腰椎间盘承担着人体总重量70%的载荷,同时兼具缓冲、活动的功能,在人体中发挥着极其重要的作用。但腰椎间盘突出也是影响人体健康的一个很常见的问题。了解椎间盘,有利于我们更好的保护自己的腰椎,维持健康的脊椎人生。
腰椎间盘有着独特的结构特点,由纤维环、髓核、软骨终板三个部分构成。
①纤维环:由多层同心圆的纤维板构成,其中含有丰富的胶原及弹力素、蛋白多糖和水。每一层纤维板的纤维与椎间盘水平面成30°斜形,同时每层的纤维与其相邻层面的纤维方向相反、交叉排列,这样,纤维板就像一个网状的格子样结构,坚固而富有弹性。
腰椎间盘的前端纤维环为25层,腰椎间盘的后端纤维环有15层,前厚后薄。成年人椎间盘纤维环前面25层,后面15层;前面厚度平均约9.5mm,后面平均厚度约5.7mm
椎间盘所承受压力或拉力都主要由纤维环承担。
②髓核:是椎间盘中央的一种球形的胶冻样物质,占间盘成分的40%,它被纤维环所包绕。髓核的成分主要是散在的胶原纤维、水分及蛋白多糖。其中,水分及蛋白多糖的成分大大多于纤维环组织。出生时,髓核的水分占90%,逐渐减少至50岁的70%。
髓核中含有特定的化学因子,一旦流出,会让
脊髓或神经根产生压迫,同时刺激周围的窦椎神经,产生腰源性疼痛。
③软骨终板:位于椎间盘和椎体的交界处,是椎间盘的上下面,包含外层软骨层和内层骨层。软骨层是多孔层,营养从骨层通过软骨层表面渗透到椎间盘,因此软骨终板的退变将影响椎间盘的营养,而最终影响运动阶段的功能。
腰椎椎间盘在脊柱中起着极其重要的作用,具体说来,包括以下几点:
1、在腰椎承受压力或外在冲击力时,具有减震缓冲能力
椎间盘是一个弹性结构,可以将上身的压力、冲击力均匀地传递到下面的椎体,让椎体均衡受力,避免椎体受到破坏。
2、前高后低的楔形结构,使腰椎自然形成生理曲度,构成合理的力学结构
经研究测量115例20岁-30岁健康青年椎间盘高度数据,我们得知:从腰椎第一节到骶椎(L1-S1),椎间盘前缘/后缘高度平均值依次为12.09mm/6.11mm、14.21mm/6.97mm、16.17mm/7.59mm、17.51mm/8.96mm、16.06mm/7.52mm。可以看出,前缘椎间盘高度几乎是后缘椎间盘高度的两倍,很明显地呈现出前高后低的楔形结构。
这个楔形结构,使腰椎自然地形成了生理曲度。
3、在脊柱的活动中,可以起到万向轴承作用
腰椎间盘连接上下两个椎体,构成运动单元,同时椎间盘作为一个密闭的、可变性的球体,可承受各个方向的力,并允许脊柱在各个方向活动。
4、正常高度的腰椎间盘,才能和小关节完美配合,承担载荷和正常的运动功能。
腰椎间盘与椎体组成脊柱的前柱,承载80%的轴向负荷(体重)。后方结构,主要是小关节、韧带等,组成脊柱的后柱,承载20%的轴向负荷并传递至下肢。
腰椎间盘正常的高度才能和小关节配合,发挥承载及运动的功能。正常的腰椎间盘是有一定内压的,对于健康成年人来讲约15公斤,这个预压力是由椎体前后的韧带提供的,维持着腰椎内在的稳定。
随着年龄的增长,椎间盘就会发生退变,往往会造成腰椎间盘突出、腰椎曲度变直等问题。腰椎间盘的退变,主要有以下两种情况:
1、腰椎间盘自然的退变
自然的退变,主要是由于缺乏营养或营养不均衡,导致椎间盘高度降低、纤维环退变裂纹,韧带关节囊弹性降低、裂纹等;运动不足、
维生素D的缺乏也会造成营养不良及钙的缺乏,骨皮质硬度不够,
骨质疏松等。
椎间盘高度降低会导致椎间盘和小关节不在同一高度上,使椎间盘承担的80%的载荷小关节承担20%的载荷的关系被破坏,椎间盘承担的部分载荷转移到小关节承担,椎间盘的前后纵韧带、黄韧带、脊上韧带、棘间韧带等会有不同程度的松弛,导致小关节紊乱、椎管狭窄、许莫氏结节、脊柱内失稳等一系列的问题,由于椎间盘受力不均衡这时也容易突出。内失稳很容易形成
椎骨的错位,包括前后左右及旋转错位等,导致一系列的临床症状。
2、腰椎间盘在外力作用下的受损退变
据专家研究,腰椎间盘能承受的最大压力:青年人为635.6kg,老年人为158.6kg,而能使腰椎间盘破坏的压力:青年人为435.6~777.1kg,而老年人仅为136.1kg。
椎间盘的性能和结构,有利于对抗压缩力,但对拉力特别是扭转力的承受性远不如压缩力,实际中,在重压下的扭转对椎间盘的破坏最大。
腰椎承受较小的负荷时,由于椎间盘的弹性模量大大小于椎体,容易发生变形,因而能起到吸收振动、减缓冲击和均匀外力的作用。当载荷、应力增加到一定程度时,退变的纤维环就有发生破裂,髓核就会从破裂处突出,随之表现出椎间盘突出症。