二、椎间盘退变因素

（一）生物力学

椎间盘的主要生物力学功能是维持椎间隙高度，对抗压缩力并使相邻两椎体的相对活动限制在很小的无痛范围。异常的机械负荷是椎间盘退变的病因之一，尤其是与工作相关的力学因素及外伤一直被视为椎间盘退变的主要致病因素。

（二）椎间盘营养供应减少

在机体生长发育和老化过程中，椎间盘中央部位细胞和基质最关键的变化是营养供应减少。椎间盘细胞的营养物质依赖纤维环外周和椎体内血管通过基质弥散供应。在生长过程中椎间盘体积增大、机体老化过程中供应椎间盘周围的动脉数量减少、软骨终板逐渐钙化，这些改变妨碍了营养物质的供应和废物的排除。对椎间盘周围血供的减少，降解的基质大分子聚集和椎间盘内水含量的降低也影响了代谢物通过基质的弥散,进一步损害了细胞营养供应。营养物的降低,势必引起乳酸浓度的升高，ｐＨ水平的降低,使细胞代谢功能障碍，导致细胞死亡。电子显微镜观察发现,随年龄增大，椎间盘内死亡细胞增多，活细胞比例下降。在胎儿和婴儿椎间盘内，髓核细胞死亡比例不足总细胞的2%，而一些少年和成年人多达50%以上,老年人超过80%。进一步研究椎间盘营养与退变的关系是深入理解椎间盘退变生理学的重要步骤。

（三）椎间盘基质降解酶活性升高椎间盘内存在调节基质代谢的酶系统。

椎间盘是一个无血管组织，基质的分解主要依靠自身各种降解酶的作用。显然椎间盘的退变与酶系统的激活具有密切的关系。在椎间盘退变过程中，各种降解酶(胶原酶、丝氨酸蛋白酶、基质溶解酶等)的活性升高，可对相应的底物产生分解、破坏作用,加剧了椎间盘的进一步退变。椎间盘内各种降解酶一般与抑制物共同存在呈潜伏状态。随着椎间盘退变，内环境发生改变如pH降低和不断受到的机械作用使椎间盘细胞崩解、酶抑制物合成减少；溶酶体内组织蛋白酶Ｂ释放，激活潜伏状态的降解酶，使椎间盘基质分解加速目前对降解酶在椎间盘疾病中的作用的认识都来源于对手术切除的突出椎间盘，且绝大多数是腰椎间盘。突出椎间盘与退变椎间盘不是同一概念。最新的研究发现突出椎间盘中基质降解酶大多来源于肉芽组织的巨噬细胞等炎细胞。这可能主要表明，突出椎间盘中的降解酶与椎间盘突出物的降解吸收有关。对降解酶在椎间盘退变过程中的作用机理的认识则是预防椎间盘退变的关键。

（四）翻译后蛋白质修饰作用随着年龄增加，结缔组织基质包括椎间盘趋向于丢失弹性和强度

这些改变的原因可能是由于基质中弹性蛋白、蛋白多糖和胶原大分子尤其是后者合成后的修饰作用。胶原蛋白之间交叉连接的增加,可能是引起组织退变的原因。胶原通过非酶的糖化作用或脂质过氧化作用增加胶原间相互连接,从而引起褐色素的沉着。更重要的是改变了椎间盘力学特征。除此之外，糖化产物还能刺激细胞，包括椎间盘软骨细胞释放细胞因子和引起组织降解的蛋白酶。

（五）基质的疲劳衰竭维持直立姿势将会使椎间盘脊柱排出水分，从而降低椎间盘高度

适当休息后，椎间盘脊柱水分恢复,椎间盘形状和体积正常。椎间盘的反复变形—恢复过程将会导致基质疲劳衰竭，尤其是在高负荷、不适当的运动等情况下更是如此。疲劳衰竭可以引起椎间盘出现裂隙、碎片或粘液瘤退变,或出现糖蛋白小片断,胶原纤维断裂以及胶原纤维和基质大分子相互关系改变等微小变化。这些变化可以使椎间盘细胞直接暴露于力的作用之下，易于损害细胞功能，导致椎间盘退变。