Пульпозное (студенистое) ядро

ПЯ содержит матрикс и немногочисленные клет­ки. Матрикс неоднороден в центральной и перифериче­ской части ПЯ.

В центральной части волокнистых компонентов очень мало, а периферическая часть содержит достаточноее количество коллагеновых волокон и по строению сход­на с тканью ФК.

В диске взрослого человека граница ПЯ и ФК визуально не определяется.

В ПЯ взрослого человека содержится примерно 25 г коллагена в 100 г высушенной ткани; с возрастом эта концентрация изме­няется очень незначительно. Практически весь коллаген ПЯ — это коллаген II типа, характерный для гиалинового хряща.

Особенно богато ПЯ протеогликанами. Столь высокая концентрация протеогликанов обеспечивает удержание в матриксе ПЯ больших количеств воды, благодаря чему оно имеет консистенцию студенистой жидкости.

Макромолекулы протеогликанов ПЯ содержат полипептидные цепи хондроитинсульфатов; цепочки кератансульфатов.

Очень су­щественно, что протеогликаны ПЯ в отличие от протеогликанов хрящей другой локализации обладают слабо выраженной способ­ностью к образованию агрегатов.

В состав агрегатов включено не более 10% макромолекул протеогликанов, все остальные нахо­дятся в свободном состоянии. Низкая агрегационная способность протеогликанов находится в противо­речии со сравнительно высоким содержанием в матриксе ПЯ гиалуроновой кислоты. По-видимому, функция гиалуроновой кислоты в этом случае отлична от ее функ­ции в матриксе других хрящей, где основная масса гиалуроновой кислоты используется для агрегации протеогликанов.

Ткань МД и ПЯ весьма богата гликопротеинами, роль которых связывают с организацией макромолекул эластина, присутствие которого в ткани диска не вызывает сомнения.

С помощью методов поляризационной и электронной микро­скопии выявлена слабо вы­раженная волокнистая строма в центральной части пульпозного ядра.

На периферии ПЯ матрикс содержит зрелые коллагеновые волокна, расположенные концентрически и без резкой границы переходящие в строму фиброзного кольца. В матриксе ПЯ отчет­ливо проявляются возрастные изменения.

У человека после 30 лет высоковязкая гелеобразная субстанция ПЯ приобретает более вы­раженную волокнистую структуру.

У людей пожилого возраста ткань ПЯ становится по существу фиброзной, вязкость геля сни­жается, ПЯ уменьшается в размерах.

Клетки ПЯ проявляют значительную гетероморфность. В цен­тре ПЯ они иные, чем на периферии. Если в периферической ча­сти клетки по всем параметрам могут быть причислены к типич­ным хондроцитам, то в центральной части, можно выделить две группы других клеток.

Клетки первой груп­пы мелкие, отростчатые, со светлым ядром и цитоплазмой, бедной органеллами.

Клетки второй группы округлые, содержат крупное ядро с отчетливой конденсацией хроматина на периферии. В ци­топлазме развиты грЭПС, комплекс Гольджи, много свободных рибосом.

В цен­тральном участке ПЯ обнаружены атипичные клетки, которые не являются истинными хондроцитами, так как не проходят, по-видимому, всех этапов хондрогенной дифференцировки, сохраняя черты, присущие клет­кам хорды филогенетически древних форм.

Пульпозное ядро в норме — аваскулярная структура. Питание осуществляется со стороны сосудов позвонков.

Нарушение артериального и венозного кровообращения в каком либо сегменте позвоночника приво­дит к резким дистрофическим изменениям и склерозированию ПЯ. Большой интерес представляют сообщения о том, что уже в 30‑40 лет у человека в ПЯ отмечаются дистрофические изменения — появление очагов зернистого распада, гибель части клеток. Эти изменения нарушают однородность и упорядоченность структуры ПЯ, ведут к потере воды, снижению внутридискового давления.

Одновременно с появлением признаков дегенерации в хряще у людей 30-40 лет отмечается пролиферация хондроцитов. По-видимому, речь может идти о компенсаторной роли таких пролиферативных процессов.

Функциональное значение ПЯ определяется высоким гидратированным состоянием его матрикса. У человека и животных в норме ПЯ выполняет роль меняющей свой объем протекторной подушки, принимающей на себя компрессионную нагрузку и амортизирующей ее действие на кость. Функциональным принци­пом, единым для хрящевой ткани любой локализации, является обратимая деформация.

Высокое, выходящее за пределы нормы напряжение ткани ПЯ является причиной образования грыж.

Фиброзное кольцо

Наружный край ПЯ граничит с внутренним краем ФК. Одна­ко эта граница заметна только в дисках молодых животных и у детей раннего возраста. У половозрелых животных и у взрослого человека она не различима и межпозвоночный диск представ­ляет собой целостное образование, плотно срастающееся с гиалиновым хрящом.

Матрикс ФК состоит из плотноупакованных пучков коллагеновых волокон. Их расположение упорядочение и ориентированно.

Коллагеновые волокна ФК представлены в виде пластин. В каждой пластине волокна рас­полагаются параллельно поверхности диска, пересекаются друг с другом в чередующихся слоях и врастают в матрикс гиалинового хряща замыкающей пластинки, а по краям позвонка — непосредственно в ткань надкостницы.

Коллагеновые фибриллы в ФК значительно толще, чем в ПЯ.

Коллаген составляет 65—68% массы высушенной ткани ФК диска человека (именно высокая концентрация коллагена служит главным основанием для отнесения кольца к числу фиброзных хрящей).

В последовательных слоях ФК в направлении от ПЯ к периферии диска уменьшается содержание коллагена II типа и увеличивается содержание коллагена I типа. В наружных пла­стинах кольца преобладает коллаген I типа. В ФК диска челове­ка на долю коллагена II типа приходится в среднем 60% от общего количества коллагена; в ФК дисков других млекопитаю­щих среднее содержание коллагена II типа ниже.

Таким образом, строгая (четкая) пространственная организа­ция пластин коллагеновых волокон ФК, связанных с волокнисты­ми элементами как ПЯ, так и замыкающей хрящевой пластинки кости, обеспечивает структурную и функциональную целостность межпозвоночного диска.

Все изложенное о протеогликанах ПЯ относится и к протеогликанам ФК, только степень вовле­чения в агрегаты в кольце высокая.

Хондроциты располагаются строго упорядочено в ла­кунах между коллагеновыми пучками.

Не исключено, что фиброзный хрящ МД — это такой дериват мезенхимы, в котором длительно сохраняются популяции клеток, дающие начало как линии фибробластов, так и линии хондроци­тов, которые длительно сосуществуют.

Хрящевая ткань дисков обладает заметной тенденцией к кальцификации; содержание золы особенно увеличивается в дисках людей старше 40 лет. Тенденция к отложению кальция усили­вается при остеохондрозе, когда в дисках резко уменьша­ется концентрация гликозаминогликанов, особенно хондроитин-сульфатов, и коллагена (преимущественно в ФК) и значительно увеличивается концентрация неколлагеновых белков. Эти изменения приводят к ухудшению ряда биомеханических параметров дисков.

В сочетании с амортизационными возмож­ностями ПЯ и гиалинового хряща замыкающей пластинки эти свойства позволяют диску воспринимать компрессионное напря­жение (давление) гидратированным ПЯ, являющимся своего рода протекторной подушкой, и распространять напряжение от ПЯ к периферии диска на ФК, где давление ослабляется и гасится между закономерно чередующимися слоями ФК за счет способности коллагеновых волокон к растяжению (релаксации).

Эта спо­собность обеспечивается двухосным рас­положением коллагеновых пластин и возможностью растяже­ния коллагеновых фибрилл.

Перечисленные функциональные возможности фиброзной тка­ни МД обусловлены не только свойствами самого коллагена, но и особенностями его взаиморасположения и взаимодействия с макромолекулами протеогликанов и неколлагеновых белков.

В МД и ФК макромолекулы коллагена, эластина, протеогликанов, гиалуроновой кислоты рас­полагаются строго ориентированно, параллельно друг другу, а неколлагеновые белки имеют перпендикулярное по отношению к ним расположение.

Нарушение ориентационной упорядоченно­сти лежит в основе деструктивных изменений в диске, что отме­чается при остеохондрозе.