонков. Расположенное внутри фиброзного кольца центральное пульпозное (студенистое) ядро содержит много воды (90% у молодых, 60% – у пожилых людей) и может изменять свою форму в ответ на сдавливание. Эластические свойства межпозвонковых дисков обеспечивают амортизацию толчков и сотрясений при ходьбе, прыжках, беге. Малые и средние нагрузки на позвоночник воспринимаются в основном пульпозным ядром диска. Большие нагрузки воспринимаются, непосредственно, его фиброзным кольцом, которое может их не выдержать. Тем более, если в нем имеют место дегенеративные процессы. Кроме того, уменьшение с возрастом количества воды в пульпозном ядре снижает его эластические свойства, создавая предпосылки к разрывам, протрузиям, грыжам.

Кровоснабжение межпозвонковых дисков осуществляется за счет сосудов, которые к 23-27 годам облитерируются. В дальнейшем их питание происходит путем диффузии через гиалиновые пластинки.

Задняя и передняя продольные связки, идущие вдоль всего позвоночника, прикрепляясь к телам позвонков и дискам, стабилизируют его положение. Связки ограничивают сгибания и разгибания, защищают диски. Стабилизации позвоночника служат связки между смежными дугами позвонков (желтая связка), межпоперечные связки (между поперечными отростками), межостистые и надостистые связки.

Нервные корешки особенно уязвимы при выходе из твердой оболочки спинного мозга, сразу после отверстий. При пролапсе межпозвонкового диска они (корешки) лежат на его пути. В поясничном отделе, в этом случае, сдавливается нижележащий корешок. Выпячивание (протрузия) и выпадение дисков бывает задним, срединным (медиальным), когда они не выходят за пределы расположенного сзади каудального мешка, парамедиальными, когда выходят за пределы этого мешка и фораминальными, наиболее латеральными, в области межпозвонкового отверстия. Остеохондроз начинается с дегенерации дисков и сопровождается последующим дегенеративно-дистрофическим изменением тел смежных позвонков,

межпозвонковых суставов и связочного аппарата.

Рис.7.1.1. Позоночник и строение межпозвонкового диска (вид сбоку

и сверху)

Имеют место различные взгляды на происхождение этого заболевания. Среди них заслуживает внимания теория, объясняющая его возникновение аутоиммунными изменениями в организме. Около 85% случаев остеохондроза напрямую связываются с предшествующей травмой и чрезмерными нагрузками.

Травмы, как и чрезмерные нагрузки, являются избыточными стрессорными воздействиями, которые ухудшают кровоснабжение тканей и энергообразование, снижают устойчивость клеток к гипоксии и перегрузке кальцием. Ухудшение энергообеспечения связано с тем, что стресс приводит к нарушению процессов окисления и фосфорилирования в митохондриях клеток. Вызываемое чрезмерной стресс-реакцией повреждение клеточных мембран и перегрузка клеток кальцием ведут к очаговым повреждениям. Эти повреждения, повидимому, связаны с тем, что слишком высокая концентрация клеточного кальция активирует апоптоз, протеолитические и липолитические структуры клеток и их разрушение.

В спортивных играх ситуация нередко усугубляется неправильной осанкой у высокорослых спортсменов, существенной разницей в длинне ног. Остеоартроз межпозвонковых суставов и дегенеративное поражение дисков, в особенно нагружаемых нижнешейном и нижнепоясничном отделе позвоночника, встречаются чаще всего. Давление выпирающего диска (протрузия) или костных разрастаний (остеофитов) и корешковые синдромы чаще наблюдаются также в этих отделах.

Восстановление позвоночных дисков — Доктор Позвонков

Как избавиться от межпозвоночной грыжи? Простыми способами в виде обезболивающих мазей такую проблему не решить, ведь лечение должно быть направлено на восстановление позвоночного столба.

Дело в том, что опорная система нашего организма состоит не только из костной, но и хрупкой фиброзно-хрящевой ткани. Именно поэтому необходимо заботиться о здоровье опорно-двигательного аппарата, так как лечить межпозвоночный диск весьма затруднительно.

При этом важно обратиться к врачу при обнаружении первичных симптомов – доктор объяснит, чем вызваны болезненные ощущения, как их предотвратить и как лечить.

Межпозвоночный диск – строение и функция

Межпозвонковые образования состоят из пульпозного ядра, окруженного эластичным фиброзным кольцом. Такое строение позволяет эффективно выполнять роль амортизации во время движения.

Однако при длительном негативном воздействии в результате сдавливания окружающими мышцами кровоснабжение нарушается, что приводит к деформации и разрыву фиброзного кольца и выходу пульпозного ядра.

Именно поэтому рекомендуется проводить терапию на начальных этапах болезни, так как избавиться от межпозвоночной грыжи простыми способами довольно сложно.

Лечебный процесс представляет собой комплекс терапевтических мероприятий, включающий не только лекарственные средства, но и в первую очередь физиотерапевтическое восстановление костно-мышечного каркаса.

Что провоцирует болезнь

Нарушения могут быть спровоцированы различными негативными воздействиями, в том числе и в результате неправильного образа жизни:

  • Сидячая работа.
  • Прогрессирующий остеохондроз.
  • Лишний вес.
  • Неправильный рацион с преобладанием соленой и острой пищи.
  • Отсутствие умеренной физической нагрузки.

При этом определение данного фактора является основой успешной терапии, так как лечить межпозвоночный диск необходимо с учетом причины заболевания.

Как избавиться от межпозвоночной грыжи

Простыми способами без боли и хирургического вмешательства мы поможем вам устранить грыжевое формирование и вернуть здоровье.

Центр прогрессивной медицины “Доктор Позвонков” применяет уникальную методику подводного вытяжения, возвращающую физиологичное положение, и снимающую излишнюю нагрузку с шейного, грудного и пояснично-крестцового отдела позвоночника.

Оздоровительная программа лечения составляется индивидуально для каждого пациента, и при необходимости дополняется лекарственными средствами и другими физиотерапевтическими процедурами.

Уже после первых сеансов пациенты отмечают улучшение состояния и снятие мышечного напряжения, а полный восстановительный курс возвращает подвижность спины и позволяет забыть о болевых синдромах!

Верните телу молодость – пройдите программу оздоровления в нашем Центре!

Санаторий «Спутник»

Типы бронирования и условия оплаты:

Негарантированное бронирование предлагает сохранение брони на номер в течение 5
дней с момента выставления счет-фактуры до момента поступления денежных средств.

Гарантированное бронирование сохраняет бронь на номер, на весь период, указанный
при бронировании в случае 100% предоплаты.

Пожалуйста, после проведения платежа банковской картой, сохраняйте полученные карт-чеки
(подтверждения оплаты) для сверки с выпиской из карт-счета, с целью подтверждения
совершения операции в случае возникновения спорных ситуаций.

Условия отмены брони:

В случае досрочного отъезда (неприбытия) Заказчика по уважительной причине: смерть
или болезнь близких родственников, болезнь  самого отдыхающего, вызов государственными
органами, вызов на работу или учебу, производится возврат денежных средств за неиспользованные
дни путевки. Вышеназванные факты должны быть подтверждены документально: телеграмма,
копия свидетельства о смерти, копия справки или больничного листа, подтверждение вызова
на работу или учебу.

Возврат денежных средств производится в течение 10 банковских дней, начиная со
дня, следующего за днем подачи письменного заявления Заказчика и копий документов,
удостоверяющие уважительность причин согласно требованиям  договора. Вышеназванные
документы должны быть представлены Исполнителю Заказчиком не позднее одного месяца
со дня отъезда (неприбытия) в санаторий. В случае непредставления Исполнителю вышеуказанных
документов в сроки, определенные договором, возврат денежных средств не производится.

Возврат денежных средств производится за вычетом комиссионного вознаграждения причитающегося
 банку на ту карту, с которой была совершена оплата.

В случаях, не предусмотренных  договором, возврат денежных средств Заказчику
не производится.

Исполнитель  не несет ответственность за отмену бронирования, сделанную в
устной форме.

В случае возврата средств фактическое зачисление денежных средств на счет банковской
карты Заказчика может занимать до 30 дней в зависимости от правил и условий, межбанковских
процессинговых центров и банков, участвующих в данной операции. Возврат осуществляется
на ту же карту, с которой была произведена оплата!


Инструкция по бронированию и оплате:

онлайн-бронирование:

1. Выбирите интересующую вас дату заезда, гражданство и количество отдыхающих.
Нажмите кнопку «Найти». Система подберёт все доступные варианты исходя из Вашего запроса.

2. Нажав кнопку «Выбрать»  — Вы добавляете в заявку наиболее подходящий для
Вас номер, после чего у Вас появится возможность скорректировать дату заезда и выезда
(в рамках выбранного Вами номера), добавить отдыхающих и тип путевки. После этих шагов
нажав кнопку «Забронировать» Вы перейдете к анкетным данным для договора.

3. Ознакомьтесь с договором, если Вас все устраивает – поставьте галочку,
что Вы согласны с договором. Заполните анкетные данные и нажмите кнопку «Забронировать».

4. После проверки администратором на Вашу электронную почту будет выслано письмо,
содержащее: 

1. ссылку для онлайн-оплаты; 
2. договор; 
3. счет-фактуру
для оплаты; 
4. срок оплаты.

Если у администратора будут вопросы, он свяжется с Вами по телефону, указанному
в анкетных данных.

подтверждение брони по пин-коду:

1. В поле «пин-код» введите код, который сообщил Вам менеджер.

2. Ознакомьтесь с договором, если Вас все устраивает – поставьте галочку,
что Вы согласны с договором. Заполните анкетные данные и нажмите кнопку «Забронировать».

3. После проверки администратором на Вашу электронную почту будет выслано письмо,
содержащее: 

1. ссылку для онлайн-оплаты; 
2. договор; 
3. счет-фактуру
для оплаты; 
4. срок оплаты.

Если у администратора будут вопросы, он свяжется с Вами по телефону, указанному
в анкетных данных.

 

Оплата банковской картой VISA, MasterCard, БЕЛКАРТ через систему Ассист

Оплата производится через интернет в режиме реального времени непосредственно после
оформления заказа.

Для совершения финансовой операции подходят карточки международных систем VISA
(всех видов), MasterCard (в том числе Maestro), эмитированные любым банком мира, в
том числе эмитированные АСБ «Беларусбанк», а также карты системы БЕЛКАРТ.

О
процедуре оплаты по карточам БЕЛКАРТ ОАО «АСБ Беларусбанк»

* Код CVV2/CVC2 — это контрольный номер, состоящий из трех цифр, который
напечатан на обратной стороне банковской карты. Этот номер, обычно, напечатан в верхнем
правом углу специальной полосы для подписи. Ввод номера необходим, чтобы убедиться,
что карта используется настоящим владельцем.

При выборе оплаты заказа с помощью банковской карты, обработка платежа (включая
ввод номера банковской карты) производится ООО «Компания электронных платежей
«АССИСТ» с использованием программно-аппаратного комплекса системы электронных
платежей ASSIST, которая прошла международную сертификацию.

В системе, обеспечивающей безопасность платежей, используется защищённый протокол
TLS для передачи конфиденциальной информации от клиента на сервер и дальнейшей обработки
в процессинговом центре. Это значит, что конфиденциальные данные плательщика (реквизиты
карты, регистрационные данные и др.) не поступают в интернет-магазин, их обработка
полностью защищена, и никто не может получить персональные и банковские данные клиента.
Кроме того, при обработке платежей по банковским картам, используется безопасная технология
3D-Secure, которую в обязательном порядке требует международная платежная система
VISA и MasterCard.

Чтобы оплатить этим способом:

  1. Выбираете способ оплаты картой on-line.
  2. После нажатия на кнопку «Подтвердить и оплатить» система направит
    вас на сайт провайдера электронных платежей belassist.by,
    обеспечивающей безопасность платежей. Авторизационный сервер устанавливает с Покупателем
    соединение по защищенному протоколу TLS и принимает от Покупателя параметры его банковской
    карты (номер карты,  дата окончания действия карты, имя держателя карты в той
    транскрипции, как оно указано на банковской карте, а также номер CVC2, либо CVV2,
    указанные на оборотной стороне карты).   Операция оплаты банковской картой
    онлайн полностью конфиденциальна и безопасна.
  3. Ваши персональные данные и реквизиты карточки вводятся не на странице нашего сайта,
    а на авторизационной странице платежной системы. Доступ к ним осуществляется по протоколу
    безопасной передачи данных TLS, так же применяются технологии безопасных интернет
    платежей Verified by Visa и MasterCard SecureСode.

К оплате принимаются карты платежных систем Visa International, MasterCard и Белкарт
всех классов и банков. Мы рекомендуем заранее обратиться в свой банк, чтобы удостовериться
в том, что ваша карта может быть использована для платежей в сети интернет. Причины
отказа в авторизации могут быть следующими:

—  на карте недостаточно средств для оплаты заказа;

—  банк, выпустивший карточку Покупателя, установил запрет на оплату в Интернете;

—  истекло время ожидания ввода данных банковской карты;

—  введённые данные не были подтверждены вами на платежной странице, ошибка
формата данных и. т.д.

В зависимости от причины отказа в авторизации для решения вопроса вы можете:

—  обратиться за разъяснениями в Банк, выпустивший карточку Покупателя;

— в случае невозможности решения проблемы Банком — повторить попытку оплаты,
воспользовавшись картой, выпущенной другим Банком.

Анатомо–топографические особенности строения межпозвонковых дисков и общие методы коррекции: healthy_back — LiveJournal

The human body revealed, all in interactive 3D
https://www.biodigitalhuman.com/home/features.html#feat-providers

Крайне полезно почитать. Несостоятельность дисков и их грыжи — дамоклов меч сколиозников: http://www.medlinks.ru/article.php?sid=28829

Костиков Н.О., Липатов В.А., Гамазинов И.Н.
Курский государственный медицинский университет
Кафедра оперативной хирургии и топографической анатомии
Кафедра неврологии и нейрохирургии
www.drli.h2.ru
[email protected] ru

Топографическая анатомия позвоночника – общие данные.

Область позвоночного столба простирается от затылочной кости до копчика и разделяется на 4 отдела: шейный, грудной, поясничный, крестцовый и копчиковый. Позвоночный столб – сложное костное образование, состоящее из 33-34 позвонков, межпозвонковых дисков и связочного аппарата. 7 позвонков принадлежит шейному отделу, 12 – грудному, 5 – поясничному, 5 – крестцовому и 4-5 – копчиковому. По передней и задней поверхностям тел позвонков и дисков проходят передняя и задняя продольные связки (ligg. longitudinales anterius et posterius). Передняя тянется от нижней поверхности затылочной кости до крестца, прикрепляясь к телам позвонков. Задняя также начинается от затылочной кости, но прикрепляется не к телам позвонков, а прочно срастается с дисками, образуя в этих местах расширения. Остистые отростки образуют костный гребень (crista mediana), хорошо заметный у худощавых людей. Между остистыми отростками позвонков и углами ребер с обеих сторон расположены два боковых желоба (sulci laterales), в которых проходят мышцы, выпрямляющие туловище (m. erector spinae). В позвоночнике имеются изгибы во всех отделах. В шейном и поясничном отделах кривизна изгибов направлена кпереди (лордозы), в грудном и крестцово-копчиковом – кзади (кифозы). См. рис.1.

Строение позвоночника

Рис.1. Строение позвоночника

Строение межпозвонкового диска.

Межпозвонковый диск располагается между двумя смежными поверхностями тел позвонков и представляет довольно сложное анатомическое образование. Сложность строения обусловлена своеобразным комплексом выполняемых функций. Межпозвонковому диску присущи 3 основные функции: функция соединения и удержания друг около друга смежных тел позвонков, функция полусустава, обеспечивающая подвижность тела одного позвонка относительно другого, и наконец функция амортизатора, предохраняющего тела позвонков от постоянной травматизации. Эластичность и упругость позвоночника, его подвижность и способность выдерживать значительные нагрузки в основном определяются состоянием межпозвонкового диска. Все указанные функции может выполнять только полноценный, не подвергшийся изменениям межпозвонковый диск.

Краниальная и каудальная поверхности двух смежных тел позвонков покрыты кортикальной костью только в периферических отделах, где кортикальная кость образует костный кант-лимбус. Остальная поверхность тел позвонков покрыта слоем плотной спонгиозной кости, получившей название замыкательной пластинки тела позвонка. Костный кант-лимбус приподнимается над замыкательной пластинкой, как бы обрамляя ее.

Межпозвонковый диск состоит из двух гиалиновых пластинок, фиброзного кольца и пульпозного ядра. Каждая из гиалиновых пластинок плотно прилежит к замыкательной пластинке тела позвонка, равная ей по величине и как бы вставлена в нее наподобие повернутого в обратном направлении часового стекла, ободком которого является лимбус.

Пульпозное ядро представляет собой желатиноподобную массу, состоящую из небольшого числа хрящевых и соединительнотканных клеток и волокнообразно переплетающихся набухших соединительнотканных волокон. Периферические слои этих волокон образуют своеобразную капсулу, ограничивающую желатинозное ядро. Это ядро оказывается заключенным в полость, содержащую небольшое количество жидкости, напоминающей синовиальную.

Фиброзное кольцо состоит из плотных соединительнотканных пучков, расположенных вокруг желатинозного ядра и переплетающихся в различных направлениях. Фиброзное кольцо содержит небольшое количество межуточного вещества и единичные хрящевые и соединительнотканные клетки. Периферические пучки фиброзного кольца тесно примыкают друг к другу и внедряются в костный кант-лимбус тела позвонка. Волокна фиброзного кольца, расположенные ближе к центру, располагаются более рыхло и постепенно переходят в капсулу желатинозного ядра. Вентральный (передний) отдел фиброзного кольца более прочен, чем дорсальный (задний).

Следует помнить, что все элементы межпозвонкового диска – гиалиновые пластинки, пульпозное ядро и фиброзное кольцо – структурно тесно связаны между собой.

Как уже было отмечено, межпозвонковый диск участвует в движениях, осуществляемых позвоночником. Суммарная амплитуда движений во всех сегментах позвоночника довольно значительна. Вследствие этого межпозвонковый диск сравнивают с полусуставом (Lushka, Schmorl, Junghanns). Пульпозное ядро в этом полусуставе соответствует суставной полости, гиалиновые пластинки – суставным концам, а фиброзное кольцо – суставной сумке.

Каждый межпозвонковый диск несколько шире соответствующего тела позвонка и в виде валика выстоит вперед и в стороны.

Пульпозное ядро благодаря своему тургору оказывает постоянное давление на гиалиновые пластинки смежных позвонков, стремясь отдалить их друг от друга. В то же время мощный связочный аппарат и фиброзное кольцо стремятся сблизить смежные позвонки, противодействуя пульпозному ядру межпозвонкового диска. Вследствие этого величина каждого отдельного диска и всего позвоночника в целом непостоянна, а зависит от динамического ядра и связочного аппарата двух смежных позвонков. Так, после сна желатинозное ядро приобретает максимальный тургор и высота позвоночного столба нарастает за счет раздвижения тел позвонков. К концу дня, особенно после становой нагрузки, тургор пульпозного ядра уменьшается, и позвонки сближаются. По данным А.П.Николаева суточные колебания величины позвоночного столба достигают 2 см.

Воздействие на позвоночник становой нагрузки и распределение ее на диск

Рис.2. Воздействие на позвоночник становой нагрузки и распределение ее на диск.

Этиология и патогенез дискогенного остеохондроза.

Остеохондроз – наиболее тяжелая форма дегенеративно-дистрофического поражения позвоночника, в основе которого лежит дегенерация позвоночного диска с последующим вовлечением тел позвонков, межпозвоночных суставов, связочного аппарата. Клинически проявления остеохондроза в зависимости от локализации сводятся к статическим, неврологическим, вегетативным и висцеральным расстройствам. Проблема дискогенного остеохондроза изучается на протяжении более ста лет. Долгое время неврологи и нейрохирурги считали единственным субстратом заболевания корешки и спинной мозг. В настоящее время существует ряд теорий, объясняющих причину возникновения остеохондроза.

Инфекционная теория. В последнее время весьма доказательна роль инфекции в развитии межпозвонкового остеохондроза. Особое место занимают хронические инфекции (грипп, туберкулез, сифилис). Однако, применение антибиотиков в практике нецелесообразно, т.к. морфологическим субстратом патологии являются полирадикулярные изменения, т.е. проявление воспаления в виде отека и болевого симптома (люмбаго).

Ревматоидная теория. При ревматизме происходит изменение химизма основного вещества диска и поражение его клеточных элементов, в патологический процесс при данной этиологии вовлекаются сразу несколько сегментов позвоночника.

Аутоиммунная теория. Доказана роль аутоиммунизации рядом серологических тестов, т.е. выявлялось увеличение количества антител к ткани межпозвоночного диска.

Травматическая теория. Доказывается следующими моментами:

— излюбленная локализация остеохондроза (нижнешейный и нижнепоясничный отделы позвоночника) соответствуют сегментам, несущим максимальную нагрузку;

— нередки случаи ДО после однократной травмы;

— ДО получил наибольшее распространение среди лиц, занимающихся тяжелым физическим трудом;

— воспроизведение ДО возможно в эксперименте при помощи механических факторов.

Роль травматических факторов в этиологии ДО составляет 85% случаев (Stary, 1964).

Аномалии развития позвоночника.

Инволютивная теория. Существует предположение, что причиной заболеваний межпозвонкового диска являются его преждевременное старение и изношенность. Причины старения – утрата регенерации, недостаточное диффузное питание, избыточные нагрузки, обезвоживание диска или же его первичная функциональная неполноценность (болезнь Шейерманна-Мау, или юношеский кифоз).

Мышечная теория. Господствовала в 20-30-е гг. прошлого столетия, согласно данной теории ДО вызывается контрактурой паравертебральных мышц, однако позже выяснилось, что это является не причиной, а следствием заболевания.

Эндокринная теория. В настоящее время никем не доказана.

Если причину возникновения ДО порой установить нельзя, то патогенез его изучен достаточно хорошо.

Вначале происходит дегенерация пульпозного ядра, которое обезвоживается и разволокняется, тургор уменьшается и наконец исчезает. На диске появляются трещины, в которые проникают образующиеся секвестры и растягивают наружные слои кольца. Кольцо выпячивается в позвоночный канал. Далее дегенерация распространяется на тела смежных позвонков. Проникновение части диска в губчатое вещество тела позвонка носит название грыжи Шморля. Возникает подобие артроза по типу первично-хрящевой формы, которое может перетекать в некроз. Костная ткань позвонка в силу регенерации разрастается, замыкательная пластинка склерозируется, образуются т.н. краевые остеофиты. Если фактор нагрузки продолжает действовать, то процесс вскоре становится необратимым, соединительная ткань замещает кольцо и ядро, далее разрушаются все элементы диска.

Клиника.

Клиническая картина поражений межпозвонковых дисков неоднотипна и зависит от локализации воздействия патологии на спинной мозг и корешки.

Стадии воздействия грыжи на корешок:
# Раздражение (проявляется болями).
# Компрессия (приводит к чувствительным нарушениям).
# Перерыв, или корешковый паралич (боль и чувствительность отсутствуют).

По субъективным данным первое место занимает ишалгия – боли разной степени интенсивности, характерны для первой и второй стадии. Второе место занимают расстройства чувствительности в связи со сдавлением чувствительного корешка. Третье место занимают вегетативные расстройства – сдавление симпатических волокон, особенно в грудном отделе, где их собственно больше всего (проявляются дискинезией, псевдоангинальными приступами, висцеральными болями, сосудистыми изменениями). Чаще всего соматические и вегетативные симптомы переплетаются.

Особое значение имеют т.н. бессимптомные грыжи, т.е. те, которые никогда не проявляются клинически (15% случаев – Andrea, 1929).

Максимальное число ДО наблюдается в возрасте 30-50 лет. После 50 лет клинические симптомы резко уменьшаются в связи с фибротизацией диска. Т.о. если симптомы ДО не начали проявляться до 50 лет, то они вряд ли возникнут в пожилом возрасте.

Общие принципы хирургического лечения остеохондроза позвоночных дисков.

ПАЛЛИАТИВНЫЕ ОПЕРАЦИИ. Лечение пояснично-крестцовых радикулитов и грыж путем ламинэктомии давало неплохие результаты. Удаляется хрящевой узел экстра- и интрадурально.

Применяется фасетэктомия – вскрытие межпозвонкового отверстия путем удаления суставных отростков с целью выявления латеральных грыж. Методика основана на ликвидации компрессии (в норме соотношение межпозвонкового отверстия и диаметра корешка 1,5-1,8 : 1 – Бирючков, 2005). Увеличивая расстояние, добиваются купирования неврологических расстройств.

Задняя декомпрессия – операция разгрузки корешка – иссекается гипертрофированная желтая связка, применялась редко.

Радикулотомия (ризотомия) – пересечение заднего чувствительного корешка нерва, применяется при спаянии нерва с грыжей, грубых необратимых изменениях самого корешка.

Операция выскабливания диска (Dandy, 1942) – после удаления грыжи через отверстие в фиброзном кольце острой ложечкой или щипцами выскабливают пульпозное вещество и гиалиновые пластинки с целью профилактики рецидива. Выскабливание применяется когда сама грыжа не обнаружена, но имеет место ее клиника.

СТАБИЛИЗИРУЮЩИЕ ОПЕРАЦИИ.

Задний спондилодез – укладывание аутотрансплантата из большеберцовой или подвздошной кости в виде распорки между остистыми отростками с целью фиксации. Аутотрансплантат вставляется в зарубки между двумя соседними остистыми отростками.

Межтеловый спондилодез – фиксация тел позвонков. После удаления грыжи и выскабливания диска в отверстие в фиброзном кольце вводится аутотрансплантат из гребня подвздошной кости.

Х.М.Шульман производил протезирование быстротвердеющим полиуретаном и добился обнадеживающих результатов. Современная наука шагнула дальше: производится протезирование настоящими хондроцитами человека, что получило весьма широкое применение в России.

Передний спондилодез – методика доступа для радикального удаления патологического очага (сзади, через позвоночный канал выполнить тотальную дискэктомию в принципе невозможно).

Заключение.

ДО проявляется у каждого второго жителя России в разных возрастах. Операции по удалению межпозвонковых грыж составляют 50% нейрохирургических операций. В оперативном лечении нуждается до 45% больных ДО. Главнейшими проблемами лечения являются частые рецидивы патологии и довольно значительное снижение качества жизни больного. Современное развитие нейрохирургии позвоночника направлено на уменьшение травматизации, совершенствовании операционного инструментария, методик проведения, развитие нейроэндоскопии, внедрение КТ и МРТ.

Список использованной литературы.

1. Жулев Н.М. – Остеохондроз позвоночника, 1999.
2. Юмашев Г.С., Фурман М.Е. – Остеохондрозы позвоночника, 1984.
3. Островерхов Г.Е. – Оперативная хирургия и топографическая анатомия, учебник.
4. Поленов А.Л. – Основы практической нейрохирургии, 1954.
5. А.А.Михневич – Неврологическое проявление грыж межпозвонковых дисков, клиника, диагностика, лечение, 1997.

http://osanka. ru/txt02.htm

Позвоночник — как это всё работает и почему болит
(cтатья для тех, кто хочет дойти до самой сути)

В этой статье будут отсутствовать сведения, излагаемые в руководствах по анатомии. Использование анатомических сведений будет производиться в той мере, в какой это необходимо для иллюстрации функций позвоночника и их расстройств.

Основное понятие в функциональной анатомии позвоночника — позвоночно-двигательный сегмент (ПДС — Junghans H., 1930). Обозначается, таким образом, соединение двух смежных позвонков, предполагающее взаимодействие с использованием диска, межпозвонковых суставов, связочного аппарата и мышц. Как видим, это понятие включает несколько анатомических элементов. ПДС является функциональной и структурной единицей позвоночника.

Количество ПДС не соответствует общему количеству позвонков, их количество может изменяться. Например, при соединениях остеофитами соседних позвонков функциональный характер ПДС теряется. В слившихся позвонках крестца нет ни одного ПДС. В известном смысле слова можно говорить и о том, что в течение жизни одного человека количество ПДС может быть уменьшено в результате перенесенного остеохондроза диска с последующей консолидацией смежных позвонков.

Биомеханический анализ сил, действующих на ПДС, показывает динамическую устойчивость этого элемента системы. Объем движений в ПДС определяется высотой диска и эластичностью соединительных тканей и структур, включая фиброзные ткани диска. Очевидно, что диску в этом отношении принадлежит ведущее место: дегенеративное изменение диска вызывает полное выключение из движения ПДС при неизменных качествах желтых связок, передней продольной и суставных связок.

Направление суставов обеспечивает направление движения. В этом отношении ПДС различных уровней имеют значительные отличия.

На уровне шейного отдела позвоночника косое расположение суставов позволяет совершать повороты, сгибание и разгибание в достаточно большом объеме. Это достигается и значительной высотой диска по отношению к высоте тела позвонка.

В грудном же отделе в силу специфичности суставов — соединение с ребрами — основное движение производится вокруг горизонтальной оси, т.е. сгибание и разгибание. Повороты в грудных ПДС практически невозможны. Незначительный поворот позвонка происходит при наклоне туловища.

В поясничном отделе позвоночника основное движение совершается вокруг горизонтальной оси, это достигается вертикальным расположением суставных поверхностей. Возможны ротации и наклоны в меньших объемах, чем сгибание и разгибание.

Позвоночник — осевой орган, выполняющий функцию обеспечения вертикальной позы при статических и динамических нагрузках в широком диапазоне. Как известно, внутри­дисковое давление положительно и составляет 5-6 атмосфер, что само по себе исключает возможность вправления выпавшего диска при проведении манипуляции, как это утверждается специалистами по мануальной терапии (Касьян Н.А., 1988). Но на практике это работает! Хотя процент врачебной ошибки исключительно высок, и травмы, нанесённые неопытными руками, очень тяжелы.

Распределение внутридискового давления человека, выполняющего работу в положении сидя или небольшого сгибания туловища, показывает, что задние отделы диска оказываются несколько разгруженными, чем передние. Это значит, что внутридисковое давление направлено в сторону позвоночного канала и оказывает преимущественное воздействие на заднюю дугу фиброзного кольца и заднюю продольную связку. Очевидно, что дегенеративно-дистрофический процесс раньше всего развивается в этой части и возможность грыже образования в сторону позвоночного канала наиболее высока. Указанная особенность распределения нагрузок по поперечнику диска позволяет понять причину высокой частоты остеохондроза диска и его осложнений у лиц сидячей профессии сравнительно с людьми, выполняющими динамическую работу. При динамической работе все отделы диска нагружаются более или менее равномерно, вероятность локального дистрофического поражения диска уменьшается.

С точки зрения биомеханики, в целом позвоночник представляет собой устойчивую систему. Эта устойчивость обеспечивается особым расположением мышц вокруг позвоночника, что позволило Н.А.Бернштейну (1926) сравнить их с вантами мачты.

Мышцы туловища и позвоночника составляют не только функциональный, но и структурный элемент, без которого о прочности позвоночника говорить не приходится. Защита его костно-хрящевых и связочных структур за счет мышечного футляра особенно четко выступает при резких движениях по типу рефлекторных реакций. Но эти мышцы по отношению к оси позвоночника распределены неравномерно как в количественном, так и в качественном отношении. Сохранение вертикальной позы, естественно, предполагает эквивалентное распределение сил растяжек (вант) при их разнообразном прикреплении. Иначе говоря, некоторые ванты несут большую нагрузку, чем другие. Для расчета этих сил мы должны рассмотреть позвоночник как устойчивый рычаг, равновесие которого сохраняется за счет равенства моментов сил, действующих во взаимнопротивоположных направлениях.

С точки зрения общей биомеханики позвоночник представляет собой кинематическую цепь с большим числом степеней свободы. Естественно, эти силы направлены на разгибание и сгибание этой цепи за счет ее подвижных звеньев.

По данным Огиенко Ф.Ф. (1972) для мужчины ростом 165 см и весом 60 кг эти силы будут распределены следующим образом:

Позиция 1
Ортоградное положение тела
Вариант 1 — руки вытянуты вдоль туловища. Люмбосакральный диск испытывает сжатие, обусловленное действием массы (30 кг) расположенной над ним части тела.

Вариант 2 — руки горизонтально вытянуты вперед. Позвоночник проявляет функцию рычага первого рода. Сила сжатия диска складывается из веса верхней половины тела и уравновешивающей силы мышцы-разгибателя стопы, что соответствует 66 кг.

Вариант 3 — горизонтально вытянутыми вперед руками удерживается груз 10 кг. Сила сжатия диска складывается из веса верхней половины тела, веса груза и уравновешивающей силы мышцы-разгибателя спины, что составляет 206 кг.

Позиция 2
Туловище в положении сгибания
Вариант 1 — туловище отклонено от фронтальной плоскости на 10, руки вытянуты вдоль тела. Сила сжатия диска складывается из веса половины тела и уравновешивающей силы мышцы-разгибателя спины, что составляет 60,6 кг.

Вариант 2 — туловище согнуто под углом 90, руки опущены, т.е. находятся перпендикулярно к туловищу. Отношение между плечами рычага 1:7, поэтому сила, действующая на уровне люмбосакрального диска, будет равна 210 кг.

Вариант 3 — туловище согнуто под углом 90, опущенными руками удерживается груз 30 кг. Сумма моментов сил груза и силы центра тяжести верхней половины тела должна быть равна моменту силы противодействия, что составляет нагрузку 480 кг.

Правда, в вариантах 2 и 3 отсутствует активная мышечная разгибательная активность и противодействующая сила приходится за счет напряжения связочного аппарата пояснично-крестцового отдела позвоночника. Происходит это потому, что при сгибании туловища больше 30 от вертикали активная разгиба тельная активность позвоночной мускулатуры выключается так называемый «феномен сгибательного облегчения».

Вариант 4 — момент подъема груза с пола из положения максимального сгибания уловища. В момент отрыва груза от пола проявляет свое действие рывковая или мгновенная сила, необходимая для преодоления инерции массы. При рывковом движении мышечная сила может значительно превосходить статическую силу. Этот рывковый механизм опасен также при метательных движениях, когда происходит значительная перегрузка связочного аппарата и дисков во время внезапной остановки или неумелом движении.

Клинический опыт показал, что судорогоподобная мышечная тяга в состоянии вызвать компрессионный перелом позвонка в здоровом костяке (Schmorl G., Junghans H., 1955; Гальперин М.Д., Терпугов Е.А., 1963).

Активность сгибателей и разгиба­телей, т.е. антагонистов, при чихании, кашле и натуживании работает на сжатие позвоночника. Подсчет площади сечения мышц, оказывающих одновременное сжатие по оси позвоночника, соотнесенный к силе, развиваемой этими мышцами, показал, что компрессионное усилие может достигнуть огромных величин — 1000-1500 кг!

Естественно, в положении лежа на спине, вертикальные усилия на позвоночник исключаются. В этом положении биомеханические усилия складываются, в основном, из вращающего момента. Мой расчет показал, что при пассивном вращении позвоночника пациента в положении универсального мобилизующего приема врачом оказывается усилие гораздо большее, чем в положении стоя с отягощением. Так, если длину рычага коротких ротаторов позвоночника принять за 3-5 см (расстояние от условной вертикальной оси вращения позвоночника в центре спинномозгового канала), величину длинного рычага пассивного вращения — от 50 до 100 см (все зависит от положения верхней ноги), а вес вращающего усилия (вес сегмента нижней конечности врача или сила активного давле­ния этой ногой на верхнюю ногу пациента) — 5-20 кг., то расчет показывает следующее: минимальное усилие, оказываемое при таком раскладе величин, составляет 50 кг. А максимальное — 660 кг. Очевидно, что в положении лежа тормозящий момент силы мускулатуры туловища сведен к минимуму. Не следует забывать, что пациенту предлагается постоянно расслабляться, тем самым исключается активная защита позвоночника от пассивного энергичного его поворота.

Таким образом, это усилие распределяется на естественные эластические свойства связок, суставов позвоночника.

На шейном отделе позвоночника сила ротирующего усилия, производимого за длинный рычаг, каким является голова пациента, значительно меньше, чем при усилии на поясничный отдел, производимого ногой. К этому следует добавить, что во время ротации позвоночника внутридисковое давление вследствие естественного уменьшения объема диска значительно повышается.

Эти расчеты позволяют понять опасность чрезмерных ротирующих усилий, применяемых неопытными специалистами по мануальной медицине. Отрыв костных выступов, перерастяжение связок и формирование вторичных блокад могут явиться результатом форсированной ротации позвоночника.

Разгибание позвоночника сопровождается увеличением нагрузки на суставы и некоторым ее уменьшением на диски. С лечебной целью это положение применяется проведением тракции (ритмической) в положении лежа на животе. Уменьшение нагрузки на суставы и, в меньшей степени, на диски достигается проведением тракции в положении пациента лежа на спине. Особенно полезно это движение как прием общей, не нацеленной мобилизации суставов позвоночника.

Наклон позвоночника в стороны сопровождается всегда поворотом позвонков таким образом, что остистые отростки оказываются обращенными в сторону выпуклой части сколиоза (Jirout J., 1976).

Эта биомеханическая особенность ПДС имеет важное диагностическое и практическое значение. Нарушение линии поворотов остистых отростков — отставание — является диагностическим признаком блокады ПДС. Обычно, мобилизация ПДС в наклоне осуществляется фиксацией остистого отростка на уровне пораженного сегмента.

На этом закончим наш обзор анатомо-функциональных особенностей позвоночника с точки зрения специалиста мануальной терапии.

Некоторые детали функциональной анатомии позвоночника и других суставов будут приведены позднее, если это кому-то будет интересно.

Межпозвоночные диски: анатомия и эмбриология

Межпозвоночные диски: хотите узнать об этом больше?

Наши увлекательные видео, интерактивные викторины, подробные статьи и HD-атлас помогут вам быстрее достичь лучших результатов.

С чем вы предпочитаете учиться?

«Я бы честно сказал, что Kenhub сократил мое учебное время вдвое».

Прочитайте больше.
Ким Бенгочеа, Университет Реджиса, Денвер

Автор:
Ономэ Окпе

Рецензент:
Димитриос Митилинайос MD, PhD

Последний раз отзыв: 21 сентября 2020 г.

Время чтения: 5 минут

Межпозвоночные диски (или диски) — это фиброхрящей , лежащих между смежными поверхностями позвонков.Они образуют фиброзно-хрящевой сустав между телами позвонков, связывая их вместе.

В совокупности диски составляют от одной трети до одной четверти общей длины позвоночника, образуя промежуток между соседними позвонками от оси (C2) до крестца.

В позвоночнике около 23 дисков; 6 шейных, 12 грудных и 5 поясничных. Межпозвоночные диски в поясничном отделе позвоночника имеют толщину примерно 7-10 мм и диаметр 4 см (передне-задняя плоскость).

Он состоит из толстого внешнего кольца из фиброзного хряща, называемого anulus (происходит от латинского слова «анус», что означает кольцо) или кольца (anulus fibrosus disci intervertebralis), которое окружает внутренний гелеобразный центр или более студенистый ядро, известное как пульпозное ядро ​​ (что означает «мясистая внутренняя часть»). Пульпозное ядро ​​зажато снизу и сверху замыкательными пластинками хряща .

Межпозвоночный диск (вид сбоку-слева)

Эмбриология

Развитие межпозвоночного диска начинается на 5-й неделе.Мезенхимные клетки из склеротомов , которые находятся вокруг хорды, мигрируют краниально, напротив центра миотома, где они образуют межпозвоночный (IV) диск. По мере развития хорда дегенерирует и исчезает там, где она окружена развивающимися телами позвонков. Между позвонками хорда расширяется, образуя студенистый центр межпозвоночного диска — пульпозное ядро ​​, . Это ядро ​​позже окружено круговыми волокнами, которые образуют фиброзное кольцо .Фиброзное кольцо и пульпозное ядро ​​вместе составляют межпозвоночный диск.

Конструкция

Фиброзное кольцо

Кольцо состоит из серии из 15-25 концентрических колец, или ламелей, , при этом коллагеновых волокон расположены параллельно внутри каждой ламели. Волокна ориентированы под углом примерно 60 градусов к вертикальной оси, чередуя слева и справа от нее в соседних ламелях. Эластиновые волокна лежат между пластинами, возможно, помогая диску вернуться в исходное положение после изгиба (сгибания или разгибания).

Клетки кольца удлиненные, тонкие и выровнены параллельно волокнам коллагена. По направлению к внутреннему кольцу клетки имеют овальную форму. Кольцо относительно жесткое, обеспечивает большую прочность диска и выдерживает силу сжатия.

Пульпозное ядро ​​

Центральное пульпозное ядро ​​содержит коллагеновых волокон , которые расположены беспорядочно, и эластиновых волокон , которые расположены радиально.Эти волокна заключены в сильно гидратированный гель, содержащий аггрекан.

Концевая пластина

Замковая пластинка — это третья морфологически отличная часть межпозвоночного диска. Это тонкий горизонтальный слой, обычно толщиной менее 1 мм. Эта структура соединяет диск и тело позвонка. Коллагеновые волокна внутри него проходят горизонтально и параллельно телам позвонков и становятся непрерывными с диском.

Функции

  • Межпозвоночный диск образует фиброзно-хрящевой сустав , который допускает небольшое движение позвоночника и действует как связка, удерживающая позвонки вместе.
  • Диски действуют как фиброзно-хрящевые подушки, выступая в качестве амортизирующей системы позвоночника . Это смягчает эффект шока и стресса, возникающего, когда человек ходит, бежит, наклоняется или поворачивается.
  • Межпозвоночные диски предотвращают трение между двумя движущимися позвонками, предотвращая трение тел позвонков друг о друга.

Питание

Межпозвоночные диски, как и другие хрящи, не имеют кровоснабжения .Они образуют самые большие структуры в теле без собственных кровеносных сосудов. Во время эмбрионального развития и при рождении они обладают некоторым сосудистым снабжением, которое заканчивается в их замыкательных пластинках и фиброзном кольце. Однако эти кровеносные сосуды быстро разрушаются, и в послеродовой период и во взрослом возрасте они лишаются прямого кровоснабжения. Необходимые им питательные вещества абсорбируются из циркулирующей крови посредством осмоса .

Иннервация

Межпозвоночный диск иннервируется через синопозвоночных нервов . Нервные волокна в основном ограничены внешними пластинками замыкательной пластинки. Большинство этих синовертебральных нервов являются менингеальными ветвями спинномозговых нервов.

Рецидивирующие менингеальные ветви спинномозговых нервов (вид сверху)

Клинические точки

Аномалии межпозвоночного диска могут вызывать симптомы боли в спине, шее и радикулита. Есть много других причин боли в спине и ишиаса, например, стеноз позвоночника , остеоартрит позвоночника и спондилолистез .Заболевания, поражающие спинной диск (межпозвонковый диск), включают грыжу диска, дегенеративное заболевание диска и такие инфекции, как дискит.

Грыжа диска

Грыжа межпозвоночного диска может произойти, когда гелеобразный материал пульпозного ядра вытесняется из окружающего фиброзного кольца, что может оказывать давление на близлежащий нерв. Это может дать симптомы ишиаса , если поражение корней седалищного нерва.

Вырождение

До 40 лет примерно у 25% людей наблюдаются признаки дегенерации диска на одном или нескольких уровнях. Более 60% людей старше этого возраста демонстрируют признаки дегенерации диска на одном или нескольких уровнях при магнитно-резонансной томографии.

Одним из эффектов старения и дегенерации диска является то, что пульпозное ядро ​​ начинает дегидратировать, и концентрация протеогликанов в матриксе уменьшается, что ограничивает способность диска поглощать удары.Это общее уменьшение размера диска частично отвечает за общее уменьшение роста с возрастом человека. Фиброзное кольцо также становится слабее с возрастом и имеет повышенный риск разрыва. Кроме того, хрящевые пластинки , замыкающие пластинки начинают истончаться, начинают формироваться трещины и возникает склероз субхондральной кости (позвоночной).

Межпозвоночные диски: хотите узнать об этом больше?

Наши увлекательные видео, интерактивные викторины, подробные статьи и HD-атлас помогут вам быстрее достичь лучших результатов.

С чем вы предпочитаете учиться?

«Я бы честно сказал, что Kenhub сократил мое учебное время вдвое».

Прочитайте больше.
Ким Бенгочеа, Университет Реджиса, Денвер

Показать ссылки

Артикул:

  • К.Л. Мур и Т.В.Н. Персо: Развивающийся человек (клинически ориентированная эмбриология), 8-е издание, (2007 г.), стр. 339 и 344.
  • П.П. Raj: Межпозвоночный диск: Анатомия, физиология, патофизиология и лечение, J.Практика боли, (2008), том 8, выпуск 1, стр.18-44.
  • М. Д. Хамза и Р. В. Сомс: Межпозвоночный диск человека: структура и функция, Анатомическая запись, том 220, (1988), стр. 337-356.
  • R.W. Benjamin and W. Xuejun: Межпозвоночный диск (МПД): структура, дегенерация, восстановление и регенерация, Материаловедение и инженерия C., (2012), том 32, стр. 61-77.
  • M. Wright: Spinal Disc Problems (включая знаки Red Flag) (дата обращения 25. 03.2015).

Иллюстраторы:

  • Межпозвоночный диск (вид сбоку-слева) — Begoña Rodriguez
  • Рецидивирующие менингеальные ветви спинномозговых нервов (вид сверху) — Ребекка Беттс

© Если не указано иное, все содержимое, включая иллюстрации, является исключительной собственностью Kenhub GmbH и защищено немецкими и международными законами об авторских правах. Все права защищены.

Диски позвоночника

Позвоночный диск в позвоночнике — интересная и уникальная структура.Диски по всему позвоночнику выполняют три основные функции:

  • Они действуют как амортизаторы в позвоночнике, располагаясь между каждым костным позвонком.
  • Они действуют как жесткие связки, которые скрепляют позвонки позвоночника.
  • Это хрящевые суставы, обеспечивающие небольшую подвижность позвоночника.

Всего в позвоночнике 23 позвоночных диска. Конкретные проблемы с любым из этих дисков могут вызывать уникальные симптомы, включая боль, возникающую в самом диске, и / или боль, связанную с давлением диска на соседний нерв.

Все о проблемах с позвоночником

объявление

Анатомия позвоночного диска

Сохранить

Анатомия нормального поясничного диска L4-L5.

Диски на самом деле состоят из двух частей: жесткой внешней части и мягкого внутреннего сердечника, а конфигурация напоминает пончик с желе.

  • Фиброзное кольцо. Наружная часть диска (фиброзное кольцо) представляет собой жесткую круглую внешнюю поверхность, состоящую из концентрических листов коллагеновых волокон (ламелей), которые окружают внутреннее ядро.
  • Пульпозное ядро. Внутреннее ядро ​​(пульпозное ядро) содержит рыхлую сеть волокон, взвешенных в геле мукопротеина.

Кольцевые волокна гидравлически уплотняют студенистое ядро ​​и равномерно распределяют давление и силу, действующие на структуру.

Наружная часть и внутренняя сердцевина позвоночного диска подходят друг к другу как два концентрических цилиндра. Внешняя часть диска имеет хрящевые концевые пластины, которые прочно прикрепляют диск к позвонкам сверху и снизу.

При рождении примерно 80 процентов диска состоит из воды. Чтобы диск функционировал должным образом, он должен быть хорошо увлажнен. Пульпозное ядро ​​является основным переносчиком осевой нагрузки на тело и зависит от своего водного содержимого для поддержания прочности и гибкости.

В этой статье:

Дегенерация диска

Со временем межпозвоночные диски обезвоживаются и становятся жестче, в результате чего диск становится менее приспособленным к сжатию. Хотя это естественный процесс старения, по мере того как диск у некоторых людей деградирует, он может стать болезненным.

См. Что такое дегенеративная болезнь диска?

Наиболее вероятная причина этого заключается в том, что дегенерация может вызывать нестабильность микродвижения, а воспалительные белки (мягкое внутреннее ядро ​​диска), вероятно, просачиваются из дискового пространства и вызывают воспаление различных нервов и нервных волокон внутри и вокруг диска. Иногда скручивание повреждает диск и запускает каскад событий, ведущих к дегенерации.

объявление

Сам спинной диск не имеет кровоснабжения.Без кровоснабжения диск не сможет восстановить себя, и боль, вызванная поврежденным диском, может длиться годами.

Раздел 1, Глава 1: Анатомия поясничных межпозвонковых дисков: Учебник ортопедии Wheeless

Эрфанул Балобс и Р. Шейн Таббс

ВВЕДЕНИЕ

Одна из основных проблем общественного здравоохранения, с которой сталкиваются промышленно развитые западные общества, — это боли в спине, вызывающие больше инвалидности в мире, чем любое другое заболевание в мире. 1 Он накладывает огромное социально-экономическое бремя на человека и систему здравоохранения из-за затрат, связанных с потерей рабочего времени, а также с его лечением. 2 В Соединенных Штатах прямые ежегодные медицинские расходы на лечение боли в пояснице превышают 30 миллиардов долларов, что превышает затраты на лечение коронарной болезни сердца и общие затраты на инсульт, респираторную инфекцию, ревматоидную болезнь и диабет вместе взятые. 3 В Соединенном Королевстве общие затраты оцениваются в 12 миллиардов евро в год, а в Нидерландах — 1,7% валового национального продукта. 4 Более 80% людей могут испытывать боль в пояснице в какой-то момент своей жизни, с распространенностью от 15 до 45%, причем около 10% пациентов становятся хроническими инвалидами. 2,5 Хроническая боль в спине тесно связана с дегенерацией межпозвонкового диска. 4,5,6

Нормальный позвоночник человека содержит 23 фиброзно-хрящевых межпозвонковых диска (6 шейных, 12 грудных и 5 в поясничной области), каждый толщиной несколько миллиметров, расположенных между смежными поверхностями позвонков и составляющих примерно четверть 7 до третий 4 высоты колонны. Некоторые различия наблюдаются в структуре шейного, грудного и поясничного отделов; тем не менее, основная анатомия диска одинакова по всему позвоночнику. 8 Макроскопически диск разделен на периферический волокнистый хрящ, называемый фиброзным кольцом, окружающий центрально расположенное студенистое ядро, известное как пульпозное ядро. 9 Пульпозное ядро ​​сверху и снизу покрыто замыкательными пластинками хряща. Межпозвоночные диски выдерживают биомеханические силы, обеспечивают прочность на растяжение, позволяют движение (сгибание, разгибание и вращение) жесткому позвоночнику и, в конечном итоге, обеспечивают защиту спинномозговых нервов, головного мозга и самих позвонков. 3,9

Межпозвоночные диски дегенерируют намного раньше, чем другие скелетно-мышечные ткани. Это можно наблюдать в поясничных дисках у детей в возрасте 11 лет. 4,5 Дегенерация диска, биохимический признак — потеря протеогликанов из диска, 3 постепенно увеличивается с возрастом, особенно у мужчин, так что Около 10% дисков 50-летнего возраста и 60% дисков 70-летнего возраста серьезно дегенерированы. 4,5 Базовое понимание нормального процесса развития межпозвоночного диска, анатомии и биохимии важно для понимания функций и болезненных состояний, связанных с позвоночником, и изменений, возникающих во время дегенерации.

ЭМБРИОЛОГИЯ

Эмбриология межпозвоночного диска начинается на четвертой неделе развития с дуг позвонков. Они возникают из фрагментов склеротома сомитов, происходящих из параксиальной мезодермы. Склеротомы определяются сигналами Sonic Hedgehog (Shh), секретируемыми пластиной вентрального дна и хордой. 10 Дорсальная часть склеротомов мигрирует медиально вокруг спинного мозга и хорды кранио-головным паттерном, чтобы сливаться с соседними клетками нервной трубки (ресегментация), образуя каждый позвонок.Часто при перестройке фрагментированных склеротомов два последовательных позвонка сливаются асимметрично или одна часть позвонков отсутствует, что является причиной врожденного сколиоза. 11 Между головной и каудальной частями сегментарных склеротомов находятся мезенхимальные клетки, которые в течение пятой недели развития заполняют пространство между двумя прехрящевыми телами позвонков, способствуя формированию межпозвонкового диска. 11

В области тел позвонков хорда начинает регрессировать и сегрегировать вдоль передне-задней оси, в конечном итоге увеличиваясь и внося вклад в пульпозное ядро, состоящее из хорды и крупных вакуолизированных клеток. 3 Происхождение этих больших вакуолизированных клеток оставалось неоднозначным до тех пор, пока эксперименты по отслеживанию клонов с использованием линий мышей Shhcre, ShhcreERT2 и Noto-cre не прояснили теорию клеток хорды, дающих начало пульпозному ядру. 3 У людей хордовые клетки сохраняются на протяжении всего детства, но с созреванием (после третьего / четвертого года жизни) подвергаются некрозу и заменяются хондроцитоподобными клетками. 2,9,12 Кроме того, эти хондроцитоподобные клетки были идентифицированы в пульпозном ядре взрослых дегенерированных дисков. 3 Эти данные имеют важное значение, поскольку уменьшение количества хордовых клеток и увеличение количества хондроцитоподобных клеток в пульпозном ядре связано с развитием дегенеративного заболевания диска. 3

По мере развития эмбриональные пульпозные ядра позже окружаются расположенными по кругу волокнами фиброзного кольца, образованными из остатков склеротомных клеток во время ресегментации. 11,13 Эти склеротомы изначально распределены равномерно, но по мере того, как они мигрируют вокруг хорды, они дают начало метамерному паттерну конденсации различных клеток. 3 Фиброз фиброзного кольца формируется из областей плотной конденсации, в то время как тела позвонков образуются из менее уплотненных сегментов. Предполагается, что экспрессия гена Pax, в частности Pax1 и Pax9, и TGFβ-3, может быть ответственна за очертание сегментов конденсации. 9 Важным для развивающегося фиброзного кольца является локализация молекулярного белка Noggin до рождения. 9 Высвобождаясь из хорды, Noggin работает синергетически с Shh, блокируя передачу сигналов костного морфогенетического белка (BMP), возникающую из тел позвонков. 9

Комбинация фиброзного кольца и пульпозного ядра образует межпозвоночный диск между телами позвонков на сегментарных уровнях. 11,13 К концу десятой недели развития тела позвонков состоят из хрящевых (хондроцитарных) клеток, и начинается оссификация. 7,9 Экспрессия генов Sox, в частности Sox5, Sox6 и Sox9, участвует в хондрогенезе, демонстрируя множество молекулярных сигналов, участвующих в развитии межпозвонкового диска. 9

АНАТОМИЯ

Обычный диск

Межпозвоночный диск представляет собой неоднородную многокомпонентную структуру, занимающую примерно 25-33% (рис. 1-1) длины позвоночного столба. 4,5,7 В вертикальном положении диск придает форму клина, вызывая выпуклое искривление поясничного отдела позвоночника (лордоз). Каждый межпозвонковый диск, расположенный в промежутках между соседними телами позвонков, помимо атланта (C1), оси (C2) и копчика, состоит из трех основных компонентов: центрально расположенного пульпозного ядра, двух хрящевых замыкательных пластинок, которые фланкируют пульпозное ядро ​​снизу и сверху. , и окружающий его фиброз периферического кольца (рис.1-2). 4,5,12 Вязкость ядра обеспечивает равную передачу сил во всех направлениях, в то время как окружающее кольцевое пространство позволяет ядру поглощать удары и рассеивать осевые силы. 14 Хотя пульпозное ядро ​​и фиброзное кольцо имеют различные особенности относительно их местоположения, четкой границы между ядром и кольцом внутри диска не существует. Вместо этого периферические области пульпозного ядра сливаются с более глубокими компонентами фиброзного кольца (рис.1-2). 12 Однако у молодых людей (<10 лет) линия, разделяющая пульпозное ядро ​​и кольцо, часто распознается, становясь более расплывчатой ​​и однородной в зрелом возрасте. 4,5,7

РИСУНОК 1-1. Схематический рисунок бокового отдела позвоночника с соответствующими межпозвоночными дисками. (Любезно предоставлено Дэвидом Фишером.) РИСУНОК 1-2. Поясничный межпозвоночный диск, вид спереди. Обратите внимание на пластину гиалинового хряща (концевую пластину) (зеленую), прилегающую к телу позвонка.Пульпозное ядро ​​отмечается в центре диска и на поперечном срезе. Также обратите внимание, что концентрические кольца (около 10-20) фиброзного кольца расположены в виде чередующихся волокон, расположенных под углом около 65 градусов друг к другу. (Любезно предоставлено Дэвидом Фишером.)

Третья морфологически отличная область — замыкательная пластинка хряща позвонка, которая отделяет диск от тел соседних позвонков. 12 Это тонкий горизонтальный слой, обычно толщиной менее 1 мм, содержащий коллагеновые волокна, ориентированные горизонтально и параллельно телам позвонков, которые в конечном итоге становятся непрерывными с диском.Коллаген необходим для диска, поскольку он обеспечивает прочность на разрыв и прикрепляет ткань к кости. 4,5

Строение и состав пульпозного ядра

В межпозвоночных дисках молодых здоровых взрослых людей типичное пульпозное ядро ​​состоит из полужидкой массы основного вещества мукопротеинов, занимающей примерно 40% площади поперечного сечения диска. 7,12 Ядро расположено в центре и обычно находится между средней и задней третями диска. 7 Гистологически он содержит несколько хондроцитоподобных клеток, распределенных с низкой плотностью (приблизительно 3000-5000 / мм3), беспорядочно организованные коллагеновые волокна и радиально расположенные волокна эластина (иногда до 150 мкм в длину), перемежающиеся между собой высокогидратированный гель, содержащий аггрекан. 4,5,9,12 Биомеханически жидкое содержимое пульпозного ядра дает ему возможность искажаться под давлением, но как жидкость его объем сопротивляется сжатию. 12 В случае приложения давления с любого направления пульпозное ядро ​​будет стремиться к деформации и, таким образом, будет передавать приложенное давление во всех направлениях. 12

Пульпозное ядро ​​имеет высокое содержание воды, примерно 70-90%, которое изменяется в течение дня в зависимости от активности и в конечном итоге уменьшается с возрастом. 7,12 Следующим основным компонентом являются протеогликаны, необходимые для вязкости, составляющие почти 65% от сухой массы ядра. Вода, содержащаяся в ядре, встроена в домены этих протеогликанов. 12 Аггрекан является наиболее распространенным простагландином в пульпозном ядре и благодаря своему фиксированному анионному заряду аггрекан привлекает и поглощает большое количество молекул воды внутри ядра.Это создает высокое давление гидростатического набухания в нерегулярной сети фибрилл коллагена типа II, обеспечиваемой составляющими его цепями хондроитина и кератансульфата. 4,5 Это обеспечивает сопротивление деформации диска и сохранение высоты диска. 2,9 Таким образом, аггрекан необходим для поддержания гидратации тканей за счет осмотического давления. Кроме того, протеогликаны содержат ядерные белки, связанные с цепями гликозаминогликанов и короткими цепями гиалуроновой кислоты, что придает пульпозному ядру гидростатические свойства, позволяя сжимать и удерживать фиброзное кольцо. 15

Часто межпозвоночный диск сравнивают с суставным хрящом. Различие между ними можно сделать, посмотрев на состав и структуру аггрекана. Аггрекан в межпозвоночном диске в большей степени замещен кератансульфатом, чем в глубокой зоне суставного хряща. Кроме того, молекулы аггрекана менее агрегированы (30%) и более неоднородны в диске, поскольку содержат более мелкие и более разрушенные фрагменты, чем в суставном хряще (агрегировано 80%). 4,5

Большинство протеогликанов в пульпозном ядре находятся в форме свободно разбросанных протеогликановых единиц, тогда как только 25% образуются в агрегатах. 12 Агрегаты протеогликанов удерживаются на месте тонкими фибриллами коллагена типа II, которые распределены по протеогликановой среде. Соотношение протеогликана и коллагена составляет примерно 27: 1. 9 Комбинация протеогликановых единиц, агрегатов и коллагеновых фибрилл в пульпозном ядре в совокупности известна как матрица ядра. 12 По мере старения протеогликаны межпозвоночного диска становится все труднее извлекать из матрикса. 4,5

У людей со здоровым диском матрица проходит через непрерывный процесс синтеза и деградации, который определяет качество и целостность матрицы и, следовательно, механическое поведение самого диска. 4,5 Синтез и повышенное производство матрикса объясняется ингибированием матриксных металлопротеиназ (ММП), протеолитических ферментов, участвующих в удалении старых компартментов, фактором роста фибробластов, трансформирующим фактором роста и инсулиноподобным фактором роста. . 15 Разложению способствуют макрофаги в матриксе, которые секретируют цитокины, такие как интерлейкин (IL) -1, интерферон и фактор некроза опухоли (TNF-α), которые стимулируют хондроциты секретировать матриксные металлопротеиназы. 15 Было обнаружено, что в пульпозном ядре TNF-α активирует миграцию клеток, увеличивает проницаемость сосудов и снижает синтез матрикса. Кроме того, исследования экспрессии цитокинов выявили повышенные уровни TNF-α и IL-8 в тканях грыжи межпозвоночного диска, а также увеличение фактора роста эндотелия сосудов и фактора роста нервов в дегенерированных дисках. 15

Преобладающие типы коллагена, обнаруженные в межпозвоночном диске, — это типы I и II, другие типы коллагена встречаются реже. Коллаген составляет 15-20% от сухой массы пульпозного ядра, а остальная часть состоит из радиально расположенных эластичных волокон и небольших количеств неколлагеновых белков, синтезируемых клетками хряща. 12,15 Эти клетки расположены в основном в областях замыкательных пластинок позвонков и отвечают за синтез протеогликанов и коллагена, составляющих пульпозное ядро.Реже коллаген III типа, который встречается в межпозвоночном диске, обычно располагается рядом с клетками пульпозного ядра и внутреннего фиброзного кольца. 12

Строение и состав фиброзного кольца

Фиброзное кольцо образует внешнюю границу межпозвонкового диска, охватывая пульпозное ядро. 7 Это прочная радиальная шинообразная структура, содержащая клетки фибробластов, которые постоянно синтезируют коллаген типа I и II в наклонно и перпендикулярно ориентированные ламеллярные волокна, образующие серию из 10-20 концентрических колец или ламелей. 4,5,15 Внутри каждой ламеллы коллагеновые волокна лежат параллельно друг другу под углом примерно 65 ° к вертикальной оси между телами позвонков, чередуя слева и справа от нее в соседних пластинках (Рис. 1-2). 4,5,9,12 Пластинки соединены между собой посредством пучка более мелких волокон, состоящих из фибриллина, эластина, аггрекана, лубрицина и коллагена типа VI. 9,15 Лубрицин, муцинозный гликопротеин, который производит смазку в диартродиальных суставах, предположительно участвует в уменьшении трения между смежными пластинками. 9

Пластинки становятся толще к центру, передней и боковой частям кольца; однако сзади они более мелкие и плотно упакованные. 12 Следовательно, задняя часть фиброзного кольца тоньше по сравнению с остальной частью кольца, что может быть одним из факторов, объясняющих преобладание заднего протрузия пульпозного ядра. 7,12 В целом кольцо относительно жесткое, что обеспечивает большую прочность межпозвоночного диска и позволяет ему выдерживать сжимающие усилия.С возрастом толщина ламелей увеличивается, и их организация становится все более сложной с появлением большего количества бифуркаций и пересечений. 9

Между пластинками проходят волокна эластина, которые составляют 2% от сухой массы фиброзного кольца. Они расположены по кругу, под углом и вертикально, радиально переходя от одной ламели к другой, связывая их вместе и, возможно, помогая межпозвоночному диску вернуться в исходное положение после сгибания или разгибания. 9,12 Эти эластиновые волокна, по-видимому, сосредоточены около мест прикрепления фиброзного кольца к замыкательной пластине позвонка. 12 При старении кольцевое пространство теряет свою эластичность и податливость из-за приложенных к нему напряжений и деформаций. 14 Это имеет клиническое значение, так как небольшие трещины могут формироваться в ослабленных областях кольца из-за потери переплетенных коллагеновых волокон, что приводит к разрыву, экструзии частей ядра и аномальному смещению содержимого диска относительно нервных структур. 14

Кольцо можно разделить на два отдельных слоя — внутренний и внешний фиброзное кольцо. Внутренний слой, также называемый переходной зоной, содержит плохо структурированный внеклеточный матрикс, состоящий из коллагена типа II, протеогликанов и воды. 9 Морфологически клетки внутреннего кольца имеют овальную форму. Напротив, внешний кольцевой слой хорошо структурирован, богат коллагеном типа I с небольшим количеством коллагена типа II и протеогликанов, а также более высоким сопротивлением растяжению. 9 Клетки внешнего слоя также различаются морфологически, выглядят удлиненными, тонкими, фибробластоподобными и выровненными параллельно коллагеновым волокнам. 9 Клетки как пульпозного ядра, так и фиброзного кольца (приблизительно 9000 клеток / мм3) могут иметь несколько длинных тонких цитоплазматических выступов, некоторые из которых достигают или превышают 30 мм в длину. Хотя функция этих выступов в диске остается неясной, предполагается, что они действуют как датчики и коммуникаторы механического напряжения. 4,5,9

Преобладающим структурным компонентом фиброзного кольца, как и ядра, является вода, составляющая 60-70% его веса. К достижению среднего возраста содержание воды уменьшается. 16 Остальные компоненты представляют собой коллаген (50-60% от сухой массы) и протеогликаны, составляющие 20% от сухой массы фиброзного кольца. 12 По оценкам, 50-60% протеогликанов фиброзного кольца агрегированы, в основном в виде крупных агрегатов. 12 Существует определенная степень разделения между коллагеновыми волокнами и отдельными ламелями, которые заполнены протеогликановым гелем, синтезируемым хондроцитами (расположенными глубже в кольце, по направлению к ядру) и фибробластами (расположенными в основном по направлению к периферии кольца). 12 Этот гель связывает коллагеновые волокна и ламели вместе, предотвращая их коробление или истирание, а также связывает воду в кольцевом пространстве. 12 По сравнению с задним кольцом, в переднем кольцевом пространстве наблюдается большая концентрация протеогликанов и воды, и в обеих областях увеличивается от внешнего слоя кольцевого пространства к внутреннему.И наоборот, количество коллагеновых фибрилл от внешнего к внутреннему слою кольца становится все меньше. 12

Для сравнения, пульпозное ядро ​​и фиброзное кольцо имеют общие биохимические свойства. Оба имеют структурные компоненты, состоящие из воды, коллагена и протеогликанов. 12 Единственное различие заключается в относительных концентрациях этих компонентов, а именно в типе коллагена, который преобладает в каждой части. И ядро, и кольцо состоят преимущественно из протеогликанов и воды, но ядро ​​имеет лишь скудный коллаген типа II.Между тем, кольцевое пространство практически «утолщено» за счет более высокой концентрации коллагена, причем коллаген типа II находится по всему кольцевому пространству, а тип I концентрируется в основном на периферии кольцевого пространства. 12

Строение и состав замыкательной пластинки позвонка

Анатомические межпозвонковые диски ограничены на краниальном и каудальном концах хрящевыми замыкательными пластинками, обычно толщиной менее 1 мм, которые рассекают диск и тело позвонка. 9 Замочная пластинка состоит как из гиалинового хряща, так и из волокнистого хряща, который полностью охватывает пульпозное ядро, предотвращая его грыжу в соседние позвонки.Однако на периферии две концевые пластинки не полностью покрывают фиброзное кольцо. Гиалиновый хрящ присутствует ближе к телу позвонка и более заметен в неонатальных и молодых дисках. Фиброхрящ, образованный вставкой коллагеновых волокон внутренних пластинок фиброзного кольца в замыкательную пластинку, проходит по направлению к пульпозному ядру и является основным компонентом старых дисков. 12 Это прикрепление фиброзного кольца к замыкательным пластинам позвонков обеспечивает прочную связь с межпозвонковым диском.Напротив, замыкательные пластинки слабо прилегают к телам позвонков и могут полностью оторваться от тел позвонков при определенных формах травм позвоночника. 12

Замковые пластинки позвонков имеют сходные химические характеристики с остальными компонентами межпозвонкового диска. Замковые пластинки позвонков состоят из высоких концентраций протеогликанов, воды (составляющей 50-60%) и коллагеновых волокон типа II, которые проходят горизонтально и параллельно телам позвонков, причем волокна продолжаются в диске. 4,5,9 Вдоль коллагеновых волокон выстраиваются хрящевые клетки. Более того, считается, что коллаген типа X является важным компонентом замыкательных пластинок, поскольку он участвует в кальцификации и является маркером гипертрофических хондроцитов. 9 Подобно ядру и кольцу, замыкательные пластинки имеют более низкое содержание коллагена, особенно по направлению к центральной области, которая покрывает пульпозное ядро. На фиброзном кольце наблюдается реципрокный узор. 12 Большая часть коллагена по всей толщине замыкательной пластинки находится в тканях ближе к кости, а больше протеогликанов и воды ближе к пульпозному ядру. 12 Протеогликаны синтезируются вместе с внеклеточным матриксом, богатым коллагеном типа II, хондроцитами, единственным типом клеток, составляющих замыкательные пластинки. В замыкательных пластинках наблюдается соотношение коллагена и протеогликана 1: 2, подобное тому, которое обнаруживается в суставном хряще. 9

Подобно той роли, которую протеогликаны играют в пульпозном ядре и фиброзном кольце, протеогликаны в замыкательной пластинке сохраняют содержание воды через межпозвоночный диск. Кроме того, они необходимы для контроля растворенных веществ.Потеря протеогликанов из хряща замыкательной пластинки связана с потерей протеогликанов из пульпозного ядра, что имеет важное клиническое значение; истощение протеогликанов в конечном итоге приведет к дегенерации межпозвоночного диска. 9 Кроме того, любые изменения биохимического состава диска, особенно замыкательной пластинки, во время роста скелета также могут быть вовлечены в развитие сколиоза. 9

Кровоснабжение

Пульпозное ядро ​​здорового взрослого человека и внутреннее фиброзное кольцо полностью бессосудистые.Однако вокруг периферического кольца существует несколько кровеносных сосудов. Наружные капилляры и капилляры замыкательной пластинки, ответвляющиеся от сегментарных артерий, которые, в свою очередь, ответвляются от аорты, обеспечивают кровью питательные вещества в области внешнего фиброзного кольца. Эта кровь стекает в субхондральное венозное сплетение или в вены костного мозга соседнего тела позвонка. 9

РИСУНОК 1-3. Схематическое изображение сегментарных артерий от аорты и их распределения к телам позвонков и межпозвоночным дискам, а затем сзади к спинному мозгу, мышцам и коже спины.В поясничной области эта сегментарная артерия будет поясничной артерией, и эти сосуды, охватывая периферию поясничного отдела позвоночника, обеспечивают проникающие ветви к поясничным межпозвоночным дискам и прилегающей кости. (Предоставлено Дэвидом Фишером.)

Хотя кровеносные сосуды могут отсутствовать на диске взрослого человека, начиная с 35 недель развития и до восьмилетнего возраста, кровеносные сосуды проникают в фиброзное кольцо и хрящевые замыкательные пластинки и отходят от сегментарных сосудов (рис.1-3). 7,9 Центральный осевой сосуд, называемый маргинальными сосудами, можно увидеть, пересекая вертикальный курс от костных позвонков до замыкательной пластинки и двух дополнительных вентрально-дорсальных сосудов. 7 В течение первых трех десятилетий жизни краевые сосуды постепенно стираются, оставляя хрящевую замыкательную пластинку с остаточной рубцовой тканью. В молодых хрящевых замыкательных пластинках (младше 12 месяцев) к диску прилегают кровеносные сосуды, расположенные в продольных связках, которые являются ветвями спинномозговой артерии. 4,5 В конечном итоге, когда сосуды отступают, полностью стираются из-за прекращения роста, межпозвонковый диск становится почти бессосудистым, и в замыкательной пластинке присутствует очень мало сосудов. 7,9

Считается, что регресс сосудов может быть вызван снижением потребности в питательных веществах после начального периода быстрого роста или недостаточным давлением кровообращения, чтобы противостоять большим физиологическим стрессам в окружающем внеклеточном матриксе. 9 Кроме того, пути, по которым проходят эти кровеносные сосуды, никогда полностью не реконструировались, и оставались трансламеллярные мостиковые элементы, функция которых еще не определена.Предполагается, что они могут реагировать на радиальные деформации и деформации сдвига. Однако остается спорным, будет ли это влияние способствовать или уменьшать функцию межпозвонкового диска. 9

Во время развития и роста межпозвоночного диска замыкательные пластинки содержат сетку микроскопических кровеносных сосудов, которые отвечают за потребление пищи. Несмотря на сходство с остальной частью диска, замыкающая пластина не создает дополнительных препятствий для диффузии. 12 Напротив, метаболиты диффундируют через поры, присутствующие в пластинках роста, созданные через каналы контакта с костным мозгом, возникающие в областях недостаточности субхондральной кости тела позвонка. 9,12 Приблизительно 80% питательных веществ транспортируются к межпозвоночному диску по этому маршруту. 9 Диффузия зависит от размера и ионного заряда различных молекул. 12 Высокая концентрация протеогликанов в пульпозном ядре генерирует чистый отрицательный заряд, позволяя, таким образом, только катионам (например, натрия, кальция) или нейтральным молекулам, таким как глюкоза и кислород, диффундировать от тела позвонка к центру диска . 9,12 Отрицательно заряженные ионы (например,д., сульфат, хлорид) и макромолекулам (например, иммуноглобулинам и ферментам) препятствуют диффузии через эти каналы. 9

Для метаболической активности межпозвонковых клеток необходимы различные питательные вещества и субстраты, полученные путем диффузии, однако ограниченное кровоснабжение диска создает изменения в концентрации кислорода и уровне pH в различных зонах диска. 9 Напряжение кислорода в центре диска составляет всего 2-5% от напряжения на его периферии.Следовательно, клетки прибегают к анаэробному метаболизму, производя молочную кислоту в высокой концентрации. Это делает среду диска кислой с pH в диапазоне 6,9-7,1. 12 Клетки хорды, обнаруженные в пульпозном ядре, чувствительны к колебаниям pH. Эксперименты in vitro показали, что хронический недостаток кислорода приводит к тому, что эти клетки становятся неактивными, а хронический недостаток глюкозы приводит к их гибели. 9

Было идентифицировано

мускариновых рецепторов, что позволяет предположить, что не весь кровоток в области замыкательной пластинки происходит посредством пассивной диффузии.Эти рецепторы могут влиять на питание диска в измененных физиологических условиях. 9 К тому времени, когда сеть микроскопических кровеносных сосудов замыкательных пластинок достигает скелетной зрелости, они в основном проходят инволюцию, оставляя остаточные «слабые места». Впоследствии это может привести к образованию узла Шморля, а позже — к склерозу субхондральной пластинки. 9

Прилегающие связки и иннервация межпозвоночных дисков

Передняя продольная связка — это толстая прочная связка, расположенная в передней и переднебоковой сторонах тел позвонков, пересекающая атлас до крестца.Он прочно связан с телами позвонков по периферии, а края связки тоньше, чем самый внутренний сегмент. Самые глубокие волокна этой связки сливаются с межпозвонковым диском и проходят от тела одного позвонка к диску, к телу соседнего позвонка. Эти же глубокие волокна прикрепляют диски к краям позвонков. 7 Передняя продольная связка и соседний диск получают афферентную иннервацию от ветвей, которые берут начало в ганглии дорсального корня и переднем симпатическом сплетении (рис.1-4). 4,5

РИСУНОК 1-4. Схематическое изображение переднего позвоночного столба и прилегающих межпозвонковых дисков. Между симпатическими стволами (ST) видны тонкие нервные сплетения с ответвлениями к межпозвоночным дискам. (Любезно предоставлено Дэвидом Фишером.) РИСУНОК 1-5. Поясничный межпозвоночный диск, вид спереди. Обратите внимание на пластину гиалинового хряща (концевую пластину) (зеленую), прилегающую к телу позвонка. Пульпозное ядро ​​отмечается в центре диска и на поперечном срезе.Также обратите внимание, что концентрические кольца (около 10-20) фиброзного кольца расположены в виде чередующихся волокон, расположенных под углом около 65 градусов друг к другу. (Любезно предоставлено Дэвидом Фишером.)

Задняя продольная связка опирается на заднюю поверхность тел позвонков от атланта до крестца. Менингеальная ветвь спинномозгового нерва, известная как возвратный синувертебральный нерв, берет начало около дискового пространства. Ноцицептивные волокна восходящей ветви синувертебрального нерва снабжают заднюю продольную связку и прилегающее кольцо (рис.1-5). 4,5,7 Нерв выходит из ганглия дорзального корня и входит в отверстие, где разделяется на большую восходящую и меньшую нисходящую ветви. 4,5 Исследования на животных продемонстрировали дальнейший симпатический афферентный вклад в синювертебральный нерв, возникающий через коммуникантные ветви. 4,5,7 Богдук 17 и его коллеги провели исследования на трупах и обнаружили иннервацию поясничных межпозвонковых дисков синувертебральными нервными волокнами на внешней задней части фиброзного кольца. 15 Они выдвинули гипотезу о двойной иннервации от симпатической ветви от серой ветви коммуникативной ветви и соматической ветви от вентральной ветви. 15 Синювертебральный нерв имеет клиническое значение, поскольку он несет многие из соответствующих сенсорных волокон от органов, связанных с возникновением боли в пояснице. 7 Кроме того, данные свидетельствуют об усилении симпатических афферентов при дегенерирующих межпозвонковых дисках. 9

На грудном и поясничном уровнях задняя продольная связка сужается, проходя через тела позвонков, а затем расширяется по дискам, принимая форму песочных часов.Латеральные расширения над межпозвоночными дисками слабее по сравнению с сильным центральным кольцом и, таким образом, формируют менее прочную область для потенциальной грыжи диска. 7

Анатомические исследования продемонстрировали обширную сеть мелких свободных нервных волокон, расположенных на поверхности межпозвоночного диска, и относительно небольшое количество нервных окончаний, в основном немиелинизированных и сложных неинкапсулированных, внутри внешней ламеллы фиброзного кольца. 4,5,7,15,17,18 Иммуногистохимический профиль этих нервных волокон показал положительный результат на такие вещества, как ацетилхолинэстераза, белок нейрофиламентов, вещество P, пептид, связанный с геном кальцитонина, вазоактивный полипептид кишечника, нейропептид Y, С-фланкирующий пептид и синаптофизин. 9,19

Изолированные исследования шейного отдела позвоночника продемонстрировали нервные волокна в передней и задней продольных связках, а также в поверхностных слоях фиброзного кольца. 7 Однако более глубокие слои фиброзного кольца и пульпозного ядра были аневральными. Интересно, что при прогрессирующей дегенерации межпозвоночный диск становится плотно иннервируемым даже в тех областях, которые в нормальных условиях не имеют иннервации, таких как внутренняя часть кольца, а иногда даже в пульпозном ядре. 9,19 Эти нервы были в основном ноцицептивными волокнами, которые могут сопровождать врастание кровеносных сосудов. 9 Механизмы, ответственные за рост нервов и гипериннервацию патологических межпозвонковых дисков, до конца не изучены. Было высказано предположение, что нейротрофины могут играть роль. Эти нейротрофины, как известно, обладают как нейротрофическими, так и нейротропными свойствами и регулируют плотность и распределение нервных волокон в периферических тканях. 19 Нейротрофины и их рецепторы экспрессируются в здоровых дисках, но значительно более высокие уровни наблюдаются в патологических дисках, что предполагает корреляцию между уровнями экспрессии нейротрофинов и плотностью иннервации в межпозвонковых дисках. 19

Дополнительные волокна были обнаружены в твердой мозговой оболочке и надкостнице, окружающей межпозвонковый диск. 4 Таким образом, любая боль, возникающая при смещении содержимого межпозвоночного диска, может возникать в результате давления на структуры, несущие чувствительные к боли нервные окончания или волокна. 7,14,20 Было также показано, что прямое попадание в переднее продольное или фиброзное кольцо вызывает боль. 14,20

Большинство волокон, иннервирующих межпозвоночный диск, являются сенсорными ноцицептивными и в меньшей степени проприоцептивными.Несколько механорецепторов присутствуют в наружных двух-трех ламеллах ламелл фиброзного кольца, чаще всего имеют морфологию, напоминающую органы сухожилия Гольджи, реже окончания Руффини и тельца Пачини. 9,19 Некоторые нервы в дисках также имеют рядом с собой глиальные опорные клетки (шванновские клетки). 4,5 Было показано, что в дегенерирующих дисках увеличивается количество органоподобных структур, напоминающих сухожилие Гольджи, а также повышается экспрессия фактора роста нервов. 9

Здоровая хрящевая замыкательная пластинка взрослого человека, как и другие гиалиновые хрящи, обычно полностью бессосудистая и аневральная. 4,5,9

Особенности поясничных межпозвонковых дисков

В поясничном отделе позвоночника находится пять межпозвонковых дисков, самый нижний из которых расположен над крестцом. По сравнению с дисками грудного и шейного отделов позвоночника поясничные диски выше и шире, их толщина составляет примерно 7–10 мм, а диаметр — 4 см (переднезадняя плоскость). 4 Морфологически диски имеют цилиндрическую форму, форма которой определяется целостностью фиброзного кольца. 21 Поясничные диски обычно имеют большую высоту спереди, чем сзади, и эта тенденция особенно заметна в пятом поясничном диске. В верхнем сегменте поясничного отдела лордоз почти полностью связан с формой диска, но в нижних поясничных областях форма тела позвонка является определяющим фактором. 7

Установлено, что межпозвоночные диски поясничного отдела иннервируются сегментарно.Нервные волокна, иннервирующие заднебоковую часть дисков, которые, как известно, являются областью с наиболее частыми поражениями у человека, исходят из ганглия задних корешков T13-L6, но в основном локализуются в нейронах дорсального ганглия L1-L2. Именно по этой причине поясничная область является основным источником дискогенной боли у человека. 19 Эти диски более уязвимы для травм, чем шейный или грудной диск, потому что они подвержены большому диапазону движений при большой осевой нагрузке.Вес тела и направленная вниз сила тяжести создают большую нагрузку на поясничную область. Аналогичная сила и осевая нагрузка прилагаются к грудному отделу, однако соединительная грудная клетка смягчает большую часть этой силы и ограничивает диапазон движений.

Было высказано предположение, что основные механизмы, способствующие поясничной радикулопатии, включают местный химический раздражитель, возникающий в результате высвобождения протеогликана из диска. Это высвобождение может затем вызвать воспалительную реакцию, аутоиммунную реакцию со стороны обнаженной ткани диска или повышенную концентрацию молочной кислоты и / или более низкий pH вокруг корешков спинномозгового нерва. 21

От L2 вниз спинномозговые нервы выходят из твердой мозговой оболочки проксимальнее, чем отверстие, через которое они проходят, с уменьшающимся углом наклона и с увеличением длины канала. 21 Поясничные нервы связаны достаточно высоко в отверстиях, так что на них не влияет дегенерированный диск на том же уровне, если только сегменты диска не перемещаются краниально. Следовательно, корешок пятого поясничного нерва будет чаще сдавливаться дегенерированным диском L4-L5, чем дегенерированным диском L5-S1. 7 Примерно 40% поражений межпозвонковых дисков поражают корешки четвертого и пятого поясничных нервов. 21

ПРЕДЛАГАЕМЫЕ ЧТЕНИЯ

  • Arslan M, Cömert A, Açar Hİ и др. Отношения между нервным корнем и поясничным диском в межпозвоночном отверстии с хирургической точки зрения: анатомическое исследование // Клиник Анат. 2012; 25 (2): 218-223.
  • Арслан М., Кёмерт А., Ачар ХИ и др. Нервно-сосудистые структуры, прилегающие к поясничным межпозвоночным дискам: анатомическое исследование их морфометрии и взаимоотношений.J Neurosurg Spine. 2011; 14 (5): 630-638.
  • Bailey RW, Sherk HH, Dunn EJ, et al. Шейный отдел позвоночника. Филадельфия, Пенсильвания: Липпинкотт; 1983.
  • Смит GW, Робинсон Р.А. Лечение некоторых заболеваний шейного отдела позвоночника путем переднего удаления межпозвоночного диска и межтелового спондилодеза. J Bone Joint Surg Am. 1958; 40 (3): 607-624.

ССЫЛКИ

  1. Хой Д., Марч Л., Брукс П. и др. Глобальное бремя боли в пояснице: оценки из исследования Global Burden of Disease 2010.Ann Rheum Dis. 2014; 73 (6): 968-974.
  2. Daly C, Ghosh P, Jenkin G, Oehme D, Goldschlager T. Обзор моделей дегенерации межпозвоночного диска на животных: патофизиология, регенерация и перевод в клинику. BioMed Res Int. 2016; 2016: 5952165.
  3. Sivakamasundari, Lufkin T. Преодоление разрыва: понимание эмбрионального развития межпозвонковых дисков. Cell Dev Biol. 2012; 1 (2): 103.
  4. Urban JP, Робертс С. Дегенерация межпозвонкового диска. Arthritis Res Ther.2003; 5 (3): 120-130.
  5. Радж PP. Межпозвоночный диск: анатомия-физиология-патофизиология-лечение. Pain Pract. 2008; 8 (1): 18-44.
  6. Богдук Н. Анатомические основы болевых синдромов в позвоночнике. J Manipulative Physiol Ther. 1995; 18 (9): 603-605.
  7. DePalma AF, Rothman RH. Межпозвоночный диск. Филадельфия, Пенсильвания: W.B. Компания Сондерс; 1970.
  8. Coventry MB. Анатомия межпозвоночного диска. Clin Orthop Relat Res. 1969; 67: 9-15.
  9. Tomaszewski KA, Saganiak K, Gładysz T, Walocha JA.Биология межпозвоночного диска человека и его замыкательных пластинок. Фолиа Морфол (Варшава). 2015; 74 (2): 157-168.
  10. Элен Х.В., Буэленс Л.А., Форткамп А. Передача сигналов ежа в развитии скелета. Врожденные дефекты Res C Embryo Today. 2006; 78 (3): 267-279.
  11. Sadler TW. Медицинская эмбриология Лангмана. 10-е изд. Филадельфия, Пенсильвания: Липпинкотт Уильямс и Уилкинс; 2012.
  12. Богдук Н. Клиническая анатомия поясничного отдела позвоночника и крестца. 3-е изд. Нью-Йорк, Нью-Йорк: Черчалл Ливингстон; 1997 г.
  13. Larsen WJ. Эмбриология человека. 3-е изд. Филадельфия, Пенсильвания: Черчилль Ливингстон; 2001.
  14. Каминс МБ, О’Лири PR. Поясничный отдел позвоночника. Нью-Йорк, Нью-Йорк: Raven Press; 1987.
  15. Vora AJ, Doerr KD, Wolfer LR. Функциональная анатомия и патофизиология осевой боли в пояснице: диск, задние элементы, крестцово-подвздошный сустав и связанные с ними генераторы боли. Phys Med Rehabil Clin N Am. 2010; 21 (4): 679-709.
  16. Ланг Дж. Клиническая анатомия шейного отдела позвоночника. Нью-Йорк: Тиме; 1993 г.
  17. Богдук Н., Тайнан В., Уилсон А.С. Подача нервов к поясничным межпозвоночным дискам человека. J Anat. 1981; 132 (Pt 1): 39-56.
  18. Hirsch C, Ingelmark BE, Miller M. Анатомическая основа боли в пояснице. Исследования наличия сенсорных нервных окончаний в связках, капсулах и структурах межпозвонковых дисков в поясничном отделе позвоночника человека. Acta Orthop Scand. 1963; 33: 1-17.
  19. Гарсия-Косамалон Дж., Дель Валле, штат Мэн, Калавиа, М.Г. и др. Межпозвоночный диск, сенсорные нервы и нейротрофины: кто есть кто при дискогенной боли? J Anat.2010; 217 (1): 1-15.
  20. Compere EL. Происхождение, анатомия, физиология и патология межпозвонкового диска. Instr Course Lect. 1961; 18: 15-20.
  21. Даттон М. Оценка ортопедического осмотра и вмешательство. 2-е изд. Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: McGraw-Hill Global Education Holdings; 2008.

Межпозвонковые диски — Институт Эйнсворта

Между телами каждого позвонка находится подушка, называемая межпозвоночным диском. Эти диски составляют значительную часть высоты позвоночного столба около 25-30%.Помимо увеличения высоты, каждый диск играет жизненно важную роль, поглощая напряжение и удары, которые тело испытывает во время движения, и предотвращает трение позвонков друг о друга.
Несмотря на то, что межпозвоночные диски играют ключевую роль в функции позвоночника, их доступ к кровоснабжению организма практически отсутствует. Каждый диск поглощает необходимые им питательные вещества посредством осмоса. Именно этот уменьшенный кровоток делает диски уязвимыми для повреждений и замедляет восстановление и заживление после травм.Это повреждение может возникнуть как в результате острой травмы, так и в результате хронической дегенерации.
Каждый диск состоит из двух частей:

  • Пульпозное ядро ​​ — мягкая средняя часть диска
  • Фиброз кольца — внешнее кольцо, которое окружает и удерживает пульпозное ядро ​​

По обе стороны от диска находится хрящевая концевая пластинка, которая действует как соединение между диском и телом позвонка. [1], [2]

Пульпозное ядро ​​
Центральная часть каждого межпозвонкового диска является структура, известная как пульпозное ядро ​​- гелеобразное эластичное вещество.Вместе с фиброзом фиброзного кольца пульпозное ядро ​​помогает снизить и смягчить нагрузку и вес от позвонка к позвонку.
Структурные компоненты пульпозного ядра аналогичны фиброзному кольцу. Это набор молекул, объединенных в матрицу, состоящую из:

  • Вода
  • Протеогликаны
  • Коллаген II типа
  • Гиалуроновая кислота
  • Гликозаминогликаны

Разница между ядром и кольцом заключается в концентрации каждого из этих веществ.Ядро содержит больше воды, чем кольцевое пространство — чем больше воды, тем большую амортизацию или амортизацию будет иметь диск и тем большую высоту будет поддерживать каждый диск. Эта вода приведет к тому, что диски станут ярко-белыми на изображении T2 MRI. Повреждение диска может привести к тому, что вода будет выходить или вытекать из диска, и диск будет казаться темным на МРТ (причины DDD см. Ниже — Патология ). Этот недостаток воды уменьшит высоту диска и увеличит нагрузку, а также количество веса, передаваемого на позвоночник позвоночника — также известное как дегенеративное заболевание диска (DDD)

Фиброзное кольцо
Кольцо представляет собой прочную шиноподобную структуру, которая окружает гелеобразный центр, пульпозное ядро.Кольцо улучшает вращательную стабильность позвоночника и помогает противостоять сжимающему напряжению. Межпозвоночные диски — самые большие структуры в организме без кровоснабжения. Как упоминалось выше, диски зависят от осмоса, чтобы получать питательные вещества, необходимые для выживания и поддержания своего здоровья.
Кольцевое пространство содержит воду, но меньше, чем ядро. Он также содержит слои прочных эластичных коллагеновых волокон. Эти волокна ориентированы под разными углами по горизонтали, аналогично конструкции радиальной шины.Коллаген в этих волокнах состоит из фиброзных пучков, состоящих из белка, связанного вместе протеогликановым гелем.
Фиброзное кольцо состоит из внешней плотной кольцевой фиброзной ленты и внутреннего фиброзно-хрящевого слоя. Волокна внешнего слоя, также известные как волокна Шарпея, вставляются в кольцевые апофизы.
Кольцевидный разрыв, как видно на МРТ

Хрящевая концевая пластинка состоит из гиалинового хряща, который плотно прилегает к концевой пластине позвонка. [3], [4]
Разрыв в фиброзном кольцевом пространстве известен как кольцевой разрыв .Обычно они являются следствием травмы и могут быть чрезвычайно болезненными. Более крупные разрывы, перфорации или слабые места внутри фиброзного кольца могут нарушить удержание ядра, вызывая его выпячивание или грыжу за пределы фиброзного кольца, что приводит к выпуклости диска или грыже диска.

Концевые пластины
Верхняя (верхняя) и нижняя (нижняя) тела каждого позвонка покрыты концевой пластиной. Замковые пластинки — это сложные структуры, которые переходят в межпозвоночный диск и помогают удерживать диск на месте.

Межпозвоночный диск: определение, функция и заболевание — видео и стенограмма урока

Функция

Между отдельными позвонками в шейном, грудном и поясничном отделах (не в крестце и копчике) расположены подушечки овальной формы из волокнистого хряща, которые называются межпозвоночными дисками .

Диски имеют прочное внешнее покрытие из хряща, которое обеспечивает опору (фиброзное кольцо), и мягкий, желеобразный центр, который обеспечивает амортизацию (пульпозное ядро).

Межпозвоночные диски выполняют следующие функции:

  1. Они обеспечивают амортизацию позвонков и снижают нагрузку, вызванную ударами. Отделяя позвонки друг от друга, они действуют как амортизатор для позвоночника.
  2. Они помогают защитить нервы, идущие по позвоночнику и между позвонками.
  3. Они увеличивают гибкость позвоночника и позволяют сгибаться в талии, не втирая позвонки друг в друга.

Травмы

Межпозвоночные диски уязвимы для различных травм. Наиболее часто встречается грыжа межпозвоночного диска (также известная как выпуклый диск или смещенный диск). Грыжа межпозвоночного диска обычно возникает в более позднем возрасте. По мере того как диски стареют, они начинают разрушаться, и когда человек подвергает их чрезмерной нагрузке, например, поднимает что-то тяжелое на талии, а не на ногах, они могут разорваться, разорваться, и желеобразный центр выйдет наружу. Желе может раздражать окружающие нервы и вызывать их воспаление.Это воспаление может оказывать давление на нервы, что приводит к болям в спине. Грыжу межпозвоночного диска можно диагностировать несколькими способами, включая сердцебиение (ощупывание позвоночника) или рентген и МРТ. Лечение грыжи межпозвоночного диска может быть таким же простым, как отдых и заживление, прием противовоспалительных препаратов для уменьшения отека, а в некоторых крайних случаях может быть выполнено хирургическое вмешательство для устранения повреждения.

Болезнь

У некоторых людей диски также подвержены болезням.Старение может привести к сужению позвоночника, промежутков между дисками и отверстия, через которое проходит спинной мозг. Это состояние известно как стеноз позвоночного канала . При стенозе позвоночника диски сужаются и сжимаются, и это сжатие может вызвать грыжу межпозвоночного диска даже без чрезмерного давления на спину. Диски также уязвимы для артрита. Остеоартрит вызывает дегенерацию хрящей между суставами, и, хотя он чаще всего встречается в руках, коленях и плечах, он может поражать межпозвоночные диски и вызывать их разрушение.

Другой более серьезный тип артрита, называемый ревматоидным артритом , поражает фиброзное внешнее покрытие хряща в суставах. Это сложнее лечить, потому что этот тип артрита является аутоиммунным заболеванием, что означает, что иммунная система организма атакует собственные ткани, в данном случае хрящи в суставах. Лечение всех этих состояний включает прием противовоспалительных препаратов, выполнение упражнений для укрепления спины, возможное хирургическое вмешательство, а при ревматоидном артрите лечение может включать лекарства, подавляющие или замедляющие иммунную систему.

Краткое содержание урока

Позвоночник состоит из 33 позвонков, каждый из которых разделен подушечками из волокнистого хряща, которые называются межпозвоночными дисками . Диски обеспечивают амортизацию позвоночника и снижают нагрузку от ударов. Они также обеспечивают некоторую гибкость, позволяя наклоняться в талии. Межпозвоночные диски уязвимы для травм и могут разорваться под действием нагрузки, что приводит к образованию грыжи диска . У некоторых людей с возрастом позвоночник дегенерирует и вызывает стеноз позвоночного канала , что приводит к уменьшению размеров дисков.Диски также уязвимы для артрита, который может истирать хрящи между позвонками и вызывать боль в спине. Диагностика и лечение этих состояний включают сердцебиение позвоночника, визуализацию позвоночника с помощью рентгена или МРТ, прием противовоспалительных препаратов, упражнения для укрепления спины и, в худшем случае, операцию по устранению повреждений.

Заявление об отказе от ответственности в отношении медицинских вопросов: Информация на этом сайте предназначена только для вашего сведения и не заменяет профессиональные медицинские консультации.

Ваш позвоночник: межпозвонковые диски | Спинной мозг

Позвоночный столб

Позвоночный столб представляет собой прочную, гибкую костную структуру, которая защищает спинной мозг и нервы, поддерживает вес тела и позволяет принимать вертикальное положение.

Он состоит из 33 костей, называемых позвонками. Есть 7 шейных, 12 грудных, 5 поясничных, 5 крестцовых и 4 копчиковых позвонков. Они накладываются друг на друга, образуя прочную и гибкую опору.Шейный, грудной и поясничный позвонки разделены и могут двигаться индивидуально.

SpineJet и его преимущества, альтернативные традиционной хирургии . Вы страдаете от боли в пояснице в поясничном отделе? Откройте для себя альтернативу традиционной хирургии с использованием высокоскоростной воды (SpineJet). Посетите страницу SpineJet, чтобы узнать больше.

5 крестцовых позвонков сливаются вместе, образуя крестец, а 4 копчиковых позвонка сливаются, образуя копчик или копчик.Крестец и копчик не способны к индивидуальному движению.

При взгляде сбоку позвоночник имеет слегка S-образную форму. Эти кривые похожи на пружины и помогают распределять механическое напряжение при движении тела.

Позвонки пронумерованы от верха позвоночника до низа. Когда врач обсуждает конкретный позвонок, его расположение сокращается. Например, L-5 — это пятый поясничный позвонок.

Межпозвонковые диски

Почти все позвонки расположены между подушкообразными дисками, также называемыми межпозвоночными дисками.Эти диски амортизируют позвонки и действуют как амортизаторы.

Межпозвоночные диски самые большие и толстые в поясничной области, потому что на эти позвонки приходится большая часть веса тела. Диски самые тонкие в верхнегрудном отделе.

Межпозвоночные диски состоят из 2 частей. Кольцо представляет собой жесткую волокнистую внешнюю стенку, которая окружает мягкий гелеобразный центр, называемый пульпозным ядром.

Спинной мозг

Спинной мозг проходит через середину позвоночного столба, где он надежно защищен.Он начинается у основания черепа и обычно заканчивается между первым и вторым поясничными позвонками.

Слева и справа между каждым позвонком образуется окно, называемое нейрофораменом. Нервный корешок проходит через эти отверстия и продолжается к органам, мышцам и конечностям по всему телу.

Спинальные связки и сухожилия

Спинные связки — это прочные волокнистые ткани, которые соединяют кости, хрящи и другие структуры, поддерживая систему позвоночника.Связки прикрепляются к телам позвонков, чтобы предотвратить чрезмерное изгибание позвоночника в любом направлении.

Сухожилия — это прочные тканевые ленты, которые прикрепляют мышцы к кости.

Мышцы позвоночника

Мышцы, наряду с поддерживающей системой связок, контролируют способность позвоночника сохранять равновесие и стабильность, когда ваше тело стоит или движется.

Нестабильность позвоночника возникает, когда связки, мышцы и диски не могут поддерживать межсегментарный контроль в ответ на физиологические нагрузки или стрессы.

Минимально инвазивная процедура SpineJet

SpineJet был специально разработан для работы с ядром, чтобы обеспечить адекватную декомпрессию диска при грыже межпозвоночного диска. Обратитесь к странице вариантов лечения, чтобы узнать больше об этой новой минимально инвазивной процедуре.

Ядро межпозвоночного диска от развития до дегенерации1 | Интегративная и сравнительная биология

Аннотация

Ядро межпозвоночного диска у человека с возрастом претерпевает самые драматические изменения, чем любая хрящевая ткань.Он происходит от хорды. У плода и младенца ядро ​​содержит активно делящиеся и биосинтетически активные хордовые клетки. Протеогликаны и другие полученные матричные компоненты имеют высокое осмотическое давление, впитывают воду и поддерживают гидратированную структуру, которая, хотя и имеет небольшую механическую прочность, имеет высокое давление набухания, которое поддерживает тургор диска. У некоторых видов хордовые клетки и пульпозное слизистое ядро ​​сохраняются на протяжении всей взрослой жизни. Однако примерно к 4 годам у людей хордовые клетки исчезли, и их заменили клетки хондроцитарного вида, но неизвестного происхождения.Эти клетки продолжают вырабатывать протеогликаны, но также синтезируют значительное количество коллагена. Ядро становится более твердым, менее гидратированным и теряет свой прозрачный вид. Плотность клеток взрослого ядра очень низкая, клетки занимают менее 0,5% объема ткани; Таким образом, каждая клетка должна перевернуть и поддерживать большой домен внеклеточного матрикса. Плотность живых клеток уменьшается с возрастом, возможно, из-за проблем с питанием этой большой бессосудистой ткани.Концентрация протеогликана также падает, и гидратация ядра заметно снижается, диск меняет цвет и во многих случаях образуются щели и трещины. У большинства взрослых ядро ​​диска со временем дегенерирует до стадии, когда оно больше не может выполнять свою механическую роль.

ВВЕДЕНИЕ

Межпозвоночные диски выполняют механическую роль. Это суставы позвоночника, позволяющие ему изгибаться и скручиваться во всех направлениях. Они выдерживают сжимающие нагрузки, возникающие из-за веса тела и мышечного напряжения, и прикрепляют одно тело позвонка к другому.Однако то, как диски выполняют эти механические задачи, зависит от организации и состава основных макромолекул, из которых состоит эта ткань, коллагенов и протеогликанов. Состав диска значительно изменяется во время развития, роста, старения и дегенерации, что, в свою очередь, меняет то, как диски реагируют на изменения механического напряжения. Поскольку диски занимают около одной трети длины позвоночного столба, изменения в поведении диска могут повлиять на другие структуры позвоночника, такие как связки и мышцы.В этом обзоре основное внимание будет уделено пульпозному ядру человека и обсуждению его основных биохимических компонентов в связи с их функциональной ролью, показывая, как изменения в процессе развития и старения могут влиять на биомеханическое поведение ядра и, следовательно, всего диска.

Макромолекулы диска создаются клетками диска, и изменения в составе в конечном итоге возникают в результате изменений клеточного метаболизма. Поэтому мы также кратко рассмотрим факторы, такие как поступление питательных веществ и механическая нагрузка, которые, как известно, влияют на клеточную активность и могут быть вовлечены в этиологию дегенерации диска.

СТРУКТУРА И СОСТАВ ДИСКА

Межпозвоночные диски лежат между телами позвонков, отделены от них тонкой хрящевой замыкательной пластиной и состоят из двух основных областей: внутренней, мягкой и сильно гидратированной структуры, пульпозного ядра и внешнего твердого коллагенового фиброзного кольца, состоящего из концентрических ламели, окружающие ядро ​​(рис. 1). Они состоят из пучков коллагеновых волокон, идущих под углом от одного тела позвонка к другому и прочно прикрепляющих их к кости или хрящевой замыкательной пластине.Угол коллагеновых пучков чередуется между последовательными ламелями, образуя перекрестно-переплетенную и усиленную структуру (Hukins 1984).

Три основных компонента диска — это вода, фибриллярные коллагены и аггрекан, крупный агрегирующий протеогликан, состоящий из белкового ядра, к которому ковалентно присоединены до 100 цепей высокосульфатированных гликозаминогликанов (ГАГ), в основном хондроитин и кератансульфат (Muir , 1995). Пропорции и организация этих компонентов значительно различаются в зависимости от положения на диске, при этом ядро ​​имеет более высокую концентрацию аггрекана и воды и более низкое содержание коллагена, чем другие области диска.Фибриллярные коллагены также изменяются по всему диску, при этом ядро ​​содержит только коллаген типа II, в то время как оба типа I и тип II обнаруживаются в кольце (Eyre and Muir, 1977). Также были описаны изменения в составе позвоночника, хотя они были менее хорошо охарактеризованы. Пропорции аггрекана и воды в ядре резко падают с возрастом, тогда как доля коллагена увеличивается; аналогичное изменение наблюдается в вырожденных дисках. Эти изменения, по-видимому, являются результатом потери аггрекана, а не увеличения количества продуцируемого и отложенного коллагена (Antoniou et al., 1996 б ).

Ядро содержит много других компонентов, помимо коллагена II типа и аггрекана. Несколько минорных коллагенов были обнаружены в определенных местах вокруг клеток (тип IX, тип VI, тип III), что предполагает их функциональную роль (Roberts et al., 1991 b ; Nerlich et al., 1997). Небольшие протеогликаны, такие как декорин, бигликан, люмикан и фибромодулин, были обнаружены в ядре, хотя и в более низких концентрациях, чем в кольце (Sztrolovics et al., 1999). Другие белки и гликопротеины, такие как эластин и фибронектин, также присутствуют, но не были хорошо охарактеризованы (Melrose and Ghosh, 1988).

Диск также содержит ферменты, которые могут разрушать макромолекулярные компоненты (Melrose and Ghosh, 1988). Поскольку эти протеазы расщепляют молекулы, такие как коллаген и аггрекан, в определенных сайтах, антитела против этих «неоэпитопов» использовались в качестве маркеров деградации и обмена в диске (Antoniou et al., 1996 a ; Sztrolovics et al. al., 1997). С возрастом и дегенерацией диска уровень активных протеаз, присутствующих в диске, увеличивается, подтверждая предполагаемую их роль в обновлении и деградации дискового матрикса (Crean et al., 1997). Более подробная информация о составе дисков и биохимии представлена ​​в недавних обзорах (Oegema, 1993; Urban and Roberts, 1996; Johnstone and Bayliss, 1995).

РАЗРАБОТКА ДИСКОВОГО ЯДРА ИЗ НОТОХОРДА

Межпозвоночные диски эмбриологически развиваются как из мезенхимы (фиброзное кольцо), так и из хорды (пульпозного ядра) (Walmsley, 1953).Мезенхимальная ткань, окружающая палочковидную хорду, начинает сегментировать у человеческого плода примерно на 5-6 неделе беременности, с регулярно расположенными конденсациями, которые экспрессируют ген Pax, HuP48, в конечном итоге формируя фиброзное кольцо будущих межпозвонковых дисков; неконденсированные области образуют будущие тела позвонков (Theiler, 1988; Goto and Uhthoff, 1986). Вскоре после конденсации обе области начинают образовывать гиалиновый хрящ, и параллельно с процессом хондрификации хорда увеличивается между телами позвонков, образуя пульпозное ядро ​​будущих межпозвонковых дисков, и исчезает в областях, где развиваются позвонки. (Тейлер, 1988; Уолмсли, 1953).

Нотохордальное пульпозное ядро, хотя и богато типичными компонентами хряща и дискового матрикса, такими как сульфатированные гликозаминогликаны (ГАГ) и гиалуронан, как было показано, продуцирует белки, отличные от белков других хрящевых или дисковых клеток (Gotz et al., 1995) . Хордальные клетки экспрессируют коллаген типа IIA, дифференциально сплайсинговую форму коллагена типа II, типичную для прехондроцитов, а не альтернативный коллаген типа IIB, который экспрессируется зрелыми хондроцитами; они также экспрессируют мРНК, такие как версикан и декорин, более характерные для фибробластов (Sandell, 1994).Наконец, хордальные клетки также продуцируют большой протеогликан хондроитинсульфата, который, хотя и является продуктом гена аггрекана, отличается от аггрекана и не содержит кератансульфата, возможно, в результате посттрансляционных механизмов (Domowicz et al., 1995).

ЯЧЕЙКИ ДИСКА

У некоторых животных хордовые клетки сохраняются в ядре диска на протяжении всей жизни (Butler, 1989). У этих видов (, например, грызунов, кошек и собак, не являющихся хондродистрофами) диски остаются полупрозрачными и полужидкими с высокой долей сульфатированных ГАГ и низким содержанием коллагена.Однако у других видов хордовые клетки практически исчезли к моменту рождения (, например, лошадей) или, как у людей, исчезают в течение первых нескольких лет жизни (Butler, 1989; Walmsley, 1953). В настоящее время неизвестно, развиваются ли у этих видов хордальные клетки в хондроцитоподобные клетки пульпозного ядра, наблюдаемые у этих видов, или они отмирают и заменяются клетками, мигрирующими из внутреннего кольца или замыкательной пластинки (Trout et al. ., 1982; Уолмсли, 1953).

Зрелый межпозвоночный диск человека имеет очень низкую плотность клеток по сравнению с другими тканями, при этом клетки занимают приблизительно 0,25–0,5% от объема ткани. В дисках взрослого человека или крупного рогатого скота клетки ядра и внутреннего кольца подобны хондроцитам, имеют округлую форму и заключены в капсулу (Roberts et al., 1991 a ); Однако в отличие от хондроцитов они содержат заполненные цитоплазмой отростки (Errington et al., 1998). Напротив, клетки внешнего кольца тонкие и вытянуты вдоль коллагеновых фибрилл, скорее как клетки сухожилий (Postacchini et al., 1984). У взрослых большая часть клеток в ядре кажется некротическими (Trout et al., 1982).

Хотя в диске так мало клеток, их роль жизненно важна для здоровья диска, поскольку они синтезируют и поддерживают соответствующий макромолекулярный состав, производя протеогликаны и другие молекулы на протяжении всей жизни. Они также продуцируют протеазы и их ингибиторы. Диск остается здоровым, а скорость синтеза и распада макромолекул находится в равновесии.Однако, если скорость разрушения увеличивается по сравнению с синтезом, матрица диска в конечном итоге разрушается, и диск вырождается.

Активность дисковых клеток может регулироваться факторами роста и цитокинами (Thompson et al., 1991; Shinmei et al., 1988) и физическими факторами, такими как механическое напряжение, как обсуждается ниже. Подача питательных веществ в бессосудистый диск также значительно влияет на клеточный метаболизм (Ohshima and Urban, 1992), и потеря питания питательными веществами из-за структурных изменений замыкательной пластинки хряща считается основной причиной дегенерации диска (Nachemson et al., 1970 b ; Урбан и Робертс, 1995).

ИЗМЕНЕНИЯ В ДИСКОВОМ ЯДРЕ С ВОЗРАСТОМ

По мере исчезновения популяции хордовых клеток ядро ​​теряет студенистый вид и полупрозрачность. Состав внеклеточного матрикса ядра становится более похожим на хрящ, а у ребенка и молодого взрослого он белый и непрозрачный, состоит в основном из высокой концентрации аггрекана, заключенного в тонкую сеть фибрилл коллагена II.

С возрастом наблюдаются большие изменения внешнего вида ядра диска взрослого; ядро становится менее гидратированным и более коллагеновым.Он обесцвечивается, меняя цвет от белого до желто-коричневого из-за накопления продуктов неферментативного гликозилирования; они также могут образовывать поперечные связи между полипептидными цепями и могут изменять механические свойства ткани, снижая гибкость (Hormel and Eyre, 1991). Антитела к стабилизированным и процессированным формам этих продуктов (CML) показали, что они присутствуют даже в молодых (13 лет) дисках, но накапливаются с возрастом (Nerlich et al., 1997). С возрастом граница между ядром и кольцом становится все более размытой, а кольцевые кольца утолщаются и кажутся более дезорганизованными (Coventry et al., 1945). Коллаген типа X обнаружен в матриксе пожилых людей и в сколиотических дисках и может быть связан с аномальной кальцификацией в этих областях (Nerlich et al., 1997). Со временем появляются трещины и трещины в замыкательной пластине, ядре и кольцевом пространстве, а диск утончается и деформируется. На последних стадиях дегенерации или старения матрикс почти исчезает, замещаясь дезорганизованным рубцом или грануляционной тканью (Thompson et al., 1990; Vernon-Roberts, 1992). Старение сложно отличить от патологических изменений, и в настоящее время нет четких маркеров, морфологических или биохимических, позволяющих отличить эти два процесса.

МАКРОМОЛЕКУЛЯРНАЯ ФУНКЦИЯ

Резкие изменения в составе диска в течение жизни сильно влияют на его механическую роль, как это видно на модели хрящевой ткани (Broom and Marra, 1985), состоящей из струнной сети, заполненной воздушными шарами. Воздушные шары надувают сеть, натягивая веревку, в то время как веревка удерживает шары на месте. Ни один из компонентов сам по себе не способен выдержать нагрузку; веревка рухнет, и воздушные шары разлетятся.Однако вместе они могут выдерживать растягивающие и сжимающие нагрузки со степенью деформации, зависящей от нагрузки, архитектуры и узлов (поперечных связей) струнной сети, а также количества и степени надувания баллонов. Сеть, содержащая несколько гибких воздушных шаров, деформирует более одного наполненного сильно надутыми шарами. В ткани коллагеновая сеть принимает на себя роль нити с вариациями ее переплетения, определяющими ее механическое поведение (Hukins, 1984). Роль баллонов выполняет вода, втягиваемая в ткань за счет высокого давления набухания, возникающего в основном из-за осмотических свойств протеогликанов (Urban et al., 1979).

Давление и развитие набухания протеогликанов

Эти механические функции протеогликанов и коллагена играют важную роль в развитии. Жесткая коллагеновая оболочка хорды сопротивляется осмотическому набуханию хорды. Возникающее в результате повышение внутреннего давления позволяет хорде удлиняться и выпрямляться, не сгибаясь окружающими тканями (Adams et al., 1990). Развитие давления внутри хорды из-за ограничений, налагаемых окружающей хрящевой оболочкой, также необходимо для образования межпозвонковых дисков; это механическое давление заставляет хордовые клетки мигрировать из тел позвонков в предполагаемую область межпозвоночного диска и таким образом формировать пульпозное ядро ​​(Theiler, 1988; Rufai et al., 1995). Межпозвоночные диски не образуются у мышей с аномальными коллагенами и, следовательно, с ослабленным хрящом, который неспособен оказывать необходимый механический раздражитель на хорду (Aszodi et al., 1998).

Содержание аггрекана и диска

Осмотическое давление аггрекана возникает в основном из-за сильно сульфатированных цепей ГАГ, которые придают матрице высокий отрицательный фиксированный заряд. Концентрация фиксированных отрицательных зарядов определяет концентрацию внеклеточных ионов в ткани через равновесие Гиббса-Доннана (Maroudas and Evans, 1974).Таким образом, положительно заряженные молекулы, такие как небольшие катионы, притягиваются к ткани, чтобы уравновесить отрицательные заряды ГАГ, в то время как отрицательно заряженные молекулы в некоторой степени отталкиваются. В центре нормального диска [Na + ] составляет около 400 мм, а [Cl-] составляет около 80–100 мм по сравнению с концентрацией около 140 мм для обоих ионов в сыворотке. Концентрация катионов и анионов напрямую зависит от локальной концентрации ГАГ. Осмотическое давление, создаваемое этими ионами, в основном отвечает за давление набухания диска; размер цепей ГАГ или целостность молекулы аггрекана мало влияет на осмотическое давление тканей (Urban et al., 1979).

Содержание воды в диске зависит как от содержания аггрекана, так и от давления, оказываемого на диск внешними нагрузками. Давление на диск возникает больше из-за мышечной активности, чем из-за веса тела, и, следовательно, зависит от позы и движения. В поясничных дисках человека давление минимально в положении лежа на животе (около 0,1–0,2 МПа) и увеличивается в 5–8 раз при стоянии или сидении (Nachemson and Elfstrom, 1970). Чтобы поддерживать осмотическое равновесие, жидкость выражается по мере увеличения давления, но из-за размера диска и низкой гидравлической проницаемости потеря воды происходит медленно, и уравновешивание занимает много часов; диск таким образом редко достигает осмотического равновесия.У людей около 20-25% воды в диске выделяется из-за высоких нагрузок, вызываемых напряжением мышц во время дневной активности; эта вода восстанавливается во время снижения нагрузки в ночное время в состоянии покоя (Boos et al., 1993). Считается, что это циклическое изменение содержания жидкости отвечает за колеблющуюся длину позвоночника, которая утром на 1-2 см длиннее, чем вечером (DePuky, 1935), в то время как увеличение гидратации диска в условиях невесомости также может объяснять Увеличение высоты на 5 см в космическом полете (Браун, 1977).

В дисках, содержащих клетки хордального ядра, содержание коллагена в ядре очень низкое, диски остаются сильно гидратированными на протяжении всей жизни и, таким образом, действуют гидростатически при нагрузке, равномерно распределяя давление на соседнее кольцевое пространство и замыкательную пластину; эти диски редко показывают признаки дегенерации, такие как щели в кольцевом пространстве или замыкательной пластинке (Bray and Burbidge, 1998). Однако у людей и некоторых животных содержание аггрекана / сухой вес ядра уменьшается с возрастом, как и гидратация (рис.2). Ядро в конечном итоге больше не действует гидростатически (McNally, 1995), поэтому кольцевое пространство и замыкающая пластина подвергаются высоким точечным напряжениям, которые могут привести к трещинам и трещинам, наблюдаемым в вырожденных дисках. Кроме того, поскольку гидравлическая проницаемость увеличивается с потерей аггрекана, а также при более низком содержании жидкости, дегенеративные диски будут быстрее терять эту жидкость под нагрузкой. Поскольку вода является основным компонентом диска, потеря жидкости приводит к снижению высоты диска и аномальной нагрузке на другие структуры позвоночника, такие как апофизарные суставы (рис.3) (Адамс и др., , 1990).

ВЛИЯНИЕ МЕХАНИЧЕСКОГО НАПРЯЖЕНИЯ НА ФУНКЦИЮ ЯЧЕЙКИ

Диск постоянно подвергается воздействию различных механических сил. Считается, что длительное воздействие тяжелых механических нагрузок является еще одним фактором, ведущим к дегенерации диска. Было высказано предположение, что в нормальных условиях диск подвергается закону Вольфа, , то есть приложенное напряжение влияет на клеточную активность, и диск ремоделируется, создавая матрицу, которая минимизирует напряжение (Brickley-Parsons and Glimcher, 1984).Некоторые исследования показали, что на матричный синтез и продукцию протеиназ дисковыми клетками могут влиять механические сигналы, такие как гидростатическое давление (рис. 4) (Handa et al., 1997; Ishihara et al., 1996), изменение содержания жидкости (Ohshima et al., 1995); (Ishihara et al., 1997) и растянуть (Matsumoto et al., 1999). Эти сигналы приводят к изменениям продукции как протеогликанов, так и протеаз и, таким образом, потенциально могут влиять на обновление матрикса.Однако в настоящее время трудно соотнести эти результаты с реакцией диска на загрузку in vivo. Исследования на животных, однако, показали, что диск реагирует на длительные изменения нагрузки (Stokes et al., 1996) и что высокие уровни статического сжатия могут вызывать дегенерацию диска (Lotz et al., 1998).

ВЫВОДЫ

Биомеханические реакции диска зависят от его макромолекулярного состава, который в конечном итоге регулируется активностью клеток диска.Таким образом, состояние диска зависит от способности клеток производить матрицу, подходящую для механических нагрузок, с которыми обычно сталкиваются.

Дегенерация может происходить из-за потери питания клеток или из-за того, что клетки не могут адекватно реагировать на несоответствующие механические или химические сигналы. В настоящее время факторы, регулирующие поведение дисковых клеток, изучены недостаточно, и пока эта область не будет изучена лучше, проблема дегенерации диска у человека и других видов не будет решена.

1

Из симпозиума Функция и эволюция оси позвоночных , представленная на Ежегодном собрании Общества интегративной и сравнительной биологии, 6–10 января 1999 года в Денвере, штат Колорадо.

Рис. 1. Схематический вид межпозвоночного диска с разрезом, чтобы показать субхондральную пластинку и прилегающие структуры (адаптировано из Urban and Roberts, 1995. (a) тело позвонка (b) замыкательная пластинка хряща (c) пульпозное ядро ​​(d) фиброзное кольцо (д) апофизарный сустав.

Рис. 1. Схематическое изображение межпозвоночного диска с разрезом, чтобы показать субхондральную пластину и прилегающие структуры (адаптировано из Urban and Roberts, 1995. (a) тело позвонка (b) хрящевая замыкательная пластинка (c) пульпозное ядро ​​(d) кольцо fibrosus (e) апофизарный сустав.

Рис. 2. Изменения с возрастом и уровнем позвоночника в поясничных дисках человека. (а). Изменения фиксированной плотности заряда как меры концентрации аггрекана. (б). Изменения содержания воды. (C). Изменение давления набухания дисков L3 – L4.При том же прилагаемом давлении содержание воды в 95-летнем диске намного ниже, чем в 35-летнем диске.

Рис. 2. Изменения с возрастом и уровнем позвоночника в поясничных дисках человека. (а). Изменения фиксированной плотности заряда как меры концентрации аггрекана. (б). Изменения содержания воды. (C). Изменение давления набухания дисков L3 – L4. При том же прилагаемом давлении содержание воды в 95-летнем диске намного ниже, чем в 35-летнем диске.

Рис. 3. Схематическое изображение эффекта потери высоты с нагрузкой на другие структуры позвоночника (адаптировано из Adams et al., 1990). Дегенеративный диск (B) показывает потерю высоты диска по сравнению с нормальным диском (A) с выпуклостью диска, (a) выпучиванием связок и (b) потерей апофизарной суставной щели.

Рис. 3. Схематическое изображение эффекта потери высоты с нагрузкой на другие структуры позвоночника (адаптировано из Adams et al. , 1990) Дегенеративный диск (B) показывает потерю высоты диска по сравнению с нормальным диском ( А) с выпуклостью диска, (а) коробление связок и (б) потеря апофизарной суставной щели.

Рис. 4. Влияние гидростатического давления на скорость синтеза аггрекана в ядре межпозвонкового диска. Физиологическое давление (3 МПа) стимулирует синтез по сравнению с контрольной тканью без давления, тогда как высокое давление (7,5 МПа) ингибирует его (адаптировано из Ishihara et al., 1997).

Рис. 4. Влияние гидростатического давления на скорость синтеза аггрекана в ядре межпозвонкового диска. Физиологическое давление (3 МПа) стимулирует синтез относительно негерметичной контрольной ткани, тогда как высокое давление (7.5 МПа) ингибируют его (адаптировано из Ishihara et al., 1997).

Работа выполнена при поддержке ARC (U0507).

Список литературы

Адамс

,

D.S.

, Р. Келлер и М.А. Кель.

1990

. Механика удлинения, выпрямления и затвердевания хорды у эмбриона Xenopus laevis.

Девелопмент

,

110

115

-130.

Адамс

,

MA

, П. Долан и Р.В. Портер.

1990

. Суточные изменения механики позвоночника и их клиническое значение.

J. Bone Jt. Surg.

,

72

-B

266

-270.

Антониу

,

Дж.

, Т. Стеффен, Ф. Нельсон, Н. Винтерботтом, А.П. Холландер, Р.А. Пул, М. Эби и М. Алини.

1996

. Поясничный межпозвоночный диск человека: свидетельства изменений биосинтеза и денатурации внеклеточного матрикса с ростом, созреванием, старением и дегенерацией.

J. Clin. Вкладывать деньги.

,

98

996

-1003.

Антониу

,

J.

, Т. Стеффен, Ф. Нельсон, Н. Винтерботтом, А.П. Холландер, Р.А. Пул, М. Эби и М. Алини.

1996

. Поясничный межпозвоночный диск человека: свидетельства изменений биосинтеза и денатурации внеклеточного матрикса с ростом, созреванием, старением и дегенерацией.

J. Clin. Вкладывать деньги.

,

98

996

-1003.

Асзоди

,

А.

, Д. Чан, Э. Ханзикер, Дж. Ф. Бейтман и Р. Фасслер.

1998

. Коллаген II необходим для удаления хорды и образования межпозвонковых дисков.

J. Cell Biol.

,

146

1399

-1412.

Boos

,

N.

, A. Wallin, T. Gbedegbegnon, M. Aebi, and C. Boesch.

1993

. Количественная МРТ поясничных межпозвонковых дисков и тел позвонков: влияние суточных колебаний содержания воды.

Радиология

,

188

351

-354.

Брей

,

J.P.

и H.M. Бербидж.

1998

. Межпозвоночный диск собак. Часть вторая: Дегенеративные изменения — Нехондродистрофоидные диски в сравнении с хондродистрофоидными.

J Am Animal Hospital Assoc.

,

34

135

-144.

Брикли-Парсонс

,

Д.

и М. Глимчер.

1984

. Является ли химический состав коллагена в межпозвоночном диске выражением закона Вольфа?Исследование поясничного отдела позвоночника человека.

Позвоночник

,

9

148

-163.

Метла

,

N.

, и Д. Марра.

1985

. Новые структурные концепции суставного хряща продемонстрированы с помощью физической модели.

Conn. Tiss. Res.

,

14

1

-8.

Коричневый

,

J.W.

1977

. Измерение высоты экипажа. Тестовый проект «Аполлон-Союз»: Медицинский отчет. НАСА SP411 :.

Батлер

,

W.Ф.

1989

. Сравнительная анатомия и развитие диска млекопитающих. In P. Ghosh (ed.)

Биология межпозвоночного диска

,

pp. 84

-108CRC Press, Boca Raton.

Ковентри

,

M.B.

, R.K. Гормли и Дж. Кернохан.

1945

. Межпозвоночный диск: его микроскопическая анатомия и патология; анатомия, развитие и физиология. Часть 1.

J. Bone Jt. Surg.

,

27

105

-112.

Крин

,

J.K.

, S. Roberts, D.C. Jaffray, S.M. Эйзенштейн, В. Duance.

1997

. Матричные металлопротеиназы в межпозвоночном диске человека: роль в дегенерации диска и сколиозе.

Позвоночник

,

22

2877

-2884.

DePuky

,

P.

1935

. Физиологические колебания длины тела.

Acta Orthop.Сканд.

,

6

338

-348.

Domowicz

,

M.

, H. Li, A. Hennig, J. Henry, J.B.M. Вертель, Н. Шварц.

1995

. Биохимически и иммунологически отличный CSPG хорды является продуктом гена аггрекана.

Биология развития

,

171

655

-664.

Эдвардс

,

A.G.

, D.S. McNally, R.C. Малхолланд и А.Е. Гудшип.

1997

. Влияние задней фиксации на механику внутреннего межпозвонкового диска.

J. Bone Joint Surg. Br.

,

79

154

-160.

Эррингтон

,

R.J.

, К. Пуустярви, I.R.F. Уайт и J.P.G. Городской.

1998

. Характеристика заполненных цитоплазмой отростков в клетках межпозвонкового диска.

J. Anat.

,

192

369

-378.

Эйр

,

D.R.

и Х. Мьюир.

1977

. Количественный анализ коллагенов I и II типов в межпозвоночном диске человека в разном возрасте.

Биохим. Биофиз. Acta

,

492

29

-42.

Goto

,

S.

и H.K. Ухтофф.

1986

. Действие хорды на развитие позвоночника: гистологическое и морфометрическое исследование.

Acta Orthop. Сканд.

,

57

85

-90.

Handa

,

T.

, H. Ishihara, H. Ohshima, R. Osada, H. Tsuji и K. Obata.

1997

. Влияние гидростатического давления на матричный синтез и продукцию матриксной металлопротеиназы в поясничном межпозвоночном диске человека.

Позвоночник

,

22

1085

-1091.

Hormel

,

S.E.

и Д. Эйр.

1991

. Коллаген в стареющем межпозвоночном диске человека: увеличение ковалентно связанных флуорофоров и хромофоров.

Биохим. Биофиз. Acta: Структура белка и молекулярная энзимология

,

1078

243

-250.

Hukins

,

D.W.L.

1984

. Ориентация коллагена. В г.W.L. Hukins (ed.)

Матрикс соединительной ткани

,

pp. 211

-239 Macmillan, London.

Исихара

,

H.

, D.S. McNally, J.P.G. Урбан и А.С. Холл.

1996

. Влияние гидростатического давления на синтез матрикса в различных областях межпозвонкового диска.

J. Appl. Physiol.

,

80

839

-846.

Исихара

,

Х.

, К. Варенсжо, С. Робертс и Дж.-ПФ. Городской.

1997

. Синтез протеогликана в ядре межпозвонкового диска: роль внеклеточной осмоляльности.

Am. J. of Physiology

,

272

C1499

-C1506.

Джонстон

,

B.

и M.T. Бейлисс.

1995

. Крупные протеогликаны межпозвоночного диска человека: изменения их биосинтеза и структуры с возрастом, топографией и патологией.

Позвоночник

,

20

674

-684.

Келлер

,

Т.С.

, Д. Шпенглер, Т. Ханссон.

1987

. Механическое поведение поясничного отдела позвоночника человека. I. Анализ ползучести при статическом сжимающем нагружении.

J. Orthop. Res.

,

5

467

-478.

Lotz

,

J.C.

, O.K. Коллиу, Дж. Р. Чин, Н. А. Дункан и Э. Либенберг.

1998

. Вызванная компрессией дегенерация межпозвонкового диска: модель in vivo на мышах и исследование методом конечных элементов.

Позвоночник

,

23

2493

-2506.

Марудас

,

А.

и Х. Эванс.

1974

. Исследование ионного равновесия в хрящах.

Conn. Tiss. Res.

,

1

69

-79.

Мацумото

,

Т.

, М. Каваками, К. Курибаяси, Т. Такенака и Т. Тамаки.

1999

. Циклическое механическое напряжение растяжения увеличивает скорость роста и синтез коллагена клеток пульпозного ядра in vitro.

Позвоночник

,

24

315

-319.

McNally

,

D.S.

1995

. Биомеханика межпозвонкового диска — измерения и значение дискового давления. В Р.М. Аспден, Р.В. Портер (ред.)

Заболевания поясничного отдела позвоночника: современные концепции

,

стр. 42

-50World Scientific Publishing Co., Сингапур.

Мелроуз

,

Дж.

и П. Гош.

1988

.Неколлагеновые белки межпозвонкового диска. In P. Ghosh (ed.)

Биология межпозвонкового диска

, CRC Press, Boca Raton.

Мюр

,

Х.

1995

. Хондроцит, архитектор хряща.

Bioessays

,

17

1039

-1048.

Nachemson

,

A.

и G. Elfstrom.

1970

. Измерение прижизненного динамического давления в поясничных дисках.Изучение общих движений, маневров и упражнений.

Сканд. J. Rehabil. Med.

,

2

(доп. 1)

1

-40.

Nachemson

,

A.

, T. Lewin, A. Maroudas и M.A.F. Фримен.

1970

. In vitro диффузия красителя через концевые пластины и фиброзное кольцо поясничных межпозвонковых дисков человека.

Acta Orthop. Сканд.

,

41

589

-607.

Нерлих

,

A.G.

, E.D. Шлейхер, Н.Boos.

1997

. Иммуногистологические маркеры возрастных изменений поясничных межпозвонковых дисков человека.

Позвоночник

,

22

2781

-2795.

Oegema

,

T.R.

1993

. Биохимия межпозвоночного диска.

Клиники спортивной медицины

,

12

419

-439.

Ohshima

,

H.

и J.P.G. Городской.

1992

. Влияние концентрации лактата и pH на скорость синтеза матрикса в межпозвоночном диске.

Позвоночник

,

17

1079

-1082.

Ohshima

,

H.

, J.P.G. Урбан и Д.Х. Бергель.

1995

. Влияние статической нагрузки на скорость синтеза матрикса в межпозвоночном диске, измеренное in vitro с помощью нового метода перфузии.

J. Orthop. Res.

,

13

22

-29.

Postacchini

,

F.

, M.A. Bellocci и M. Massobrio.

1984

. Морфологические изменения фиброзного кольца при старении.Ультраструктурное исследование на крысах.

Позвоночник

,

9

596

-603.

Робертс

,

С.

, Дж. Менедж, В. Дуэнс, С. Уоттон и С. Айяд.

1991

. Премия Volvo 1991 года в области фундаментальных наук: типы коллагена вокруг клеток межпозвоночного диска и концевой пластинки хряща: исследование иммунолокализации. Позвоночник.

16

1030

-1038.

Робертс

,

С.

, Дж. Менедж, В. Дуэнс, С. Уоттон и С. Айяд.

1991

. Типы коллагена вокруг клеток межпозвонкового диска и замыкательной пластинки хряща: исследование иммунолокализации. Позвоночник.

16

1030

-1038.

Руфай

,

А.

, М. Бенджамин и Дж. Р. Ральфс.

1995

. Развитие фиброзного хряща в межпозвоночном диске крысы.

Анат. Эмбриол. (Берл.)

,

192

53

-62.

Shinmei

,

M.

, T. Kikuchi, M. Yamagishi, Y.Шиномура.

1988

. Роль интерлейкина-1 на метаболизм протеогликанов в клетках фиброзного кольца кролика, культивируемых in vitro.

Позвоночник

,

13

1284

-1290.

Стокс

,

И.А.

, Х. Спенс, Д.Д. Аронссон и Н. Килмер.

1996

. Механическая модуляция роста тела позвонка. Последствия для прогрессирования сколиоза.

Позвоночник

,

21

1162

-1167.

Штролович

,

Р.

, M. Alini, J.S. Морт и П.Дж.Рафли.

1999

. Возрастные изменения фибромодулина и люмикана в межпозвоночных дисках человека [In Process Citation].

Позвоночник

,

24

1765

-1771.

Sztrolovics

,

R.

, M. Alini, P.J. Roughley, J.S. Морт.

1997

. Деградация аггрекана в межпозвоночном диске и суставном хряще человека.

Biochem J.

,

326

235

-241.

Зейлер

,

К.

1988

. Пороки развития позвоночника.

Adv. Анат. Эмбриол. Cell Biol.

,

112

1

-99

1

-99.

Thompson

,

J.P.

, T.R. Эгема и Д.С. Брэдфорд.

1991

. Стимуляция зрелого межпозвоночного диска собак факторами роста.

Позвоночник

,

16

253

-260.

Thompson

,

J.P.

, R.H. Pearce, M.T. Schechter, M.E. Adams, I.K.Y. Цанг, П.Б. Епископ.

1990

. Предварительная оценка схемы оценки общей морфологии межпозвоночного диска человека.

Позвоночник

,

15

411

-415.

Форель

,

J.J.

, J.A. Баквалтер и К. Мур.

1982

. Ультраструктура межпозвоночного диска человека: II. Клетки пульпозного ядра.

Анат. Рек.

,

204

307

-314.

Городской

,

J.P.G.

, А.Марудас, М. Бейлисс и Дж. Диллон.

1979

. Давление набухания протеогликанов в концентрациях, обнаруженных в хрящевых тканях.

Биореол

,

16

447

-464.

Городской

,

J.P.G.

и С. Робертс.

1995

. Развитие и дегенерация межпозвонковых дисков.

Моль. Med. Сегодня

,

1

329

-335.

Городской

,

J.P.G.

и С.Робертс.

1997

. Межпозвоночный диск. In W. Comper (ed.)

Структура и функция внеклеточного матрикса

,

pp. 203

-233 Gordon and Breach, Reading, UK.

Вернон-Робертс

,

Б.

1992

. Возрастная и дегенеративная патология межпозвонковых дисков и апофизарных суставов. В M.I.V. Джейсон (ред.)

Поясничный отдел позвоночника и боли в спине

, Vol.

4

стр. 17

-41 Черчилль Ливингстон, Лондон.

Уолмсли

,

Р.

1953

. Развитие и рост межпозвоночного диска.

Edinburgh Med. J.

,

60

341

-364.

Общество интегративной и сравнительной биологии

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *