Mô phôi

Đĩa đệm cột sống của người bình thường có đặc điểm là quá trình thoái hoá xuất hiện rất sớm. Để phân biệt rõ được những thay đổi sinh lý đó với những biến đổi của tổ chức đĩa đệm mang tính chất bệnh ở người trưởng thành thì cần tìm hiểu quá trình phát triển của khoang gian đốt sống ở thời kỳ bào thai và trẻ nhỏ.

Lúc đầu ở bào thai, quá trình hình thành cột sống động vật bắt đầu xuất hiện một đám tế bào tập trung lại theo hình các dây thừng sắp xếp theo dọc trục của bào thai dưới dạng thừng tế bào gọi là thừng lưng hay tảo thừng lưng (chorda dorsalis) được coi như tiền thân của cột sống. Trong quá trình phát triển tảo thừng lưng sẽ dần biến đi và thay thế dần bằng những tế bào đầu tiên của thân đốt sống.

Bằng hàng loạt những tiêu bản về lịch trình thoái triển của tảo thừng (chorda) với sự hình thành của thân đốt sống và sự sắp xếp của đĩa đệm, những công trình nghiên cứu của Tondury (1947, 1955, 1968, 1971) và những cộng sự của ông là Larcher (1947), Prader (1947) và Ecklin (1960) đã đạt nền móng đầu tiên cho mô phôi của đĩa đệm.

Riêng có loài cá biển nhỏ như cá măng non (lancon, lanceron) thuộc họ Ammodytidae và những nhóm nhỏ của động vật áo khoác (tuniciers) thân mềm, hình như một cái túi có vỏ ngoài như áo khoác thì tảo thừng lưng suốt đời chỉ là một bộ trục xương đơn độc.

Ở động vật xương sống trong quá trình phát triển của mầm (germ), tảo thừng lưng sớm được thay thế bằng cột sống sụn hoặc cột sống xương. Bào thai ở tuổi vài tuần dài 12mm (chiều dài đo từ đầu đến xương cùng) đã có nhiều mảnh tổ chức (fragment) được phân chia ở khoang gian đốt và trong đốt sống, xuyên thấm vào trong suốt cả chiều dài của tảo thừng lưng.

Bào thai càng phát triển, do những tế bào sụn trưởng thành chèn lấn nên tảo thừng lưng ở trong tổ chức thân đốt sống cũng bị chèn ép đến mức chỉ còn đoạn tảo thừng tròn ở trong gian đốt. Chính đó là chỗ chứa của nhân nhầy sau này (Tondury 1958).

Những tổ chức đĩa đệm cạnh tảo thừng được xếp thành hai vùng: vùng ngoài và vùng trong. Ở vùng ngoài đã xuất hiện sớm những sợi nhỏ mà sau này nó sẽ phát triển thành vòng sợi. Những sợi này xuyên tỏa vào trong lớp sụn của nền tảng thân đốt và hình thành khu vực chuyển tiếp giữa hai vùng ngoài và trong, tạo nên cơ sở của những sợi Sharpey sau này. Vùng ngoài phong phú về sợi, nhưng lại nghèo tế bào, phát triển lấn tiếp vào cả vùng trong cạnh tảo thừng. Vùng trong cạnh tảo thừng là vùng keo nghèo cấu trúc, cùng với phần xa tâm của đoạn tảo thường còn sót lại, đã hình thành tiếp cơ sở cho sự xuất hiện nhân nhầy đĩa đệm.

Trong lúc trung tâm của thân đốt sống dần dần trở thành xương thì mầm sụn ở khoang giữa thân đốt và đĩa đệm phát triển biến thành điềm sụn, mà từ đó trở thành điểm xương.

Từ khi mới đẻ đã có sẵn tất cả cấu trúc ở khoang gian đốt sống để đảm bảo cho những yêu cầu về chức năng cơ học.

Sự lớn lên của khoang gian đốt sống trong thời kỳ bào thai và lúc sơ sinh chỉ được đảm bảo bởi những mạch máu ở vùng ngoài. Những mạch máu này, từ mạng lưới mạch ở bên ngoài, đặc biệt từ khu vực lỗ liên đốt sống, chạy ngay vào trong vòng sợi, lách qua vòng sợi rồi toả vào những lá mỏng (lamelle), tạo nên mạng lưới mao mạch giữa những lá mỏng, nhưng không bao giờ tới những lớp trong của vòng sợi và nhân nhầy (Tondury, 1958). Do đó ở khu vực trung tâm của khoang gian đốt sống ngay từ lúc đầu chỉ được nuôi dưỡng bởi sự lan tỏa (difusion); trái lại ở mâm sụn, mạch máu được phân bố tốt. Đó là sự khác biệt về phân bố mạch máu ở vùng rìa với vùng trung tâm. Thân đốt và khoang gian đốt sống còn phát triển tiếp trong khi lớn lên từ sau khi để tới hình thái cuối cùng ở tuổi thanh xuân. Sự lớn lên của thân đốt sống phụ thuộc vào vùng tăng sinh của mâm sụn. Ở mâm sụn, trên mặt hướng vào hố tủy được hình thành một "vùng sụn phát triển" và "vùng sụn phân huỷ" điển hình, mà mãi tới tuổi 20 mới biến mất (Tondury 1988).

Ở trong vòng điểm sụn xuất hiện những mầm xương, đến năm 12 tuổi mới hoà hợp với vòng điểm xương, từ đó đã bắt đầu sự dung hợp (fusion) của điểm xương với thân đốt sống. Ở đây những lá mỏng (lamelle) của vòng sợi móc ngoặc với những sợi, gọi là sợi Sharpey ở trong xương, tới thời điểm này, diềm xương mới có tác dụng cho đĩa đệm.

Sự tăng thể tích của vòng sợi và nhân nhầy (theo Hirsch và Schjowiez-1952), là do sự phát triển của những tổ chức kẽ áp sát ngay ở đó.

Ở vòng sợi những lớp ngoài cùng nhất hình thành những bó lá mỏng. Dưới nhiều dạng khác nhau, những lá này quấn quýt vào nhau như những xoáy vít ngoằn ngèo, mốc từ thân đốt sống này đến thân đốt sống khác. Càng đi vào trung tâm đĩa đệm, lá mỏng của vòng sợi lại càng giảm về số lượng và càng kém về độ chắc, đến mức là những chất cơ bản không cấu trúc chiếm ưu thế ở trong nhân keo ở thời kỳ phát triển cuối cùng. Những sợi và những tế bào tổ chức liên kết do chất cơ bản sinh ra ở vòng sợi chỉ được nuôi dưỡng bằng mạch máu tới khoảng 2 tuổi đời thôi (Tondury-1955). Sau đó những mạch máu bị thoái hoá đến mức những vòng sợi của trẻ em 4 tuổi đã không tìm thấy mạch máu nào ở đó nữa. Cho đến nay người ta vẫn không thể giải thích được sự thoái hoá này. Khoang gian sống giàu tế bào và sợi, ở đó diễn ra liên tiếp các quá trình xây dựng và phân huỷ phân tử nên đòi hỏi ở đĩa đệm người một kiểu phân bố mạch máu đặc biệt.

Vì ở người, sự biến đi của mạch máu trong khoang gian sống lại cùng xuất hiện đồng thời với sự bắt đầu của tư thế đứng từ 3 đến 4 tuổi nên có thể được xem như có sự liên quan giữa sức ép gánh nặng của tư thế đứng thẳng mà đĩa đệm phải chịu đựng với sự mất đi của những mạch máu đó.

Tổ chức đĩa đệm là chất keo thuần nhất, có đặc tính lý học của chất lỏng và áp lực trong đĩa đệm lại biến đổi theo tư thế của thân đốt nên mạch máu ở đây thường xuyên bị chèn ép. Do đó sự chuyển hoá ở đĩa đệm rất dễ bị rối loạn. Có thể nói: "Sự nuôi dưỡng xấu ở đĩa đệm không những chỉ làm suy giảm chất lượng mà còn đến cả số lượng của những tổ chức liên kết và tổ chức tựa đỡ ở khoang gian sống".

Do sự phát triển của tổ chức kẽ áp sát tiếp theo sau sự lớn lên của thân đốt sống nên sự tăng khối lượng của vòng sợi và nhân nhầy bị chậm lại.

Sự tương quan giữa thân đốt và khoang gian đốt bị biến đổi là do sự phát triển nhanh hơn của thân đốt. Trong khi ở thời kỳ mới sinh ra, cả hai đều có chiều cao như nhau thì tới lúc chấm dứt sự phát triển, chiều cao của khoang gian đốt chỉ còn một phần ba đến một phần năm của chiều cao thân đốt sống lân cận. Cả về phương diện chất lượng, những biến đổi của đĩa đệm ở người trẻ cũng sớm biểu hiện teo quắt theo lứa tuổi. Đáng chú ý trước tiên là sự giảm nhanh chóng nước trong tổ chức tế bào. Tiếp theo đó, dẫn đến cả những biến đổi về độ chắc và màu sắc của tổ chức đĩa đệm trong những tuổi đời đầu tiên, mà ta có thể nhìn rõ bằng mắt trần khi cắt đĩa đệm vừa mới còn tươi.

Ở trẻ sơ sinh và trẻ nhỏ, ta thấy mặt cắt của đĩa đệm nhẫn, keo quánh và trông như có chất lỏng.

Do sự biến đổi thoái hoá theo tuổi, sắc thái của đĩa đệm cũng thay đổi. Ở tuổi cao, tổ chức đĩa đệm trung tâm mất tính chất thuần nhất keo ban đầu và giữ vẻ ngoài khô, xơ hóa.

Khi đoạn vận động (segment moteur) của cột sống bị cố định do gai xương thoái hóa, mạch máu trong đĩa đệm lại được tái sinh, Hasaler (1969) đã tìm thấy ở đĩa đệm thoái hoá nặng một tổ chức hạt bình thường với nhiều mạch máu.

Như vậy đủ thấy hình thái và độ bền chắc của đĩa đệm có một sự biến đổi thường xuyên trong suốt cả quá trình trước và sau khi đẻ.