第五节　椎间盘及其正常老化

一、椎间盘的形态

椎间盘是由软骨终板、纤维环和髓核三部分组成。

（一）软骨终板

软骨终板与其他软骨一样系由圆形细胞构成。软骨终板在椎体上、下各一个，平均厚度1mm，中心区更薄呈半透明状，位于椎体骺环之内。骺环在成人为椎体周围的骨皮质骨环。在青少年时其作用为软骨源性生长带，在成人时为纤维环的纤维附着固定环。

软骨终板有许多微孔，是髓核的水分和代谢产物的通路。在婴幼儿软骨终板的上、下面有微血管穿过，在生后8个月血管开始关闭，到20～30岁完全闭塞，故一般认为成人时属于无血管组织。因此，成人髓核的代谢水平在一定程度上取决于软骨终板的通透性。同时，也说明在婴幼儿时，这种特殊的微血管结构，导致在儿童期易出现椎间盘血循环感染。

软骨终板内无神经组织，因此，当软骨终板损伤时，既不产生疼痛症状，亦不能自行修复。

软骨终板与纤维环一起将胶状髓核完全密封，当软骨终板完整时，髓核不能突入椎体，如软骨终板不完整时，髓核突入椎体后，则形成Schmorl结节。

椎体上、下无血管的软骨终板如同膝、髋关节的关节软骨一样，可以承受各种压力，保护椎体，防止椎骨遭受超负荷压力，只有当软骨终板完整时，椎体才不会因压力而发生吸收现象。软骨终板还可视作半渗透膜，在渗透压下，水分可以扩散至无血管的椎间盘。

（二）纤维环

纤维环位于髓核的四周，分为外、中、内三层。外层由胶原纤维带组成，内层由纤维软骨带组成。细胞排到和分层的纤维环方向一致。外层纤维环的细胞呈梭形，其细胞核呈雪茄形；内层纤维环细胞呈圆形，类似软骨样细胞，同时不定形的基质亦增加。纤维环的前侧部分和两侧部分最厚，近乎等于后侧部分的两倍，后侧部分最薄，但一般亦有12层纤维。

纤维环前侧部分由前纵韧带加强，纤维环后侧部分较薄，各层之间黏合样物质亦少，不如前外侧部分坚实，但也得到后纵韧带的加强。在纤维环的前侧部分，外、中、内层纤维各自平行而斜向两椎体之间，纤维相互交叉重叠为30°～60°角呈X形。纤维环的后侧纤维则以更复杂的分层方式排列。纤维环的相邻纤维层呈交叉排列，可能与髓核对其所施的内部压力有关，短纤维较长纤维更易遭到巨大压力，不利于两椎骨间的运动，可引起放射状撕裂。

纤维环前部较宽，板层间的间隙较大，因此，髓核偏于椎间盘后部。脊柱的运动轴通过此部。由于纤维环后部较薄，板层间的间隙小，板层密集，力量较弱，髓核易于向后方突出。

（三）髓核

出生时髓核比较大而软，位于椎间盘的中央，不接触椎体，髓核细胞形态各异，细胞核呈椭圆形。在生长发育过程中，髓核位于椎间盘偏后，髓核约占椎间盘横断面的50% ～60%，在幼儿时，椎间盘内层纤维环包绕在脊索细胞的周围，10岁后脊索细胞消失，仅存有软而呈胶冻样的髓核，12岁时髓核几乎完全由疏松的纤维软骨和大量的胶原物质构成，而随着年龄的增长，胶原物质则被纤维软骨逐渐取代。

正常人的高度每日之间均有变化，这与髓核内水分的改变有关。晚间较晨间要矮1.5～2.4cm，在老年人变化则较少。髓核具有可塑性，虽然不能被压缩，但在压力下变为扁平，加上其上的力可以平均向纤维环及椎体软骨终板各个方向传导。在相邻椎骨的运动中，髓核具有支点作用，如同滚球，随脊柱的屈伸向后或向前移动。此外，髓核在椎体与软骨终板之间起液体交换作用，其中的液体可借渗透压扩散至椎体；髓核的营养依靠软骨终板渗透，后者与海绵质骨密切相连。压力的改变可使椎体内的液体进行交换，当体位由直立变为躺下时，上面施加的压力消除，肌张力减少，液体经软骨终板渗透至髓核。

二、椎间盘的血管和神经

椎间盘的血供，在胎儿期来自周围组织和椎体，成年时期来自阶段动脉，这些阶段性动脉分支至椎间盘的前后缘，只分布到纤维环周边部分。

椎间盘的神经分布，一般认为与血管相似，即在纤维环的周边部分有丰富的神经末梢，其深部软骨终板和髓核内无神经纤维，周边部神经来源有多种，前部和两侧主要接受脊神经和交感神经的纤维，后部则接受窦椎神经和脊膜返支的纤维。纤维环破裂或向椎间盘内注射液体等刺激时，可以引起肩部、颈部及上肢背部的放射痛。

三、椎间盘的年龄变化

椎间盘为含水量很多的纤维结构，随着年龄的增长，其含水量降低，纤维变性出现退变。

椎间盘髓核内的水分则随年龄的增长而稳定下降。出生时含水量为88%，在18岁时为80%，到77岁时只有69%，其中纤维环在出生时为78%，30岁时为70%，以后数值几乎不变，至老年稍有下降。

软骨终板有如半透膜，椎体内的水分和营养物质，可以通过软骨终板抵髓核，髓核中的水分可透过软骨终板而达椎体。所以液体交换与软骨终板有密切关联。年龄增长后，软骨终板渗透性降低，髓核内水分亦减少。

在儿童髓核的结构与纤维环可有明显划分，但在老年由于髓核的变粗，两者的划分即不明显，在不同年龄其髓核的密度不同，密度随着年龄的增长而增大。

四、椎间盘的生理功能

纤维环的纤维上下附着于软骨终板，并斜行进入深部，颇为坚固。研究显示髓核的膨出系纤维环纤维张力挤压所致。直立时，腰部髓核内的压力为其平面以上躯干重量的总和，假设为2.4kg／cm2的话，当身体活动或搬取重物时，其压力可增至100kg／cm2以上。椎间盘受压时，髓核各方面内压力均相等。躯体重量挤压髓核，使髓核垂直高度减少，水平宽度增加，当脊柱屈曲时髓核受压后移，伸展时髓核受压前移，纤维环主要起防止髓核移动突出的作用。尸体实验证实，若切除纤维环前侧的一段，脊柱的屈曲运动幅度增加；但若切除髓核，脊柱在所有方向的运动均增加。这解析了椎间盘退化时，脊柱的运动多行增加的机制。