Передний опорный комплекс позвоночника

1.1. АНАТОМО-ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ПОЗВОНОЧНИКА

1.1.1. ФУНКЦИИ ПОЗВОНОЧНИКА
Позвоночник является частью опорно­двигательной системы человека и выполняет следующие функции:
• Опорная

• Двигательная

• Защитная

• Балансировочная (участвует в поддержании состояния равновесия).
Проприорецепторы мышц, связок, суставных сумок позвоночника воспринимают информацию при их растяжении или сокращении, непрерывно сообщая ЦНС об изменении положения тела в пространстве.
• Амортизационная или рессорная (обеспечивается за счет наличия изгибов и межпозвонковых дисков). Позвоночный столб в норме у взрослого человека в сагиттальной плоскости (переднее­заднем направлении) образует искривления, обращенные: в шейном отделе вперед ­ физиологический шейный лордоз, в грудном назад ­ грудной кифоз, в поясничном вперед ­ поясничный лордоз, что превращает позвоночник в эластичную пружину, хорошо приспособленную к вертикальной статике человека. Выраженность физиологических изгибов позвоночника зависит от состояния костной системы, мышц и связок, окружающих позвоночник, плечевой и тазовый пояса, и может изменяться даже в течение дня.
1.1.2. ПОЗВОНОЧНО-ДВИГАТЕЛЬНЫЙ СЕГМЕНТ
Позвоночник имеет сегментарное строение. Состоит из позвоночно­двигательных сегментов (ПДС, см. рис.1.2.), каждый из которых представляет подвижное звено, принимающее участие в обеспечении разнообразных функций позвоночника как единой функциональной системы. ПДС образован двумя смежными позвонками, соединенными между собой с помощью межпозвонкового диска, двух пар суставных отростков позвонков, связками, соединяющими тела позвонков, дужки, поперечные и остистые отростки.

Рис. 1.2. Позвоночно­двигательный сегмент (а). Опорные комплексы (б)

Позвонок состоит из тела, дуги, которая ограничивает сзади и с боков позвоночное отверстие. Располагаясь одно над другим, отверстия образуют позвоночный канал, в котором залегает спинной мозг. Отростки выступают на дуге позвонка. Остистый отросток непарный, направлен от середины дуги назад. Остальные отростки парные: одна пара – верхние суставные отростки, другая – нижние (служат для соединения смежных позвонков) и третья пара – поперечные отростки. (См. рис. 1.3.)

Рис. 1.3. Строение позвонка

Межпозвонковый диск (см. рис.1.4.) служит для соединения тел позвонков друг с другом, а также для амортизации вертикальных статических и динамических нагрузок во время физической активности. Он состоит из замыкательных пластинок, примыкающих непосредственно к телам позвонков, фиброзного кольца, студенистого ядра.

Замыкательные пластинки плотно прикреплены с одной стороны к поверхностям тел позвонков, с другой стороны к фиброзному кольцу.

Фиброзное кольцо состоит из плотных сетчато­расположенных пучков соединительной ткани, которые обеспечивают большую прочность диска, поддерживают его эластичность. Рис. 1.4. Строение диска

Студенистое (желатинозное, пульпозное) ядро имеет вид чечевицы и находится в глубине межпозвонкового диска. В межпозвонковом диске шейного отдела ядро занимает центральное положение, в верхнем грудном оно находится ближе кпереди, а в средне­ и нижнегрудном и поясничном отделах ­ ближе кзади. В центре студенистого ядра имеется полость, заполненная синовиальной жидкостью. Ядро, подобно губке, может впитывать или терять жидкость, в зависимости от физической активности и возраста пациента. Это способствует сохранению и регуляции необходимого внутридискового давления.

Ядро, находясь под постоянным давлением, практически не поддается сжатию и действует как буфер, обеспечивая движение позвоночника (сгибание, разгибание, наклон в стороны) см. рис.1.5.

В первые годы жизни человека в ядре содержится 90% воды, в подростковом – до 80%, в старческом – не более 60%. При физической перегрузке и утомлении в ядре сокращается объем жидкости, и оно сморщивается, что приводит к сближению поверхностей позвонков друг с другом, при этом уменьшается высота позвоночника в целом на 2­4 см.

Рис. 1.5. Распределение нагрузки в здоровом диске

Межпозвонковые (дугоотростчатые, фасеточные) суставы имеют различные формы и направления в разных отделах позвоночного столба. Они являются основными образованиями, определяющими объем и направление движений в каждом ПДС, это наиболее иннервируемые части ПДС, являющиеся достаточно активными рефлексогенными зонами.

Связочный аппарат позвоночного столба представлен несколькими мощными связками, играющими стабилизирующую роль. Передняя продольная связка, начинаясь от передних бугорков шейного позвонка, тянется по передней поверхности до копчика. При этом она жестко связана с телами позвонков и рыхло ­ с межпозвонковыми дисками. Задняя продольная связка проходит по задней поверхности тел позвонков, плотно прикрепляясь к дискам и рыхло ­ к телам позвонков. Желтая связка, прикрепленная к передним поверхностям дуг позвонков, ограничивает подвижность в межпозвонковых суставах.

Околопозвоночные мышцы поддерживают позвоночник и обеспечивают наклоны и повороты.

1.1.3. ОПОРНЫЕ КОМПЛЕКСЫ ПОЗВОНОЧНИКА
Принято выделять два основных опорных комплекса позвоночника: передний (ПОК) и задний (ЗОК). ПОК включает в себя: тела позвонков, межпозвонковые диски, переднюю и заднюю продольные связки. ЗОК состоит из дужек, суставных, поперечных и остистых отростков, желтых междужковых, межостных, надостных связок. Патологические нарушения одного или обоих опорных комплексов могут привести к нестабильности ПДС. (См. Рис.1.2)

ПОК в нормально функционирующем ПДС предназначен главным образом для сопротивления силам тяжести ­ на него приходится от 70% до 88% нагрузки. ЗОК служит для защиты от ротационных, смещающихся в переднезаднем и боковых направлениях, сил и испытывает от 12% до 30% нагрузки. Неизмененный ПДС обладает большим запасом прочности, он способен при содружественной работе окружающих мышц выдерживать значительные вертикальные нагрузки длительные по времени, что позволяет позвоночнику выполнять свои функции.

Формирование позвоночника заканчивается только к 20 – 22­летнему возрасту, в силу чего позвоночник ребенка по ряду анатомических и функциональных показателей существенно отличается от позвоночника взрослого человека.
1.1.4. ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ ПОЗВОНОЧНИКА В ДЕТСКОМ ВОЗРАСТЕ

• Основной возрастной особенностью костной части позвоночного столба является продолжающийся до 15 – 16 лет процесс закрытия зон роста элементов позвонков (апофизов).

• В телах позвонков имеются центральне питающие артерии, запустевающие по мере взросления.

• Связочный аппарат позвоночника у детей более эластичен и более растяжим, чем у взрослых людей.

• Повышенная эластичность межпозвонковых дисков и связочного аппарата обусловливает повышенную подвижность позвоночника ребенка. Вместе с тем слабая стабилизирующая функция межпозвонковых дисков, сочетающаяся с повышенной растяжимостью связочного аппарата, создает предпосылки для возникновения нестабильности ПДС.

Источник: Методические рекомендации фирмы ОРТО «Ортезирование в профилактике и комплексном лечении патологий опорно-двигательной системы и сосудистой системы нижних конечностей.

Роль заднего опорного комплекса, включающего связки и синовиальные дугоотростчатые суставы, в обеспечении опорной, защитной и двигательной функции позвоночника чрезвычайно важна. 0бщим для всех связок позвоночника является то, что свойства их нелинейны причем воспринимают они только силы натяжения. Единственным исключением являются капсулы истинных межпозвонковых суставов, которые при разгибании вследствие инклинации суставных фасеток натягиваются, и, таким образом, воспринимают определенную долю компрессионной нагрузки. Свойства связок позволяют им одновременно выполнять две, казалось бы, противоположные функции: обеспечение гибкости позвоночника и высокой устойчивости к изгибовым нагрузкам.

[ad#body]

Заметим, что последнее осуществляется с минимализацией затрат мускульной энергии, поскольку частично силы и моменты сил, необходимые для уравновешивания внешних нагрузок и моментов обеспечиваются за счёт сил упрогой деформации связок.

Наряду с диском, связки позвоночного сегмента обеспечивают и абсорбцию энергии изгибающих и торсионных сил, особенно при большой скорости нагружения, что имеет важнейшее значение в осуществлении не только опорной и двигательной функций, но, и что особенно важно, защитной функции.

Надостные и межостистые связки наиболее удалены от центра вращения позвонков, поэтому, при воздействии на сегмент сгибающего момента сил по мере увеличения деформации они обеспечивают появление противодействующего ему разгибающего момента. Межпоперечные связки, и, в особенности, продвздошно-поясничные, удалены от центра вращения позвонков во фронтальной плоскости и от центра ротации, поэтому обеспечивают плавность наклонов в стороны и плавность ротации.

Физиологическое удлиннение перечисленных связок составляет в среднем 5-10%, а удлинение при повреждении равно около 15-30%. Удельная критическая нагрузка для указанных связок составляет 310 Н/мм, что свидетельствует об очень большой их прочности.

Особый интерес представляют желтые связки. В разделе, посвященном морфологически особенностям позвоночника, уже
указывалось, что уникальность их заключается в чрезвычайно большом содержании эластических волокон. Такие свойства позволяют связке, образующей заднюю стенку позвоночного канала и непосредственно соседствующей с элементами спинного мозга, обеспечивать не только важную роль в опорной и двигательной функции позвоночного сегмента, но и выполнять защитную роль.

Поистине уникальная связка. Оказывается. что даже при полном разгибании сегмента, желтая связка остается всё ещё натянутой и удлинена на 5%. Из этого следует, что она в норме при любых обстоятельствах не складывается к дубликатуру, не утолщается и, следовательно, не выпячивается в сторону позвоночного каната а остается напряженной, образуя гладкую и ровную заднюю стенку последнего, и надежно оберегает элементы спинного мозга Если бы желтая связка не обладала исходным натяжением, то при разгибании в сегменте она превращалась бы в источник компрессии спинного мозга, аналогично выпячиванию фиброзного кольца диска при его дегенерации.

Предельное удлинение желтой связки достигает 70%, причём это удлинение достигается при сгибании в сегменте под углом 45°. Простые расчёты, а также экспериментальные данные показывают, что задолго до этого, уже при угле сгибания 20°, будет нарушена целостность всех других соединительнотканных структур сегмента между тем желтая связка, оберегающая спинной мозг, остается целой и повреждается лишь при превышении величины предельного удлинения.

Максимальное физиологическое сгибание в сегменте сопровождается значительным удлинением (до 50%) связки, однако как бы быстро не совершалось обратное разгибание, в результате высокой эластичности и низком остаточной деформации связки, она успевает сократиться и не приводит к деформации позвоночного канала. Выше мы упоминаем о важнейшей роли повышения внутридискового давления в обеспечении устойчивости диска к действию самых различных внешних сил, а между тем, помимо активности мышц, важным фактором, обесгiечивающим повышенное давление в диске, является преднатяжение, главным образом, желтой связки.

Синовиальные суставы позвоночника. Очень важную роль в функции позвоночного сегмента играют и дугоотростчатые суставы. Особенности их ориентации в поясничном отделе позвоночника определяют возможность довольно большого объема движений в сагиттальной плоскости, и весьма незначительных ротационных смещениях, то есть наиболее неблагоприятных для МПД деформаций. Они обеспечивают около 25% ротационной устойчивости сегмента. Силы нормальной реакции суставов значительно увеличивают и без того большую устойчивость сегмента к силам прямого переднего сдвига. Суставы увеличивают существенно и устойчивость к сдвигу в заднем направлении за счёт сил упругой деформации капсул.

В грудном отделе позвоночника дугоотростчатые суставы ориентированы под углом 15-20° к фронтальной плоскости, около 30° к сагиттальной и почти под прямым углом к горизонтальной. Такая пространственная ориентация допускает довольной большой объем ротации, но объем сгибания и разгибания здесь очень невелик.

Суставы головок ребер и реберно-поперечные сочленения совместно с грудинно-реберными допускают необходимый для дыхания объем подвижности, но в тоже время существенно укрепляют, позвоночник. Благодаря этому, дегенеративной нестабильности грудных позвоночных сегментов при остеохондрозе не бывает. Более того, даже при травме грудных позвонков нестабильность встречается редко.

Дугоотростчатые суставы шейного отдела позвоночника расположены под углом 45° к горизонтальной и фронтальной плоскости и почти перпендикулярны сагиттальной. Это обеспечивает большой объем как сгибательно-разгибательных, так и ротационных движений.

Сочленения между атлантом и аксисом, как уже сказано выше, допускают большой объем ротации относительно вертикальной оси.

Измерения объема движений в поясничных позвоночных сегментах при движениях в сагиттальной плоскости показывают, что объем сгибания из нейтрального положения на 25-30% больше, чем объем разгибания, однако они уравниваются при удалении задних элементов позвонков. Из этого следует, что задние элементы помимо ограничения сгибания за счёт натяжения связок, обеспечивают, причём в ещё большей мере, ограничение разгибания. Кроме упомянутого выше натяжения капсул истинных суставов при инклинации суставных отростков в момент разгибания большую роль в повышении устойчивости к разгибанию играют суставные и остистые отростки. При максимальном разгибании нижние суставные отростки упираются в пластинки дужки нижележащего позвонка, а остистые отростки позвонков сближаются и контактируют между собой опосредованно через деформированную межостистую связку. Следовательно, дужки позвонка не являются пассивными структурами, служащими лишь местом прикрепления связок и мышц, но играют важную, причем активную роль в обеспечении опорной, двигательной и защитной функции позвоночника.