Диски
Межпозвонковые диски расположены между телами позвонков на всем протяжении позвоночника, кроме двух первых шейных. Эти диски чуть шире тел позвонков и несколько выходят за контуры последних, что придает позвоночнику вид бамбуковой палки. Суммарно высота всех межпозвонковых дисков составляет одну четвертую длины позвоночника.
Каждый межпозвонковый диск состоит из наружной оболочки – фиброзного кольца, центральной части, представленной желеобразным округлым ядром, и двух пластинок, состоящих из хряща и вставленных в нижнюю поверхность вышележащего и в верхнюю поверхность нижележащего тел позвонков наподобие перевернутого на 180° часового стекла.
Фиброзное кольцо состоит из плотных соединительнотканных фиброзных пучков, переплетающихся между собой в различных направлениях и прочно вплетающихся в края тел позвонков, между которыми расположен диск.
Шарообразное центральное ядро диска, которое называют пульпозным, состоит из ткани, основа ее – гель, в котором в незначительном количестве встречаются хрящевые клетки и переплетающиеся между собой набухшие коллагеновые (соединительнотканные) волокна. Периферические слои этих волокон образуют своеобразную капсулу, ограничивающую желатинозное ядро. Все элементы межпозвонкового диска связаны воедино и работают как один орган.
Межпозвонковому диску присущи три основные функции в организме человека: функция прочного удержания тел смежных позвонков друг около друга, функция полусустава, обеспечивающая подвижность тела одного позвонка относительно тела смежного позвонка, и функция амортизатора, предохраняющая тела позвонков от постоянного биения друг о друга. Если бы позвоночник не имел межпозвонковых дисков, то при каждом малейшем повороте, наклоне или других движениях человека раздавался бы звук, напоминающий звук испанских кастаньет. Человек был бы очень шумным существом!
Эластичность и упругость позвоночника, его подвижность и способность выдерживать значительные нагрузки в основном определяются состоянием межпозвонковых дисков. Но все эти действия могут выполняться только полноценными, не подвергшимися изменениям межпозвонковыми дисками.
Высота межпозвонковых дисков в разных отделах позвоночника различна. Так, в шейном отделе они имеют высоту, равную четырем миллиметрам, а в поясничном – десяти. Поскольку позвоночник – центральная опора человеческого тела, то весьма интересно, что представляет собой предел его прочности в условиях постоянных вертикальных нагрузок.
Оказывается, что с точки зрения механики предел прочности позвоночника определяется системой его искривлений и формой позвонков. Если горизонтально разрезать позвоночник стоящего на ногах человека, то он будет напоминать букву Т, то есть известный в технике своей прочностью профиль тавровой балки. Проведенные исследования показали, что если удалить один из взаимно перпендикулярных элементов, скажем, остистый отросток, то предел прочности позвоночника снизится в шесть раз! Повышение прочности позвоночника к вертикальным нагрузкам обеспечивают существующие в нормальном позвоночнике физиологические искривления в виде шейного лордоза, грудного кифоза и поясничного лордоза. Если позвоночник стоящего на ногах человека разрезать в сагиттальной плоскости, то он будет иметь форму латинской буквы S. А из механики известно, что S-образная балка прочнее прямой в семнадцать раз!
Средний предел прочности позвоночника взрослого человека равен примерно 350 кг. Он различен для разных его отделов: шейного – примерно 113 кг, грудного – 210 кг, поясничного – 400 кг. Если учесть, что нормальная нагрузка на позвоночник, обусловленная тяжестью вышележащей части туловища, составляет для шейного отдела 50 кг, для грудного – около 75 кг и для поясничного – 125 кг, то запас прочности позвоночника человека почти втрое превышает нормальную нагрузку!
Межпозвонковые диски, особенно поясничные, испытывают на себе действие сил тяжести, а также мышечного тонуса, который действует на диски в качестве дополнительной силы сжатия. Наибольшие нагрузки приходятся на поясничные межпозвонковые диски в положении сидя. Так, у сидящего человека с массой тела 70 кг четвертый поясничный диск испытывает нагрузку, равную 142 кг, в положении стоя – 99 кг, в положении лежа – 20 кг. При нагрузке возрастает внутридисковое давление, следовательно, растет риск разрыва фиброзного кольца и формирования грыжи диска. Отсюда понятна ошибочность утверждений, что проблемы поясничного отдела связаны с вертикальным расположением позвоночника современного человека, скорее проблемы возникают как следствие постоянных сверхнагрузок на этот отдел, связанных с постоянно сидячим положением! Кстати, еще в XIX в. наиболее физиологичной позой для письменной работы считалась стоячая, делалась даже специальная мебель – конторки.
Силы давления, действующие на позвоночник, значительно возрастают, если руки человека используются в виде рычага. Подсчитано, что если вытянутой рукой человек поднимает груз в 45 кг, то его поясничный межпозвонковый диск испытывает нагрузку более чем в 750 кг, а если масса груза равна 90 кг, то нагрузка на пятый поясничный диск составляет около 1000 кг! Таковы некоторые прочностные характеристики позвоночника современного человека.
К сожалению, позвоночник, как и все другие органы (а может быть, и несколько больше), подвержен изменениям. Он не может оставаться одинаковым на протяжении всей жизни человека.
