Настольная книга для тех, у кого болит спина

Как устроен позвоночный столб

Бесспорным кажется утверждение, что тело человека – совершенный механизм. Однако порой возникает вопрос: отчего это природа не позаботилась, например, получше прикрепить шею к плечам – ведь с учетом анатомических нагрузок, падающих на нее, может показаться, что она должна быть твердой и надежной, как ствол дерева. Но давайте ознакомимся с особенностями анатомического строения позвоночника и выясним, можно ли считать его несовершенным.

Позвоночный столб состоит из 33–34 позвонков, из которых 24 (шейные, грудные, поясничные) соединены подвижно и 9–10 (крестцовые, копчиковые) – неподвижно. На позвоночник опирается череп. С нижней частью позвоночника связаны крестец и копчик – самые широкие его части. Крестец с копчиком соединены неподвижно и, в свою очередь, соединяются с бедренными костями.

Каждый позвонок устроен довольно сложно. Его анатомия отображена на рисунках 1 и 2.

Рис. 1. Позвонок человека (вид сверху): 1 – позвоночный канал; 2 – тело позвонка; 4 – кольцевой эпифиз; 5 – ножка дуги позвонка; 6 – остистый отросток; 7 – поперечный отросток; 8 – крючок тела позвонка

Рис. 2. Позвонки человека (вид сбоку): 1 – позвоночный канал (образуется позвоночными отверстиями, содержат спинной мозг); 2 – тело позвонка; 3 – межпозвоночная поверхность тела позвонка, обращенная к соседнему позвонку; 4 – кольцевой эпифиз; 5 – ножка дуги позвонка (часть дуги между телом и поперечным отростком); 6 – межпозвоночное отверстие (содержит спинномозговой нерв и мелкие сосуды); 7 – остистый отросток; 8 – поперечный отросток; 9 – дугоотростчатый сустав; 10 – верхний суставной отросток

Между телами двух позвонков находится эластичный межпозвоночный диск. Эти диски дают возможность позвоночнику двигаться в различных направлениях и смягчать удары. Если бы их не было, человек чувствовал бы удары на основание черепа при каждом шаге. Эти маленькие прокладки между позвонками состоят из желатинозного ядра со студенистым содержимым, которое заключено в оболочку, названную фиброзным кольцом. Межпозвоночный диск сверху и снизу защищен от контакта с костью хрящевыми пластинами (рис. 3.).

Рис. 3. Поперечный распил позвоночника: 1 – площадка тела позвонка; 2 – тело позвонка; 3 – межпозвоночный диск

При сгибании позвоночника в ту же сторону сжимаются и диски, выдавливая ядро в противоположном направлении (рис. 4). В сильном здоровом позвоночнике диск выполняет роль полноценного амортизатора. Однако если диск расслаблен, а также если позвоночник переносит нагрузки или резкие удары, ядро может выйти через внешнюю оболочку в позвоночный канал– образуется грыжа межпозвоночного диска.

Рис. 4. Перемещение межпозвоночного диска при сгибании (а) и разгибании (б) позвоночника (схема)

Дуги позвонков соединены между собой суставами. Дуги, суставы, поперечные и остистые отростки имеют сложный и достаточно мощный связочный аппарат, ограничивающий движения позвоночного столба.

Комплекс, состоящий из межпозвоночного диска, прилежащих к нему двух позвонков с суставами и связками, называется позвоночным сегментом.

Также в систему позвоночника входят мышцы, связки, сухожилия и кровеносные сосуды. Мышцы представляют собой пучки ткани, являющиеся своего рода источниками энергии для движений. Связки – это крепкие и гибкие образования из волокнистой ткани, соединяющие кости друг с другом. Сухожилия соединяют мышцы с костями и дисками. Кровеносные сосуды обеспечивают питание. Благодаря совместной работе этих элементов человек может двигаться.

Наиболее частые неприятности с позвоночником человек получает из-за патологии межпозвоночного диска и окружающих его образований. Он состоит из двух пластинок хряща, покрывающих площадки тел смежных позвонков, фиброзного кольца и заключенного в нем студенистого (пульпозного) ядра. Фиброзное кольцо состоит из плотных переплетающихся пучков соединительной ткани, расположенных вокруг студенистого ядра. Студенистое ядро образовано небольшим количеством хрящевых и соединительнотканных клеток и беспорядочно переплетающихся набухших соединительнотканных волокон.

В зрелом возрасте в центре ядра может находиться небольшое количество жидкости, в детском и молодом возрасте жидкость всегда содержится в ядре. Несмотря на видимость полной герметизации студенистого ядра, между ядром и внепозвоночными тканями происходит активный обмен жидкости. Поэтому межпозвоночный диск нужно рассматривать как систему, находящуюся в равновесии благодаря притоку и оттоку из него жидкости. При увеличении нагрузки по оси позвоночника происходит отток жидкости из дисков, а устранение такой нагрузки приводит к ее притоку. При любом изменении механической нагрузки на диск, что происходит при всех движениях позвоночника, он действует как насос. Естественно, чем моложе человек и эластичнее диск, тем крупнее студенистое ядро и активнее протекает этот процесс. Так, например, после ночного отдыха студенистое ядро приобретает максимальные размер и плотность, поэтому утром высота диска увеличивается. К вечеру же, особенно при больших нагрузках на позвоночник, величина (а значит, и упругость студенистого ядра) и высота диска уменьшаются, причем эти колебания могут доходить до 1/3 высоты дисков.

Студенистое ядро представляет собой центр, вокруг которого происходят взаимные перемещения смежных позвонков. При сгибании позвоночника студенистое ядро перемещается кзади, при разгибании – кпереди, при боковых наклонах – в сторону выпуклости. При условии сохранения жидкого студенистого ядра, а также окружающего его эластичного и упругого фиброзного кольца сегмент может в полной мере выполнять буферную функцию, совмещая свойства рессоры и амортизатора (рис. 5). Эти свойства позвоночника известны давно. Буферная функция тем совершеннее, чем больше жидкости имеет студенистое ядро, чем больше эластичность и выше тонус фиброзного кольца, позволяющего ядру смещаться при движениях. С возрастом эти свойства межпозвоночного диска постепенно утрачиваются.

Между подвижными костями суставов позвоночника находится прозрачная желтоватая жидкость, которую называют синовиальной. Она служит в качестве смазки для свободного движения костей в суставе и находится в специальной оболочке.

Рис. 5. При вертикальной нагрузке на позвоночник межпозвоночный диск смягчает сжатие, а связки между остистыми отростками, растягиваясь, амортизируют нагрузку

Каждый межпозвоночный диск шире тел прилежащих к нему позвонков, его края немного выступают за пределы их тел (рис. 6). С боков и спереди он покрыт передней продольной, а сзади – задней продольной связками.

Рис. 6. Связочный аппарат позвоночника

Скреплены связками и верхушки поперечных отростков по обеим сторонам, капсулы суставов позвоночных дужек, которые усиливаются за счет туго натянутых связочных тяг – передней и задней.

Все связки вместе способствуют стабильному соединению позвонков и позволяют позвоночному столбу выдерживать большие механические нагрузки.

Функция связок заключается в ограничении движений и предотвращении превышения их предела. Поэтому, например, при наклонах позвоночника на выпуклой стороне дуги связка натягивается и не допускает дальнейшего движения (рис. 7).

Рис. 7. Натяжение передней продольной связки при разгибании позвоночника: 1 – межпозвоночный диск; 2 – студенистое ядро; 3 – передняя продольная связка

Прочно сращенная с телом позвонка передняя продольная связка имеет внутренний слой, способный продуцировать костную ткань. Любой процесс, способный пробудить костеобразуюшую функцию передней продольной связки, приводит к такому костеобразованию. Сама же передняя продольная связка не вовлекается ни в воспалительный, ни в опухолевый, ни в какой-либо другой процесс и не обызвествляется. По мере продуцирования новой кости передняя продольная связка отодвигается от позвоночника, покрывая эти напластования спереди и по бокам.

Определенные особенности имеет анатомия позвонков в шейном отделе. Они заключаются прежде всего в том, что в боковой проекции тела шейных позвонков выглядят не прямоугольниками, как в других отделах, а параллелограммами с наклоном вперед и вниз (рис. 8).