МЕЖПОЗВОНКОВЫЕ ДИСКИ

Между телами позвонков находится 23 соединяющих их межпозвон­ковых диска, в совокупности составляющих примерно 1/4 всей длины поз­воночного столба. Они преимущественно выполняют функцию гидравли­ческих амортизаторов и, следовательно, обеспечивают движение между позвонками.

Толщина диска играет исключительно важную роль. Величина движе­ния в любом участке позвоночного столба в значительной степени зависит от соотношения высоты межпозвонковых дисков и костной части позвоноч­ника. Толщина дисков в каждом отделе позвоночника разная: в поясничном — 9 мм, грудном — 5 мм, шейном — 3 мм. Вместе с тем более важным, чем абсолютная толщина, является отношение толщины диска к высоте тела поз­вонка. Капанджий (1974) утверждает, что это отношение обусловливает подвижность определенного сегмента позвоночного столба: чем выше со­отношение, тем больше подвиж­ность. Таким образом, шейный от­дел имеет наибольшую подвиж­ность, так как указанное соотноше­ние в нем составляет соответствен­но 2:5, или 40 %. Менее подвиж­ным является поясничный отдел с соотношением 1:3, или 33 %. Нако­нец, еще менее подвижным являет­ся грудной отдел, соответствующее соотношение в котором 1:5, или 20 %. Таким образом, диски играют важную роль в определении потен­циала диапазона движения спины. Диск состоит из двух частей: студенистого ядра и фиброзного кольца. Жидкостные и эластичные свойства этих частей, действую­щих совместно, позволяют диску выдерживать большие нагрузки (рис. 18.3).

Рис. 18.3. Структура меж позвонкового диска (Kapandji, 1978)

Студенистое ядро состоит из несжимающегося гелеподобного материала, заключенного в элас­тичный «контейнер». Его хими­ческий состав представлен белка­ми и полисахаридами. Ядро харак­теризуется мощной гидрофильностью, т.е. притяжением к воде.

Как указывает Пушел (1930), при рождении содержание жидкости в ядре составляет 88 %. Как и все жидкости, она не может уменьшиться в объеме. Более того, ввиду содержания в закрытом «контейнере» к ней мо­жет быть применен закон Паскаля: «Любая внешняя сила, действующая на единицу заключенной в сосуде жидкости, передается в таком же количес­тве каждой единице внутренней части сосуда» (Callief, 1981). Контейнер может под давлением деформироваться. Таким образом, ядро действует как гидравлический амортизатор.

При сгибании позвоночника диск приобретает форму клина, т.е. ста­новится тоньше спереди и утолщается сзади. Такая деформация позволяет позвонкам сблизиться спереди и удалиться друг от друга сзади, тем самым увеличивая кривую сгибания спины. Наоборот, при чрезмерном выпрямле­нии позвоночника ядро становится тоньше сзади и толще спереди. Такая деформация позволяет позвонкам сблизиться друг с другом сзади и уда­литься друг от друга спереди, тем самым увеличивая кривую выпрямления спины. Итак, следовательно, деформация дисков увеличивает подвиж­ность позвоночника.

Рис. 18.4. Ось движения при сгибании к выпрямлении в поясничном отделе позвоночника (Fink and Rose, 1977)

С возрастом ядро утрачивает свою способность привязывать воду. К 70 го­дам содержание воды в нем сокращается до 66 %. Причины и последствия этой дегидратации имеют большое значение. Вполне вероятно, дегидратация — ес­тественный процесс старения. Сокраще­ние содержания воды в диске можно объяснить снижением концентрации белка полисахарида, а также постепен­ной заменой гелеподобного материала ядра волокнистой хрящевой тканью. Ре­зультаты исследований Адамса и Муира (1976) показали, что с возрастом проис­ходит даже изменение молекулярного размера протеогликанов в студенистом ядре и фиброзном кольце, а также их со­держания, которое, по-видимому, влияет на механические свойства диска. Содержание жидкости снижается. К 20 годам исчезает сосудистое обеспе­чение дисков. К 30 годам диск питается исключительно благодаря диффу­зии лимфы через концевые пластинки позвонков. Подобное снижение со­держания жидкости объясняет утрату гибкости позвоночника с возрастом, а также нарушение способности у пожилых людей восстанавливать элас­тичность травмированного диска (Caillief, 1988).

Студенистое ядро выполняет функцию гидравлического амортизатора. В частности, он принимает преимущественно вертикально действующие на тела позвонков силы и распределяет их радиально в горизонтальной плоскости. В результате окружающее его фиброзное кольцо противостоит создаваемому напряжению. Чтобы лучше понять это действие, можно представить ядро в виде подвижного шарнирного соединения (рис. 18.4). Функции студенистого ядра кратко поданы в табл. 18.1.

Фиброзное кольцо состоит приблизительно из 20 концентрических слоев волокон (см. рис. 18.3). Эти эластичные волокна переплетаются та­ким образом, что один слой оказывается под углом к предыдущему, в ре­зультате чего создается впечатление, что они пересекают друг друга под наклоном (т.е. косо). Такая структура обеспечивает контроль движения. Например, под действием сдвигающего усилия косые волокна, идущие в одном направлении, напрягаются, тогда как идущие в противоположном направлении —расслабляются (рис. 18.5).

Рис. 18.5. Эластичные волокна фиброзного кольца частично отвечают за контролируемое движение позвоночного столба. При воздействии на позвонок горизонтальной силы косые волокна, идущие в одном направлении, напрягаются (натягиваются), а идущие в другом направлении — расслабляются (Alter, 19SS)/

Как отмечалось выше, фиброзное кольцо принимает на себя большую часть усилия, передаваемого из одного тела позвонка другому. Эта функ­ция может показаться странной, так как основная нагрузка на диск осу­ществляется в виде вертикального сжатия, а фиброзное кольцо в большей степени предназначено для противостояния сдвигающему усилию. Одна­ко, студенистое ядро трансформирует вертикальное усилие в радиальную силу, которую ограничивает эластичная и растягивающая сила волокон.

С возрастом фиброзное кольцо в значительной мере утрачивает свою эластичность и податливость. В молодом возрасте фиброэластичная ткань кольца является преимущественно эластичной. С возрастом или после травмы процент фиброзных элементов увеличивается и диск теряет элас­тичность. По мере утраты эластичности он становится более восприимчи­вым к травмам и повреждениям. Кроме того, с увеличением возраста вследствие более ограниченного кровоснабжения дисков они утрачивают свою способность восстанавливать эластичность. Поэтому неудивительно, что различные травмы и повреждения дисков чаще встречаются у людей пожилого возраста (Caillief, 1988).