Cập nhật bệnh sinh và mô bệnh học thoái hóa đĩa đệm cột sống thắt lưng

Hà Hoàng Kiệm. “Bệnh thoái hóa khớp, chẩn đoán, điều trị và dự phòng” NXB TT và DL 2019.

1. Sơ lược về giải phẫu cột sống

Cột sống của người gồm 33 – 34 đốt xương, được phân chia làm 5 đoạn. Cột sống cổ cong lồi về phía trước, gồm 7 đốt được đặt tên theo số thứ tự từ C1 đến C7. Cột sống lưng cong lồi về phía sau, gồm 12 đốt từ T1 đến T12. Cột sống thắt lưng cong lồi về phía trước, gồm 5 đốt từ L1 đến L5. Xương cùng gồm 5 đốt dính liền với nhau và tiếp khớp ở hai bên với 2 xương cánh chậu. Xương cụt gồm 4 – 5 đốt dính liền với nhau, nối tiếp với xương cùng. Đoạn cột sống lưng được gắn với khung xương sườn bằng các khớp sườn – cột sống, đoạn xương cùng được gắn với xương cánh chậu bằng khớp cùng – chậu, chỉ có đoạn cột sống cổ và cột sống thắt lưng được tự do. Do đó, đoạn cột sống cổ và cột sống thắt lưng có cử động rất linh động, hai đoạn cột sống này dễ bị tổn thương hơn các đoạn cột sống khác.

Hình 1. Cột sống và đĩa đệm cột sống.

Giữa hai thân đốt sống có một khoảng cách, khoảng cách giữa bề mặt sụn của thân đốt sống phía dưới và bề mặt sụn của thân đốt sống phía trên gọi là khoang gian đốt sống. Nằm trong khoang gian đốt sống là đĩa đệm, nên khoang gian đốt sống còn được gọi là khoang đĩa đệm. Cột sống của người có tổng số 23 đĩa đệm. Giữa xương chẩm và đốt sống cổ một, giữa đốt cổ một và đốt cổ hai không có đĩa đệm. Giữa các đốt xương cùng và các đốt xương cụt cũng không có đĩa đệm. Tổng chiều cao của các đĩa đệm chiếm khoảng 1/4 đến 1/5 chiều cao cột sống. Đĩa đệm có hình thấu kính, hai mặt lồi, bao gồm nhân nhầy ở giữa, bao bọc quanh nhân nhầy là vòng sợi. Các sợi của vòng sợi gắn chặt với mâm sụn của hai đốt sống kế cận, nên mâm sụn của hai thân đốt sống kế cận đĩa đệm cũng được coi là thành phần của đĩa đệm. Đĩa đệm là cấu trúc đàn hồi, nhờ nó mà cột sống có thể cử động được. Đĩa đệm cũng là nơi hấp thu lực cơ học và chỉ được nuôi dưỡng bằng dịch thấm nên dễ bị thiểu dưỡng và thoái hóa. Khi tuổi càng cao các đĩa đệm không còn căng phồng và bị mỏng đi do thoái hóa và giảm tính đàn hồi, làm người ta có thể thấp đi 2 – 3 cm ở tuổi 70 so với tuổi 30.

Đĩa đệm ở người trẻ rất bền chắc, bằng chứng là nhiều người trẻ khi bị ngã từ trên cao xuống ở tư thế ngồi, thân đốt sống bị xẹp lún trong khi đĩa đệm không bị vỡ (không bị thoát vị đĩa đệm). Đĩa đệm thường bị thoát vị là các đĩa đệm đã bị thoái hóa, vì vậy những hiểu biết về thoái hóa đĩa đệm giúp chúng ta hiểu về thoát vị đĩa đệm rõ ràng hơn.

2. Bệnh sinh thoái hóa đĩa đệm

Đĩa đệm có hình thấu kính hai mặt lồi, xung quanh được cấu tạo bởi các vòng sợi tạo thành 15 – 20 lớp đan chéo nhau. Ở ngoại vi các sợi của vòng sợi chạy chếch nhưng độ chếch giảm dần để vào gần trung tâm thì các sợi của vòng sợi chạy ngang. Cấu trúc này giúp cho các lớp vòng sợi phía trong chịu được lực nén, các lớp vòng sợi phía ngoài tạo sự bền chắc dưới tác động của lực cơ học. Vòng sợi tạo thành một vỏ bọc rất chắc nhưng lại có tính đàn hồi, chỗ yếu nhất của vòng sợi là phía sau, ở đó các bó sợi collagen được sắp xếp ít hơn. Nhân nhầy ở giữa đĩa đệm là một tổ chức keo có thể chuyển động dồn đi dồn lại được. Đĩa đệm có chức năng như một giảm sóc thủy lực giữa hai thân đốt sống và giúp cho cột sống chuyển động được theo các chiều. Khi chịu lực theo chiều dọc, đĩa đệm dẹt lại, lực dàn đều ra xung quanh. Khi lực tác động giảm, đĩa đệm phồng trở lại do tính đàn hồi của các sợi collagen và elastin. Khi cúi, đĩa đệm bị ép ở phía trước, nhân nhầy chuyển dịch về phía sau. Khi ưỡn, đĩa đệm mở rộng ở phía trước, nhân nhầy chuyển động dồn về phía trước.

Hình 2. Hình vẽ cấu trúc đĩa đệm gồm nhân nhầy ở giữa và vòng sợi gồm nhiều lớp sợi (15-20 lớp) đan chéo nhau bao bọc xung quanh nhân nhầy (hình trái) và hình ảnh minh họa thay đổi hình thù đĩa đệm khi chịu lực tác động theo chiều thẳng trên xuống. Đĩa đệm dẹt lại, chiều cao khoang gian đốt sống hẹp lại, lực phân bố đều ra xung quanh đĩa đệm (hình phải).

Thành phần chính của vòng sợi là các sợi collagen. Các sợi collagen được đổi mới và thay thế liên tục bởi các tế bào sợi để giữ cho vòng sợi luôn bền chắc và đàn hồi. Khi còn trẻ, đĩa đệm rất chắc khỏe và đàn hồi tốt. Những chấn thương mạnh theo chiều dọc thường gây xẹp thân đốt sống hơn là vỡ đĩa đệm.

Để đánh giá mức độ lực tác động lên đĩa đệm cột sống thắt lưng, Wilke HJ và cộng sự (1998) đã đã cấy một con chíp đo áp lực có đường kính 1,5mm vào nhân nhầy đĩa đệm L4 – L5 của một người đàn ông tình nguyện 45 tuổi nặng 70kg. Áp lực đĩa đệm được ghi lại trong một ngày với các tư thế khác nhau: nằm, ngồi ghế không tựa, ngồi ghế có tựa, đứng thẳng, đứng cúi, nhấc vật nặng 20kg lên khỏi mặt đất ở các tư thế, ho, hắt hơi, cười, đi bộ, leo cầu thang và ngủ 7giờ… Kết quả tóm tắt được chỉ ra ở biểu đồ. Áp lực được tính theo tỉ lệ phần trăm so với áp lực đĩa đệm khi đứng thẳng. Như vậy khi đứng thẳng, áp lực đĩa đệm L4 – L5 là 100%. Ở tư thế nằm ngửa thư giãn, áp lực tác động lên đĩa đệm L4 – L5 là 25%, nghĩa là chỉ bẳng ¼ so với tư thế đứng thẳng. Nằm nghiêng, áp lực là 75%. Đứng cúi, áp lực tăng lên 150%. Đứng cúi, nhấc một vật 20kg lên khỏi mặt đất, áp lực tăng 220%. Ngồi tựa, áp lực tăng 140%. Ngồi cúi, áp lực tăng 185%. Ngồi cúi, nhấc vật 20kg lên khỏi mặt đất, áp lực tăng 275%. Kết quả nghiên cứu của Wilk cũng tương tự nghiên kết quả nghiên cứu của Nachemson (1966) cho thấy đĩa đệm cột sống thắt lưng phải chịu một tải trọng tăng lên gấp 1,5 – 2 lần ở các tư thế đứng cúi và tăng lên 3 lần hoặc hơn khi mang xách vật nặng. Rất tiếc, trong nghiên cứu này các tác giả không đo áp lực đĩa đệm ở tư thế ưỡn cột sống.