Позвоночник, который выполняет важные функции в локомоторном процессе, в защите спинного мозга от различных воздействий внешнего мира и в сохранении его связи с внутренними органами, состоит из отдельных межпозвонковых сегментов, т. е. из двух позвонков со сложными анатомическими особенностями, межпозвонкового диска, связочного и сумочного аппаратов, включающих короткие и длинные связки. Эти сегменты как бы вставлены в мышечный футляр, который способствует осуществлению сложных сгибательных, разгибательных, круговых, боковых и других движений. Каждый позвонок состоит из тела и дужек, а также имеет отверстие. Соединяясь, эти отверстия создают пространство, в котором заключен спинной мозг. Выше- и нижележащие позвонки соединяются между собой с помощью отростков, которые вместе со связками и специальными сумками составляют межпозвонковые сочленения. Кролю того, на уровне грудной части тела позвонков имеют площадки для соединения с ребрами, образующие реберно-позвонковые сочленения. Между позвонками, начиная с шейного, грудного и кончая поясничным отделом позвоночника, находятся межпозвонковые диски, выполняющие роль амортизаторов. Они создают мосты для соединения смежных позвонков, обеспечивают плавность их движений, распределяют давление по концевым пластинкам позвонка и способствуют гармоническому выполнению сложных и тонких движений. Каждый диск имеет две фиброзные капсулы (сверху эта Капсула обращена к нижней площадке вышележащего позвонка, а снизу —к верхней площадке нижележащего позвонка). Диск содержит так называемое пульпозное ядро и желеобразное содержимое, которые по существу придают ему функции амортизатора.
Клетки межпозвонковых дисков синтезируют два составляющих его вещества: коллаген (ткань, состоящая из волокон и придающая прочность диску) и протеогликаны, которые способствуют притягиванию воды, включающейся в состав матрицы. Таким образом, межпозвонковый диск включает коллаген, протеогликаны, воду и клетки. Эти четыре составные части, кстати, имеются в связках, капсуле и костной ткани. Пульпозное ядро диска содержит больше воды, чем другие структуры, поэтому в нем больше протеогликанов, которые связывают эту воду. Волокнистое кольцо тоже впитывает много воды. Даже у старого человека в этом кольце более 70% воды. Клетки кольца синтезируют хрящевой тип протеогликанов. Диск не имеет нервных волокон, а сосуды расположены лишь на его периферии, так что питание клеток тоже осуществляется с помощью осмоса и диффузии. Крепость коллагеновых волокон в фибриллах определяется тем, что молекулы аминокислот выстраиваются одна за другой в особую цепочку, образуя длинную молекулу, которая перекрещивается с другими цепочками. Эти волокна прочны по длине и устойчивы к растяжению. Клетки получают путем осмоса и диффузии такие питательные вещества, как аминокислоты, гормоны, кислород, микроэлементы, витамины, воду из окружающей поверхность диска сосудистой сети. Через венозное звено осуществляется эвакуация метаболитов.
Клетки, которые «изготовляют» коллаген, одновременно синтезируют протеогликаны (протеинполисахариды, глюкозамингликаны и мукополисахариды). В пульпозном ядре протеогликаны представлены хондроитинсульфатами, характерными для хряща, однако протеогликаны не так агрегатированы, как в гиалиновом хряще, и в молодых ядрах существует более слабое упрочение с небольшим количеством коллагеновых фибрилл. Эти качества (небольшое количество коллагена и свободное состояние протеогликанов) превращают пульпозное ядро в легко деформируемый вязкий гель, являющийся идеальной средой, амортизирующей и перераспределяющей нагрузку каждого позвонка.