椎间盘的中心区域是髓核，呈胶状，有弹性，外围是由纤维组织构成的纤维环。正常情况下，髓核居中，纤维环紧紧围绕在髓核周围，不突出椎体边缘。腰4-5椎间盘膨出可能有两种情况，具体内容如下：
1.腰椎退行性病变：腰4-5是腰椎退行性病变的好发部位。腰椎退行性病变后，髓核组织会发生解聚，含水量逐渐减少，承重能力下降，椎间盘高度降低，纤维环松弛。椎间盘可能会向四周膨出，在外力作用下更加明显，即会形成椎间盘膨出。
2.椎间盘纤维环不完全撕裂：嵌入纤维环撕裂区的髓核组织引起局部肿胀，导致椎间盘膨出，可发展为腰椎间盘突出症。