Поглощение воды пульпозным ядром
И наоборот, в течение ночи, когда человек лежит (рис 36), тела позвонков не находятся под воздействием силы тяжести, а только под действием мышечного тонуса, который сильно снижается во время сна. В это время благодаря абсорбирующей способности ядро забирает воду назад из тела позвонка, и диск приобретает свою исходную толщину. Следовательно, человек утром выше, чем к вечеру. Так как исходная нагрузка более значительна утром, гибкость позвоночного столба выше в это время.
Давление пропитывания ядра значительно, так как достигает 250 мм рт. ст. (Charnley). С возрастом абсорбирующая способность диска снижается, уменьшая его состояние исходной нагрузки. Это вызывает снижение веса и гибкости с возрастом.
Hirsch показал, что если диск постоянно нагружен (рис. 37), снижение толщины происходит не линейно, а по экспоненте (в первой части кривой), поддерживая процесс дегидратации пропорционально объему ядра. При снятии нагрузки диск возвращается к исходной толщине опять же по экспоненте, и восстановление до нормы определенного количества времени.
Если сила прилагается и снимается с очень коротким интервалом, у диска нет времени для восстановления исходной толщины. И так же если эти силы прилагаются и снимаются в течение очень продолжительного периода (даже если есть достаточно времени для отдыха), диск не достигает своей исходной толщины. Это вызывает состояние, аналогичное старению.
Компрессионные силы, прилагаемые к диску
Компрессионные силы, прилагаемые к диску тем сильнее, чем ближе этот диск находится к крестцу (рис.38), который поддерживает основную массу тела. У человека весом 80 кг масса головы — 3 кг, верхних конечностей — 14кг, тела — 30 кг. В общей сложности на уровне L5 — S1 позвоночник несет только 2/3 тела, вес которого — почти половина всего веса (Р). К этому нужно добавить тонус околопозвоночных мышц (М1 и М2), необходимый для поддержания тела в прямом положении в покое. При дополнительной нагрузки (Е) или любой серьезной перегрузке также добавляется вес (S), и нижние диски могут стать объектом воздействия сил, которые превышают их резистентность, особенно у пожилых.
Потеря толщины диска также зависит от того- здоров он или болен (рис.39). Здоровый диск в покое, нагруженный 100 кг веса уплощается на 1,4 мм и становится шире. При такой же нагрузке больной диск уплощается на 2 мм (С) и не может восстановить свою исходную толщину после снятия нагрузки.
Ядро лежит в центре позвонковой пластинки, на площади, ограниченной хрящем, который пронизан многочисленными микроскопическими порами, соединяющими оболочку ядра с губчатой костью, лежащей под позвонковой пластинкой. При воздействии значительной силы по оси позвоночного столба, например при стоянии (рис.35), вода, содержащаяся в желатинозной матрице, ядра выходит через эти поры в тело позвонка. Так как это статическое напряжение поддерживается в течение дня, к вечеру ядро содержит меньше воды, чем утром, и ядро существенно тоньше. У здорового человека это накопительное утончение дисков может достигать 2 см.
Это прогрессирующее уплощение больного диска оказывает воздействие на сочленения между суставными отростками (рис.40). При нормальной толщине диска (А) суставные хрящи этих суставов нормально расположены и суставная щель прямая и ровная. При уплощении диска эти соотношения нарушаются, и суставная щель открывается назад. Это суставное нарушение может само по себе привести к остеопорозу на большом протяжении.