腰段脊柱的穩(wěn)定性由內源性和外源性因素提供,椎間盤和韌帶提供內源性穩(wěn)定,而肌肉則給予外源性的支持。椎間盤在承受載荷時,通常是壓縮、彎曲和扭轉的組合。腰椎的屈、伸和側屈主要對椎間盤產(chǎn)生拉應力和壓應力,而旋轉產(chǎn)生剪應力。由于椎間盤的髓核是一種液態(tài)團塊,能起液壓靜力作用,使椎間盤既有彈性也能穩(wěn)定;而纖維環(huán)由軟骨組成,纖維軟骨內有相互交叉的膠原纖維素,這樣可使纖維環(huán)承受高度的彎曲和扭轉載荷,從而為脊柱提供了內源性穩(wěn)定。
韌帶多數(shù)由膠原纖維組成,承擔著脊柱的大部分張力載荷除黃韌帶外,脊柱韌帶的延伸率極低,故可與椎間盤一起,提供脊柱的內源性穩(wěn)定。韌帶的粘彈性使其能控制脊柱活動于生理限度之內,既允許充分的活動又能保持一定姿勢。剝去肌肉的脊柱為一不穩(wěn)定結構。肌肉力是保持姿勢、**的必要條件。神經(jīng)和肌肉的協(xié)同作用產(chǎn)生腰椎的活動。主動肌引發(fā)和進行活動;而拮抗肌通常是控制和調節(jié)活動。因此使脊柱獲得外源性穩(wěn)定。
腰部肌肉在穩(wěn)定脊柱中也起很重要的作用,脊柱之所以能承擔較大的載荷,除脊柱本身結構外,還需要肌肉的張力獲得平衡。當彎腰提重物時,腰骶部將產(chǎn)生很大的應力,以脊柱基底為支點,重物為一端,軀干、頭和上肢為另一端,形成杠桿系統(tǒng)骶棘肌和臀大肌的收縮利用短力臂來舉起重量。例如舉起90.7公斤重量,腰骶部反應力為9394公斤。一般而論,椎間盤和椎體不能承受這種應力,而是由腹肌和背肌承擔很大一部分應力。