Hệ thống trao đổi chất và chất lỏng ở khoang trong đĩa đệm, mâm sụn, vòng sợi và những tổ chức cạnh đốt sống như phần xốp của những đốt sống kế cận được coi như là một hệ thống thẩm thấu.
Những lớp tổ chức ở vùng riềm biên của khoang gian đốt sống có đặc tính của một màng bán thấm. Ở đây, chất lỏng và những chất liệu tan trong nước được thẩm thấu qua vùng biên giới đĩa đệm không phải đều như nhau ờ tất cả các lớp tổ chức.
Vòng sợi và tấm sụn có một thiết bị mắt lưới (maschenwerk) siêu hiển vi, được cấu tạo bằng sự móc khớp và đan kết của những phân tử đơn lẻ với mạng lưới ba chiều của những sợi ở phần ngoài của vòng sợi và tấm sụn. Chỉ có những phân tử nhỏ mới thấm qua được thiết bị mắt lưới này.
Ngoài ra còn có nước và những phân tử nhỏ của cơ chất chuyển hoá và những chất cặn chuyên hoá thấm qua thiết bị siêu hiển vi đó. Như vậy bằng tổ chức của những tấm sụn và vòng sợi của đĩa đệm đã hình thành một hàng rào thẩm thấu giữa hai khoang tổ chức tế bào hoàn toàn khác nhau về sinh học và cơ học là khoang trong đĩa đệm với tổ chức tế bào cạnh đốt sống và phần xốp của thân đốt sống.
Áp lực hút, thực hiện bằng những dung dịch cô đặc, kéo nước hay những chất hoà tan về, xuyên qua màng bán thấm, được coi như áp lực thẩm thấu, sự chuyển động chất lỏng thẩm thấu cốt để chống lại áp lực trọng tải và được tiếp diễn kéo dài cho đến khi nào xuất hiện sự cân bằng giữa áp lực trọng tải và áp lực thẩm thấu (hình 1.4).
(Theo Nachemson)
Áp lực thẩm thấu keo (pression colloide osmotique) là áp lực thẩm thấu được tiến hành từ những dung dịch phân tử lớn. ở trong cd thể, đặc biệt ở trong đĩa đệm, áp lực căng phồng (pression intumescent) lại có ý nghĩa quan trọng hơn. Xuất hiện áp lực căng phồng ở đó do một thể căng phồng (corps intumescent) giãn nở để phòng chống lại sự chướng ngại ở trong điều kiện sẵn nước. Áp lực giãn nở của đĩa đệm trên thực nghiệm đã được công bố.
Khoang trong đĩa đệm khác biệt với vùng kế cận của khoang gian đốt sống ở hai điểm là: khoang trong đĩa đệm có một áp lực thuỳ tĩnh cao và áp lực keo, ở đó hai lực đã tác động đối lập nếu có dòng dịch lỏng đi vào trong khoang đĩa đệm và từ trong đĩa đệm đi ra.
Trên cơ sở của sự khác nhau về độ cô đặc và sự khác nhau về áp lực, sự tương quan đã được xác lập như sau:
Đứng về một bên có áp lực tổ chức ở bên ngoài đĩa đệm và lực hút của tổ chức đĩa đệm, ở bên kia có áp lực tổ chức tế bào trong đĩa đệm và lực hút của tổ chức bên ngoài đĩa đệm. Nếu một bên nào chiếm ưu thế trội lên thì sẽ dẫn đến một sự di chuyển của những dịch lỏng và những chất liệu. Sự luân chuyển giữa áp lực thuỳ tĩnh với áp lực keo có ý nghĩa tác dụng cho nuôi dưỡng của tổ chức đĩa đệm cũng như cho chức phận của đoạn vận động của cột sống.
Những công trình nghiên cứu bằng chất màu và chất phóng xạ, Jurgen Kramer đã chứng minh rằng, tăng áp lực lên trên 80kg lực dẫn đến sự phân tán dịch lỏng, giảm áp lực xuống dưới 80kg lực thì sẽ tăng dịch lỏng bắt đầu ở một áp lực trọng tài (pression de charge) từ 70 đến 80kg lực.
Ở một áp lực keo hằng định, dòng dịch lỏng ở vùng biên giới đĩa đệm sẽ cân xứng với sự giảm thấp áp lực. Điều đó có nghĩa là trọng tài lớn như khi ngồi, nâng, mang vác sẽ thúc đẩy nhanh sự phân tán dịch lòng và trái lại, sự trút bớt trọng tài mạnh mẽ như kéo giãn cột sống hoặc trường hợp có sự suy giảm áp lực ở khoang gian đốt thì lại thúc đẩy mạnh sự gia tăng nhập dịch lỏng.
Trong điều kiện sinh lý, sự di chuyển dịch lỏng bị phụ thuộc vào áp lực trong khoang gian đốt. Do đó mà quy luật đã được xác định là: nếu sự gia tăng nhập nước xảy ra thì đồng thời dẫn đến sự pha loảng những hỗn hợp phân tử lớn, nén lực hút của đĩa đệm tự giảm xuống. Trái lại, trong điều kiện áp lực trọng tải cao, chỉ tới một mức nhất định thì đĩa đệm có thể bị chèn ép vì khi có sự phân tán nước thì hỗn hợp phân tử lớn bị cô đặc lại, tất nhiên sẽ làm tăng lực hút của đĩa đệm.
Trọng tải không cân đối của khoang gian đốt đã gây nên một sự di chuyển của những chất lỏng và những chất liệu ở trong đĩa đệm. Nước và những chất đã hoà tan chuyển từ khu vực trọng tải lớn tới khu vực trọng tải nhỏ hơn.
Một số những công trình đo áp lực đã chứng minh rằng mỗi động tác cúi gập thân mình ra trước hoặc nghiêng sang một bên cũng làm thay đổi tổng áp lực trọng tải. Vận động cơ thể đã giúp cho sự di chuyển chất lỏng giữa khoang trong và ngoài đĩa đệm cũng như ở trong bản thân đĩa đệm.
Mỗi lần tư thế của cột sống thay đổi là dẫn đến một sự dao động lực trong khoang gian đốt, có khả năng hoặc làm nhanh lên hay chậm lại với sự thay đổi hướng hay không của dòng chất lỏng và của tổ chức đĩa đệm. Sự chuyển tư thế giữa tư thế thẳng đứng và nằm ngang, bình thường cũng là cải thiện được sự chuyển vận chất liệu, khi cơ thể ở một tư thế không đổi, sự trao đổi chất liệu trong khoang gian đốt bị trở ngại và áp lực trong đĩa đệm sẽ rất lớn.