Disque intervertébral Flashcards
Nombre de disques intervertébraux
• 23 disques intervertébraux dans la colonne vertébrale
– Pas de disque entre C1/2 et C1/Occiput
– La hauteur & le diamètre augmentent de rostral à caudal (cervical à lombaire)
Qu’est-ce qui limite les disques intervertébraux en inférieur et en supérieur?
Plateau cartilagineux
Décris les composantes du disque
• Les composantes diffèrent selon les couches – Matrice extracellulaire • Eau • Collagène • Protéoglycanes • Protéines non-collagéniques • Élastine (vraiment peu) – Cellules
Décris l’organisation des fibres de l’anneau externe
Décris la composition de l’anneau fibreux externe
Tissu conjonctif fibreux dense
1. Collagène (~70% poids sec), principalement type I (fibreux), jusqu’à 10% type VI
» Réseau de filaments fins
» Maintient la cohésion tissulaire
• Fibrilles s’insèrent dans les corps vertébraux
2. Protéoglycanes
• faible concentration
3. Cellules
• Semblable à des fibroblastes ou fibrocytes
– N.B. les fibrocytes sont inactifs (pas de synthèse protéique) progéniteurs cellulaires mésenchymaux (peuvent se transformer en fibroblastes à la suite d’une lésion tissulaire, etc.)
Qu’est-ce que le type de collagène indique?
La fonction:
type 1: tendon, ligament, tissu conjonctif
type 2 plus proche du type 1 que 3
type 3: tissu de réparation
Décris l’anneaux fibreux interne
• Plus large / épais que l’anneau externe
• Fibrocartilage
– Collagène (~70% poids sec), principalement type II, jusqu’à 10% type VI
• Pas d’organisation lamellaire
– Protéoglycanes: Concentration augmentée vs. anneau externe
– Cellules: Semblable à des chondrocytes (fibrochondrocytes)
Décris la composition du noyau pulpeux
• Collagène
– ~20% du poids sec dans les individus jeunes, principalement type II (~80%) , jusqu’à 15% type VI
• Pas de type I
• Protéoglycanes
– ~50% du poids sec dans les individus jeunes
Décris les cellules du noyau pulpeux de la naissance à l’âge adulte
• Cellules
– À la naissance: Masse de cellules notochordales interconnectées
– Durant le développement: Les cellules notochordales se séparent de la masse
– Âge adulte précoce: La notochorde disparaît complètement, laisse des cellules semblables à des chondrocytes dispersées (processus normal, pas nocif ou rien)
Décris la composition du plateau de cartilage
• Squelette immature→cartilagehyalin
• Squelette mature→cartilage calcifié et os
• Lié faiblement à:
– L’os cortical perforé
– Aux fibres de collagène de l’anneau et du noyau
• Cellules
– Semblables à des chondrocytes
Décris la vascularisation du disque mature par le plateau cartilagineux
– Surface de l’anneau
• Pénétration minimale dans l’anneau externe
– Vaisseaux des corps vertébraux
• Reposent contre les plateaux
• N’entrent pas dans les régions centrales du disque
Décris l’innervation du disque
• Anneau postérieur (plus le ligament longitudinal adhérent)
– Nerf sinu-vertébral
• Fonction autonome et somatique • Probablement nociception
• Régions antérieure et latérale
– Nerfs autonomes
Terminaisons
nerveuses
– Surface de l’anneau (disque sain) et plateau
– Terminaisons nerveuses encapsulées
• Type III (OTG) plus commun (tension) (organe tendineux de Golgi, sensitif)
• Type I (Ruffini) – adaptation lente (mécanorécepteur proprioception, réflexe myotatique inverse)
• Type II (Pacini) – adaptation rapide (mécanorécepteur, pression, vibration, déformation)
• Rôle mécanoréceptif/proprioceptif
• Principalement dans l’anneau antérieur et antéro-latéral – Proche du plateau cartilagineux
– Terminaisons nerveuses libres • Nociceptives
• Retrouvées dans l’anneau externe
Décrit l’apport en nutrition au niveau du disque
• Portion vasculaire: Perfusion sanguine
• Portion avasculaire: Mouvement des nutriments à travers la matrice solide poreuse-perméable
a) ↑ au plateau cartilagineux
b) Diffusion: Importante pour les petites molécules
c) Écoulement de masse (en bloc) d’un liquide (compression intermittente): importante pour les molécules plus larges
Décris le contenu en nutriment du centre du disque
Centre du disque → Tension d’oxygène faible
– Métabolisme anaérobique
• Concentration élevée d’acide lactique et faible pH
• Manque chronique d’oxygène → cellules deviennent quiescentes (repos)
• Manque chronique de glucose → cellules meurent (ex: si aucune compression pour faire bouger macromolécules)
– Le transport limité des métabolites limite l’habileté du disque à se réparer d’une blessure métabolique ou mécanique
Dans les propriétés mécaniques du disque, décris son comportement bi-phasique
Comportement bi-phasique, comme le cartilage
– Pression de gonflement
• Similaire pour l’anneau et le noyau, 0.05 à 0.3 Mpa à l’hydratation maximale (similaire au cartilage articulaire)
• Reflète l’équilibre ionique/mécanique: les forces physicochimiques tirent le liquide dans le disque (Protéoglycanes chargés) ET la matrice solide résiste la pression hydrostatique (Module d’élasticité isostatique)
– Maintient la hauteur discale (variation diurne) (variation normale de la hauteur, pendant la nuit, retrouve sa hauteur)
Décris la perméabilité du disque dans ses différentes régions
– Perméabilité
• Anneau < noyau < plateau cartilagineux
– Faible (ex: anneau < cartilage articulaire)
• L’écoulement de liquide en bloc est prédominant entre le noyau & les corps vertébraux, via les plateaux cartilagineux
Le comportement bi-phasique amène des mécanismes pour supporter la charge, quels sont-ils?
- Pression hydrostatique / hydrodynamique
* Matrice solide collagène-protéoglycane
Décrit la raideur du noyau face à une compression
Compression du noyau
– Faible raideur, matrice semblable à du gel
– Module de compression ↑ avec la déformation relative (comme le contenu en fluide ↓) (moins de liquide=plus raide, moins squizable)
• Anisotropique: variations régionales, radiales et circumférentielles dans les propriétés (pas un “gel” uniforme)
lorsqu’il est plein d’eau, il est très compliant
avec compression eau quite noyau et il devient plus raide (offre résistance à la compression)
Décrit la raideur du anneau face à une force de compression
– Raideur compressive plus élevée que le noyau
• Module compressif ↑ avec la déformation relative
– externe > interne
– Module tensile vraiment élevé (et raideur tensile) (en déformant le noyau, force de tension sur l’anneau)
Décris la raideur du plateau cartilagineux chez un sujet jeune
Plateau cartilagineux – cartilage hyalin (dans un disque jeune)
– Faible raideur compressive – permet une répartition uniforme de la charge du noyau au corps vertébral
– Faibles raideur tensile & force
Explique comment la pression hydrodynamique supporte la charge compressive dans le disque de façon générale
- Compression → noyau veut s’expandre latéralement
- Contraintes circonférentielles (hoopstress) dans l’anneau préviennent l’expansion latérale → pressions hydrodynamiques élevées dans le noyau
- La pression hydrodynamique supporte la charge compressive
Décris comment la pression hydrostatique supporte le chargement lent
Chargement compressif soutenu (ou lent) (activités quotidiennes)
• Ratio de Poisson du noyau < 0.5 (plus près du caoutchouc que du liège, solide élastique incompressible)
– Contraintes compressives à pressurisation du fluide (uniforme, poussé vers l’extérieur)
– Certaine perte de volume / hauteur verticale due à l’écoulement du fluide
• La pression du fluide dans le noyau provoque des contraintes tensiles (circonférentielles) dans l’anneau
• L’anneau (raideur élevée) limite l’expansion latérale du noyau/disque
– Limite indirectement la déformation verticale du noyau/disque
» Autre que la déformation due à une perte de volume
– Permet le développement d’une pression hydrodynamique élevée dans le noyau
- Le module d’élasticité élevé et la rigidité tensile de l’anneau permettent une pression hydrodynamique très élevée dans le noyau avec une déformation limitée du disque
- La pression hydrodynamique dans le noyau supporte la charge de compression
• Plateau cartilagineux a une faible rigidité
– Maintient une contrainte uniforme à la frontière disque/corps vertébral
(comme a mousse dans un casque, il se laisse déformer par la pression du noyau qui ne peux pas se déformer bcp sur le côté)
Décrit les variations diurne (qui dure 24h) dans la hauteur du disque
– ↓ hauteur & volume avec un chargement en compression prolongé (comportement de fluage)
• Position debout toute la journée
• Grandement dépendant de l’écoulement
– L’eau interstitielle est “emprisonnée” à l’extérieur du disque
– Retour avec la décharge
• Nuit (sommeil)
• Les forces physicochimiques imbibent l’eau
Décris comment la pression hydrostatique supporte les chargements d’impact
• Ratio de Poisson du noyau → 0.5 (se déforme plus que dans chargement lent)
• Compliant mais ~ incompressible
– Contraintes compressives à pressurisation du fluide (uniforme, poussé vers l’extérieur)
– Pas de perte de volume / hauteur verticale due à l’écoulement du fluide
• La pression du fluide dans le noyau cause des contraintes tensiles (circonférentielles) dans l’anneau
• La raideur de l’anneau ↑ avec la vitesse de chargement
– Limite l’expansion latérale du noyau/disque
» Limite indirectement la déformation verticale du noyau/disque
– Permet le développement de pression hydrodynamique VRAIMENT élevée dans le noyau
• ~pas de perte de volume discal
– ~ pas de dissipation d’énergie dépendante du fluide
• ~pas de déformation verticale ou latérale
– Raideur efficace est ÉLEVÉE : Atténuation de la force minimale et donc dissipation d’énergie indépendante de fluide minimale
* Disque intervertébral n’est PAS un absorbeur de choc efficace
• Énergie associée à l’impact est transférée aux corps vertébraux via les plateaux cartilagineux
• Raideur compressive efficace
– Noyau > os trabéculaire du corps vertébral
– Anneau < os cortical du corps vertébral
• Le plateau cartilagineux subit des contraintes tensiles élevées
– Le plateau cartilagineux est structure très susceptible d’être endommagée
• L’os trabéculaire du corps vertébral subit des contraintes compressives élevées
– L’os trabéculaire du corps vertébral est structure très susceptible d’être endommagée.
