Анатомо физиологические особенности строения позвоночника

Повреждения и заболевания позвоночника интересуют врачей различных специальностей, но в первую очередь — неврологов, ортопедов-травматологов, нейрохирургов и мануальных терапевтов. Связь патологии позвоночника с нервной системой в настоящее время доказана многочисленными клиническими наблюдениями. Сформировалось целое направление медицины — вертеброневрология, изучающая патогенез, клинические проявления, методы диагностики и лечения заболеваний нервной системы, связанных с патологией позвоночника.

АНАТОМО-ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ позвоничника

О.Г. Коган, И.Р. Шмидт и др. (1983) рассматривают позвоночник вместе с иннервирующими его структурами центрально-периферической организации и системой кровообращения как функциональную биологическую систему, реализующую специфические функции взаимодействия организма с внешней средой:

1) преодоление гравитации в виде поддержания центра тяжести и сохранения равновесия при различных движениях,

2) перемещение тела в пространстве,

3) преодоление гравитации предметов окружающего мира при манипулировании с ними,

4) соединение различных элементов организма в виде структурных относительно жестких (череп, ребра, тазовые кости), структурно-функциональных (мышцы плечевого и тазового поясов) и функциональных (рефлекторные вертебровисцеральные, вертебро-вазальные, вертебромускулярные) связей,

5) создание условий для сохранения анатомо-физиологической целостности элементов, находящихся в позвоночном канале и отверстиях в поперечных отростках шейных позвонков,

6) участие в кроветворении,

7) участие в обмене веществ, особенно минеральном.

Среди различных методов диагностики заболеваний позвоночника и спинного мозга лучевые исследования, в частности, рентгенологические, являются необходимым звеном в определении состояния костно-связочных структур, спинного мозга и связанных с ним соединительно-тканных образований — оболочек мозга.

Позвоночный столб

Позвоночный столб образован 33-34 позвонками, из которых 24 у взрослого человека являются свободными (7 шейных, 12 грудных, 5 поясничных), а остальные (5 крестцовых и 3-5 копчиковых) срастаются между собой. Это наиболее распространенный вариант организации позвоночника, хотя существуют особенности его анатомического строения, которые определяются при рентгенологическом исследовании и будут рассмотрены ниже.

Позвонки

Позвонки, независимо от принадлежности их к какому-либо отделу позвоночника, имеют общий план строения. Каждый позвонок состоит из тела и дуги. Тело позвонка обращено вперед и является его опорной частью, дуга лежит сзади и соединяется с телом при помощи двух ножек, образуя позвоночное отверстие. Отверстия всех позвонков составляют позвоночный канал, в котором располагается спинной мозг с его оболочками, кровеносными сосудами и отходящими от спинного мозга корешками спинно-мозговых нервов. От позвонка отходят отростки. Сзади по средней линии располагается остистый отросток, по бокам с каждой стороны — поперечные отростки, вверх и вниз направлены суставные отростки. Нагрузка на позвонки увеличивается в каудальном направлении, вследствие чего тело каждого нижележащего позвонка по размеру больше тела вышележащего.

Шейные позвонки

Шейные позвонки испытывают меньшую нагрузку, чем позвонки других отделов, поэтому их тела относительно небольшой величины. Дужки позвонков имеют парные, косо расположенные суставные отростки, достаточно массивные поперечные отростки, построенные из двух частей — собственно поперечного отростка и рудимента ребра. Поэтому их называют реберно-поперечными отростками. Особенностью всех шейных позвонков является наличие отверстий в поперечных отростках. Остистые отростки шейных позвонков короткие и раздвоенные на конце. Первые два шейных позвонка (С1, С2) отличаются по форме от остальных в связи с тем, что они сочленяются с черепом.

Первый (атлант, atlas) не имеет тела, второй (осевой, axis) — имеет зубовидный отросток. У седьмого шейного позвонка остистый отросток более длинный и утолщен на конце, поэтому этот позвонок носит название выступающего позвонка (prominens).

Тела позвонков C3-C7 имеют вогнутую верхнюю поверхность и слегка выпуклую нижнюю, что обеспечивает хорошую подвижность этого отдела позвоночника. Направленные друг к другу боковые части тел позвонков сближены, здесь формируются дополнительные сочленения, так называемые суставы Люшка.

Грудные позвонки

Грудные позвонки значительно крупнее шейных. Характерная особенность — наличие реберных ямок для сочленения с головками ребер. У каждого грудного позвонка (с Th3 пo Th10) на заднебоковых поверхностях тела слева и справа находится верхняя и нижняя реберные ямки. На заднебоковых поверхностях тела I позвонка находятся полные верхние реберные ямки для головки I ребра, а на нижней — половинная ямка для головки II ребра, которое на Th2 имеет только верхнюю полуямку. Th11-Th12 имеют по одной полной ямке для соответствующих ребер.

Поперечные отростки грудных позвонков хорошо развиты, отклонены назад и на концах утолщены. Суставные отростки расположены во фронтальной плоскости, верхние суставные поверхности отростков направлены назад и латерально, нижние — вперед и медиально.

Поясничные позвонки

Поясничные позвонки в связи с большой нагрузкой имеют массивное тело, высота и ширина которого увеличивается от L1, до L5, Тела трех нижних позвонков спереди выше, чем сзади, вследствие развития поясничного изгиба позвоночника человека кпереди (лордоз). Поперечные отростки, являясь рудиментами ребер, длинные, расположены почти во фронтальной плоскости. Они сжаты спереди назад, их концы отклонены кзади. Остистые отростки короткие и плоские, с утолщенными концами, направлены назад и располагаются почти на одном уровне с телом позвонка. Такое положение остистых отростков поясничных позвонков обусловлено большой подвижностью позвоночного столба в этой области.

Крестец

Крестец у взрослого человека представляет собой сросшиеся 5 позвонков, как и копчиковые позвонки, соединившиеся в одну кость. Крестец — массивное сращение, присущее только человеку, принимает на себя всю тяжесть тела и передает ее тазовым костям. Форма крестца треугольная, основание обращено в сторону поясничного отдела, вершина — в сторону копчика. В толще крестца по его продольной оси отставать в росте, и у взрослого человека занимает не весь позвоночный канал, а заканчивается на уровне LI-LII. Продолжением его являются мозговые оболочки и спинно-мозговые нервы, объединенные в так называемый «конский хвост».

Костному скелету позвоночника предшествует формирование вначале перепончатого скелета, затем хрящевого. Эти фазы развития создают определенные предпосылки, зависящие от возраста, рентгеноанатомическим особенностям строения позвоночника.

Все соединительно-тканные структуры, включая межпозвоночные диски, при обычном рентгенологическом исследовании выявляются как просветления и теней не дают. Смена фаз формирования костного скелета подразумевает одновременное наличие соединительнотканных и костных частей. Лишь к концу этого процесса происходит окостенение всей кости. Замещение хрящевого скелета позвонков костным начинается из ядер окостенения во внутриутробном периоде развития и завершается только к 22-24 годам, когда окончательно формируется костная структура позвонков.

Если проследить процесс формирования позвонков от рождения до окончания окостенения, можно отметить определенные возрастные особенности, выявляемые при рентгенологическом исследовании.

У новорожденных и детей первых лет жизни тела позвонков напоминают бочонки со скошенными углами, что обусловлено отсутствием костного краевого валика — лимба. Ядра окостенения, как правило, парные (в теле и дужке позвонка). Постепенное увеличение размеров ядер окостенения приводит к их слиянию. Отставание или недоразвитие отдельных ядер окостенения лежит в основе возникновения различных пороков развития.

Из самостоятельных ядер окостенения формируется апофиз — краевой валик, проходящий по окружности тела каждого позвонка. Точечные ядра окостенения у краев тел позвонков появляются у детей в 8-10 лет, а полностью формируются и сливаются с телами позвонков в 18-20 лет. Тела позвонков приобретают присущую им форму с заостренными углами и слегка вогнутыми краями.

Дужки позвонков также формируются из симметричных ядер окостенения, растущих навстречу друг другу. Неслияние их приводит к образованию расщелин. Чаще всего они выявляются в переходном пояснично-крестцовом позвонке. Имеются некоторые особенности развития краниального и каудального отделов позвоночника. Так, у осевого позвонка ядро окостенения не всегда сливается с телом.

Оценить статью

Анатомо-физиологические особенности позвоночника у детей

Скелет туловища образован позвоночным столбом и грудной клеткой. Позвоночник в крестцовой части укреплен неподвижно между костями таза. Позвоночный столб является не только опорой для головы, плечевого пояса с верхними конечностями и всех внутренних органов, но и костным рычагом движений. Обе эти функции позвоночника — статическая (опорная) и динамическая — и определяют его строение. В позвоночнике различают несколько отделов: шейный, состоящий из 7 позвонков; грудной — из 12; поясничный — из 5 позвонков; крестцовый — из 5 сросшихся позвонков и копчиковый — из 4-5 сросшихся позвонков [4,16,41].

Строение позвоночного столба. Каждый позвонок имеет массивную переднюю часть — тело, которое сзади переходит в дугу. Позвонки, накладываясь друг на друга, образуют позвоночный канал, в котором помещается спинной мозг. От дуги позвонка отходят несколько отростков: суставные верхний и нижний, поперечные — направляющиеся в стороны и остистые, идущие назад. Позвонки каждого отдела имеют свои особенности строения. Например, остистые отростки грудных позвонков направлены косо вниз и тем самым ограничивают движение позвонков назад, постепенно увеличиваются размеры позвонков сверху вниз, соответственно функциональным задачам опоры, Достигая наибольшей величины в нижнепоясничном и верхнекрестцовом отделах.

Нормально сформированный позвоночник образует несколько физиологических изгибов: шейный, обращенный выпуклостью вперед; грудной — выпуклостью назад; поясничный — выпуклостью вперед; крестцово-копчиковый — выпуклостью назад.

Физиологические изгибы помогают сохранять равновесие, смягчают толчки и сотрясения при движениях. Изгибы позвоночника формируются в процессе роста и развития ребенка. Шейный изгиб образуется при попытках ребенка поднимать голову и закрепляется по мере развития шейных мышц; грудной — возникает в тот период, когда ребенок начинает сидеть; поясничный — когда он становится на ноги.

Принято считать, что к 6-7 годам изгибы позвоночника уже четко выражены, к 14-15 годам становятся постоянными, но окончательно формируются лишь к 20-25 годам. В процессе возрастного развития физиологические изгибы изменяются в зависимости от угла наклона таза и тяги мышц, которые окружают позвоночник. Это позволяет воздействовать на развитие изгибов соответствующим подбором физических упражнений.

Тела позвонков прочно соединены между собой волокнистой хрящевой тканью диска. Внутри каждый диск имеет студенистое ядро. Диски упруги, эластичны, смягчают толчки и сотрясения при ходьбе, беге, прыжках; смещение студенистого ядра обеспечивает небольшие движения между позвонками, движения вокруг вертикальной оси. В процессе роста организма межпозвоночные диски постепенно теряют упругость и уплотняются. У детей относительная высота межпозвоночных дисков больше, чем у взрослых. Интересно, что длина позвоночника колеблется даже в течение суток. Под влиянием массы тела межпозвоночные хрящи сжимаются, и к вечеру человек становится ниже на 1-3 см. Поэтому измерять рост нужно в одно и то же время, лучше утром.

Между дугами позвонков располагаются крепкие связки из эластических волокон, так называемые желтые связки. При движениях позвоночного столба, особенно при сгибании, эти связки растягиваются и напрягаются.

По передней и переднебоковой поверхностям тел позвонков и межпозвоночных дисков располагается передняя продольная связка, сзади тела позвонков покрыты задней продольной связкой, которая составляет переднюю стенку позвоночного канала. Вдоль остистых отростков проходят межостистые и надостистые связки. Таким образом, устойчивость позвоночника обеспечивается мощным связочным аппаратом.

Костная система перестраивается на протяжении всей жизни человека. В дошкольном и школьном возрасте происходит окостенение соединительных и хрящевых элементов позвонков [17,23,26].

В этот период неправильные позы, непосильный труд, чрезмерные перегрузки при выполнении физических упражнений могут вызвать резкие нарушения осанки вследствие неправильного перераспределения тонуса мышечно-связочного аппарата.

Наибольшая неустойчивость позвоночника наблюдается в возрасте 11 -15 лет. В этот период так называемого «вторичного вытяжения» предшествующего половому созреванию, быстро идет энергичный рост тела в длину (интенсивный рост костей, усиленное окостенение позвонков), а развитие мышечной системы несколько запаздывает. На рост позвоночника в длину положительное влияние оказывают физическая нагрузка, различные движения тела и в особенности рациональные физические упражнения.

В старшем школьном (юношеском) возрасте, хотя процессы окостенения в скелете все еще не закончены, но кости становятся более прочными, позвоночник делается более устойчивым к физической нагрузке, увеличивается мышечная сила, рост тела превалирует в ширину, увеличивается масса тела, заканчивается формирование осанки [1,11].

Костная ткань, в частности позвоночник, не только главный опорный механизм, но и резерв кальциевых солей, из которого организм получает нужные ему количества известковых

Отсюда вытекает важность обеспечения нормального и правильного развития скелета детей и особенно позвоночника — сложной динамической системы. К тому же позвоночник выполняет защитную функцию для спинного мозга.

Движения позвоночного столба. Движения позвоночника возможны в трех взаимно перпендикулярных плоскостях: фронтальной — наклоны корпуса влево и вправо, сагиттальной — сгибание и разгибание корпуса и горизонтальной (вертикальная ось) — повороты корпуса. Кроме того, возможны круговые движения позвоночника, представляющие собой совокупность вращений вокруг различных осей.

Наибольшая подвижность возможна в шейном и поясничном отделах, в грудном же отделе подвижность практически отсутствует, ее ограничивают остистые отростки, накладывающиеся друг на друга.

Подвижность позвоночника достигает наибольшего развития в детском и юношеском возрасте. Физические упражнения существенно улучшают динамическую функцию позвоночника. Главной опорой позвоночника является таз, поэтому движения позвоночника, особенно его поясничного отдела, большей частью сочетаются с изменениями соотношений в сочленениях таза и тазобедренных суставах.

Мышцы позвоночного столба. Движения позвоночника осуществляются большой группой мышц, расположенных главным образом на задней поверхности шеи и туловища. Эти мышцы принадлежат к типу сильных мышц, исполняющих преимущественно статическую работу. Располагаются они под мышцами плечевого пояса и плечевого сустава, под трапециевидной, ромбовидными, широчайшей мышцей спины и под зубчатыми мышцами, имеющими отношение к дыхательным движениям. Все мышцы, разгибающие позвоночный столб, объединяются в одну сложную мышцу — разгибатель туловища (выпрямитель позвоночника по Привесу) и т. д. При одновременном сокращении этих мышц происходит разгибание позвоночника на всем его протяжении. Своим тонусом разгибатели спины поддерживают туловище в вертикальном положении, способствуя сохранению правильной осанки.

К мышцам, выпрямляющим позвоночник, относятся: подвздошно-реберная мышца — поясницы, груди и шеи; длиннейшая мышца — груди, шеи и головы; остистая мышца — груди, шеи и головы.

В сгибании позвоночника участвует подвздошно-поясничная мышца, которая начинается от 5 поясничных позвонков и от тазовой кости, идет вниз и прикрепляется к малому вертелу бедренной кости. Благодаря вертикальному положению человека она получила значительное развитие. Кроме сгибания, подвздошно-поясничная мышца принимает участие в повороте наружу бедра. Большое значение имеет она для формирования поясничного лордоза. При ее расслаблении лордоз уменьшается, как это бывает, например, при сидении. Наоборот, в положении стоя мышца напрягается, лордоз увеличивается. Если сокращение этой мышцы совпадает с сильным напряжением прямой мышцы живота, то вместо лордоза наблюдается образование грудино-поясничного кифоза, как это бывает при положении «угол» при висе на гимнастической стенке.

В сгибании туловища принимают участие также прямые и косые мышцы живота, поперечная мышца, квадратная мышца поясницы. Прямая мышца живота справа и слева от средней линии живота. Начинается эта мышца от хряща V, VI и VII ребер и от мечевидного отростка и прикрепляется к лобковой кости. Функции ее разнообразны: она является сгибателем позвоночника, при одностороннем сокращении способствует наклону его в сторону. При фиксированном туловище она поднимает ноги вместе с тазом (упражнение «угол»).

Наружная косая мышца живота начинается от 8 нижних ребер и прикрепляется к гребню подвздошной кости и лонному сращению. Функция -способствует сгибанию позвоночника, повороту его в противоположную сторону.

Внутренняя косая мышца живота начинается от передней ости подвздошной кости и прикрепляется к 3 нижним ребрам. Функция — способствует сгибанию позвоночного столба и повороту туловища в свою сторону.

Все перечисленные мышцы брюшной стенки располагаются симметрично с той и другой стороны.

Не менее важны и другие функции этой группы мышц. Они поддерживают внутренности в нормальном положении, содействуют выведению их содержимого. Отсюда понятно и название — «брюшной пресс».

Брюшной пресс тесно связан с дыхательной мускулатурой. Мышцы живота являются при дыхании антагонистами диафрагмы, а в момент натуживания становятся синергистами (т.е. действующими в одном направлении). При выдохе они сокращаются и оттесняют органы брюшной полости вверх и назад. Диафрагма оттесняется в грудную полость, и та уменьшается в продольном направлении.

В практике физического воспитания укреплению мышц живота придают большое значение. Ослабление мышц брюшного пресса может привести к опущению внутренностей, образованию грыжи, застойным явлением крови в брюшной полости и нижних конечностях.

Строение и функция грудной клетки. Грудная клетка состоит из грудного отдела позвоночника, 12 пар ребер и грудины. Внутри ее расположены многие важные органы: легкие, сердце, крупные кровеносные сосуды. Переднюю ее стенку образует грудная кость или грудина, заднюю — грудной отдел позвоночника, боковые стенки — ребра. По форме грудная клетка похожа на усеченный конус, сплюснутый в направлении спереди назад. Меньшее верхнее отверстие ограничено I грудным позвонком, двумя первыми ребрами, краем грудины. Через него проходят дыхательное горло, или трахея, пищевод, сосуды. Нижнее отверстие ограничено последним грудным позвонком, реберным краем и концом грудины. Снизу грудная клетка ограничена диафрагмой.

Ребро стоит по отношению к позвоночнику косо: сначала идет в сторону и вниз, а затем, образуя реберный угол, поворачивает вперед и вниз. Каждое ребро соединено с позвонком посредством суставов. Такое строение дает определенный характер движения ребер и изменение диаметра грудной клетки.

При вдохе, под влиянием импульсов из центральной нервной системы, сокращается группа вдыхательных мышц, и происходит расширение грудной клетки в переднезаднем и поперечном направлениях; увеличение ее объема вперед происходит за счет расхождения передних концов верхних ребер. Сокращение же диафрагмы обеспечивает увеличение вертикального размера грудной полости. При выдохе под влиянием импульсов из центральной нервной системы сокращается группа выдыхательных мышц. Мышцы передней стенки брюшной полости, активно сокращаясь, оттесняют кверху и кзади органы брюшной полости, которые, в свою очередь, оттесняют диафрагму в грудную полость; вследствие этого она уменьшается в продольном направлении.

Следовательно, механизм дыхательных движений сводится к движению ребер и диафрагмы.

Дыхательные мышцы делятся на собственно дыхательные и вспомогательные. К собственно дыхательным относятся межреберные мышцы, поперечные мышцы груди, верхняя и нижняя зубчатая и главная дыхательная мышца — диафрагма.

К вспомогательным дыхательным мышцам при вдохе относятся лестничные мышцы, малая и большая грудная, передняя зубчатая и широчайшая мышца спины. К вспомогательным мышцам выдоха относятся также брюшные мышцы и квадратная мышца поясницы. Брюшные мышцы при вдохе являются антагонистами диафрагмы, а при натуживании становятся синергистами.

Все вспомогательные мышцы при спокойном дыхании почти не принимают участия и приводят в движение ребра лишь при некоторых определенных условиях, если они имеют опору на периферии (например, на лопатке — при выполнении напряженного выгибания на гимнастической стенке); в таком случае они могут содействовать вдоху [17,26,35,44].