《功能解剖学》读书笔记之【12.预负荷状态下的椎间盘和椎间盘-椎体连接的自稳定性】
作用于椎间盘的力量相当大，且越靠近骶骨的椎间盘受力越大。
经计算，由终板传递给椎间盘的轴向压力，其中的75%由髓核承担，25%由纤维环承担。也就是说，若椎间盘受力20kg，则其中髓核承担15kg，纤维环承担5kg。
然而，髓核可沿水平方向传递一部分的应力给纤维环（图1-39）。例如，直立体位下，作用于L5-S1椎间盘的纵向压力和部分传递至椎间盘边缘的垂直压力相当于28kg/cm【指髓核周围1cm附近所承受的垂直应力】和16kg/cm2。当人手提重物时，这些作用力会有相当程度的增强。当躯干前屈时，压力可上升至87kg/cm或58kg/cm2。随后在躯干恢复直立位的过程中，压力继续增加至174kg/cm或107kg/cm2。若躯干在直立位下提举重物，椎间盘受压将更大，更接近至椎间盘受损阈值。
即使在椎间盘不负重的情况下，由于椎间盘具有亲水性，因此作用与髓核中心的压力永远不会是零，这将引起椎间盘从其不可伸长的外壳内向外膨出，即类似于预负荷状态。在建筑学中，预负荷表示向即将受压的梁柱中预先施加压力。若向均一材料的梁柱（图1-40）施加载荷，梁柱将向内产生一段弯曲，以 f1 标记弯曲距离。【 この前負荷 の現象は,新 しい科学概念であるテンセグリティのなか に入っている.】
若梁柱（图1-41）的下半部装配了一根拉紧的电缆，从其一端T穿出至另一端T'，那么这个已有预负荷的梁柱，若收到同样大小的载荷，所发生的弯曲 f2 明显小于 f1 。
处于预负荷状态下的椎间盘在其受轴向和侧屈压力时，具有很强的抵抗能力。当髓核的亲水能力随年龄增长而下降时，预负荷状态消失，髓核内压降低，因此老年人群的脊柱往往缺乏弹性。
当椎间盘受到非对称的轴向压力时（图1-42，F），上终板面向超载一侧倾斜，与水平面形成a角。由此，纤维AB'延伸至AB，同时，髓核内压在 f 箭头方向的压力最大，髓核内压作用于纤维AB后，将纤维恢复至AB’，上终板由此恢复至初始位置。这种自稳定机制与预负荷状态有关。因此，髓核和纤维环组成一对功能单位，其功能的实现需要两者的有机整合。如果髓核内压下降或者纤维环的非渗透性受到影响，这对功能单位组合就会丧失其作用。
预负荷状态还能解释椎间盘的弹性特征，较为著名的是Hirsch实验（图1-43）。若一个预负荷状态的椎间盘（P）受到一个快速的超过负荷的压力（S）的作用，椎间盘的厚度先是降到最低，随后增至最大，1s后出现阻尼振荡。若暴力过于强大，密集的振荡反应可破坏纤维环中的纤维结构，这就解释了椎间盘反复承受超过负荷的压力会导致椎间盘破裂的现象。
