對,就是那個表現「突出」的「椎間盤」
又到了天氣轉涼需要喝一鍋熱湯的季節。
馬路上好多家「羊蠍子」火鍋店早已門庭若市、熱氣騰騰。
空氣中彷彿瀰漫著濃濃的「膠原蛋白味兒」。
而在超市裡牛尾早已被切成一段一段,標著特價擺放在醒目的位置。
買回家放進鍋里撲突撲突熬出一鍋熱湯,看著窗外的雪景,一定很應景也很合胃口。
如果你覺得這集是介紹冬令煲湯養生的菜譜,那你可能要失望了。今天讓我們對著羊蠍子和牛尾這倆冬天「食材明星」,聊一下我們自己的「椎間盤」。
一個思考,為什麼牛尾和羊蠍子會那麼好吃呢?
在大嚼羊蠍子和牛尾的時候,好吃的源頭來自於這兩個部位之間的「軟骨」特別「薄脆」但又很有嚼勁的口感。
當我們仔細看的時候,會發現這兩部分的軟骨並不與喝骨頭湯時候啃骨表面的軟骨一樣。
它們就像年輪一樣,一層包著一層,緊密又富有彈性。
這就是椎間盤獨有的結構——纖維軟骨(Fibro cartilages)。椎間盤由這些纖維軟骨在外層形成厚實的「纖維環」(Annulus,拉丁語,Anus是「環」的意思),這些富有彈性又牢固的纖維環一層層包圍著椎間盤中間一塊像果凍一樣的結構——「髓核」(Nucleus pulposus)。前後左右都由纖維環緊緊圍繞,而上下兩個部分就由兩塊被稱為「軟骨終板」(Cartilage endplates)的結構像三明治一樣緊緊的夾住髓核。
對,這就是大家一直聽到也總是會吃但很少仔細觀察的「椎間盤」。他的結構就像芝麻湯糰一樣,厚實的糯米(纖維軟骨)包裹著流體的芝麻餡兒(髓核)。
在實驗室,我們會把動物的脊柱包在石蠟塊里,然後把這塊類似琥珀的東東在切片機下切成平均5微米的薄片,放在載玻片上,染上想要的顏色,在顯微鏡下就可以看到更微觀的結構了。
這種藍色的染色是甲苯胺藍(Toluidine Blue),因為其中的陽離子有染色作用,所以能與組織細胞里的酸性物質結合現出顏色。在椎間盤中,纖維環的「膠原纖維」和其中活動的「軟骨細胞」都可以看得非常清楚。根據這兩張染色片(我染的:P),我們可以清楚地觀察到椎間盤的纖維環其實是一層一層平行排列的膠原纖維組成的,大約15-25層左右。
而在正面觀察,每一層的膠原纖維走向又是各不相同,相鄰之間的斜角大約60度。這樣一個15-25層各不相同夾角的纖維環,椎間盤外圍就像建築工地上的「腳手架」,作為第一層屏障,來抵禦脊柱軸向(沿著脊柱)的壓縮和拉伸以及左右彎折和旋轉所帶來的外力衝擊。
當外力逐漸增大,纖維環吸收外力衝擊的同時也會發生形變,主要表現是逐漸向兩側彎曲,這也是大部分影像報告上所提到的「椎間盤膨出」。
如果減少局部的外力,纖維環的形變會慢慢恢復,所以「椎間盤膨出」是可逆的。
均勻分布在膠原纖維上的軟骨細胞,為膠原纖維提供足夠的營養並不斷加固它們。如果局部位置細胞數量減少,這片纖維環就會變得脆弱並在外力作用下發生撕裂。
為了更清楚地觀察蛋白多糖分布,我們採用Safrainin O/fast green的染色方法,膠原及蛋白多糖豐富的部分被染成不同層級的橙紅色,而骨骼部分則是藍綠色。
根據這張染色片,很清楚的就可以看到椎間盤這個湯糰切開之後到底是怎麼樣的。圖中紅色透亮區域就是椎間盤中心的「髓核」。它主要由放射狀的分布著彈性纖維(elastin fibres)和外層隨機分布的膠原蛋白(collagen fibres)組成。彈性纖維主要由含水量非常高的蛋白聚糖(Aggrecan)組成,通過液體的滲透壓(Osmotic pressure)成為第二成屏障,來吸收脊柱傳來的外來衝擊。
一個思考:如果纖維環撕裂了,含水量巨大的髓核流出來怎麼辦?
當髓核順著纖維環撕裂的縫隙一點一點的流出來,流到外面,隨著水分的脫干,結構也會越變越硬,當流出椎間盤的時候,髓核已幾乎成為了固體,這就是「椎間盤突出」。
椎間盤突出主要的危害就是壓迫到附近的神經或者脊髓組織,造成慢性壓迫的二次損傷,平時的手麻、腳麻以及其他一些神經放射癥狀都是因為突出的椎間盤壓迫到神經根。而嚴重的情況下,當椎間盤壓迫到脊髓,會出現更多感覺和運動障礙(冷熱覺不敏感、精細活動障礙)。
根據這個過程,椎間盤突出一旦形成是無法逆轉恢復回去的,即使微創手術可以把突出物消融,可以把纖維環修復完整,但是這一塊椎間盤裡的髓核是缺少的。即使水平再高超的手術醫生,都無法讓第一層防護纖維環的結構完全恢復成原狀,更無法在髓核內補充足夠的蛋白多糖,因為治療手段的局限,這個方法可以改善因為椎間盤突出的使得這一段椎間盤承重的能力也會大不如前。
另一個思考:椎間盤退變是不是和椎間盤突出很有關聯?
40歲之後,超過60%的人在MRI影像上會發現椎間盤退行性改變(退變)。而退變直接發生在椎間盤對抗外力的兩層防護上,所以可以說,椎間盤退變很大程度上會加大椎間盤突出的風險。
圖中發黑部分的那一段椎間盤就是退變的椎間盤且正在突出。
椎間盤退變主要分為兩步走:
1. 隨著年齡增大,椎間盤中間的髓核脫水,蛋白多糖開始分解;
2. 隨著勞損積累,椎間盤周圍纖維環排列出現紊亂及撕裂。
在染色切片中,我們就可以看到,相比於正常椎間盤,退變的椎間盤內部的結構顯得更加紊亂,椎間盤纖維環之間存在多處撕裂的缺口。在纖維環構成的一條條路徑上分布的細胞變得更少,加固工程越來越懈怠,使得椎間盤纖維環的膠原越來越脆弱,這就是退變的椎間盤難以承受外力引起突出的主要因素。
今天的課是不是聽了之後非常令人絕望呢?
似乎無論我們如何努力,都無法抵禦歲月在我們身上刻下的印記。
所幸我們還有肌肉和韌帶,它們是脊柱抵禦外力衝擊的另外兩層防護,而這兩層防護真的可以做到「事在人為」的。
適當的牽引治療和拉伸鍛煉也可以幫助緩解椎間盤所承受的壓力。具體怎麼做呢?下集再見吧。
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