Анатомия и физиология позвоночника
Позвоночник. Строение, анатомия позвоночника
Позвоночник состоит из маленьких костей, которые называются позвонками. Позвонки расположены один над другим, образуя позвоночный столб. Между двумя соседними позвонками расположен межпозвоночный диск, который представляет собой круглую плоскую соединительнотканную прокладку, имеющую сложное морфологическое строение.
Кроме того, позвонки соединяются друг с другом при помощи связок. Связки – это образования, которые соединяют кости друг с другом (не путать с сухожилиями, которые соединяют мышцы с костями). Между позвонками есть также суставы, строение которых схоже со строением коленного или, например, локтевого сустава. Они носят название дугоотросчатых или фасеточных суставов. Благодаря наличию фасеточных суставов, возможны также движения между позвонками.
Каждый позвонок имеет отверстие в центральной части, называемое позвоночным отверстием. Эти отверстия в позвоночном столбе расположены друг над другом, образуя вместилище для спинного мозга. Спинной мозг представляет собой отдел центральной нервной системы, в котором расположены многочисленные проводящие нервные пути, передающие импульсы от органов нашего тела в головной мозг и от головного мозга к органам.
В позвоночнике выделяют четыре отдела: шейный, грудной, поясничный и копчиковый. Шейный отдел позвоночника состоит из 7 позвонков, грудной – из 12 позвонков, а поясничный отдел – из 5 позвонков. В своей нижней части поясничный отдел соединен с крестцом. Крестец является отделом позвоночника, который состоит из 5 сросшихся между собой позвонков.
Если смотреть сбоку, то в нормальном состоянии позвоночный столб имеет S-образную форму. Такая форма обеспечивает позвоночнику дополнительную амортизирующую функцию. При этом шейный и поясничный отделы позвоночника представляют собой дугу, обращенную выпуклой стороной вперед (лордоз), а грудной отдел – дугу, обращенную назад (кифоз).
Ниже приводится описание отдельных анатомических образований, формирующих позвоночный столб.
Позвонки
| Позвонки – это кости, которые формируют позвоночный столб. Передняя часть позвонка имеет цилиндрическую форму и носит название тела позвонка. Тело позвонка несет основную опорную нагрузку, так как наш вес в основном распределяется на переднюю часть позвоночника. Сзади от тела позвонка в виде полукольца располагается дужка позвонка с несколькими отростками. Тело и дужка позвонка формируют позвонковое отверстие. В позвоночном столбе соответственно позвонковые отверстия расположены друг над другом, формируя позвоночный канал. В позвоночном канале расположен спинной мозг, кровеносные сосуды, нервные корешки, жировая клетчатка. |
| Позвоночный канал образован не только телами и дужками позвонков, но и связками. Наиболее важными связками являются задняя продольная и желтая связки. Задняя продольная связка в виде тяжа соединяет все тела позвонков сзади, а желтая связка соединяет соседние дуги позвонков. Она имеет желтый пигмент, от чего и получила свое название. 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. |
| От дужки позвонка отходят семь отростков: непарный остистый отросток и парные поперечные, верхние и нижние суставные отростки. Остистые и поперечные отростки являются местом прикрепления связок и мышц, суставные отростки участвуют в формировании фасеточных суставов. |
Дужка позвонка прикрепляется к телу позвонка при помощи ножки позвонка. Позвонки по строению относятся к губчатым костям и состоят из плотного наружного кортикального слоя и внутреннего губчатого слоя.
Действительно, губчатый слой напоминает костную губку, так как состоит из отдельных костных балок. Между костными балками расположены ячейки, заполненные красным костным мозгом.
Межпозвоночный диск
| Межпозвоночный диск представляет собой плоскую прокладку круглой формы, расположенную между двумя соседними позвонками. Межпозвоночный диск имеет сложное строение. В центре находится пульпозное ядро, которое имеет упругие свойства и служит амортизатором вертикальной нагрузки. 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.
У взрослого человека межпозвоночный диск не имеет сосудов, и хрящ его питается путем диффузии питательных веществ и кислорода из сосудов тел соседних позвонков. Поэтому большинство лекарственных препаратов не достигает хряща межпозвоночного диска.
Фасеточные суставы
Фасетки (синонимы: дугоотросчатые, суставные отростки) отходят от позвоночной пластинки и участвуют в формировании фасеточных суставов.
Два соседних позвонка соединены двумя фасеточными суставами, расположенными с двух сторон дужки симметрично относительно средней линии тела.
Отростки соседних позвонков направлены друг к другу, а окончания их покрыты суставным хрящом. Суставной хрящ имеет очень гладкую и скользкую поверхность, благодаря чему значительно снижается трение между образующими сустав костями. Концы суставных отростков заключены в соединительнотканный герметичный мешочек, который называется суставной капсулой.
Клетки внутренней оболочки суставной сумки (синовиальной мембраны), продуцируют синовиальную жидкость. Синовиальная жидкость необходима для смазки и питания суставного хряща. Благодаря наличию фасеточных суставов, между позвонками возможны разнообразные движения, а позвоночник является гибкой подвижной структурой.
Позвоночник. Строение, анатомия позвоночника
Позвонки
Возвращаясь к научным данным, которые нам любезно предоставила анатомия, можно увидеть, что позвоночник человека состоит из 32-34 позвонков. Каждый позвонок имеет тело, обращенное вперед и дугу, обращенную назад. От дуги позвонка отходят 7 отростков, одни из которых – остистый. Это тот отросток, который мы спокойно может прощупать руками на спине – выпирающие участки.
Позвонки относятся к коротким губчатым костям. Точное количество позвонков у человека индивидуально в силу того, что каждый из нас имеет свою особенность — и это уникальное строение тела.
Между позвонками находится межпозвонковый диск, который крепится к верхне-и нижележащим позвонкам с помощью гиалиновой пластинки. Именно через эту пластинку поступает регулярное и единственное питание для межпозвонкового диска от тела позвонка. Межпозвонковый диск имеет форму двояковыпуклой линзы и состоит из фиброзного кольца и пульпозного (студенистого) ядра. Благодаря своему строению, диски отлично амортизируют сотрясения и удары.
Позвоночный столб принято делить на 5 отделов:
- Шейный (7 позвонков);
- Грудной (12 позвонков);
- Поясничный (5 позвонков);
- Крестцовый (5 позвонков);
- Копчиковый (4 или 5 позвонков).
Шейный отдел
Шейный отдел позвоночника человека (лат. vertebrae cervicalis/ вертебрэ цервикалис) в медицинских документах помечается как С (сокращенно от латинского слова) с приписываемым индексом, равным номеру позвонка. Например, нумерация будет следующей: первый шейный позвонок – С1, второй — С2 и т.д.
Этот участок является самым подвижным среди прочих отделов позвоночника и имеет характерный выпуклый изгиб, направленный вперед. Как было указано выше – в шейном отделе позвоночника 7 позвонков (см. на фото). Но среди них есть 2 особенных, о которых стоит поговорить отдельно. Это первый и второй шейные позвонки – атлант и осевой (эпистрофей).
Атлант не имеет тела и состоит только из дуг – передней и задней, которые соединены между собой латеральными массами (боковые костные утолщения). Таким образом, он представляет собой своего рода кольцо. У него нет также и остистого отростка. Атлант соединяет хребет с черепом, прикрепляясь к мыщелкам затылочной кости.
Второй позвонок – осевой. Его особенность в том, что у него есть вырост, так называемый – зуб (зубовидный отросток). Именно вокруг этого отростка производится движение атланта, вместе с которым, собственно, и всего черепа. Именно благодаря этим двум позвонкам мы имеем возможность крутить и вертеть головой во все стороны.
Еще можно отдельно сказать о последнем 7 позвонке – он, по сути, самый заметный, потому что именно он так сильно выпирает в нижней части шеи. Он так и называется – выступающий.
Грудной отдел
Грудной отдел позвоночника или vertebrae thoracicae (вертебрэ торацикэ) состоит из 12 позвонков. В медицинских документах они помечаются как T или Th, и также им приписывается соответствующий позвонку индекс. По своему строению они несколько отличаются от шейных. Во-первых, остистые отростки грудных позвонков налегают друг на друга словно черепица.
Во-вторых, грудные позвонки дополнительно имеют суставные ямки и суставные поверхности для соединений с головками ребер (кроме 11 и 12 позвонка). С учетом этих особенностей грудной отдел позвоночника менее подвижен, чем шейный или поясничный. Вместе с ребрами и грудиной грудной отдел позвоночника образует грудную клетку, в которой размещаются жизненно важные органы, и которая является крепкой опорой для плечевого пояса.
Поясничный отдел
Поясничный отдел позвоночника (vertebrae lumbalis/вертебрэ любмалис) состоит из 5 позвонков, которые отмечаются в медицинских документах как L. Поясничные позвонки являются самыми массивными, поэтому реже всего подвергаются дегенеративно-дистрофическим изменениям, в отличие от шейного и грудного. Поясница имеет самое большое распределение веса, о чем было сказано в самом начале.
Крестцовый отдел
Крестцовый отдел позвоночника (vertebrae sacrales/вертебраэ сакралис) состоит из 5 позвонков и отмечается буквой S. До 20-25 лет эти позвонки находятся раздельно, также как в других отделах, но после происходит их сращение, в результате чего образуется одна большая кость треугольной формы — крестец, где вершина находится снизу, а основание сверху.
Кроме этого, в результате сращение позвонков образовались тазовые и дорсальные отверстия, через которые проходят спинномозговые нервы и кровеносные сосуды. По бокам располагаются суставные ушковидные поверхности – места соединения крестца с тазовыми костями. Важным элементом крестца является крестцовый канал, через который проходит терминальная нить спинного мозга, а также корешки нервов, которые иннервируют пояснично-крестцовый отдел, органы малого таза и нижние конечности.
Копчик
Копчик — «vertebrae coccygis/вертребрэ кокцигис» (латынь) обычно состоит из 3-5 сросшихся в одну кость позвонков. Обозначается как Co. Эта структура малоподвижна, у позвонков нет дуги, лишь тела. И только первый копчиковый позвонок имеет боковые выросты и копчиковые рога для соединения с крестцом.
Существует общепринятое разделение, в соответствии с которым выделяются определенные отделы позвоночника человека. При этом каждый из отделов имеет определенное количество позвонков. Для удобства позвонки обозначаются латинскими буквами (по первым буквам латинских названий отделов) и цифрами, которые обозначают номер позвонка в отделе. Стоит также помнить, что нумерация позвонков ведется сверху вниз .
не предполагает таких поблажек при появлении проблем в шейном или поясничном отделе позвоночника — там развитие заболевания без болевых синдромов практически невозможно. При этом практически всегда появляются различные неврологические симптомы, от достаточно безобидных (покалывание, жжение, онемение и т.п.
Межпозвоночное (фораминальное) отверстие
| Фораминарные отверстия расположены в боковых отделах позвоночного столба и образованы ножками, телами и суставными отростками двух соседних позвонков. Через фораминарные отверстия из позвоночного канала выходят нервные корешки и вены, а артерии входят в позвоночный канал для кровоснабжения нервных структур. Между каждой парой позвонков расположены два фораминарных отверстия – по одному с каждой стороны. |
| Спинной мозг является отделом центральной нервной системы и представляет собой тяж, состоящий из миллионов нервных волокон и нервных клеток. Спинной мозг окружен тремя оболочками (мягкой, паутинной и твердой) и находится в позвоночном канале. 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). |
| 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». |
| Корешки конского хвоста участвуют в иннервации нижней половины тела, в том числе тазовых органов. Нервные корешки на небольшом расстоянии проходят в позвоночном канале, а затем выходят из позвоночного канала через фораминарные отверстия. |
| 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. |
Околопозвоночными называются мышцы, расположенные около позвоночного столба. Они поддерживают позвоночник и обеспечивают такие движения как наклоны и повороты корпуса тела. К отросткам позвонков прикрепляются различные мышцы.
Боль в спине бывает часто обусловлена повреждением (растяжением) околопозвоночных мышц при тяжелой физической работе, а также рефлекторным мышечным спазмом при повреждении или заболевании позвоночника. При мышечном спазме происходит сокращение мышцы, при этом она не может расслабиться.
При повреждении многих позвоночных структур (дисков, связок, суставных капсул) происходит непроизвольное сокращение околопозвоночных мышц, направленное на «стабилизацию» поврежденного участка позвоночника. При спазме мышц в них накапливается молочная кислота, представляющая собой продукт окисления глюкозы в условиях недостатка кислорода.
При расслаблении мышцы просвет сосудов восстанавливается, происходит вымывание кровью молочной кислоты из мышц и боль проходит.
В вертебрологии широко используется понятие позвоночно-двигательного сегмента, представляющего собой функциональную единицу позвоночного столба. Позвоночный сегмент состоит из двух соседних позвонков, соединенных между собой межпозвоночным диском, связками и мышцами.
Благодаря фасеточным суставам, в позвоночном сегменте имеется некоторая возможность движений между позвонками. Через фораминарные отверстия, расположенные в боковых отделах позвоночного сегмента, проходят кровеносные сосуды и нервные корешки.
Позвоночно-двигательный сегмент является звеном сложной кинематической цепи. Нормальная функция позвоночника возможна только при правильной работе многих позвоночных сегментов. Нарушение функции позвоночного сегмента проявляется в виде сегментарной нестабильности или сегментарной блокады.
В первом случае между позвонками возможен избыточный объём движений, что может способствовать появлению механической боли или даже динамической компрессии нервных структур.
В случае сегментарной блокады движения между двумя позвонками отсутствуют. При этом движения позвоночного столба обеспечиваются за счет избыточных движений в соседних сегментах (гипермобильность), что также может способствовать развитию болевого синдрома.
При некоторых заболеваниях позвоночника происходит нарушение функции одного позвоночного сегмента, тогда как при других отмечается мультсегментарное поражение – поражение сразу нескольких позвоночных сегментов.
После описания строения основных анатомических образований, формирующих позвоночный столб, давайте познакомимся с анатомией и физиологией разных отделов позвоночника.
| Шейный отдел позвоночника является самым верхним отделом позвоночного столба. Он состоит из 7 позвонков. Шейный отдел имеет физиологический изгиб (физиологический лордоз) в виде буквы «С», обращенной выпуклой стороной вперед. Шейный отдел является наиболее мобильным отделом позвоночника. Такая подвижность дает нам возможность выполнять разнообразные движения шеей, а также повороты и наклоны головы. |
В поперечных отростках шейных позвонков имеются отверстия, в которых проходят позвоночные артерии. Эти кровеносные сосуды участвуют в кровоснабжении ствола мозга, мозжечка, а также затылочных долей больших полушарий.
При развитии нестабильности в шейном отделе позвоночника, образовании грыж, сдавливающих позвоночную артерию, при болевых спазмах позвоночной артерии в результате раздражения поврежденных шейных дисков, появляется недостаточность кровоснабжения указанных отделов головного мозга. Это проявляется головными болями, головокружением, «мушками» перед глазами, шаткостью походки, изредка нарушением речи. Данное состояние получило название вертебро-базиллярной недостаточности.
Два верхних шейных позвонка – Атлант и Аксис, имеют анатомическое строение, отличное от строения всех остальных позвонков. Благодаря наличию этих позвонков, человек может совершать разнообразные повороты и наклоны головы.
| Первый шейный позвонок – Атлант не имеет тела позвонка, а состоит из передней и задней дужек. Дужки соединены между собой боковыми костными утолщениями (латеральными массами). Именно этот позвонок (его положение и форма) позволяет нам держать голову прямо. |
| Второй шейный позвонок – Аксис, имеет в передней части костный вырост, который называется зубовидным отростком. Зубовидный отросток фиксируется при помощи связок в позвонковом отверстии атланта, представляя собой ось вращения первого шейного позвонка. Такое анатомическое строение Аксиса позволяет нам совершать высокоамплитудные вращательные движения головы. |
Шейный отдел – это наиболее уязвимая часть позвоночника в отношении травматических повреждений. Основной риск обусловлен слабым мышечным корсетом в области шеи, а также небольшими размерами и низкой механической прочностью позвонков шейного отдела.
Повреждение позвоночника может произойти как в результате прямого удара в область шеи, так и при запредельном вращательном, а также сгибательном или разгибательном движении головы. Последний механизм называется «хлыстовой травмой» при автомобильных авариях или «травмой ныряльщика» при ударе головой о дно при нырянии на мели. Этот вид травматического повреждения очень часто сопровождается повреждением спинного мозга и может стать причиной летального исхода (смерти).
| Грудной отдел позвоночника состоит из 12 позвонков. В нормальном состоянии он выглядит в виде буквы «С», обращенной выпуклой стороной назад (физиологический кифоз). Грудной отдел позвоночника участвует в формировании задней стенки грудной клетки. К телам и поперечным отросткам грудных позвонков при помощи суставов прикрепляются ребра. В передних отделах ребра соединяются в единый жесткий каркас при помощи грудины, формируя грудную клетку. |
| Межпозвоночные диски в грудном отделе имеют очень небольшую высоту, что значительно уменьшает подвижность этого отдела позвоночника. Кроме того, подвижность грудного отдела ограничивают длинные остистые отростки позвонков, расположенные в виде черепицы, а также грудная клетка. Позвоночный канал в грудном отделе очень узкий, поэтому даже небольшие объёмные образования (грыжи, опухоли, остеофиты) приводят к развитию компрессии (сдавливание) нервных корешков и спинного мозга. |
| Поясничный отдел позвоночника состоит из 5 самых крупных позвонков. У некоторых людей в поясничном отделе насчитывается 6 позвонков (люмбализация), однако в большинстве случаев такая аномалия развития не имеет клинического значения. В нормальном состоянии поясничный отдел имеет легкий плавный изгиб вперед (физиологический лордоз), так же как и шейный отдел позвоночника. Поясничный отдел позвоночника соединяет малоподвижный грудной отдел и неподвижный крестец. |
| Структуры поясничного отдела испытывают значительное давление со стороны верхней половины тела. При наклонах, подъеме чего-либо в наклоне и переносе тяжестей, давление, воздействующее на структуры поясничного отдела позвоночника, может возрастать во много раз, а нагрузка на поясничные межпозвоночные диски увеличивается почти в 10 раз! Всё это является причиной наиболее частого изнашивания межпозвоночных дисков в поясничном отделе. |
| 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. |
| Крестцовый отдел (проще – крестец) является опорой верхних отделов позвоночника. У взростого человека – это единое костное образование, состоящее из сросшихся позвонков. Тела этих позвонков более выражены, а отростки – менее. В крестце заметна тенденция уменьшения мощности позвонков (от первого к пятому). Иногда, пятый поясничный позвонок может срастаться с крестцом. Это называется сакрализацией. Возможно разъединение первого крестцового позвонка со вторым крестцовым. Это явление люмбализации. Все эти варианты оцениваются врачами, как разновидность «нормы». |
Связки позвоночника
Позвоночник — это полностью функциональный и единый механизм. Но он бы не являлся таковым без связок, которые вместе с межпозвонковым диском обеспечивают его подвижность, крепость и соединение позвонков друг с другом.
В первую очередь, рассмотрим длинные связки позвоночника – это передняя, задняя продольные связки и надостистая связка. Передняя связка позвоночника это длинный соединительнотканный тяж, который тянется через весь позвоночник вдоль передней и частично боковым поверхностям позвоночника. Начинается от затылочной кости и глоточного бугорка и заканчивается на первом крестцовом позвонке.
Задняя продольная связка тянется вдоль задней части позвоночника. Берет свое начало на задней поверхности 2-го шейного позвонка и заканчивается в крестцовом канале. Связка ограничивает сгибание позвоночника и образует переднюю стенку для позвоночного канала.
Надостистая связка, которая, как видно из названия, крепится к остистым отросткам, также тянется вдоль всего позвоночника сзади. Считается, что начало берет на 7 шейном позвонке и заканчивает свой путь у крестца. Но, по сути, она также располагается и выше 7 позвонка, соединяясь с наружным гребнем затылочной кости. Этот участок принято называть выйной связкой – своеобразное продолжение надостистой связки.
Кроме длинных связок в позвоночнике имеются также и короткие связки:
- Межостистые;
- Межпоперечные;
- Желтые.
Из названий межостистых и межпоперечных связок видно, где они располагаются. А вот с желтыми так сразу не разобраться. Желтая связка позвоночника соединяет дуги ниже- и вышележащих позвонков. Называются так, потому что имеют желтый цвет, благодаря содержащемуся в них большому количеству эластана.
И в видео сюжете, предложенном ниже, наглядно представлена схема, как устроен позвоночный столб человека.
