纤维环

跳转到: 导航, 搜索
Bki7k.jpg

纤维环,位于椎间盘的周缘部,由纤维软骨组成,纤维环的纤维在椎体间斜行,在横切面上排列成同心环状,相邻环的纤维具有相反的斜度,而相互交叉。纤维环的前方有坚强的前纵韧带,前纵韧带的深层纤维并不与纤维环的浅层纤维融合在一起,却十分加强纤维环的力量;纤维环的后方有后纵韧带,并与之融合在一起,后纵韧带虽较前纵韧带为弱,亦加强纤维环后部的坚固性。纤维环的周缘部纤维直接进入椎体骺环的骨质之内,较深层的纤维附着于透明软骨板上,中心部的纤维与髓核的纤维互相融合。纤维环的前部较后部为宽,因此髓核的位置偏于后方,髓核的中心在椎间盘前后径中后1/3的交界部,是脊柱运动轴线通过的部位。由于纤维环后部较窄,力量较弱,髓核易于向后方突出,但由于纤维环后方中部有后纵韧带加固,突出多偏于侧后方。  

分类及作用

纤维环由分为外、中、内三层呈同心圆排列的纤维构成构架。外层主要为胶原纤维成份,

Bki7l.jpg

内层是纤维软骨带,各层间有粘合样物质粘合。纤维层内纤维平行排列,层间纤维相互交叉,相邻纤维层与椎间盘平面成±30度夹角。纤维环的前侧、两侧的纤维层最厚,平行斜向两椎体,后侧的纤维层只有它们的一半,但也有12层并且排列要比两边的复杂。纤维环中外层纤维通过sharpy’s纤维紧密地附着于两个椎体的垢环之间,内层纤维连于上下软骨终板上,形成略带弧形的结构,很好的保存了髓核的胶体成分,维持髓核的位置与形状,保证整个椎间盘的负重和轴承作用的发挥。较薄的后层纤维在结构上属于内层,它的最里面纤维直接进入髓核与细胞间质相连,和髓核无明显的界限。在脊柱侧弯、扭转时,椎间盘内后方的髓核可以在纤维环与软骨终板组成的结构中很好地流动;特别是前曲、后仰时,薄的后壁给髓核的移动提供了一定的弹性空间,较厚的前侧纤维环则提供髓核与脏器之间的隔护,共同协调脊柱的生理活动。

纤维环可承受的力量相当强大,剪切刚度达260N/mm,实验负载≥2000N,环纤维与骺环、软骨终板的连接非常坚固,各分层中交叉的短纤维可限制纤维环的过度运动,保持了脊柱在前屈,后伸。侧曲和扭转运动时脊柱的稳定及适当的生理活动范围。而在髓核受到压力轻度变扁时,紧密排列的纤维环纤维即可开始吸收髓核向环壁传来的压力,纤维轻度延长,当整个纤维环的纤维均发生这种压力形变时,脊柱所受的负荷力即被纤维环所吸收,在生理受力的极限内,分散减缓了髓核——椎体——脊柱的受力量度。

发育成熟的髓核是一个由软骨样细胞分散在细胞间质内,周围围绕着一个比较致密的胶原纤维网的含水球,位于椎间盘偏后位置,占推间盘横断面积的50%~60%;由于它的含水量很高,并和软骨终板紧密接触,是椎间盘接受经软骨终板主要营养途径渗透交换营养的主要部分。髓核与包裹它上下面的软骨终板,周围的纤维环共同构成对抗重力和张力的闭合缓冲系统。在脊柱运动时,髓核犹如滚珠轴承起支点作用,协助脊柱其他部分完成生理活动。髓核球型结构偏后的位置,对分散压力,支持角度大频率高的弯曲等运动有重要意义。髓核本身只在婴儿时期和严重退变时才有血管长入,正常时它的营养主要由椎体——软骨终板——髓核的椎间盘主要营养途径渗透供给。  

生理状态

纤维环细胞密度为9000个细胞/mm,其外层的细胞呈梭型,主要属于纤维细胞,内层细胞呈圆形,主要属于软骨细胞。在培养的情况下,用透射电镜观察则有许多共同的超微结构表现,它们的核较圆,核仁较明显。细胞质内可见大量的附有核糖体颗粒的粗面内质网和滑面内质网。细胞质内线粒体多,为椭圆形,有的可看到双层单位膜,由单位膜包绕初级深酶体和次级深酶体。细胞质内有一系列的扁平囊及小泡主成的高尔基复合体和分泌颗粒,纤维环细胞合成分泌蛋白多糖及胶原纤维的能力很旺盛,保证纤维环生理代谢活动所需的构造物质的供给。一但这种供给减少,纤维环的生物性能就会减弱,椎间盘开始退变。

3 主要细胞外基质的表现

正常人椎间盘不同的区域的胶原含量是有差异的,纤维环的胶原含量明显高于髓核,环内层的胶原含量低于外层,后外侧低于前外侧,后外侧内层最低。这可能与进化中的弯腰运动较多有关。分子生物学研究表明,组成纤维环的主要胶原有Ⅰ、Ⅱ型胶原,还有部分Ⅸ型胶原和1a、2a、3a链以及在修复情况下出现的少许Ⅲ型胶原。纤维环中的Ⅰ型胶原占整个椎间盘同型胶原的40%,正常人外层纤维环几乎全部由Ⅰ型胶原组成,由环的外层向内层延伸,Ⅰ型胶原逐渐减少,Ⅱ型胶原不断增多。

髓核中含量最丰富的胶原类型是Ⅱ型,其分子上的羟赖氨酸残基含量达72个,它的亚氨基酸侧链糖化后产生二糖衍生物和单糖衍生物,聚集大量的水分子,产生高含水状态,使髓核更加适于变形而又有足够的承受压力的能力,使它担当的功能可以很好地发挥。髓核中还含有少量的1a、2a、3a链和Ⅸ、Ⅳ、Ⅺ型胶原及一些短线的胶原分子,共同构成髓核的胶原体系。据研究,人纤维环中蛋白多糖的主要成分:己糖胺、葡萄糖胺、半乳糖胺糖醛酸的含量比分别为660,335,24和225左右。正常比例构成的蛋白多糖决定着从纤维环表面渗透进入椎间盘内营养椎间盘细胞的溶液浓度,纤维环的水化程度,从而影响着纤维环的生理功能,特别是力学性能的正常发展。髓核吸水及保持水分的能力对它的抗压功能影响巨大。刚出生婴儿的髓核含水88%,直到77岁,还有平均69%的含水量,为了保证这种状态,髓核进化成了一个高蛋白多糖的组织。

除了胶原纤维和蛋白多糖外,弹性蛋白纤维对纤维环、髓核的生理功能的作用也是研究得不少的一个方面。髓核的弹性蛋白纤维含量比纤维环外层明显的减少,纤维形状极不规则,与胶原纤维的排列不一致但较纤维环的稍粗。弹性蛋白纤维具有高度的伸缩性能和极高的强度,虽然在椎间盘中分布不均,但受力方向一致,它与胶原构成椎间盘 的主要支架结构,共同维持和承受相应的应力,对椎间盘缓冲震荡系统的构成发挥重要作用,正常成年人椎间盘的弹性蛋白纤维饱满光滑,密集成网,健康老年人的椎间盘的弹性蛋白纤维稀疏、僵直,欠饱满,表面不光滑,有凹迹,在椎间盘退变、病变时弹性蛋白纤维上出现间隔,少部分出现断裂,许多纤维上出现断裂,磨损、不规则空洞。分子生物学研究证明,其mRNA阳性杂交信号消失,不再有新的纤维合成补充,在应力的作用下含量逐步减少,至使和变性的胶原纤维一并改变了椎间盘的生物力学特性。

从大体形态到微观组成和生化组分,纤维环和髓核既有本身的特点,更在整体上相互协调,与软骨终板一起,维持了椎间盘的有机构成和生理功能的正常发挥。由于各种因素如工作中长时间的震动、经常的吸烟、过度的劳动等等,都会影响到它们的正常构成和生理功能,引起退变,从而影响到整个脊柱的功能。因此,更深入地了解它们的结构组成变化和生理功能之间的关系,开展维护预防方面的探讨,是纤维环、髓核研究的下一个方面。  

主要功能

(1)纤维环的强度及纤维环在骺环和软骨盘的附着点的坚实性,使上下两椎体互相连接,保持脊柱在运动时稳定性。

(2)由于纤维环的少许弹性和纤维环纤维的特殊分层排列方向,使每个脊柱间有一定的活动度。

(3)纤维环本身如一厚的韧带组织,在脊柱的前纵韧带和后纵韧带加强下,限制了脊柱的前屈、后伸、侧倾和旋转运动。

(4)保存髓核组织的液体成分,维持髓核组织的位置和形状。

(5)吸收震荡是纤维环的最重要功能,髓核在受压力的情况下,形态可轻度变扁,并将所受的压力均匀地分布于纤维环各部分,使纤维环纤维延长,当整个脊柱的纤维环均发生此改变时,脊柱所受的压力即被纤维环吸收。

关于“纤维环”的留言: Feed-icon.png 订阅讨论RSS

目前暂无留言

添加留言
个人工具
名字空间
动作
导航
推荐工具
功能菜单
工具箱