Un disco intervertebral es cada una de las almohadillas que separan las vértebras de la columna vertebral. Cada uno forma un amortiguamiento cartilaginoso que organiza y permite ligeros movimientos de las vértebras y actúa como un ligamento que las mantiene juntas.
Anatomía miniaturadeimagen|250px|Vértebras cervicales. Núcleo pulposo (azul claro) y anillo fibroso (azul oscuro) etiquetados arriba a la derecha. La columna vertebral está formada por 33 vértebras en total: 7 vértebras cervicales, 12 torácicas, 5 lumbares, 5 sacras (que habitualmente están soldadas) y las 4 que forman el cóccix.
Estas vértebras se articulan entre sí a través de las carillas articulares y de los discos intervertebrales; los cuales forman parte del grupo de las articulaciones cartilaginosas secundarias (sínfisis).
El disco intervertebral es una estructura situada entre dos vértebras adyacentes a nivel tanto cervical como dorsal y lumbar. Está compuesto por dos partes:
Núcleo pulposo (nucleus pulposus): es la parte central, de tipo gelatinosa. Absorbe fuerzas de compresión entre las vértebras
Anillo fibroso (annulus fibrosus): formado por un anillo externo de colágeno, que rodea a una zona más amplia de fibrocartílago, de forma que limita la rotación entre vértebras. En un corte horizontal y en una visión lateral: pueden distinguirse los elementos fibrosos y ligamentosos:
Anexos pilar anterior
Ligamento longitudinal anterior (desde la base del cráneo a sacro y por la cara anterior de los cuerpos vertebrales).
Ligamento longitudinal posterior (desde el occipital hasta el coxis y por la cara posterior de los cuerpos vertebrales).
Entre estos dos ligamentos de gran extensión, en cada nivel, la unión queda garantizada por el disco intervertebral. Además, existen numerosos ligamentos anexos al arco posterior que garantizan la unión entre los arcos vertebrales adyacentes:
Ligamento Amarillo
Ligamento Interespinoso
Ligamentos Supraespinoso
Ligamento Intertransverso
Por último, en las articulaciones cigapofisarias, existen ligamentos potentes capsulares que refuerzan la cápsula.
De este modo, el conjunto de estos ligamentos garantiza una unión extremadamente sólida entre las vértebras, a la par que le confiere al raquis una gran resistencia mecánica. Solo un traumatismo grave, como una caída o una accidente de tráfico, podría romper estas uniones intervertebrales.
Inervación del disco intervertebral
Los brazos meníngeos del nervio espinal, llamado nervio sinuvertebral recurrente, inervan el espacio alrededor del disco. Este nervio sale desde la raíz dorsal en el ganglio y desde el foramen se divide en una porción mayor ascendente y una menor descendente. El nervio sinuvertebral está formado por una rama comunicante que sale desde varios ganglios cervicales. El anillo está inervado tanto en el hombre como en los animales, pero no el núcleo pulposo. El ligamento longitudinal común anterior recibe inervación aferente desde las raíces dorsales de los ganglios. El ligamento longitudinal común posterior recibe inervación nociceptiva abundante y este nervio inerva a su vez las hojas externas del anillo fibroso desde el nervio recurrente.
Estructura y composición La articulación entre dos cuerpos vertebrales adyacentes es una anfiartrosis. Está constituida por las dos mesetas de las vértebras adyacentes unidas entre sí por el disco intervertebral. La estructura de este disco es muy característica. De hecho, consta de dos partes:
Una parte central, el núcleo pulposo, sustancia gelatinosa que deriva embriológicamente de la cuerda dorsal del embrión. Se trata de una gelatina transparente, compuesta por un 88% de agua y por tanto muy hidrófila, y está químicamente formada por una sustancia fundamental a base de mucopolisacáridos. Se ha identificado en ella sulfato de condroitina mezclado con proteínas, cierto tipo de ácido hialurónico y keratosulfato. Desde el punto de vista histológico, el núcleo contiene fibras colágenas y células de aspecto condrocitario, células conjuntivas y raras aglomeraciones de células cartilaginosas. No hay vasos ni nervios en el interior del núcleo. Sin embargo, el núcleo está tabicado por tractos fibrosos que parten de la periferia.
Una parte periférica, el anillo fibroso, conformado por una sucesión de capas fibrosas concéntricas, cuya oblicuidad está cruzada cuando se pasa de una capa a la contigua, las fibras son verticales en la periferia y, cuanto más se aproximan al centro, más oblicuas son. De manera que, las más oblicuas son las internas. En el centro, en contacto con el núcleo, las fibras son casi horizontales y describen un largo trayecto helicoidal de una meseta a otra. De este modo, el núcleo se halla encerrado en un compartimento inextensible entre las mesetas vertebrales por arriba y por abajo, y el anillo fibroso. Este anillo constituye un verdadero tejido de fibras, que en el individuo joven impide cualquier exteriorización de la sustancia del núcleo. Este está comprimido en su pequeño compartimento, de tal modo que cuando se secciona el disco horizontalmente se puede apreciar cómo brota la sustancia gelatinosa del núcleo por encima del plano de la sección. Este mismo fenómeno también se puede constatar cuando se realiza un corte sagital de la columna vertebral.
Los discos intervertebrales presentan variaciones según el nivel de la columna en el que estén. Con el grosor de los discos intervertebrales se puede constatar como es el movimiento de cada raquis:
Raquis cervical: es más estrecho, de 3 mm de grosor. Es el más móvil con una relación de disco-cuerpo de 2/5.
Raquis lumbar: es el que tiene los discos más gruesos. Su altura es de 9 mm. Es un poco menos móvil que el anterior, con una relación disco-corpórea de 1/3.
Raquis dorsal: mide 5 mm de grosor. Este es el menos móvil de los tres. Su relación disco-corpórea es de 1/5.
Biomecánica En los movimientos de columna vertebral el disco intervertebral, el núcleo pulposo y el anillo fibroso actúan de la siguiente forma:
En flexión: el disco intervertebral disminuye su grosor en su parte anterior y aumenta en su parte posterior. El núcleo pulposo se desplaza hacia atrás y aumenta la tensión en la parte posterior del anillo fibroso. En extensión: el disco intervertebral disminuye su grosor en la parte posterior y aumenta en la parte anterior. El núcleo pulposo se desplaza hacia delante y aumenta la tensión de la parte anterior del anillo fibroso. Inclinación vertebral: el disco intervertebral disminuye su espesor en el lado de la concavidad. El núcleo se desplaza hacia la convexidad y aumenta la tensión del anillo fibroso del lado de la convexidad.
Unidad vertebral funcional
Al conjunto de dos vértebras y sus correspondientes elementos de interconexión se le denomina unidad vertebral funcional o segmento móvil. La porción anterior de esta unidad funcional se compone de dos cuerpos vertebrales superpuestos, el disco intervertebral y los ligamentos longitudinales.
Entre dos cuerpos vertebrales adyacentes existe una articulación tipo anfiartrosis, constituida por las dos caras o mesetas de las vértebras adyacentes, unidas entre sí mediante el disco intervertebral.
Estructura del disco
Desde un punto de vista fisiológico el disco intervertebral se puede dividir en tres regiones: el núcleo pulposo, el anillo fibroso y las placas de cartílago terminales.
Núcleo pulposo El núcleo pulposo se dispone en el centro de todos los discos donde tiene una posición ligeramente posterior. Está formado por una masa gelatinosa de material mucoide muy hidrófilo, con un contenido en agua que oscila entre el 70-90% de agua (máximo en las primeras etapas de la vida y que decrece con la edad [osteoporosis]) y un contenido de colágeno entre 15-20% (mayor en los discos cervicales y menor en los discos lumbares). En esta masa gelatinosa se han identificado mucopolisacáridos (como son el ácido hialurónico, el condroitín-sulfato y el querato-sulfato) unidos a determinadas cadenas polipeptídicas formando proteoglicanos, cuya función principal es absorber y retener agua como una esponja, y algunas células cartilaginosas responsables de su síntesis. Estos proteoglicanos aportan el 65% del peso en seco del núcleo pulposo. En el interior del núcleo no existen vasos ni nervios.
El núcleo pulposo ocupa el 30% al 50% del área total de la sección transversal del disco, siendo mayor el tamaño y la capacidad de aumentar su contenido de agua en las zonas cervical y lumbar. Durante la carga de la columna, el núcleo pulposo actúa hidrostáticamente, constituyendo una especie de almohada entre los cuerpos vertebrales que permite el almacenamiento de energía y la distribución uniforme de la presión. Hay que tener en cuenta que el material nuclear es sólo ligeramente compresible, por lo que una carga compresiva excesiva puede provocar que el disco protruya lateralmente.
Anillo fibroso La parte periférica o anillo fibroso consiste en capas concéntricas de fibras de colágeno. Estas fibras tienen una orientación vertical en las capas más externas; por el contrario, las fibras de las capas internas presentan un disposición cada vez más oblicua, siendo esa oblicuidad cruzada en cada capa respecto a la de la capa contigua. Esta arquitectura le permite al disco soportar compresiones, no siendo tan idónea para resistir los cizallamientos. En las zonas de lordosis (cervical y lumbar) el anillo es más grueso en la parte anterior que en la posterior.
El agua es también el principal componente del anillo fibroso y representa el 60-70% de su peso. El colágeno constituye el 50-60% de su peso seco. Los espacios que quedan entre las fibras de colágeno se hallan embebidos de gel de proteoglicanos. En la zona interna el disco limita con las placas terminales de cartílago, mientras que en la parte externa se encuentra unido directamente al tejido óseo de los cuerpos vertebrales. miniaturadeimagen|220px|Visión anterior de dos vértebras lumbares: Las fibras externas del anillo fibroso se insertan directamente en el tejido óseo de los cuerpos vertebrales
Desde el punto de vista biológico tanto el núcleo como el anillo fibroso son parecidos: los dos contienen agua, colágeno y proteoglicanos. Las diferencias estriban en las concentraciones relativas de estos componentes y en el tipo de colágeno que predomina en cada uno de ellos. Así, mientras que en el núcleo se encuentran sobre todo fibras de colágeno de tipo II (de naturaleza elástica), en el anillo hay una gran concentración de colágeno tipo I, capaz de soportar tensiones. La degeneración de un disco reduce su contenido de proteoglicanos y por tanto su capacidad hidrofílica. A medida que el disco se deshidrata su elasticidad y su habilidad para almacenar energía y distribuir cargas disminuyen gradualmente; estos cambios hacen que el disco sea más vulnerable a las solicitaciones, lo que terminará repercutiendo en las relaciones articulares interapofisarias.
Placas terminales cartilaginosas Las placas terminales cartilaginosas son unas capas de cartílago de aproximadamente 1 mm de espesor que recubren la superficie del cuerpo vertebral hasta el reborde óseo que lo circunda; histológicamente consisten en cartílago hialino y fibroso. Las placas terminales son las responsables de la nutrición del disco por difusión, actuando además como barreras físicas para evitar la intrusión del núcleo pulposo en el hueso trabecular de los cuerpos vertebrales.
Cuando se ejerce una presión importante sobre el eje del raquis, como en la bipedestación, el agua que contiene la sustancia cartilaginosa del núcleo pasa a través de los orificios de la meseta vertebral hacia el centro de los cuerpos vertebrales. Si se mantiene esta presión estática durante todo el día, a última horas de la noche el núcleo estará menos hidratado que al inicio de la mañana.