Disco Intervertebrale Struttura & Funzione

Il nostro disco intervertebrale (Discus intervertebralis) ha una struttura rotondeggiante ed ellittica. Si trova tra tutti i corpi vertebrali da C2-C3 a L5-S1. Nei giovani si presenta come una struttura bianca, gelatinosa e traslucida. Con il passare degli anni, come tutte le strutture collagene, assume un colore più giallo-marrone e perde progressivamente la sua elasticità, flessibilità e capacità di carico.

Ruolo e funzione

Il compito del disco intervertebrale è molteplice:

• In primo luogo, assorbe le forze di compressione e d'urto che agiscono sulla colonna vertebrale.

• Inoltre, consente il movimento tra le singole vertebre. Lo spessore del disco sembra determinare l'ampiezza del movimento tra due vertebre, mentre le articolazioni faccettarie ne guidano la direzione.

• Infine, il disco intervertebrale mantiene in tensione i legamenti della colonna vertebrale, garantendo e aumentando così la stabilità della colonna stessa.

Harrygouvas at Greek Wikipedia, Facet Joints Motion, CC BY-SA 3.0

Struttura

Il disco intervertebrale cambia in modo marcato ed evidente nel corso degli anni, con la crescita e l'invecchiamento. Si divide in una parte esterna fibrosa (Annulus fibrosus) e un nucleo interno acquoso (Nucleus pulposus). Alla nascita, il disco è composto per metà dal nucleo con poche fibre collagene, mentre la metà esterna è strutturata in diversi anelli ricchi di fibre collagene. Questa netta separazione tra nucleo e anello scompare tuttavia durante la crescita: il disco si evolve in una struttura fibrocartilaginea più omogenea.

Henry Vandyke Carter Henry Gray, Gray66, identificato come di pubblico dominio, dettagli su Wikimedia Commons

Dal punto di vista biomeccanico, le aree esterne del disco sono maggiormente esposte a sollecitazioni di trazione, mentre la parte interna è più soggetta a sollecitazioni di pressione e compressione.

Il disco intervertebrale è a contatto con le piastre terminali dei corpi vertebrali adiacenti su entrambi i lati. Inizialmente, queste piastre sono composte da cartilagine ialina. Con gli anni, tuttavia, iniziano a calcificarsi e a ossificarsi, a partire dai corpi vertebrali. È ancora aperto il dibattito se le piastre terminali appartengano al disco o al corpo vertebrale. Tuttavia, in caso di lesioni alla colonna vertebrale si nota spesso che le piastre terminali formano un legame più solido con il disco che con i corpi vertebrali.

La capacità del disco intervertebrale di trattenere l'acqua è enorme, grazie alla carica negativa dei proteoglicani e dei glicosaminoglicani presenti nella sua sostanza fondamentale. Questa forte ritenzione idrica mantiene sotto tensione la rete di collagene, creando una stabilità e una resistenza alla deformazione eccezionali.

È interessante notare anche che la sostanza fondamentale non può sfruttare al massimo la sua capacità di assorbimento dell'acqua, poiché ciò viene impedito dalla rete di collagene. Torneremo su questo punto più avanti.

Di cosa ha bisogno il nostro disco intervertebrale

Come già accennato, solo una piccola parte esterna del disco intervertebrale è vascolarizzata. Studi recenti dimostrano tuttavia che viene abbondantemente rifornito di ossigeno e nutrienti anche tramite diffusione e osmosi. Di conseguenza, è in grado di rigenerarsi e guarire in ogni sua parte!

I cambi di posizione (sotto l'effetto della gravità), il movimento o l'allenamento supportano e favoriscono questi meccanismi di trasporto: quando la compressione della gravità viene meno (ad esempio da sdraiati), il disco si riempie di liquido (idratazione). Quando la gravità agisce di nuovo, il liquido viene espulso dal disco (disidratazione). Lo stesso accade, ovviamente, in caso di carico intenso seguito da una fase di scarico!

Con l'avanzare dell'età e la progressiva ossificazione delle piastre terminali, i processi di trasporto (diffusione e osmosi) per il nutrimento peggiorano. Di conseguenza, il disco intervertebrale riceve sempre meno nutrienti, soprattutto nelle zone meno vascolarizzate.

Un altro problema è rappresentato dal lunghissimo tempo di turnover del collagene, che varia tra i 300 e i 500 giorni. La rigenerazione di un tessuto discale di alta qualità è quindi un percorso lungo e talvolta faticoso.

Inoltre, con l'avanzare dell'età il corpo perde la capacità di trattenere l'acqua. Ecco perché nei giovani si osserva una chiara differenza di statura al mattino appena svegli, poiché i dischi si sono leggermente espansi e ingranditi durante la notte.

Henry Vandyke Carter Henry Gray, GA111, identificato come di pubblico dominio, dettagli su Wikimedia Commons

Qual è l'effetto dell'allenamento

L'alternanza tra carico e scarico genera un continuo cambio di tensione elettrica all'interno del disco intervertebrale. Questo cambio di carica provoca un'attività piezoelettrica (piezoelettricità: variazione della polarizzazione elettrica e quindi comparsa di una tensione elettrica nei solidi quando vengono deformati elasticamente, Wikipedia). Questa tensione piezoelettrica rappresenta per le cellule uno stimolo ad attivare la sintesi per produrre più materiale della sostanza fondamentale (vedi anche il nostro blog sul Tessuto connettivo). Inoltre, l'alternanza di carico e scarico valorizza al massimo i meccanismi di trasporto di diffusione e osmosi, che riforniscono il disco dei componenti necessari (aminoacidi, glucosio, ecc.) e rimuovono le sostanze di scarto.

Le forze che agiscono sulle strutture e sulle fibre collagene durante il movimento ne migliorano anche la qualità e la resistenza.

Il movimento e l'allenamento hanno quindi – come quasi sempre nel corpo umano – un impatto straordinariamente positivo sulle funzioni fisiologiche dei nostri dischi intervertebrali.

I problemi più comuni del disco intervertebrale e le opzioni terapeutiche saranno trattati in un prossimo blog.

Ancora una volta vale la regola: la vita è movimento!

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Crediti immagine di copertina

Henry Vandyke Carter Henry Gray, Gray66, identificato come di pubblico dominio, dettagli su Wikimedia Commons