Krążki międzykręgowe są złożoną jednostką anatomiczną. Znajdują się one pomiędzy większością trzonów kręgów i odgrywają ważną rolę w utrzymaniu funkcji ruchowej kręgosłupa.
Stanowią 1/3 objętości kręgosłupa. Przenoszą one całe obciążenie kręgosłupa, a jednocześnie zapewniają jego elastyczność i ruchomość. Właściwości mechaniczne tych struktur chrzęstnych mają ogromny wpływ na stan całego kręgosłupa.
W ludzkim ciele znajdują się łącznie 24 krążki międzykręgowe. Ich wielkość wzrasta w miarę przemieszczania się w dół kręgosłupa. Z tego powodu dyski w kręgosłupie lędźwiowym osiągają około 45 mm w kierunku przednio-tylnym, i 64 mm w kierunku poprzecznym. Ich grubość wynosi około 11 mm. Zakończenia nerwowe są obecne tylko w zewnętrznej części krążka międzykręgowego, a naczynia krwionośne są całkowicie nieobecne.
Grubość krążka międzykręgowego nie jest stała. Może wahać się w ciągu dnia, zwiększać się po nocy i zmniejszać się wieczorem. Z tego powodu występują dobowe wahania długości kręgosłupa nawet do 2 cm.
Budowa
Struktura wszystkich krążków międzykręgowych, w przeciwieństwie do kręgów, jest taka sama. Każda z nich jest chrząstką o złożonej budowie, w której wyróżnia się 3 obszary:
- Jądro miażdżyste. Jest galaretowatą masą, składającą się w 77% z wody, w 14% z proteoglikanów i w 4% z włókien kolagenowych (głównie typu II). Jest to elastyczna struktura, która zapewnia dyskowi właściwości amortyzujące. Kręgosłupowi natomiast elastyczność poprzez możliwość ściskania w różnych kierunkach. Jądro miażdżyste w młodości ma największe rozmiary, a z upływem lat traci wilgoć i stopniowo zmniejsza swoją objętość. Prowadzi to do rozwoju osteochondrozy ze wszystkimi jej konsekwencjami i powikłaniami. Na przykład przepukliny dysku, spondylozy itp.
- Pierścień włóknisty jest zewnętrzną błoną dysku. Utrzymuje jego stały kształt i ogranicza znacznie bardziej płynne jądro miażdżyste. Ma sztywną, włóknistą strukturę i składa się w 70% z wody, w 15% z kolagenu (głównie typu I) i tylko w 5% z proteoglikanów. Włókna pierścienia włóknistego są ściśle splecione ze sobą w różnych kierunkach. Pozwala to dyskowi wytrzymać duże siły, które powstają, gdy dysk jest ściskany przez sąsiednie kręgi podczas aktywności fizyczne. Zwłaszcza podczas zginania i skręcania.
- Blaszka chrzęstna jest cienką warstwą chrząstki hialinowej. Składa się z wody (55%), kolagenu (25%) i proteoglikanów (8%). Przylega do dolnej i górnej krawędzi dysku i oddziela go od trzonów kręgów.
Podobnie jak większość innych tkanek chrzęstnych, krążki międzykręgowe składają się z wody i włókien kolagenowych. Są one osadzone w żelu proteoglikanowym. Stosunek tych składników nie tylko różni się w różnych częściach dysku, ale także zmienia się w zależności od wieku osoby, a nawet pory dnia, nie wspominając o obecności choroby. Dlatego z wiekiem dysk staje się twardszy. Różnica między pierścieniem włóknistym a jądrem miażdżystym zmniejsza się.
Jednocześnie należy zaznaczyć, że w macierzy utworzonej przez proteoglikany znajdują się komórki, których zadaniem jest wytwarzanie składników krążka międzykręgowego. Same proteoglikany, reprezentowane głównie przez aggrecan (duża cząsteczka, która posiada rdzeń białkowy z przyłączonymi grupami glikozaminoglikanów), posiadają dużą liczbę ładunków ujemnych.
Pozwala to im przyciągać cząsteczki wody i powodować obrzęk dysku. Jest to niezbędne do jego prawidłowego funkcjonowania. Mają one również wpływ na aktywność metaboliczną. Proteoglikany o stosunkowo małej masie cząsteczkowej są w stanie wiązać mediatory aktywności komórkowej, takie jak czynniki wzrostu, i uwalniać je, gdy są potrzebne.
Dehydratacja krążka międzykręgowego
Dehydratacja krążka międzykręgowego jest powszechną patologią. Występuje, gdy tkanki organizmu ulegają odwodnieniu.
Jakie są objawy i przyczyny?
Objawy dehydratacji krążków międzykręgowych zależą od odcinka kręgosłupa, w którym są one zlokalizowane. Wysychający dysk w kręgosłupie szyjnym spowoduje ból w okolicy szyi, natomiast wysychający dysk w kręgosłupie lędźwiowym spowoduje ból w dolnej części pleców.
Do innych objawów dehydratacji należą:
- Sztywność w ruchu;
- Słabość;
- Uczucie pieczenia;
- Drętwienie stóp lub nóg;
- Ograniczona mobilność, ból przy ruchach;
- Rwa kulszowa.
Najczęstszą przyczyną dehydratacji dysku jest starzenie się, chociaż podobny stan może również rozwinąć się u młodych pacjentów.
Funkcjonowanie krążków
Jakość funkcjonowania krążka zależy w dużej mierze od równowagi pomiędzy ciśnieniem wody a obrzękiem krążka. Decyduje o tym liczba jonów przyciąganych przez proteoglikany posiadające ładunek ujemny. Czyli procentowa zawartość proteoglikanów ma bezpośredni wpływ na jakość funkcjonowania dysku.
Gdy zwiększa się nacisk na chrząstkę kręgosłupa, zwiększa się ciśnienie wody wewnątrz kręgosłupa. Równowaga zostaje zaburzona. W celu wyrównania ciśnienia pewna ilość wody zostaje „wyciśnięta” z krążka. Prowadzi to do wzrostu stężenia proteoglikanów. Proces ten trwa do momentu przywrócenia równowagi lub odciążenia.
Metabolizm krążka międzykręgowego
Żaden krążek międzykręgowy nie posiada własnych naczyń krwionośnych, a metabolizm w krążku oparty jest na mechanizmie dyfuzji. Innymi słowy, odżywiają się one z naczyń krwionośnych pobliskich tkanek, do których odległość może wynosić nawet 7-8 mm.
Kiedy dysk jest poddawany obciążeniom, takim jak podczas chodzenia, i jest ściskany, płyn jest „wyciskany” i powstaje gradient stężenia składników odżywczych. Płyn, który wydostał się z dysku, jest nasycony substancjami odżywczym. Gdy obciążenie zostanie zdjęte i dysk odpowiednio się „rozłoży”, jest on zasysany z powrotem.
Funkcja i wpływ naprężeń na ciśnienie w krążku międzykręgowym
Główną funkcją krążków międzykręgowych jest pochłanianie wstrząsów podczas aktywności fizycznej. A także umożliwienie zginania i obracania kręgosłupa. Obciążenie krążków zależy również od wagi i pozycji ciała danej osoby. Dlatego obciążenie dysków ulega ciągłym zmianom, nawet podczas wykonywania codziennych czynności.
Na przykład zgięcie i wyprost powodują kurczenie się i rozciąganie dysków. Natomiast ruchy obrotowe tułowia powodują ścinanie lub przemieszczanie się dysków na boki. Jednak ze względu na wielkość tych struktur chrzęstnych, obciążenie dysków wzrasta od góry do dołu, więc największe dyski w odcinku lędźwiowym kręgosłupa są zatem najbardziej obciążone.
Nadwaga, podnoszenie zbyt ciężkich przedmiotów, a nawet przyjmowanie określonej pozycji ciała zwiększa nacisk na krążki międzykręgowe. Przyspiesza to zachodzące w nich zmiany zwyrodnieniowo-dystroficzne i stwarza silne przesłanki do rozwoju choroby. Tak więc w spoczynku, w zależności od pozycji ciała, nacisk na krążki wynosi od 0,1 do 0,2 MPa. W tym samym czasie podczas zginania lub podnoszenia ciężaru ciśnienie wzrasta do 1,5-2,5 MPa. Wraz ze wzrostem obciążenia, ciśnienie w dysku rozkłada się równomiernie na całej jego powierzchni, łącznie z płytkami chrzęstnymi.
W momencie ściśnięcia dysku, co ma miejsce przy każdym ruchu, ulega on deformacji. Staje się bardziej płaski, jakby się kurczył. Dochodzi do obrzęku blaszki chrzęstnej i pierścienia włóknistego. Towarzyszy temu wzrost napięcia tych struktur, ponieważ ciśnienie w jądrze miażdżystym gwałtownie wzrasta.