Позвоночник человека — это очень непростой механизм, правильная работа которого влияет на функционирование всех остальных механизмов организма.
Позвоночник (от лат. «columna vertebralis», синоним — позвоночный столб) состоит из 32 — 33 позвонков (7 шейных, 12 грудных, 5 поясничных, 5 крестцовых, соединенных в крестец, и 3 — 4 копчиковых), между которыми расположены 23 межпозвоночных диска.
Связочно-мышечный аппарат, межпозвоночные диски, суставы соединяют позвонки между собой. Они позволяют удерживать его в вертикальном положении и обеспечивают необходимую свободу движения. При ходьбе, беге и прыжках эластичные свойства межпозвоночных дисков, значительно смягчают толчки и сотрясения, передаваемые на позвоночник, спинной и головной мозг.
Физиологические изгибы тела создают позвоночнику дополнительную упругость и помогают смягчать нагрузку на позвоночный столб.
Позвоночник является главной опорной структурой нашего тела. Без позвоночника человек не мог бы ходить и даже стоять. Другой важной функцией позвоночника является защита спинного мозга. Большая частота заболеваний позвоночника у современного человека обусловлена, главным образом, его «прямохождением», а также высоким уровнем травматизма.
Отделы позвоночника: В позвоночнике различают шейный, грудной, поясничный отделы, крестец и копчик. В процессе роста и развития позвоночника формируется шейный и поясничный лордозы, грудной и крестцово – копчиковый кифозы, превращающие позвоночник в «пружинящую систему», противостоящую вертикальным нагрузкам. В медицинской терминологии, для краткости, для обозначения шейных позвонков используется латинская буква «С» — С1 — С7, для обозначения грудных позвонков – «Th» — Th1 — Th12, поясничные позвонки обозначаются буквой «L» — L1 — L5.
Шейный отдел. Это самый верхний отдел позвоночного столба. Он отличается особой подвижностью, что обеспечивает такое разнообразие и свободу движения головы. Два верхних шейных позвонка с красивыми названиями атлант и аксис, имеют анатомическое строение, отличное от строения всех остальных позвонков. Благодаря наличию этих позвонков, человек может совершать повороты и наклоны головы.
Грудной отдел. К этому отделу прикрепляются 12 пар рёбер. Грудной отдел позвоночника участвует в формировании задней стенки грудной клетки, которая является вместилищем жизненно важных органов. В связи с этим грудной отдел позвоночника малоподвижен.
Поясничный отдел. Этот отдел состоит из самых массивных позвонков, так как на них лежит самая большая нагрузка. У некоторых людей встречается шестой поясничный позвонок. Это явление врачи называют люмбализацией. Но в большинстве случаев такая аномалия не имеет клинического значения. 8-10 позвонков срастаются, образуя крестец и копчик.
Позвонок состоит из тела, дуги, двух ножек, остистого, двух поперечных и четырёх суставных отростков. Между дугой, телом и ножками позвонков находятся позвонковые отверстия, из которых формируется позвоночный канал.
Между телами двух смежных позвонков располагается межпозвонковый диск, состоящий из фиброзного кольца и пульпозного ядра и выполняющий 3 функции: амортизация, удержание смежных позвонков, обеспечение подвижности тел позвонков. Вокруг ядра располагается многослойное фиброзное кольцо, которое удерживает ядро в центре и препятствует сдвиганию позвонков в сторону относительно друг друга.
Фиброзное кольцо имеет множество слоев и волокон, перекрещивающихся в трех плоскостях. В нормальном состоянии фиброзное кольцо образовано очень прочными волокнами. Однако в результате дегенеративного заболевания дисков (остеохондроза) происходит замещение волокон фиброзного кольца на рубцовую ткань. Волокна рубцовой ткани не обладают такой прочностью и эластичностью как волокна фиброзного кольца. Это ведет к ослаблению межпозвоночного диска и при повышении внутридискового давления может приводить к разрыву фиброзного кольца.
Значительное повышение давления внутри межпозвоночных дисков может привести к разрыву фиброзного кольца и выходу части пульпозного ядра за пределы диска. Так формируется грыжа диска, которая может приводить к сдавлаванию нервных структур, что вызывает, в свою очередь появление болевого синдрома и неврологических нарушений.
Связочный аппарат представлен передней и задней продольными, над – и межостистыми связками, жёлтыми, межпоперечными связками и капсулой межпозвонковых суставов. Два позвонка с межпозвоночным диском и связочным аппаратом представляют позвоночный сегмент.
При разрушении межпозвоночных дисков и суставов связки стремятся компенсировать повышенную патологическую подвижность позвонков (нестабильность), в результате чего происходит гипертрофия связок.Этот процесс ведет к уменьшению просвета позвоночного канала, в этом случае даже маленькие грыжи или костные наросты (остеофиты) могут сдавливать спинной мозг и корешки.
Такое состояние получило название стеноза позвоночного канала. Для расширения позвоночного канала производится операция декомпрессии нервных структур.
В позвоночном канале расположен спинной мозг и корешки «конского хвоста». Спинной мозг начинается от головного мозга и заканчивается на уровне промежутка между первым и вторым поясничными позвонками коническим заострением. Далее от спинного мозга в канале проходят спинномозговые нервные корешки, которые формируют так называемый «конский хвост».
Спинной мозг окружён твёрдой, паутинной и мягкой оболочками и фиксирован в позвоночном канале корешками и клетчаткой. Твердая мозговая оболочка формирует герметичный соединительнотканный мешок (дуральный мешок), в котором расположены спинной мозг и несколько сантиметров нервных корешков.Спинной мозг в дуральном мешке омывает спинномозговая жидкость (ликвор).
От спинного мозга отходит 31 пара нервных корешков. Из позвоночного канала нервные корешки выходят через межпозвоночные (фораминарные) отверстия, которые образуются ножками и суставными отростками соседних позвонков.
У человека, так же как и у других позвоночных, сохраняется сегментарная иннервация тела. Это значит, что каждый сегмент спинного мозга иннервирует определенную область организма.
Например, сегменты шейного отдела спинного мозга иннервируют шею и руки, грудного отдела — грудь и живот, поясничного и крестцового — ноги, промежность и органы малого таза (мочевой пузырь, прямую кишку).
По периферическим нервам нервные импульсы поступают от спинного мозга ко всем органам нашего тела для регуляции их функции. Информация от органов и тканей поступает в центральную нервную систему по чувствительным нервным волокнам.
Большинство нервов нашего организма имеют в своем составе чувствительные, двигательные и вегетативные волокна.
Спинной мозг имеет два утолщения: шейное и поясничное. Поэтому межпозвоночные грыжи шейного отдела позвоночника более опасны, чем поясничного.
Врач, определяя в какой области тела, появились расстройства чувствительности или двигательной функции, может предположить, на каком уровне произошло повреждение спинного мозга.
©2010-2013 Федеральный центр травматологии, ортопедии и эндопротезирования
Строение позвоночного столба
Позвоночный столб — это одна из важнейших частей организма, но мало кто знает, как она устроена (сколько отделов в позвоночнике, сколько позвонков в позвоночнике, чем они соединены и пр.). В этой статье мы расскажем обо всем в деталях. Прочитав материал до конца, вы получите ответы на следующие важные вопросы.
- Сколько отделов в позвоночнике?
- Какие функции выполняет каждый из них?
- Сколько позвонков в позвоночнике?
- Из чего они состоят?
- Как взаимосвязаны позвоночник и различные системы жизнедеятельности человека?
Сколько отделов в позвоночнике
Позвоночный столб человека состоит из 5 отделов.
Шейный
Шейный отдел в позвоночнике — это его верхняя часть, соединяющая столб с головой. Эта область хребта вытянута наружу и имеет изгиб в виде буквы «С». Отдел очень подвижен, т. к. отвечает за движения шеи, повороты головы и ее наклоны.
Через шейный отдел проходит большое количество сосудов и нервных волокон. Они отвечают за головное кровоснабжение и обеспечивают связь между головным и спинным мозгом.
Грудной
Грудной отдел в позвоночнике, главным образом, предназначен для крепления ребер, образующих грудную клетку. Они играют очень важную роль в защите внутренних органов от повреждений.
Грудной отдел позвоночника практически неподвижен. Сочленения при движении человека просто фиксируются в определенных положениях.
Поясничный
Поясничный отдел в позвоночнике несет самую большую нагрузку, т. к. соединяет малоподвижные части (грудную и крестцовую) и участвует в огромном количестве движений человека. Причем нагрузка на позвонки этого отдела часто многократно усиливается, например, при поднятии тяжестей. Это обуславливает тот факт, что люди сталкиваются с проблемами в поясничном отделе позвоночника чаще всего. Износ дисков приводит к образованию грыж.
Крестцовый
Крестцовый отдел в позвоночнике предназначен для соединения столба с тазовыми костями. Подвижностью не отличается.
Копчиковый
Самый нижний отдел в позвоночнике. Он является аналогом не получившего развитие хвоста. Копчик — это важная точка опоры позвоночника, имеющая определенную подвижность. Позвонки могут смещаться на 1 см. Эта важная особенность помогает женщинам в естественном родоразрешении.
Строение позвонков
Позвонки в позвоночнике состоят из:
Тела и крепящиеся к ним сзади при помощи двух ножек дуги формируют позвоночные отверстия. Их совокупность образует позвоночный канал, защищающий спинной мозг от повреждений.
Дуги имеют суставные, поперечные и остистые отростки. Они нужны для нормального функционирования столба. Также в позвонках имеются фораминарные отверстия. Через них проходят нервные корешки и артерии.
Межпозвоночные диски
С их помощью подвижные позвонки в позвоночнике соединяются. Каждый диск состоит из трех частей, которые плавно переходят друг в друга.
- Пульпозное ядро. В его состав входят гликозаминогликаны, обеспечивающие передачу воды. При нагрузках влага впитывается, а ядро увеличивается в размерах. При расслаблении жидкость выделяется. Так выглядит процесс межпозвонковой амортизации.
- Фиброзное кольцо. Имеет до 25 кольцеобразных пластин, между которыми располагаются коллагеновые волокна. Фиброзное кольцо не дает соседним позвонкам сдвигаться и защищает ядро.
- Замыкательные пластинки. Располагаются вплотную к позвонкам и обеспечивают их кислородом.
Как видите, позвоночник — это очень сложная система, связанная с огромным количеством внутренних органов. Именно поэтому хорошее состояние столба считается залогом здоровья. Пройти лечение болезней позвоночника вы можете в нашем медицинском центре А.Г.Гриценко
Анатомия и функции межпозвонкового диска
Межпозвонковый диск (МПД) играет важную роль в нормальном функционировании позвоночника. Это подушка из фиброзного хряща и главный сустав между двумя смежными позвонками. В позвоночнике человека 23 диска: 6 в шейном отделе, 12 в грудном отделе и 5 в поясничном отделе.
МПД позволяют позвоночнику быть гибким, не теряя при этом своей прочности. Они также обеспечивают амортизирующий эффект внутри позвоночника и предотвращают трение позвонков друг о друга. МПД состоят из трех основных компонентов: внутреннего, пульпозного ядра, наружного, фиброзного кольца и хрящевых пластин, посредством которых МПД сочленяются с телами позвонков.
Клинически значимая анатомия
Таким образом, МПД состоит из трех отдельных компонентов:
- Пульпозное центральное ядро.
- Фиброзное периферическое кольцо.
- Две концевые пластинки.
Пульпозное ядро
Это гелеобразная структура, которая находится в центре межпозвонкового диска и обеспечивает большую часть силы и гибкости позвоночника. Пульпозное ядро состоит из 66-86% воды, а остальная часть состоит в основном из коллагена II типа (он также может содержать типы VI, IX и XI) и протеогликанов. Протеогликаны включают более крупные аггрекан и версикан, которые связываются с гиалуроновой кислотой, а также несколько небольших протеогликанов, богатых лейцином. Аггрекан в значительной степени отвечает за удержание воды внутри пульпозного ядра. Эта структура также содержит низкую плотность клеток. Будучи разреженными, эти клетки генерируют продукты внеклеточного матрикса (аггрекан, коллаген II типа и т. д.) и поддерживают целостность пульпозного ядра.
Фиброзное кольцо
Состоит из концентрических слоев коллагеновых волокон. Ориентация волокон каждого слоя чередуется и поэтому обеспечивает эффективное сопротивление разнонаправленным движениям. Фиброзное кольцо содержит внутреннюю и внешнюю части. Они отличаются прежде всего составом коллагена. В то время как оба они в основном состоят из коллагена, наружное кольцо содержит в основном коллаген I типа, а внутреннее-преимущественно II типа. Внутреннее кольцо также содержит больше протеогликанов, чем наружное.
Друзья, 12-13 февраля в Москве состоится семинар Георгия Темичева «Диагностика и терапия боли в поясничном отделе». Узнать подробнее…
- коллаген I типа: кожа, сухожилия, сосуды, органы, кости (основной компонент органической части кости);
- коллаген II типа: хрящ (основной коллагеновый компонент хряща).
Концевая пластина
Верхняя и нижняя хрящевые концевые пластины (каждая толщиной около 0,6-1 мм) покрывают верхнюю и нижнюю поверхности диска. Концевая пластина обеспечивает диффузию и является основным источником питательных веществ для диска. Гиалиновая концевая пластина также является последней частью диска, которая изнашивается вследствие дегенерации диска.
- Пластины хряща, которые связывают диск с соответствующими телами позвонков.
- Каждая концевая пластина покрывает почти всю поверхность соседнего тела позвонка; только узкий ободок кости, называемый кольцевым апофизом, по периметру тела позвонка остается открытым.
- Часть тела позвонка, к которой прилежит хрящевая концевая пластина, называется концевой пластиной позвонка.
- Концевая пластина полностью покрывает пульпозное ядро, но она не покрывает периферическую часть фиброзного кольца.
- Коллагеновые волокна фиброзного кольца сливаются в концевой пластиной и сливаются с ней, в результате чего все части ядра оказываются заключены в фиброзную капсулу.
Иннервация
Только наружная треть фиброзного кольца имеет сосудистое обеспечение и иннервируется в нормальном (непатологическом) состоянии. При старении и воспалительных процессах стимулируется как рост нервов, так и рост грануляционной ткани. Кроме того, грануляционная ткань секретирует воспалительные цитокины, что еще больше повышает чувствительность к болевым ощущениям.
Васкуляризация и питание
МПД в значительной степени аваскулярен, поскольку не имеет крупных артериальных ветвей, подходящих к нему. Наружные слои фиброзного кольца снабжаются небольшими ответвлениями рядом расположенных артерий. Кровеносные сосуды вблизи соединения диска с телом позвонка, а также те, что находятся в наружном кольце, снабжают пульпозное ядро. Глюкоза, кислород и другие питательные вещества достигают аваскулярных областей путем диффузии. С этим же процессом связана эвакуация продуктов обмена.
Жизненно важные функции
- Ограничение движений в позвоночно-двигательных сегментах.
- Обеспечение стабильности.
- Сопротивление осевой, вращательной, изгибающей нагрузке.
- Сохранение анатомических взаимосвязей.
- Амортизация позвоночника.
- Защита нервных структур, которые проходят внутри позвоночного канала и выходят между тел позвонков.
Биомеханика
Весовая нагрузка
Межпозвонковый диск подвергается различным нагрузкам, включая сжимающие, растягивающие и сдвиговые напряжения. Во время сжимающего усилия внутри пульпозного ядра повышается гидростатическое давление, которое, таким образом, рассеивает силы по направлению к концевым пластинам, а также к фиброзному кольцу. Этот механизм замедляет скорость передачи приложенной нагрузки на соседний позвонок, обеспечивая диску его амортизирующие способности.
Движение
Диск также участвует в движениях между телами смежных позвонков, которые включают в себя:
- Осевая компрессия / дистракция.
- Флексия / экстензия.
- Осевая ротация.
- Латерофлексия.
Миграция ядра диска
Асимметричная нагрузка может привести к миграции пульпозного ядра в направлении, противоположном действию силы сжатия. Например, при сгибании поясничного отдела позвоночника пульпозное ядро мигрирует кзади. И наоборот, при разгибании ядро диска выдавливается кпереди. Эта концепция известна как модель динамичного диска. Хотя было показано, что миграция пульпозного ядра проявляет себя предсказуемо при нормальных (бессимптомных) дисках, у людей с симптоматическими и/или дегенеративными МПД может наблюдаться переменная картина миграции.
Физиологические варианты
Толщина дисков обычно увеличивается сверху вниз. Относительно размеров тел позвонков она наиболее высока в шейном и поясничном отделах. Это отражает увеличенный диапазон движения, наблюдающийся в этих регионах.
В шейном и поясничном отделах межпозвонковые диски толще спереди. Это создает вторичное искривление позвоночника – шейный и поясничный лордозы.
Патология
Существует несколько терминов для описания патологий МПД:
- Выпячивание диска, т.е. окружность диска выходит за пределы тел позвонков.
- Грыжа межпозвонкового диска включает в себя пульпозное ядро. Это состояние неприятно тем, что при нем может сдавливаться соседний спинномозговой нерв. Грыжи МПД поражают нервы, связанные с нижними позвонками (например, грыжа L4/L5 поражает нервный корешок L5). Наиболее распространенным локализацией грыжи диска является уровень L5-S1, что может быть связано с истончением задней продольной связки к ее каудальному концу. Существует три подтипа грыж:
- Протрузия диска характеризуется тем, что ширина основания протрузии больше диаметра материала диска, который является грыжей.
- При экструзии диска фиброзное кольцо повреждается, что позволяет пульпозному ядру выдавливаться за пределы границ диска. В этом случае грыжевой материал образует грибовидный купол, который шире шейки, соединяющей его с телом пульпозного ядра. Грыжа может распространяться выше или ниже уровня диска.
- При секвестрации диска грыжевой материал отрывается от тела пульпозного ядра.