Немного о строении и функциях позвоночника в организме
Позвоночник состоит из 32–34 небольших костей (позвонков), которые расположены друг под другом: 7 шейных, 12 грудных, 5 поясничных, 5 крестцовых и 3–5 копчиковых. Между собой они крепятся с помощью межпозвонковых дисков и связок. Основную опорную нагрузку несет передняя часть позвонка, поскольку наш вес распределяется в основном на переднюю часть позвоночника, которая имеет цилиндрическую форму и называется телом позвонка (рис. 1).
Рис. 1
Сзади от тела позвонка располагается дужка позвонка в виде полукольца, от которой отходят несколько отростков.
Вообще, по анатомической классификации позвонки относятся к губчатым костям. Они состоят из плотного наружного слоя и губчатого внутреннего. Губчатый слой, в свою очередь, состоит из костных балок, которые образуют множество мелких ячеек, заполненных красным костным мозгом. Но это уже не суть важно.
От дужки позвонка отходят 7 отростков: непарный остистый и парные поперечные, верхние и нижние суставные отростки. С помощью остистых и поперечных отростков позвонки крепятся к связкам и мышцам, а суставные участвуют в формировании фасеточных суставов.
Тело и дужка позвонка образуют позвонковое отверстие. Позвонковые отверстия располагаются одно над другим, формируя позвоночный канал (рис. 2). В позвоночном канале, помимо спинного мозга, находятся кровеносные сосуды, нервные корешки и жировая клетчатка.
Рис. 2
Фораминальные, или межпозвонковые, отверстия расположены в боковых отделах позвоночного столба. Их образуют ножки, тела и суставные отростки двух соседних позвонков. Через фораминальные отверстия в позвоночный канал входят артерии, а выходят вены и нервные корешки. Между каждой парой позвонков расположены 2 фораминальных отверстия – по одному с каждой стороны.
Наряду с телами и дужками позвонков в формировании позвоночного канала участвуют еще и связки – сложные образования, которые соединяют не только позвонки, но и другие кости друг с другом. Наиболее важными в случае позвоночного канала связками являются задняя продольная и желтая (рис. 3). Задняя продольная связка соединяет тела позвонков сзади, а желтая – соседние дуги позвонков. Желтая связка получила свое название из-за наличия в ней желтого пигмента.
Рис. 3
Внутри позвоночного столба расположен спинной мозг, который проходит через позвоночные отверстия. Он представляет собой один из отделов центральной нервной системы, в котором сосредоточены многочисленные нервные пути, передающие импульсы от органов в головной мозг и от головного мозга к органам. От спинного мозга отходит 31 пара нервных корешков. Выходом для них служат межпозвонковые отверстия, образованные ножками и суставными отростками соседних позвонков.
Межпозвонковые диски (рис. 4) располагаются между двумя соседними позвонками и, по сути, представляют собой соединительнотканную прокладку. Однако, кроме того что диски соединяют тела позвонков, их основной функцией является амортизация статических и динамических нагрузок. Только 24 позвонка соединяются межпозвонковыми дисками и обладают подвижностью.
Фиброзная оболочка
Пульпозное ядро
Рис. 4
В центре межпозвонкового диска находится упругое пульпозное ядро, служащее амортизатором вертикальной нагрузки. Оно окружено многослойным фиброзным кольцом, которое удерживает его в центре и фиксирует положение позвонков относительно друг друга.
Межпозвонковые диски взрослого человека не имеют сосудов. Питание их хряща осуществляется путем диффузии питательных веществ и кислорода из сосудов тел соседних позвонков. Вот почему лекарственным препаратам практически невозможно добраться до хряща диска. В настоящее время эффективное восстановление хряща межпозвонкового диска осуществляется лишь с помощью процедуры лазерной термодископластики.
Фиброзное кольцо имеет сложную структуру: множество его слоев и волокон перекрещиваются в трех плоскостях. В здоровом диске волокна фиброзного кольца очень прочные. Но вследствие дегенеративного заболевания дисков, остеохондроза, эти волокна постепенно замещаются менее прочной и менее эластичной рубцовой тканью. В результате наступает ослабление диска, что при повышении внутридискового давления может привести к разрыву фиброзного кольца.
Между позвонками имеются суставы, по строению и принципу действия похожие на коленные или локтевые. Они называются дугоотростчатыми, или фасеточными (рис. 5). Благодаря им позвонки могут двигаться, а мы – выполнять различные движения туловищем.
Рис. 5
Фасеточные суставы образованы фасетками – суставными отростками, отходящими от позвоночной пластинки. Два соседних позвонка соединены друг с другом посредством двух фасеточных суставов, которые располагаются с двух сторон дужки симметрично относительно средней линии тела. Окончания суставных отростков покрыты суставным хрящом. Благодаря его гладкой и скользкой поверхности трение между образующими сустав костями минимальное. Концы суставных отростков находятся в герметичной оболочке, которая называется суставной капсулой. Клетки ее внутренней поверхности вырабатывают синовиальную жидкость, смазывающую и питающую суставной хрящ.
Для более полного представления о функции позвоночника необходимо разобраться с таким анатомо-функциональным понятием, как позвоночно-двигательный сегмент (рис. 6). Под ним принято понимать функциональную единицу позвоночного столба. Он состоит из двух соседних позвонков, соединенных между собой межпозвонковым диском, связками и мышцами.
Рис. 6
Позвоночно-двигательный сегмент является звеном сложной двигательной цепи. Нормальное функционирование позвоночника возможно только в том случае, если все звенья этой цепи полностью работоспособны. Если же позвоночный сегмент поврежден, то наступает сегментарная нестабильность или сегментарная блокада. При нестабильности между позвонками наблюдается избыточный объем движений, что приводит к возникновению механической боли, а в более серьезных случаях – к динамической компрессии нервных структур. При сегментарной блокаде, наоборот, движение между позвонками прекращается. При этом движения позвоночного столба осуществляются за счет избыточных движений в соседних сегментах. Блокада, как и нестабильность, может сопровождаться болевым синдромом.
Нельзя не сказать несколько слов и о мышцах, которые окружают и поддерживают позвоночник. У них очень важная функция. Они дают возможность совершать наклоны и повороты корпуса в разные стороны.
Очень часто причиной боли в спине становится растяжение околопозвоночных мышц в процессе тяжелой физической работы или рефлекторный мышечный спазм, вызванный повреждением либо заболеванием позвоночника. При спазме происходит непроизвольное сокращение мышцы, направленное на стабилизацию поврежденного участка позвоночника. Болевые ощущения, которыми, как правило, сопровождается мышечный спазм, вызывает высокая концентрация молочной кислоты. Что при этом происходит? Спазмированные мышечные волокна сдавливают кровеносные сосуды, приток кислорода в мышцы сокращается, в результате происходит ускорение процесса окисления глюкозы. Продуктом этой реакции и является молочная кислота. При расслаблении мышцы просвет сосудов восстанавливается, кровь удаляет молочную кислоту из мышцы, боль проходит.
В позвоночнике принято выделять 5 отделов: шейный, грудной, поясничный, крестцовый и копчиковый (рис. 7). В каждом из них свое количество позвонков. В шейном их 7, в грудном – 12, в поясничном – 5, в крестцовом – 5, в копчиковом – 3, 4 или 5.
Рис. 7
Если посмотреть на позвоночник сбоку, то можно заметить, что он имеет S-образную форму: выпуклой стороной шейный и поясничный отделы обращены вперед, а грудной – назад. И это норма. Именно такая форма обеспечивает позвоночнику дополнительную амортизирующую функцию.
Шейный отдел позвоночника – это самый верхний и самый мобильный его отдел. Он состоит из 7 позвонков и имеет С-образный физиологический изгиб, обращенный выпуклой стороной вперед. Благодаря мобильности этого отдела мы можем совершать различные движения шеей, а также повороты и наклоны головы.
Через отверстия, имеющиеся в поперечных отростках шейных позвонков, проходят позвоночные артерии, которые снабжают кровью ствол мозга, мозжечок и затылочные доли больших полушарий. Нестабильность в шейном отделе, грыжи, спазмы позвоночной артерии приводят к вертебробазилярной недостаточности, то есть к нарушению кровоснабжения в указанных отделах головного мозга. Проявлениями этого состояния являются головные боли, головокружение, мушки перед глазами, неустойчивая походка, реже – нарушение речи.
Пять из семи шейных позвонков имеют одинаковое строение. И только 2 верхних, атлант и аксис, – особенное. Благодаря этим «особенным» позвонкам осуществляются повороты и наклоны головы.
С точки зрения возможного травматизма шейный отдел представляет собой наиболее уязвимую часть позвоночного столба. Это объясняется, во-первых, слабым мышечным корсетом в области шеи, а во-вторых, низкой механической прочностью шейных позвонков.
Что чаще всего является причиной повреждения позвоночника в шейном отделе? С одной стороны, это прямой удар в шею, а с другой – далеко выходящее за норму сгибательное или разгибательное движение головы. Во втором случае это может быть так называемая хлыстовая травма в результате автомобильной аварии или «травма ныряльщика», которую человек получает при ударе головой о дно бассейна или водоема при нырянии. Эти травмы очень опасны и зачастую заканчиваются летальным исходом.
Грудной отдел позвоночника состоит из 12 позвонков и так же, как шейный, имеет С-образный физиологический изгиб. Только выпуклая его сторона обращена не вперед, а назад (см. рис. 7). Этот отдел – одна из составляющих грудной клетки. К телам и поперечным отросткам грудных позвонков крепятся ребра. В своих передних отделах с помощью грудины они соединяются в жесткий каркас, образуя грудную клетку.
Особенностью межпозвонковых дисков этого отдела является их небольшая высота, что делает грудные позвонки малоподвижными. Более того, подвижность грудного отдела ограничена длинными отростками позвонков, расположенными в виде черепицы, и грудной клеткой.
При разрушении межпозвонковых дисков и суставов возникает повышенная патологическая подвижность позвонков – нестабильность. Компенсируется она главным образом за счет связок, в результате чего происходит их гипертрофия. Следствием этого процесса является уменьшение просвета (стеноз) позвоночного канала. Чем опасно такое состояние? Угроза заключается в том, что даже маленькие грыжи или костные наросты могут сдавливать костный мозг и корешки. Расширить позвоночный канал консервативными методами лечения невозможно. Декомпрессия нервных структур производится только оперативным путем.
Просвет позвоночного канала в грудном отделе очень узкий. Вот почему даже небольшие по объему образования приводят к развитию компрессии (сдавливания) нервных корешков и спинного мозга.
Поясничный отдел позвоночника формируют 5 самых крупных позвонков. Он имеет такой же физиологический изгиб, как и шейный отдел. Этот отдел позвоночника испытывает большое давление со стороны верхней части тела. Давление может усиливаться в несколько раз при подъеме или переносе тяжестей. Оно и является основной причиной изнашивания межпозвонковых дисков в поясничном отделе. Чрезмерное давление внутри диска может спровоцировать разрыв фиброзного кольца и выход пульпозного ядра за пределы диска. Таков механизм образования грыжи межпозвонкового диска. Грыжа сдавливает нервные структуры, что проявляется в виде болевого синдрома и различных неврологических нарушений.
Ну а теперь, собственно, о том, почему мы способны чувствовать боль, о том отделе центральной нервной системы, которая называется спинным мозгом. Спинной мозг представляет собой тяж, который состоит из миллионов нервных волокон и нервных клеток. Он расположен в позвоночном канале (рис. 8) и окружен тремя оболочками: мягкой, паутинной и твердой. Наружная твердая оболочка формирует герметичный соединительнотканный мешок, в котором находятся спинной мозг и несколько сантиметров нервных корешков. Этот мешок называется дуральным (от лат. durus – «твердый»). Дуральный мешок с находящимся внутри спинным мозгом омывается спинномозговой жидкостью – ликвором.
Рис. 8
Свое начало спинной мозг берет от головного мозга и заканчивается между первым и вторым поясничными позвонками. От спинного мозга отходят нервные корешки, которые ниже его окончания собираются в пучок, образуя «конский хвост». Корешки «конского хвоста» соединяют нижнюю половину тела, включая органы таза, с центральной нервной системой.
Нервные корешки, расположенные вдоль спинного мозга, выходят из позвоночного канала через фораминальные отверстия и расходятся по всему телу человека. Причем каждый сегмент спинного мозга, а следовательно, отходящие от него корешки иннервируют определенную область организма. Такая иннервация называется сегментарной. Она свойственна не только человеку, но и всем позвоночным животным. Так, например, сегменты шейного отдела иннервируют шею и руки, грудного – грудь и живот, поясничного и крестцового – ноги, промежность и органы малого таза (мочевой пузырь и прямую кишку). По нарушению двигательной функции или потере чувствительности в том или ином участке тела можно определить участок спинного мозга, который получил травму или поврежден в результате заболевания позвоночника.
По периферическим нервам нервные импульсы поступают от спинного мозга ко всем органам нашего тела. По ним же идет информация от органов и тканей в центральную нервную систему. Почти все нервы человеческого организма состоят из трех видов волокон: чувствительных, двигательных и вегетативных. Благодаря чувствительным волокнам мы можем чувствовать тепло и холод, прикосновения и, конечно же, боль, а с помощью двигательных имеем возможность управлять своим телом и, собственно, двигаться.
