如上所述，脊柱的功能單位由椎間盤和兩側(cè)的關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)組成，承擔(dān)支持和運動的功能，這兩種功能互為依存制約，一旦發(fā)生障礙相互影響，變化延續(xù)進行。Kirkaldy－Willis將這種變性過程分為早期功能不全期、不穩(wěn)定期和再穩(wěn)定期3相（圖6－8）。

圖6－8 脊柱功能單位受損演變分期
A．早期功能不全期（Ⅰ期）；B．不穩(wěn)定期（Ⅱ期）；C．穩(wěn)定重建期（Ⅲ期）

（一）早期功能不全期（第1相）

1．椎間盤 由于反復(fù)經(jīng)受擠壓，椎間盤的髓核和纖維環(huán)的蛋白多糖降低，水含量減少，纖維環(huán)發(fā)生多處的微細圓輪狀斷裂，這種斷裂互相連接發(fā)展成從纖維環(huán)貫通到髓核的放射狀斷裂。

2．關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié) 早期不穩(wěn)定引起關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)的異常運動，產(chǎn)生滑膜炎，關(guān)節(jié)裂隙滑膜增生嵌頓。

3．腰痛特點 以上變化結(jié)果刺激竇椎神經(jīng)、脊神經(jīng)的背支和內(nèi)側(cè)支，發(fā)生深部腰痛或者在扭轉(zhuǎn)運動時出現(xiàn)急性腰痛。

（二）不穩(wěn)定期（第2相）

1．椎間盤 髓核和纖維環(huán)的變性繼續(xù)發(fā)展，水含量進一步減少，椎間盤內(nèi)壓降低，纖維環(huán)整體發(fā)生放射狀斷裂，椎間盤內(nèi)部崩裂加重，椎間盤全方位膨隆，前縱韌帶、后縱韌帶弛緩，椎間隙狹小。如變性進行性發(fā)展可使椎間盤整體發(fā)生纖維化，繼而被逐漸吸收。

2．關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié) 關(guān)節(jié)軟骨退變繼續(xù)，關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)囊松弛，關(guān)節(jié)面對合變得不適應(yīng)（不匹配）或者發(fā)生半脫位。發(fā)展結(jié)果病變椎節(jié)段不穩(wěn)定，除了前后、左右方向外，包含旋轉(zhuǎn)在內(nèi)的腰椎所有方向的運動都發(fā)生不穩(wěn)定。

3．腰痛特點 這個時期對脊神經(jīng)的背支、內(nèi)側(cè)支以及竇椎神經(jīng)形成慢性刺激，加之椎旁肌、腹肌的減弱，表現(xiàn)為雙側(cè)的非放射性深部腰痛，并且常伴有腰部僵硬感。隨著退變進一步發(fā)展，纖維環(huán)斷裂擴大，感覺神經(jīng)末梢支隨之伸入。同時由于后側(cè)纖維環(huán)膨隆，與此伴隨的后縱韌帶張力增加，結(jié)果導(dǎo)致竇椎神經(jīng)過分緊張，進而刺激支配神經(jīng)根的神經(jīng)干神經(jīng)，引起深部重壓痛，并因勞作加重。

4．腰椎間盤突出 纖維環(huán)形成放射狀龜裂，在此基礎(chǔ)上遭受輕微外傷使纖維環(huán)、髓核向后方膨隆或突出，刺激神經(jīng)根而產(chǎn)生伴有下肢感覺、運動障礙的根性疼痛。

（三）再穩(wěn)定期（第3相）

1．椎間盤 椎間盤的內(nèi)容物被吸收，形成纖維化，同時韌帶附著部位生成骨贅抑制椎間盤膨隆的繼續(xù)發(fā)展，骨贅進一步形成并連接上、下椎體，因此達到骨性強直者也并不少見。

2．關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié) 不穩(wěn)定期后退變繼續(xù)發(fā)生使關(guān)節(jié)軟骨完全消失，骨膜下骨組織新生形成骨贅，關(guān)節(jié)呈球狀肥大、變形，關(guān)節(jié)周圍纖維化，最終導(dǎo)致活動范圍減小。

3．腰痛特點 由于發(fā)生以上變化，使得馬尾、神經(jīng)根以及脊神經(jīng)在椎管中央以及側(cè)方受到擠壓，形成椎管狹窄癥。最初這種神經(jīng)受到擠壓引起的狹窄發(fā)生于單一部位，倘若病變繼續(xù)可波及腰椎的多個節(jié)段，癥狀表現(xiàn)為間歇性跛行，主要是下肢的麻木、刺痛，時有乏力感，站立和行走時癥狀加重，前屈姿勢或休息后會緩解，其原因不僅與馬尾、神經(jīng)根的直接受壓有關(guān)，神經(jīng)的循環(huán)障礙也是一個重要因素。

總之，脊柱前方的椎間盤和后方的關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)之間密切關(guān)聯(lián)，這個脊柱功能單位變性是長年持續(xù)演化的過程，隨著功能單位的退變、破損引起各種各樣的疾患，在腰椎各部位載荷后出現(xiàn)不同的腰痛和下肢痛（表6－2）。

表6－2 腰椎不同部位的疼痛特點和代表疾患