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我们的椎间盘

2023-03-20 10:48 作者:物理治疗师黄鲁  | 我要投稿

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椎间盘 (IVD) 对脊柱的正常功能很重要,它是纤维软骨垫,是脊柱中两个椎骨之间的主要关节。人体脊柱中有 23 个椎间盘:颈椎区域(颈部)6 个,胸椎区域(中背部)12 个,腰椎区域(下背部)5 个。

椎间盘(IVD)主要用于允许相邻椎体之间的运动、吸收震动以及通过脊柱传递负荷。



本文主要介绍椎间盘的结构与功能

椎间盘由三个主要部分组成:内部髓核 (NP)、外部纤维环 (AF) 和椎骨终板(EP)。


显示椎间盘 (IVD) 宏观和微观结构的示意图。( a ) 椎间盘的俯视图和侧视图,显示由终板 (EP) 和椎体 (VB) 限制的纤维环 (AF) 和髓核 (NP) 区域。EP 以及 AF 和 NP 之间的区域,称为过渡区 (TZ),分别用绿色和粉红色表示。( b ) 在微尺度上,AF 由薄片(层)组成,这些薄片由高度堆积的胶原纤维制成,这些胶原纤维由弹性纤维网络连接,在层间基质(ILM;蓝色)和分区边界(PB)处具有高浓度; 黑色)

髓核


位于椎间盘中心的凝胶状结构,在脊柱的大部分强度和柔韧性中发挥着重要作用。它由 66% 至 86% 的水组成,其余部分主要由 II 型胶原蛋白(也可能包含 VI、IX 和 XI 型)和蛋白多糖组成。蛋白聚糖包括与透明质酸结合的较大的聚集蛋白聚糖和多功能蛋白聚糖,以及几种富含亮氨酸的小蛋白聚糖。聚集蛋白聚糖主要负责保留 髓核(NP) 内的水分。该结构还包含低密度的细胞。虽然稀疏,但这些细胞会产生细胞外基质(ECM) 产物(聚集蛋白聚糖、II 型胶原蛋白等)并保持 髓核(NP) 的完整性。


纤维环


由“薄片”或胶原纤维的同心层组成。每层薄片的纤维方向交替,因此可以有效抵抗多向运动,纤维环(AF)包含内部和外部。它们的主要区别在于胶原蛋白的成分。虽然两者都主要是胶原蛋白,但外环主要含有 I 型胶原,而内环主要含有 II 型。NB 胶原蛋白 I 型:皮肤、肌腱、脉管系统、器官、骨骼(骨骼有机部分的主要成分) II 型: 软骨 (软骨的主要胶原成分,更柔韧)


椎骨终板

上部和下部软骨终板(每个大约 0.6-1 毫米厚)覆盖椎间盘的上部和下部。终板允许扩散并为椎间盘提供主要的营养来源。透明终板也是椎间盘在严重椎间盘退变期间最后磨损的部分。

  • 将椎间盘与其各自的椎体结合的软骨板。

  • 每个终板几乎覆盖相邻椎体的整个表面;只有一个狭窄的骨头边缘,称为环骨突,围绕着椎体的周边,未被软骨覆盖。

  • 应用软骨终板的椎体部分称为椎骨终板。

  • 终板覆盖整个髓核;在外围,未能覆盖纤维环的整个范围。

  • 纤维环内片层的胶原纤维进入终板并与之融合,导致细胞核的各个方面都被纤维囊包围。



神经支配

椎间盘在纤维环外几毫米处受神经支配。

在非病理状态下,仅纤维环( AF) 的外部三分之一是血管和神经支配的。在衰老和炎症状态下,神经生长和肉芽组织生长都会受到刺激。此外,肉芽组织分泌炎性细胞因子,进一步增加对痛觉的敏感性。


窦椎神经支配椎间盘。在健康的成人椎间盘中,神经末梢无法到达纤维环 (AF) 的最内层


血管供应和营养


椎间盘(IVD) 主要是无血管的,没有通往椎间盘的主要动脉分支。外环层由动脉的小分支供应。只有外环是血管化的。椎体椎间盘骨交界处附近的血管以及外环中的血管供应 NP 和内环。葡萄糖、氧气和其他营养物质通过扩散到达无血管区域。同样的过程去除代谢物。


重要功能

稳定、抗轴向、旋转、弯曲载荷、良好的解剖位置、为椎骨提供缓冲,减少冲击造成的压力、充当脊柱的减震器、有助于保护沿着脊柱和椎骨之间延伸的神经。


椎间盘的功能

生物力学

承重:圆盘承受各种载荷,包括压缩应力、拉伸应力和剪切应力。在压缩加载过程中,髓核(NP) 内会产生静水压力,从而将力分散到终板和纤维环( AF)。这种机制减慢了施加的载荷传递到相邻椎骨的速度,从而使椎间盘具有减震能力。

椎间盘还参与允许椎体之间的运动,包括:

轴向压缩/牵引;屈曲/伸展;轴向旋转;侧屈

髓核迁移:对称的压缩椎间盘可导致髓核(NP )向压缩相反的方向迁移。例如,在腰椎向前弯曲(或弯曲)期间,髓核(NP) 向后或向后移动。相反,在向后弯曲(或伸展)期间,髓核被向前或向前挤压。这个概念被称为动态盘模型。尽管已证明髓核迁移在无症状椎间盘中表现可预测,但在有症状和/或退行性 椎间盘的人中会出现不同的迁移模式。


图 4:脊柱运动期间椎间盘髓核运动方向

椎间盘突出:

椎间盘突出,即椎间盘的圆周超出椎体。

椎间盘突出涉及髓核( NP),它可能会压迫相邻的脊神经。椎间盘突出会影响与下椎骨相关的神经(例如,L4/L5 突出会影响 L5 神经根)。椎间盘突出最常见的部位是 L5-S1,这可能是由于后纵韧带向其尾端变薄所致。


突出有4个阶段:

椎间盘突出——椎间盘在各个方向上对称变平。裂缝已经存在于环形空间内,但没有中断环形空间的外部界限。T2 加权图像中的 MRI 信号盘减少。

髓核突出(protrusion)——髓核向环面膨出,但环面纤维环外侧未中断。

髓核突出(突出)——纤维环完全中断。髓核的碎片凸出纤维环的轮廓。这种疾病的第二和第三阶段的计算机断层扫描和 MRI 图像通常相似。

髓核脱垂(隔离,游离碎片)。在此阶段,髓核和纤维环的碎片从椎间盘脱离。


这种伤害或状况可以预防吗?

为防止出现椎间盘突出,个人应该:

  • 在举、推、拉或执行任何会给脊柱施加额外压力的动作时,适当的利用身体。

  • 保持健康的体重,减轻脊椎的压力。

  • 禁止吸烟。

  • 与物理治疗师讨论您的职业,他可以分析您的工作任务并提供降低受伤风险的建议。

  • 保持你的肌肉强壮和灵活。参加一致的体育锻炼计划以保持健康的健身水平。


许多物理治疗诊所提供“脊柱学校”,教人们如何照顾腰部和颈部并防止受伤。向您的物理治疗师询问您所在地区的计划。如果您没有物理治疗师,请联系我,在您附近的区域推荐给您经过认证的专业人士。


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