椎间盘的组织形态

　　(五)软骨终板

　　软骨终板为椎体上、下缘的透明软骨，是椎间盘营养的主要供应途径，具有支持重量、减少摩擦和纵向应力传导的作用。软骨终板覆盖于椎体上、下面骺环中间的骨面，构成椎间盘上、下壁，与椎体的松质骨相连接。软骨终板在新鲜状态下呈乳白色，透明略具弹性，其胶原纤维排列与关节软骨相似，L1及L2的软骨终板呈肾形，L3～5为椭圆形。软骨终板边缘较厚而中心区较薄，平均厚度为1．0mm。同一椎体的上、下软骨终板面积也有不同，Hardy和Rabey对腰椎间盘的形态进行分析，发现自L1～L4，每一椎体的下软骨终板前后径和面积要比上软骨终板为大，而L5椎体的软骨终板则相反，同时软骨终板面积从L1～5逐渐增加。软骨终板内有许多微小孔隙，是为椎间盘水分、营养物质和代谢产物交换的通道。在要幼儿的软骨终板上、下面有微细血管穿过，生后8个月血管开始关闭，至20～30岁完全闭锁。软骨终板周围有纤维环的纤维穿过，并延续至钙化区软骨的纤维层，使相邻的两个软骨牢固连接，并与纤维环一起将髓核密封起来，避免髓核突人椎体。软骨终板内无神经组织。因此当软骨终板损伤后，常无疼痛症状，但其修复也非常困难。当软骨终板不完整，如发生骨折而断裂时，髓核可突人椎体，形成Schmorl结节。

　　三、组织学特征

　　(一)髓核

　　髓核为胶冻状物质，成分复杂，主要成分有氨基多糖、水、胶原纤维、弹性纤维、无机盐及多种细胞成分，正常成年人髓核含水量约为80％，丰富的蛋白多糖与水分相结合使髓核具有较好的弹性与膨胀性。氨基多糖的分子结构与透明软骨相似。但其含有较多的硫酸角质索和蛋白质，硫酸软骨素则相对较少。

　　构成胶原原纤维的胶原蛋白主要是I、Ⅲ及Ⅸ型，胶原原纤维交织成网状，其上附着黏附性很强的蛋白多糖颗粒。弹性纤维与胶原原纤维交织在一起，比胶原纤维细而且形状不规则。上述各种成分相互交织、相互吸附，构成一个三维的立体结构，胶原纤维和弹性纤维与软骨终板相连接，使髓核既具有较强的吸收震荡及抗压的特性，又具有一定的形状和结构。

　　髓核细胞主要有脊索细胞和软骨样细胞两种，胚胎22周以前主要是脊索细胞，26周以后至成年人主要是软骨样细胞，二者均同时存在。脊索细胞常散在或成团分布，胞内可见到长数微米、直径不足40nm的细丝及糖原颗粒。游离的脊索细胞呈椭圆形或梭形，细胞周围间质少，随着发育细胞逐渐分化变为圆形或不规则形。电镜观察胞质中有丰富的粗面内质网、高尔基复合体，多数细胞可见溶酶体及自噬泡。线粒体不发达，嵴短而稀疏，有些被粗面内质网包绕。细胞核呈圆形或卵圆形，异染色质多，常不见核仁，核周围可见中心体。成团的脊索细胞形态不规则，细胞器不发达，细胞间可见不同类型的细胞连接，如紧密连接、桥粒、缝管连接、镶嵌连接等。软骨样细胞的形态与软骨细胞相似，多呈卵圆形或不规则形，核圆形或椭圆形，核仁不明显，胞质中粗面内质网丰富，高尔基复合体明显，线粒体不发达，溶酶体少见，可见大量的糖原颗粒和脂滴。髓核细胞内的糖原和脂滴，说明细胞获得能量主要是无氧酵解。

　　随着人体的发育，髓核细胞外逐渐出现细胞周围间质，也称为“巢”，其主要成分是胶原原纤维、细丝和致密颗粒，且密度逐渐增加并包围细胞。细胞周围间质体现了细胞有着较强的分泌功能，但由于其结构致密，阻碍了细胞的代谢通路，降低了细胞的活性。因此髓核细胞随着年龄的增加而逐渐退化，死亡细胞越来越多。老年人活的髓核细胞很少，但Jerome等在91岁的老年人髓核中仍然见到了活的细胞。根据细胞与细胞周围间质的关系可将细胞分为四种类型：①无巢活细胞型；②有巢活细胞型；③无巢退化细胞型；④有巢退化细胞型。退化死亡细胞的主要形态学特点是：细胞皱缩，核固缩，细胞膜不完叠或碎裂，粗面内质网扩张及脱颗粒，线粒体少、固缩，嵴模糊，胞质内空泡较多，可能是退化的细胞器。髓核细胞死亡后即被清除，只留下空巢。关于髓核的形成目前仍不太清楚，有人认为是脊索细胞合成的细胞外间质，伴随着含水量增加逐渐形成髓核。也有研究认为，是软骨终板的细胞合成了髓核的基质。

　　Trout也认为，髓核细胞中有发育良好的粗面内质网、高尔基复合体及少量线粒体，说明细胞具有活跃的合成和分泌功能，这对于髓核细胞的形成有着重要的作用。

　　(二)纤维环

　　纤维环由胶原纤维排列组成，环绕着髓核，其内有软骨细胞、蛋白多糖、少量弹性纤维及其他基质成分。纤维环外层纤维相连接，而内层纤维则在形态上向软骨终板过渡，因此，外层纤维受到的张力较内层纤维大，承受纵向压力较强，易于受到扭转应力的作用而撕裂。椎间盘前部纤维环的板层束比后部强大，而且后中部往往不完整，这是髓核易在此处突出的组织学基础。有人研究正常人纤维环的胶原成分，发现主要是I型和Ⅱ型胶原，二者交织成粗的纤维束，使纤维环具有较高的强度。纤维环外层(1～4层)以I型胶原为主，为61．5％，Ⅱ型为38．5％。由外向内I型胶原逐渐移行为Ⅱ型胶原，至纤维环和髓核移行区(9～10层)则以Ⅱ型胶原为主，Ⅱ型胶原为70．6％，I型为29．4％。Ro-berts采用免疫组化方法发现椎间盘细胞周围有Ⅲ型胶原表达，Ⅲ型胶原与I型胶原的纤维结构明显不同，它呈纤细的网状，参与维持细胞周围微环境的稳定。Nerlich研究发现，在正常髓核、纤维环内缘及软骨终板中有Ⅳ型胶原表达。胶原代谢由胶原酶及其他溶酶体酶的调节，保持着动态平衡，以维持胶原的正常数量、形态和功能。在胶原纤维之间还有少量的弹性纤维。纤维环的周围可见数层成纤维细胞，每层细胞长轴平行，层间细胞长轴相互垂直，这种细胞的排列方式决定了纤维的排列方式。

　　(三)软骨终板

　　软骨终板为典型的透明软骨．由软骨细胞和细胞间质构成。软骨细胞被包埋于细胞间质的软骨陷窝中。活的软骨细胞充满软骨陷窝，但经组织处理后，细胞皱缩变小，呈不规则形。电镜下，胞质内含丰富的线粒体、粗面内质网和发达的高尔基复合体，说明其有较强的合成和分泌功能，可形成其周围的细胞间质，胞浆中还可见一些糖原和脂滴。细胞间质由软骨基质和胶原原纤维构成。基质呈胶冻状，主要成分是呈嗜碱性的蛋白多糖和大量的水，具有一定的硬度和弹性。基质中含较多的硫酸软骨素，嗜碱性较强，HE染色的标本上呈蓝色。蛋白多糖的主干是透明质酸分子，其上结合了较短的蛋白质链，其余为酸性糖氨多糖，如硫酸软骨素A、C及硫酸角质素，借蛋白链与透明质酸主干相连后，再与大量的水(约75％)结合成半固体。水分子一部分位于蛋白多糖的网眼内，另一部分则通过氢与酸性糖氨多糖的负电荷相结合。

　　这种结构使软骨既具有一定的弹性，又保证了营养物质可随组织液渗透过基质，为软骨细胞提供营养并带走代谢产物。基质中胶原原纤维交织呈网状分布，胶原原纤维直径约10～20nm，是由Ⅱ型胶原蛋白组成的，原纤维因其细小且与软骨基质的折光率相近，故在光镜下难以辨别。