Гръбначният стълб образува здрава и в същото време гъвкава основа на човешкото тяло и затова понякога се сравнява със скелето, върху което почива всичко. В допълнение към поддържащата функция, оформянето на фигурата и осигуряването на вертикална стойка на тялото, ключовата функция на гръбначния стълб е да предпазва гръбначния мозък. Гръбначният стълб, гледан отстрани, наподобява леко изпъната буква S, която се формира от естествени извивки: шийна лордоза, гръдна кифоза, лумбална лордоза и сакрална кифоза. Поддържащата функция и свързаните с нея тежки натоварвания на гръбначния стълб го правят уязвим към дегенерация и множество наранявания.

Човешкият гръбначен стълб се състои от7 шийни прешлена(C),12 гръдни прешлена(Th),5 лумбални прешлени(L),5 сакрални прешлени(S) (те се сливат в един сакрум по време на феталното развитие) и4 до 5 опашна кост (Какво). Общочовек има от 33 до 34 прешлена , включително24 прешленав строгия смисъл на думата ( несвързани ,mobile ) и две кости, направени от слети прешлени - сакрален и опашна кост.

По този начин гръбначният стълб е образуван от 26 кости (24 прешлена, сакрум и опашна кост), свързани смеждупрешленни дискове(23, защото между главата и първия шиен прешлен също както между първия и втория прешлен на шията, няма междупрешленни дискове; подобно между сакрума и опашната кост) и междупроцесните стави, които са допълнително стабилизирани от връзки и ставни капсули.

Но анатомично-функционалният комплекс, обикновено известен като гръбначния стълб, включва също елементи на нервната система (гръбначен стълби нервни корени ), които се възползват от защитата на гръбначния стълб на костите ( гръбначния канал е гръбначния стълб), както и множество мускулни групи, отговорни както за стабилизацията, така и за мобилността на гръбначния стълб.

Гръбначен стълб - структура и функции

Както подсказва името - гръбнакът естълб, направен от кръгове . Наистина, когато се гледа отпред, той образува права линия. В сагиталната равнина обачечетири криви :lordozy(извиване напред)цервикалнаилумбалнаикифоза(огъване назад)гръднаикръст . Неточноима и втората част на името, защото имамеждупрешленни дисковемежду прешлените, коитосъставляват около една четвърт от дължината на целия гръбначен стълб. Те също така са малко по-широки от телата на прешлените и следователно се простират извън очертанията им, придавайки на гръбначния стълб характерна бамбукова форма.

Като цяло гръбначният стълб изпълнява няколко важни функции за цялото тяло:

  • еподдържаща ос , което ви позволява да постигнете вертикален силует и да го поддържате в баланс;
  • амортизиравсичкинатоварвапо дългата ос на тялото;
  • защитава чувствителната нервна тъкан на гръбначния мозък , която тече вътре в гръбначния канал;
  • представляваскеле за вегетативната нервна система ;
  • представляваскеле за вътрешни органигърди и корем;
  • е стабилен елемент по отношение на подвижните крайници, както имясто за прикрепване на мускуликрайници;
  • позволява движения на шията и торсавъв всичките три равнини;

Основните задачи на гръбначния стълб састабилизация, защита и поддържане на структурата на скелетаи едва тогава функциите му са свързани с мобилността. Йежи Стодолни го оправдава с примери: „От практиката е известно, че човек може да функционира перфектно със схванат гръбначен стълб. Примерите включват деца с имплантирани метални дистрактори след някои операции на сколиоза или пациенти с анкилозиращ спондилит. От друга страна, при нестабилен гръбначен стълб, например след наранявания, навяхвания, фрактури, да не говорим за мускулна парализа, за съжаление е невъзможно да се живее активно. Оттук и много важно заключение: дейността на гръбначния стълб е компромис между възможно най-голяма стабилизация и желаната мобилност. "

Могат да бъдат идентифицирани редица механизми, които позволяват ефективноограничаване и контролиране на подвижността на гръбначния стълб :

  • системамускуликоитоподдържат изправени ;
  • четириизвивки(цервикална и лумбална лордоза, както и гръдна и сакрална кифоза), които повишават устойчивостта нагръбначния стълбкъм натоварвания от над до 17 пъти в сравнение със същата, но напълно проста конструкция;
  • ребра , коитоограничават подвижносттана гръдния отделна гръбначния стълб ;
  • лигаментна системаи фиброзни пръстенимеждупрешленни дискове , които контролират пасивни и активни движения между прешлените;
  • ядра на междупрешленните дискове ,които позволяват на телата на прешлените да променят ориентацията на равнините в различни посоки, но в ограничен ъглов диапазон;
  • различни в зависимост от нивото на гръбначния стълбструктура на ставните израстъци и междупрешленните стависъс ставни повърхности, които позволяват движение само в определени посоки и правилния диапазон;
  • структура на сакрумаи връзката му с таза чрез широки сакроилиачни стави, благодарение на което тази структура е най-здравият амортисьор на човешкото тяло, намаляващ натоварванията във вертикала ос.

Двигателните функции на отделните участъци на гръбначния стълб варират по отношение на обхвата и посоките на движение.Най-големият обхват на движение се случва в цервикалния сегмент, след това в лумбалната област, а най-малкият в сакралната област . Така наречениятключови точки на гръбначния стълб, т.е. интерстициални връзки :

  • цервикално-цервикален (Co-C1), където има флексия, екстензия, странична флексия, ротация и комбинации от споменатите посоки;
  • шийно-гръден, със същите движения като в цервикално-цервикалната връзка, но с по-голям обхват;
  • гръдно-лумбален с флексия, екстензия, странична флексия и ротационни движения;
  • лумбосакрален с флексия, хиперекстензия и странични флексионни движения.

Повишената подвижност и обхват на движение на посочените по-горе места се влияе от ъглите на ставните повърхности на междупроцесните стави и височината на междупрешленните дискове в отделните точки. Споменатите места с повишена мобилност са, при допълнителни натоварвания, особеноподложени на повреда от претоварване(включително дископатия).

Поради факта, чегръбначният стълб има две противоположни функции едновременно-стабилизиращ и двигателен- неговите структури трябва да са подходящи различни по морфологично и функционално отношение. За да се разбере биомеханиката на цялата система, е необходимо да се опознае структурата на отделните й части.

Конструиране на кръг

Между прешленитеима различни участъци на гръбначния стълбразлики поради различни функциитипични за различните участъци на гръбначния стълб.

Всеки кръг се състои от две основни части: масивно цилиндрично тяло и по-тънка и разнообразна дъга.Всяка арка има 7 процеса : шипове отзад, напречни отстрани и дори горни и долни ставни израстъци отгоре и отдолу. Между крилата на свода и задната част на вала - гръбначния канал остава свободно триъгълно пространство. Това е мястото, къдетогръбначен мозък .

плоскиваловете на намотки са проектирани да поддържат голяма маса от товари . Освен гъбеста субстанция, тяхната част може да включва и гранични пластини на хрущяла, които го предпазват от натиск и посредничат за обмена на течности между валовете и междупрешленните дискове. От друга страна,арките са механична защита за гръбначния мозъкиимат ставни повърхности, които свързват отделните прешлени един с друг и им позволяват да се движат един спрямо друг . В допълнение, напречните израстъци са места за закрепване на междупрешленните връзки и мускулите на гръбначния стълб.

Конструкция на междупрешленния диск

Междупрешленните дискове свързват телата на прешлените един с друг(те са част от ставите на тялото),носят телесно теглоиопределете формата на гръбначния стълб(в лордотичните цервикални и лумбални секции дисковете са по-високи отпред) ипозволяват му да се движи . Междупрешленните дискове са най-високи спрямо телата на прешлените в най-подвижните (прибл. 4 мм) и лумбалните (прибл. 10 мм) секции. Отгоре и отдолу междупрешленните дискове граничат с граничните пластини, които ги отделят от гъбестата субстанция на телата на прешлените.

Освен хрущялните пластини, междупрешленният диск се състои от два елемента, които са характерни и решаващи поради функциите на цялата система:фиброзни пръстенииядро. Пръстените са изработени от припокриващи се плочи. Влакната на отделните слоеве на фиброзния пръстен протичат наклонено в редуващи се посоки, което дава т.нар. ефект на въжето. Между плочите има рехава фиброзна тъкан. В лумбалната област фиброзният пръстен се състои от 10-12 пластини - дебели отстрани и по-тънки отпред и отзад. Всекипръстен от влакна е здраво прикрепен отпред и отстрани към тялото на гръбнака . Освен това,се свързва отпред към предния надлъжен лигамент .Задните ремаркета са малко по-слаби . Влакната на вътрешните слоеве се свързват чрез междуклетъчно скеле с пулпозното ядро, така чее трудно да се определи строга граница между пръстена и ядрото .

От функционална гледна точка, фиброзният пръстен е най-важният елемент, който стабилизира гръбначния стълб . Той свързва отделните прешлени във функционално цяло ииграе ролята на предпазна спирачка в случай на опит за преместване на гръбначния стълб в твърде голям диапазон . Той обаче не ограничава напълно мобилността на т.нар скеле на тялото, тъй като благодарение на своето (пръстеновидно) разтягане ви позволява да извършвате определени движения. ВВлакнестият пръстен обгражда и по този начин предпазва пулпозното ядро, по-малко от функционалното цяло на скалата - основният амортисьор на гръбначния стълб.

Ядрото вътре във фиброзния пръстеннапречно заема около 50-60 процента от обема на междупрешленния диск . Той е бял, лъскав и с полу-желатинова текстура. Той не е идеален център на междупрешленния диск, тъй като лежи по-близо до задната част на тялото на гръбнака (оттук и тенденцията към задната посока на диска). При новородено бебе се състои главно от слуз, осеяна с хрущялно-влакнести нишки. С годините съотношението на компонентите на тестиса се променя, тъй като слузта се заменя с хрущялно-влакнеста тъкан. Този процес е през целия живот. С течение на годините разликите между ядрото и фиброзния пръстен стават все по-размити.

Основните функции на белодробното ядро ​​ са:

  • посредническа обмяна на течностимежду диска и телата на прешлените;
  • поддържа прешленразположен над междупрешленния диск;
  • амортизира напрежението и натиска , пренасяйки ги равномерно от всички страни: към фиброзния пръстен и хрущялните пластини на телата на прешлените;

Ефективността на амортизацията на ядрото зависи от свойствата нагела, който съдържа, и по-конкретно от възможната сила на абсорбция на вода от него. По време на натиск водата се изстисква от пулпозното ядро, а когато налягането се намали, тя отново се попива.С напредване на възрастта на тялото, способността за усвояване и реабсорбция на тестисите намалява, така че по-старият гръбначен стълб е в състояние да издържи по-малко натиск. Функцията за поглъщане на удара също е силно нарушена от увреждане на фиброзния пръстен , което може да попречи на равномерното предаване на натоварването от пулпозното ядро.

Биомеханика на гръбначния стълб на примера на лумбалния гръбначен стълб

Лумбалният гръбначен стълб се състои от 5 прешлена с масивни тела. Последният от тях, свързан с противоположния сакрум и има клиновидна форма (ясно е по-висок от предната). Гръбначните дъги са най-силни в този сегмент, а гръбначните отвори са най-големи по протежение на целия гръбначен стълб. Ставните израстъци са почти вертикални (под ъгъл от 45 градуса спрямо фронталната равнина), така че ставните повърхности върху тях протичат в сагиталната равнина. В резултат на това те ограничават въртенето и разширяват обхвата на флексия и разгъване (в млада възраст е около 80 градуса, в напреднала възраст обикновено е около 25 градуса).

Има две функционални единици на гръбначния стълбпрешлени, свързани с междупрешленен диск . Предната част (с валовете и диска) носи тежестта на тялото, задната част (с придатъците и ставните повърхности) е отговорна за движенията. Силната лигаментна система също играе важна роля, тъй като противодейства на разширяващата се сила на дисковете. Ефектът на тези противоположни сили се доказва най-добре от факта, чедневните разлики в дължината на гръбначния стълб достигат 12 mm при жените и 18 mm при мъжете(това е свързано основно с промени в хидратация на nucleus pulposus гел). Ефектът от тези сили е стабилизирането на гръбначния стълб (допълнително поддържано от мускулите на гръбначния стълб и торса).

В хоризонталното напречно сечение гръбначният стълб наподобява буквата T, така че система, известна с високата си здравина. Допълнително се увеличава (17 пъти спрямо същата, но без кривина структура) естествената кривина на гръбначния стълб, която е подложена на множество натиск и натоварвания, действащи в различни равнини. Те засягат най-вече лумбалната част, която също има най-голяма издръжливост. Неговата повдигаща сила е средно около 400 кг (за сравнение: средната повдигаща сила на шийката - 113 кг; гръдната - 210 кг). Разбира се, стандартните натоварвания на гръбначния стълб в изправено положение са много по-ниски и възлизат на около 125 кг в лумбалния гръбнак, 75 кг в гръдния и 50 кг в цервикалния.

Силата на гръбначния стълб е обратно пропорционална на продължителността на натоварването . В случай на продължителен натиск, сковаността на тъканите се увеличава и устойчивостта на увреждане намалява. Вибрациите, които затрудняват адаптирането на структурите на гръбначния стълб към повишеното налягане, имат подобно отрицателно въздействие върху устойчивостта на наранявания.

Оста на отделните движения на гръбначния стълб е в центъра на nucleus pulposus и се движи с ядрото - напред при хиперекстензия и назад при флексия. Следователно нарушението на поддържащата функция на тестиса винаги е началото на патологията на гръбначния стълб. В допълнение към прекомерните натоварвания, те се причиняват и от намаляващата хидратация на тестиса с годините (след раждането съдържа около 88% вода, на 18 години е 80%, а в напреднала възраст е по-малко над 70%). Налягането, пренасяно от ядрото върху влакната на междупрешленния диск, често се разпределя асиметрично, което е свързано с формата на диска. Напрежението в задната латерална част (това е мястото, където тестисът най-често се избутва назад) може да надвиши съществуващото налягане дори 5 пъти.

Механизмът, който предпазва ядрото от увреждане е, че то може да абсорбира вода въпреки натиска, упражняван върху него. Това обаче се случва само при периодичен натиск. При постоянно прекомерно налягане тестисът губитози имот и е унищожен.Позицията, в която междупрешленният диск е подложен на най-голям натиск (често постоянен) е седене с т.нар. наклон(заоблен гръб, коремен екстензор скъсен, гръбначен екстензор в удължаване, напрежението му е намалено). Сгъването на лумбалния гръбначен стълб, докато стоите на прави крака в коленетесъщо е вредна позиция за диска. Както пише Артур Дзиак: „Предполага се, че при човек с тегло 70 кг – 3-ти поясен прешлен се упражнява от сила от 142 кг в седнало положение, 99 кг в изправено положение и 20 кг в легнало положение (когато спи). Налягането на интра-лумбалния междупрешленен диск е 1-1,5 MPa (145-210 psi) в седнало положение (положение в покой, което дава най-голямо налягане). При изправено положение налягането спада с около 30 процента, докато лежи настрани с 50 процента. В легнало положение по гръб налягането вътре в междупрешленния диск е само 10-20 процента. какво докато седи и 25 процента. какво в изправено положение. Така че е очевидно, че пациентите с дископатия трябва преди всичко да ограничат своята седнала позиция. "

Но мащабът на натоварванията и натоварванията на гръбначния стълб зависи не само от позицията, но и до голяма степен от всички дейности, които стимулират работата на мускулите. Всяко движение е придружено от промяна в мускулното напрежение и удължаване на лоста на силите, падащи върху лумбалния гръбначен стълб. Много дългото рамо на лоста за лумбалния гръбначен стълб образува торса и горните крайници. Балансът се осигурява от късо рамо на лоста от пулпозното ядро ​​до дорзалните екстензори. Съотношението на тези лостове е 15:1, което означава, че повдигане от 40 кг трябва да бъде уравновесено от свиване на мускулите на гърба от около 600 кг.

Мястото, където последният лумбален прешлен се съединява със сакрумае от решаващо значение за прехвърлянето на натоварването върху гръбначния стълб. Има формата на извит напред клин, изграден от 5 слети заедно прешлена (окончателното сливане обикновено се случва между 20 и 25 години). Заедно с двете илиачни кости сакрумът образува таза - основата и скелето на гръбначния стълб - към който се прехвърлят всички натоварвания (преминавайки през лумбалния гръбначен стълб и след това сакрума).Оптималният ъгъл между лумбалния и сакралния гръбначен стълб е 30 градуса . Прехвърлянето на товари става на определено място, тъй като лумбалната лордоза се трансформира в сакрална кифоза. Промяната на позицията на гръбначния стълб и клиновиден, много висок преден междупрешленен диск осигуряват на това място голям обхват на движение. В същото време тук се натрупват натоварванията, предавани през целия гръбначен стълб. Вследователно промените в позицията, дейностите и удължаването на рамото на лоста се усещат най-ясно в тази област. Пример е Артур Дзяк: „в изправено положение на състезател с тегло 105 кг, височина 195 см, държащ щанга от 150 кг на гърдите си, натоварването на участъка L5-S1 е 220 кг. При наклон на торса напред под ъгъл от 30 градуса тези налягания достигат стойност от цели 990 кг, поради изместване на центъра на тежестта и удължаване на силовото рамо. Трябва да се добави, че тази сила е разделена на два компонента, единият от които действа успоредно на ставната повърхност на сакрума, а другият перпендикулярно; например при 52 градуса наклон на основата на сакрума тези компоненти са 348 и 509 кг. От това следва, че лумбосакралната връзка е подложена на много значителен натиск, като една сила има тенденция да плъзне 5-ия лумбален прешлен напред от сакрума. "

За да развием промени в претоварването на опорно-двигателния апарат, не са ни необходими натоварвания, които надвишават здравината на тъканите. Достатъчни са честите претоварвания. Ако са достатъчно силни и чести, без да надхвърлят прага на здравина на тъканите, те могат дори да счупят фиброзния пръстен - патология, която не може да бъде спряна или отменена.

Как така по време на някаква работа или спорт, които включват повдигане на тежки товари или удължаване на рамото на лоста, гръбначният стълб не се уврежда (или поне не веднага)? Оказва се, чепредпазва, облекчава и стабилизира мускулите (особено постуралните мускули) и натиска, генериран в телесните кухини (корем, гърди) . Не само това, както пише Артур Дзяк: „Мускулната активност и налягането в телесните кухини се увеличават с тежестта на вдигнатия товар. Поемайки част от натиска върху гръбначния стълб, гръдният участък може да бъде облекчен с до 50 процента, а лумбалният гръбначен стълб с 30 процента (измерено на нивото на междупрешленния диск L5-S2)”. Този пример ясно показва колко важна компенсаторна роля играятпостурални мускули , които - достатъчно здрави и прилягащи -не само предпазват гръбначния стълб от увреждане, но и частично поемат неговите функции .

Библиография :

  • Bochenek A., Reicher M., Анатомия на човека, том I, Państwowy Zakład Wydawnictw Lekarskich, Варшава 1997 и Sobotta J., Атлас на човешката анатомия, том 1: Общи анатомични понятия. Органи на движение. Изд. Urban & Partner, Познан 2012.
  • Dziak A., Болки и дисфункции на гръбначния стълб, Medicina Sportiva,Краков 2007.
  • Собота Дж., Атлас на човешката анатомия, том 1: Общи анатомични концепции. Органи на движение. Изд. Urban & Partner, Познан 2012.
  • Stodolny J., Спинално претоварване, ZL-Natura, Kielce, 2000 и Dziak A., Болки и гръбначни дисфункции, Medicina Sportiva, Kraków 2007.

Категория:

Анатомия