Не пропусти
Главная » Позвоночник » Межпозвоночный диск, строение, функция, состав — анатомия и физиология

Межпозвоночный диск, строение, функция, состав — анатомия и физиология

Остеохондроз, грыжа межпозвоночного диска

Межпозвоночный диск, строение, функция, состав - анатомия и физиология

Межпозвоночный диск, строение, функция, состав - анатомия и физиология

Межпозвоночные диски составляют одну треть длины позвоночника. Они выполняют амортизирующую функцию и воспринимают на себя всю нагрузку. Одновременно обеспечивают его гибкость и эластичность структуры в целом. Поэтому механические свойства именно межпозвоночных дисков в большей степени, чем всё остальное, определяют двигательную активность всего позвоночника. Большая часть болей в спине обусловлена заболеваниями самих межпозвоночных дисков таких как остеохондроз, грыжа диска (пролабирование, протрузия, экструзия), либо повреждением других структур, вызванное изменением в строении и нарушением функций диска («высыхание» и снижение высоты). В этом разделе представлена информация о структуре, строении и составе межпозвоночных дисков, их видоизменении при различных процессах и заболеваниях.

Немного интересной анатомии.

Между позвонками человека находятся 24 межпозвоночных диска. Нет

Межпозвоночный диск, строение, функция, состав - анатомия и физиология

дисков только между затылочной костью и первым позвонком, первым и вторым шейным позвонком и в крестцовом, копчиковом отделах позвоночника. Диски вместе с телами позвонков образуют позвоночный столб. Размер дисков разный, увеличивается сверху вниз и зависит от выполняемой нагрузки. В поясничном отделе диск достигает 45 мм в переднезаднем направлении, 64 мм в медиально-латеральном направлении и 11 мм в толщину.

Диск состоит из хрящевой ткани и анатомически делится на три составляющих.. Внутренняя часть – пульпозное ядро. Представляет собой гелеобразную массу, богатую водой и особенно хорошо выражен у молодых людей. Наружный участок — фиброзное кольцо — имеет твердую и волокнистую структуру. Волокна переплетены между собой в разных направлениях, что позволяет диску выдерживать многократные высокие нагрузки при сгибании и скручивании. Третья составляющая диска — тонкий слой гиалинового хряща, который отделяет диск от тела позвонка. У взрослых людей ткани диска питаются за счет сосудов тела позвонка. И «замыкательная» пластинка из гиалинового хряща играет важную роль в этом процессе питания.

С возрастом ядро диска теряет воду, становится тверже. Замыкательная пластинка постепенно склерозируется и уплотняется. Различие между ядром и фиброзным кольцом становится не столь четким. Это отчётливо видно на магнито-резонансной томограмме.

Более светлым выглядит ядро диска, ещё не потерявшее воду, а более тёмный диск на томограмме — из за отсутствия воды в ядре. Наличие воды в ядре обеспечивается особым его составом. Биохимия диска очень сложная и важна для понимания принципов возможного восстановления этой структуры.

Межпозвоночный диск, как и другие хрящи, состоит в основном из воды и коллагеновых волокон, погруженных в матрикс из протеогликанового геля. Эти компоненты составляют 90-95% общей массы ткани, хотя их соотношение может колебаться в зависимости от конкретного участка диска, возраста человека и наличия дегенеративных процессов.

В матриксе также находятся клетки, осуществляющие синтез компонентов диска. В межпозвоночном диске по сравнению с другими тканями клеток очень мало. Но, несмотря на малое количество, эти клетки очень важны для поддержания функций диска, так как они в течение всей жизни синтезируют жизненно-необходимые макромолекулы для восполнения их естественной убыли.

Вот строение клетки.

Межпозвоночный диск, строение, функция, состав - анатомия и физиология

Основной протеогликан диска — аггрекан — представляет собой крупную молекулу, состоящую из центрального белкового ядра и связанных с ним многочисленных групп гликозаминогликанов – сложной структуры цепочек дисахаридов. Эти цепочки несут большое количество отрицательных зарядов, благодаря чему притягивают молекулы воды (диск её удерживает, являясь гидрофильным как поваренная соль). Эта характеристика называется давлением набухания, и важна для функционирования диска.

Межпозвоночный диск, строение, функция, состав - анатомия и физиология

Вся эта сложная схема сводится к тому, что преславутая гиалуроновая кислота связывает молекулы протеогликанов, образуя крупные агрегаты (накапливающие воду). Вот почему гиалуроновой кислоте уделяется такое большое внимание и в медицине и в косметологии. В диске и гиалиновой пластинке обнаружены и другие, более мелкие типы протеогликанов, в частности, декорин, бигликан, фибромодулин и люмикан. Они так же учавствуют в регуляции коллагеновой сети.

Вода является основным компонентом диска, составляющим от 65 до 90% его объема, в зависимости от конкретной части диска и возраста человека. Существует чёткая корреляция между содержанием в матриксе воды и протеогликанов. Кроме того, содержание воды зависит от нагрузки на диск. А нагрузка может быть разной в зависимости от положения тела в пространстве. Давление в диски колеблется, в зависимости от положения тела, от 2.0 ло 5.0 атмосфер, а при наклонах и поднятии тяжести давление на диски увеличивается порой до 10.0 атмосфер. В нормальном состоянии давление в диске создается в основном водой в ядре и удерживается внутренней частью наружного кольца. При увеличении нагрузки на диск давление равномерно распределяется по всему диску и может иметь повреждающий характер.Проиллюстрирую.

Поскольку ночью нагрузка на позвоночник меньше, чем днем, содержание воды в диске изменяется в течение суток. Вода очень важна для осуществления механической функции диска,. А так же важна в качестве среды для перемещения растворимых веществ в матриксе диска.

Коллаген является основным структурным белком тела человека и представляет собой группу по крайней мере из 17 индивидуальных белков. Все коллагеновые белки имеют спиральные участки и стабилизированы несколькими внутренними межмолекулярными связями, которые позволяют молекуле выдерживать высокую механическую нагрузку и химическое ферментативное расщепление. В межпозвоночном диске присутствуют несколько типов коллагена. Причем наружное кольцо состоит из коллагена I типа, а ядро и хрящевая пластинка — из коллагена II типа. Оба типа коллагена образуют волокна, формирующие структурную основу диска. Волокна ядра значительно тоньше, чем волокна наружного кольца.

При осевом сдавливании диска он деформируется и уплощается. Под воздействием внешней нагрузки вода из диска уходит. Это простая физика. По этому, мы в конце рабочего дня меньше ростом, чем утром после отдыха. Во время дневной физической активности, когда давление на диск повышено, диск теряет 10-25% своей воды. Эта вода восстанавливается ночью, в покое, во время сна . Из-за потери воды и сжатия диска человек за день может терять до 3-х см своего роста. При сгибании и разгибании позвоночника диск может менять свой вертикальный размер на 30-60%, а расстояние между отростками соседних позвонков может увеличиваться более, чем в 4 раза. Если нагрузка исчезает в течение нескольких секунд, то диск быстро возвращается к исходным размерам. Однако если нагрузка сохраняется, то вода и дальше уходит и диск продолжает сжиматься. Этот перегрузочный момент часто становится стимулом расслоения фиброзного кольца диска. Состав диска меняется с возрастом при развитии дегенерации перегрузок. Статистика – упрямая вещь. К 30-и годам в ядре диска теряется 30% протеогликанов (гликозаминогликанов), которые должны «тянуть» на себя воду, обеспечивая давление (тургор) в диске. Поэтому закономерны дегенеративные процессы и старение структур. Ядро — теряет воду, а протеогликаны — уже не могут столь же эффективно реагировать на нагрузку.

Межпозвоночный диск, строение, функция, состав - анатомия и физиология

Уменьшение высоты диска влияет на другие структуры позвоночника, например на мышцы и связки. Это может привести к увеличению давления на суставные отростки позвонков, что является причиной их дегенерации и провоцирует развитие артроза в межпозвоночных суставах.

Связь биохимической структуры и функции межпозвоночного диска

Чем больше в диске гликозаминогликанов, тем больше сродство ядра к воде. Соотношение их количества, давления воды в диске и нагрузки на него определяет количество воды, которое может принять диск.

При увеличении нагрузки на диск повышается давление воды, и равновесие нарушается. Для восстановления равновесия часть воды выходит из диска, в результате чего концентрация гликозаминогликанов увеличивается. И как результат – повышается осмотическое давление в диске. Выход воды продолжается до восстановления равновесия или до устранения нагрузки на диск.

Выход воды из диска зависит не только от нагрузки на него. Чем моложе организм, тем больше концентрация протеогликанов в ткани кольца диска. Их волокна тоньше и расстояние между их цепочками – меньше. Через такое мелкое сито жидкость течет очень медленно, и даже при большой разнице давления в диске и за его пределами — скорость выхода жидкости очень мала, а следовательно мала и скорость сжатия диска. Однако в дегенеративном диске концентрация протеогликанов снижена, плотность волокон меньше и жидкость протекает через волокна быстрее. Это объясняет, почему повреждённые дегенеративные диски сжимаются быстрее, чем нормальные.

Вода имеет огромное значение в функциональности диска.

Она является основным компонентом межпозвоночного диска, и его «жесткость» обеспечивается гидрофильными свойствами гликозаминогликанов. При небольшой потере воды — коллагеновая сеть расслабляется, и диск становится более мягким и податливым. При потере большей части воды механические свойства диска кардинально меняются, и при нагрузке его ткань ведет себя как твердое вещество. Вода также является средой, через которую пассивно осуществляется питание диска и отводятся продукты метаболизма. Несмотря на всю плотность и стабильность структуры диска «водная» часть в нём меняется весьма интенсивно. Один раз в 10 минут — у человека 25-летнего возраста. С течением лет этот показатель естественно снижается по понятным причинам.

Сеть коллагена выполняет армирующую роль и удерживает гликозаминогликаны в диске. А те в свою очередь — воду. Эти три компонента вместе образуют структуру, способную выдерживать сильное сдавливание.

«Мудрая» организация коллагеновых волокон обеспечивает удивительную гибкость диска. Волокна расположены слоями. Направление волокон, идущих к телам соседних позвонков, чередуется по слоям. В результате этого образуется переплетение, позволяющее позвоночнику значительно сгибаться, несмотря на то, что сами коллагеновые волокна могут растянуться лишь на 3 %.

Питание диска и процессы обмена

Клетки диска синтезируют как его высокоорганизованные компоненты, так и расщепляющие их ферменты. Это саморегулирующаяся система. В здоровом диске скорость синтеза и расщепления компонентов сбалансированы. За это ответственна высокоорганизованная клетка, о которой писалось выше. При нарушении этого баланса состав диска резко изменяется. В период роста анаболические процессы синтеза и замены молекул преобладают над катаболическими процессами их расщепления. При регулярной нагрузке происходит изнашивание и старение диска. Наблюдается обратная картина. Срок жизни гикозаминогликанов обычно составляет около 2 лет, а коллагена — значительно дольше. При нарушении баланса синтеза и расщепления составляющих диска, содержание гликозаминогликанов в матриксе снижается, и механические свойства диска значительно ухудшаются.

Межпозвоночный диск, строение, функция, состав - анатомия и физиология

На метаболизм диска сильно влияет механическая нагрузка. В настоящее время можно сказать, что тяжёлая и регулярная физическая работа приводит к быстрому старению и изнашиванию диска, согласно механизмам, описанным выше. Нагрузка, поддерживающая стабильный баланс и нормальное питание диска описана в разделе рекомендации и советы врача. Вкратце могу сказать, что амплитудные и активные движения при уже «больном» диске – приведут к ускорению дегенеративных процессов в нём. И, соответственно, прогрессированию симптомов болезни.

Биофизика доставки питательных веществ

Диск получает питательные вещества из кровеносных сосудов прилежащих тел позвонков. Кислород и глюкоза должны проникнуть путем диффузии через хрящевую ткань диска к клеткам, находящимся в центре диска. Расстояние от центра диска, где расположены клетки, до ближайшего кровеносного сосуда примерно 7-8 мм. В процессе диффузии образуется градиент концентрации питательных веществ. На границе между диском и телом позво

Межпозвоночный диск, строение, функция, состав - анатомия и физиология

нка находится замыкательная (гиалиновая) пластинка. Концентрация кислорода в этой области диска в норме должна составлять примерно 50% от его концентрации в крови. А в центре диска эта концентрация обычно не превышает 1%. Поэтому метаболизм диска идет в основном по анаэробному пути. По пути образования кислоты. При концентрации кислорода на «границе» меньше 5% в диске усиливается образование продукта метаболизма – лактата – той самой «кислоты». и концентрация лактата в центре диска может быть в 6-8 раз выше, чем в крови или межклеточной среде, что оказывает токсическое действие на ткань диска и она разрушается.

Основная причина дегенерации диска — нарушение доставки питательных веществ. С возрастом снижается проницаемость краевой пластинки диска, и это может затруднять проникновение в диск питательных веществ с водой и выведение из диска продуктов распада, в частности, лактата. При снижении проницаемости диска для питательных веществ концентрация кислорода в центре диска может упасть до очень низкого уровня. При этом активируется анаэробный метаболизм и усиливается образование кислоты, выведение которой затруднено. В результате увеличивается кислотность в центре диска (рН снижается до 6,4). В сочетании с низким парциальным давлением кислорода в диске, повышенная кислотность приводит к снижению скорости синтеза гликозаминогликанов и уменьшает сродство к воде. Таким образом «порочный круг» замыкается. Кислород и вода в диск не идут – нет гликозаминогликанов в ядре! А прийти они могут только пассивно — с водой. Кроме того, сами клетки плохо переносят длительное пребывание в кислой среде, и в диске обнаруживается большой процент мертвых клеток.

Возможно, некоторые из этих изменений могут быть обратимы. Диск обладает некоторой способностью к регенерации.

О admin

Оставить комментарий

Ваш email нигде не будет показанОбязательные для заполнения поля помечены *

*

x

Check Also

Межреберная невралгия — симптомы, лечение, причины

Межреберная невралгия — симптомы, лечение, причины Межреберная невралгия обозначает развивающийся болевой синдром, который поражает межреберный нерв.

Деформирующий остеоартроз — причины, симптомы, диагностика и лечение

Деформирующий остеоартроз Деформирующий остеоартроз – прогрессирующее дистрофическое изменение костных суставов с первичным повреждением хрящевых тканей и последующей дегенерацией всего комплекса костно-суставного аппарата.

Остеомиелит — лечение, симптомы, причины, признаки остеомиелита

Остеомиелит Остеомиелит – это воспалительный процесс гнойно-некротического характера, который поражает костную ткань, окружающую надкостницу и костный мозг. Возбудителями остеомиелита, в подавляющем числе случаев, являются стафилококки и стрептококки.

Выводим соль из организма: эффективные способы очищения диетами и народными средствами

Как вывести соль из организма Ирина Ильинична Ульянова Выводим соль из организма: эффективные способы очищения диетами и народными средствами Введение. Очищение организма – мода или необходимость Во все времена здоровье было для человека одной из главных жизненных ценностей.

Защемление поясничного нерва, Защемление нерва в поясничном отделе, Защемление поясничного нерва: методы лечения

Защемление поясничного нерва: методы и способы лечения Защемление поясничного нерва влияет на всю спину – от шеи до поясницы. Болезненные состояния, связанные с защемлением поясничного нерва могут быть разными, но всех их объединяют более или менее общие симптомы: мышечная усталость, боли в плечах или пояснице, а также локальная неподвижность.

Боль в тазобедренном суставе – причины, симптомы, диагностика и лечение

Боль в тазобедренном суставе Что делать, если появилась боль в тазобедренном суставе? Тазобедренный сустав располагается в месте соединения бедренной кости с тазом. Он устроен таким образом, что обеспечивает свободу движений ноги во всех плоскостях.

Болезнь Паркинсона и паркинсонизм (дрожательный паралич) — Причины, симптомы и лечение

Болезнь Паркинсона и паркинсонизм (дрожательный паралич) Болезнь Паркинсона, или паркинсонизм - медленно прогрессирующее состояние, которое проявляется замедленностью движений, мышечной ригидностью и тремором покоя.

ТЕРАЛИДЖЕН, Лечение заболеваний — советы врачей

ТЕРАЛИДЖЕН ЛЕКАРСТВЕННАЯ ФОРМА, СОСТАВ И УПАКОВКА Таблетки, покрытые пленочной оболочкой темно-розового цвета, с выдавленным символом на одной стороне и полоской на другой.

Неврология — консультации, лечение, профилактика, Запись на прием к неврологу МДЦ «Энерго&raquo

Неврология Расписание врачей Неврология в Санкт-Петербурге: к кому обращаться, когда раскалывается голова и "ломит" спину? - невролог, врач высшей категории Латышева Марина Игоревна.

Татьяна Чернецкая, АСД Дорогова Отзывы

Сообщество посвящённых Отзывы о АСД Дорогова Если вы пользовались этим препаратом, то мы будем вам благодарны, если вы оставите свой отзыв о фракции АСД-2 в разделе комментариев – ваш опыт может быть очень полезным для многих наших читателей.

Грыжи пищеводного отверстия диафрагмы (ПОД), лечение, причины, симптомы, профилактика

Грыжи пищеводного отверстия диафрагмы (ПОД) Что такое Грыжи пищеводного отверстия диафрагмы (ПОД) Что провоцирует Грыжи пищеводного отверстия диафрагмы (ПОД) Патогенез (что происходит?) во время Грыжи пищеводного отверстия диафрагмы (ПОД) Симптомы Грыжи пищеводного отверстия диафрагмы (ПОД) Диагностика Грыжи пищеводного отверстия диафрагмы (ПОД) Лечение Грыжи пищеводного отверстия диафрагмы (ПОД) К каким докторам следует обращаться если у Вас Грыжи пищеводного отверстия диафрагмы (ПОД) Что такое Грыжи пищеводного отверстия диафрагмы (ПОД) Параэзофагеальная грыжа - это грыжа, при которой часть желудка, ее образующая, располагается рядом с пищеводом над диафрагмой.

Тубулярная аденома с дисплазией эпителия 1 степени

Лечение суставов Тубулярная аденома: толстой кишки, сигмовидной кишки, желудка ​ следует руководствоваться Пол. ​ степени, симптомы и​ их просветах образуются​ новообразование имеет дольчатый​ потому считается болезнью​Если же обнаружены участки​ с помощью слабительных​ создает впечатление матовости​При пальцевом исследовании удается​ коротким основанием или​ представляет собой кистозно-гранулирующий​ обнаружения аденом и​Наиболее точным методом оценки​ ​ толстого кишечника.

Что такое ангиопатия сетчатки глаза: причины и симптомы, лечение и профилактика патологического состояния

Ангиопатия сетчатки глаз: как устранить болезнь и сохранить зрение? Что такое ангиопатия сетчатки глаза? Подобный диагноз пугает пациента — настолько грозно болезнь звучит.

Спондилоартроз, Компетентно о здоровье на iLive

Спондилоартроз Межпозвоночный спондилоартроз (деформирующий артроз) – хроническая патология, формирующаяся зачастую у пожилых пациентов, реже – у молодых. Основные проявления заболевания – боль в спине и ограниченность в движениях.

Спастическая кривошея

Спастическая кривошея • G24.3 Спастическая кривошея • Q68.0 Врождённая деформация грудино-ключично-сосцевидной мышцы •спастическая кривошея, как и другие формы локальной мышечной дистонии, относится к наиболее сложным и наименее изученным формам экстрапирамидных расстройств.

Ревматоидный артрит

Ревматоидный артрит. Причины, симптомы, современная диагностика и эффективное лечение болезни. Часто задаваемые вопросы Сайт предоставляет справочную информацию. Адекватная диагностика и лечение болезни возможны под наблюдением добросовестного врача.

Тубулярно ворсинчатая аденома толстой кишки с дисплазией

Лечение суставов Тубулярная аденома: толстой кишки, сигмовидной кишки, желудка ​ Для больного осте. ​ занимающихся фитнесом и​ зубчатой аденомы толстой​ ярко выраженными.​ 2 см. Важно​ Для дисплазии высокой​ обычно на широком​ — 11 %,​ и низкодифференцированными.

Остеопороз у женщин – симптомы и лечение остеопороза, профилактика

Причины, симптомы и лечение остеопороза, профилактика Остеопороз – это заболевание костной ткани, повышенная ломкость костей вследствие недостатка кальция. Для больного остеопорозом даже незначительные травмы могут обернуться переломом.

Глава 1 СИНДРОМ УТРАТЫ

История болезни: Изолированная травма Синдром утраты (иногда его принято называть «острое горе») – это сильные эмоции, переживаемые в результате утраты близкого, любимого человека.

Фораминальная грыжа межпозвонкового диска l4-l5, l5-s1, l3-l4

Что такое фораминальная грыжа? Фораминальная грыжа межпозвонковых дисков чревата стремительным прогрессированием заболевания и ярко выраженными болями, влияющими на качество жизни человека.

Межпозвоночная грыжа поясничного отдела: лечение, симптомы, причины

Межпозвоночная грыжа пояснично-крестцового отдела позвоночника Межпозвоночная грыжа — это дегенеративное заболевание межпозвоночного диска, характеризующееся нарушением его целостности и структуры.

Грыжа диска L5 S1: возможные осложнения и способы лечения

Грыжа диска L5 S1: возможные осложнения и способы лечения Грыжа в межпозвоночном диске представляет собой выпячивание либо выпадение его фрагментов в позвоночный канал.

Дыхательная гимнастика Стрельниковой — парадокс или способ исцеления, Упражнения для похудения

Дыхательная гимнастика Стрельниковой: упражнения + видео Сложная судьба автора уникальной дыхательной методики – Александры Николаевны Стрельниковой – воспитала в ней сильный, целеустремленный характер.

ЛФК при ДЦП

ЛФК - Лечебная гимнастика Пожалуй одним из важных средств реабилитации детей, которые страдают церебральными параличами, является лечебная физкультура. Цели ЛФК при ДЦП - это развитие способности к произвольному торможению движений, снижение гипертонуса мышц, улучшение координации движений, увеличение амплитуды движений в суставах.

Рейтинг@Mail.ru