Строение позвоночного столба
Основы артрологии.
Артрология (греч. aithron - сустав, logos - учение) - раздел анатомии, изучающий соединение костей тела человека. Сочетание костей делят на три основные группы, а именно:
- Волокнистые соединения, articulationes fibrosae;
- Хрящевые соединения, synchondrosis; articulationes;
- Синовиальные соединения, articulationes synoviales.
Самым простым является соединение с помощью соединительной ткани, т.е. волокнистое соединение. Сложным и развитым считают соединения с помощью суставов, т.е. синовиальное соединение. За развитием, строением и функцией все соединения костей человека разделяют на две группы: synarthroses (BNA) и диартрозы, diarthroses (суставы) (BNA). Переходной формой между этими сочетаниями являются полусуглобы - гемиартрозы, hemiarthroses или симфизы (от греч. Symphysis - сращение) (BNA). Их характеризует отсутствие суставной полости и наличие узкой щели в хряще, с помощью которого они сочетаются. Симфизы более приближены к непрерывным сочетаниям. Типичным примером симфиза есть лобковые соединения, symphysis pubica, и межпозвонковый симфиз, symphysis intervertebralis.
Классификация суставов.
Существует взаимосвязь между характером движений в суставах и формой суставных поверхностей. Суставные поверхности сравнивают с отрезками геометрических фигур. По форме суставных поверхностей суставы делятся на шаровидные, эллипсоидные, седловидные, цилиндрические и блоковидные.
Виды движений в суставах. При определении движений в суставах мысленно проводят три основных оси: поперечную, переднезаднюю, или сагиттальную, и вертикальную. Различают следующие основные движения: вокруг поперечной оси - сгибание (флексия) и разгибание (экстензия); вокруг сагиттальной оси - отведение (абдукция) и приведение (аддукция); вокруг вертикальной оси - вращение (ротация). В некоторых суставах возможно также периферическое, или круговое, движение, когда свободный конец кости описывает окружность. В одних суставах возможны движения вокруг одной оси, в других - вокруг двух осей, в третьих - вокруг трёх осей.
Одноосными суставами являются цилиндрические и блоковидные, двухосными - эллипсоидные и седловидные, трёхосными или многоосными - шаровидные. Примером одноосного сустава служат межфаланговые суставы пальцев, двухосного - лучезапястный сустав, трёхосного - плечевой сустав. Кроме того, имеются суставы с ровными суставными поверхностями. Такие суставы носят название плоских; в них возможно только небольшое скольжение. Сустав называется простым, если он образован двумя костями, и сложным, если в нём соединяются три кости или больше. Два или несколько суставов, в которых движения могут происходить только одновременно, составляют вместе так называемый комбинированный сустав.
Классификацию суставов можно проводить по следующим принципам: 1) по числу суставных поверхностей, 2) по форме суставных поверхностей и 3) по функции. По числу суставных поверхностей различают: 1. Простой сустав (art. simplex), имеющий только 2 суставные поверхности, например межфаланговые суставы. 2. Сложный сустав (art. composite), имеющий более двух сочленовных поверхностей, например локтевой сустав. Сложный сустав состоит из нескольких простых сочленений, в которых движения могут совершаться отдельно. Наличие в сложном суставе нескольких сочленений обусловливает общность их связок. 3. Комплексный сустав (art. complexa), содержащий внутрисуставной хрящ, который разделяет сустав на две камеры (двухкамерный сустав). Деление на камеры происходит или полностью, если внутрисуставной хрящ имеет форму диска (например, в височно-нижнечелюстном суставе), или неполностью, если хрящ приобретает форму полулунного мениска (например, в коленном суставе). 4. Комбинированный сустав представляет комбинацию нескольких изолированных друг от друга суставов, расположенных отдельно друг от друга, но функционирующих вместе. Таковы, например, оба височно-нижнечелюстных сустава, проксимальный и дистальный лучелоктевые суставы и др. Так как комбинированный сустав представляет функциональное сочетание двух или более анатомически отдельных сочленений, то этим он отличается от сложного и комплексного суставов, каждый из которых, будучи анатомически единым, слагается из функционально различных соединений. По форме и по функции классификация проводится следующим образом. Функция сустава определяется количеством осей, вокруг которых совершаются движения. Количество же осей, вокруг которых происходят движения в данном суставе, зависит от формы его сочленовных поверхностей. Так, например, цилиндрическая форма сустава позволяет производить движение лишь вокруг одной оси вращения. При этом направление данной оси будет совпадать с осью расположения самого цилиндра: если цилиндрическая головка стоит вертикально, то и движение совершается вокруг вертикальной оси (цилиндрический сустав); если же цилиндрическая головка лежит горизонтально, то и движение будет совершаться вокруг одной из горизонтальных осей, совпадающих с осью расположения головки, - например, фронтальной (блоковидный сустав). В противоположность этому шаровидная форма головки дает возможность производить вращение вокруг множества осей, совпадающих с радиусами шара (шаровидный сустав). Следовательно, между числом осей и формой сочленовных поверхностей имеется полное соответствие: форма суставных поверхностей определяет характер движений сустава и, наоборот, характер движений данного сочленения обусловливает его форму (П. Ф. Лесгафт)
Строение позвоночного столба.
Позвоночный столб состоит из 33-34 костей - позвонков, связанных между собой различными соединениями. Общий план строения всех позвонков один и тот же, однако, в разных отделах туловища позвонки имеют значительные различия, связанные со спецификой выполняемых данными отделами туловища функциональных задач. Так, позвоночник в области шеи связан не только с движениями последней, но и с движениями головы. В грудной части позвоночник участвует в построении грудной клетки, он связывается с ребрами и функционально включается в состав двигательного дыхательного аппарата. В поясничном отделе туловища позвоночник сочетает одновременно опорную функцию с большой подвижностью, что соответствует увеличению размеров составляющих его позвонков и отражается на характере их соединений друг с другом. В крестцовой области позвоночник, участвуя в образовании таза, выполняет в основном опорную функцию. Эти особенности функциональных задач позвоночника в разных отделах туловища повлекли за собой разницу в строении позвонков.
Различают 7 шейных, 12 грудных, 5 поясничных, 5 крестцовых и 4-5 копчиковых позвонка. Таким образом, позвоночный столб, длина которого у взрослых мужчин равна 73-75 см и у женщин 69-71 см, делится на шейный отдел (13-14 см), грудной (27-29 см), поясничный (17-18 см) и крестцово-копчиковый (12-15 см) отделы. Длина позвоночника составляет 2/5 (40%) длины всего тела.
В старческом возрасте позвоночник может несколько укоротиться вследствие усиления изгибов и истончения межпозвоночных хрящей.
Позвонки разнятся не только в строении, но и в характере соединения друг с другом. На этом основано деление всех позвонков, образующих позвоночный столб, на две группы. В первую входят 24 верхних позвонка, которые соединяются друг с другом при помощи суставов и подвижных сращений (истинные позвонки), во вторую - остальные 8-9 позвонков, соединенные между собой у взрослых посредством неподвижной костной спайки, а у зародышей и детей - посредством хряща (ложные позвонки).
У позвонков имеется ряд общих признаков, к которым относится, во-первых, их общая форма, напоминающая костное кольцо с обращенным вперед цилиндрическим утолщением различной величины - телом позвонка. Размеры тел истинных позвонков постепенно увеличиваются к нижнему отделу позвоночного столба в соответствии с нарастанием тяжести, которую они несут. Величина же тел ложных позвонков, наоборот, книзу уменьшается, так как большинство этих позвонков тяжести не несут, передавая ее равномерно на правую и левую половины костного тазового кольца.
Все это имеет известное формообразующее значение: форму позвоночника в целом можно сравнить с двумя пирамидами, соединенными своими основаниями в месте перехода истинных позвонков в ложные. Верхняя пирамида длинна и узка, нижняя - короче и шире.
От тела позвонка, начинаясь от него двумя ножками, отходит назад дуга, замыкающая позвоночное отверстие, в котором находится спинной мозг. От дуги берут начало семь отростков, расходящихся в разные стороны. Эти отростки имеют различное функциональное и пластическое значение. В правую и левую стороны отходят поперечные отростки, служащие местом начала и прикрепления ряда мышц и связок. В грудном отделе позвоночного столба эти отростки сочленяются с ребрами. Вверх и вниз идут парные суставные отростки, посредством которых каждый позвонок сочленяется с соседним. И, наконец, назад отходит остистый отросток, имеющий большое пластическое значение, так как часто выступает под кожей.
Ближе всех к такому типичному строению позвонка грудные позвонки. Индивидуальной особенностью этих позвонков является наличие суставных ямок для сочленения с ребром. На боковых поверхностях тела каждого позвонка, у основания дуг, находятся по две реберные полуямки - верхняя и нижняя. Нижняя полуямка верхнего позвонка и верхняя нижележащего образуют вместе полную суставную ямку, в которой находится головка ребра. Исключение составляют 1-й, 11-й и 12-й грудные позвонки, имеющие по одной полной суставной реберной ямке.
Рис. 97. Грудные позвонки: 1 - тело, 2 - дуга, 3 - остистый отросток, 4 - поперечный отросток, 5 - верхний суставной отросток, 6 - нижний суставной отросток, 7 - верхняя реберная ямка, 8 - нижняя реберная ямка, 9 - поперечная реберная ямка
Такие ямки имеются и на поперечных отростках грудных позвонков, которые сочленяются здесь с бугорками ребер. Остистые отростки грудных позвонков почти трехгранной формы, длинны и направлены книзу таким образом, что вышележащий прикрывает часть лежащего ниже отростка наподобие черепицы крыши.
Наибольшие отклонения от типичного строения позвонка имеют шейные позвонки, в особенности те из них, которые расположены ближе к голове. Более других изменен 1-й шейный позвонок, непосредственно сочленяющийся с черепом и названный атлантом*. 1-й позвонок отличается от остальных шейных позвонков отсутствием тела, большая часть которого перешла ко 2-му шейному позвонку. Оставшаяся незначительная часть тела 1-го позвонка представляет собой дугу. Таким образом, атлант, не имея тела, имеет две дуги: вышеописанную переднюю и более длинную заднюю, типичную для всех позвонков. Обе дуги соединены между собой справа и слева боковыми массами. Следовательно, атлант по своей общей форме наиболее близок к кольцу. На внутренней поверхности передней дуги атланта имеется суставная ямка для сочленения с зубовидным отростком нижележащего 2-го шейного позвонка. На боковых массах сверху заметны овальные суставные ямки, предназначенные для сочленения атланта с мыщелками затылочной кости, и снизу - суставные площадки для сочленения со 2-м шейным позвонком. Остистый отросток у атланта отсутствует, вместо него в середине задней дуги имеется лишь небольшой бугорок. В поперечных отростках имеются округлые отверстия, в которых лежат сосуды и нервы.
* (По имени мифического героя Атланта, который, по представлениям древних греков, поддерживал небесный свод - "голову мира".)
Поясничные позвонки - самые большие из всех позвонков, особенно велики их тела. У нижних поясничных позвонков тела спереди заметно выше, чем сзади. Такое устройство поясничных позвонков способствует дугообразному изгибу вперед поясничной части позвоночника. Остистые отростки поясничных позвонков уплощены с боков, относительно коротки и высоки.
Крестцовые позвонки у взрослых слиты в одно целое, представляющее крестец; однако при внимательном рассмотрении можно различить пять позвонков, образующих эту кость.
Крестец по форме напоминает пирамиду или клин, вставленный в заднюю часть тазового кольца. Основание крестца соединяется с телом 5-го поясничного позвонка, вершина обращена вниз к копчику. Крестец располагается наклонно, его основание обращено вперед и вверх, а вершина - назад и вниз. Передняя или тазовая поверхность крестца вогнута, обращена к полости таза и несет ясные следы сращений крестцовых позвонков в виде четырех-пяти поперечных линий. Здесь же располагаются четыре-пять передних крестцовых отверстий, содержащих нервы.
Обращают внимание половые особенности крестца: у мужчин он уже и больше изогнут.
Копчик, образующий как бы продолжение крестца книзу, имеет вид плоского вогнутого клина, обращенного основанием вверх, к крестцу, а верхушкой вниз. Эта кость образуется чаще всего из слияния четырех, реже пяти копчиковых позвонков, причем последние настолько недоразвиты, что каждый из них, представляя собой неправильной формы пластинку, совершенно не напоминает по своему виду позвонок.
Позвоночник в целом. При рассмотрении позвоночника в профиль выясняется, что он лишь условно может быть назван столбом, так как в нескольких направлениях изогнут. Столбы, несущие тяжесть, всегда строго вертикальны. Изогнутость же позвоночника объясняется тем, что функции его, отнюдь не исчерпывающиеся опорной ролью, весьма многообразны. Кроме опорной позвоночник выполняет защитную функцию и является также важным органом движения.
Основные изгибы позвоночника располагаются в сагиттальной плоскости, причем шейная и поясничная кривизна направлены вперед, а грудная и крестцовая - назад. Первые получили название лордозов*, вторые - кифозов**. В шейном лордозе наиболее выступают 5-й и 6-й шейные позвонки, в поясничном - 4-й поясничный. В грудном кифозе более других выступают 5-й и 6-й грудные позвонки, а в крестцовом - область крестца, соответствующая 4-му крестцовому позвонку.
* (От греч. - выгибаю вперед.)
** (От греч. - согнутый.)
Отвесная линия, опущенная из центра тяжести головы, пройдет через середину передней дуги атланта и пересечет позвоночник таким образом, что тела 2-4-го шейных и 2-5-го поясничных позвонков окажутся впереди нее, а всех остальных - позади.
Степень изгибов позвоночника неодинакова. Наиболее сильный дугообразный изгиб имеет крестцовый отдел (радиус 7 см). За ним следует поясничный отдел (радиус 14 см), потом - шейный (радиус 18 см). Наименьшую кривизну имеет грудной отдел (радиус 33 см). Эти нормальные физиологические изгибы позвоночника появляются постепенно с течением жизни.
У новорожденных этих изгибов еще нет. Активное держание головки обусловливает у ребенка появление шейного лордоза. С умением ходить развивается поясничный лордоз. Формирование изгибов позвоночника завершается только к двадцати годам жизни.
Между изгибами позвоночника существует взаимная связь, заключающаяся в том, что увеличение искривления в одном отделе влечет за собой компенсаторное искривление в противоположную сторону в соседнем отделе. Так, например, резкое усиление грудного кифоза (горб) сопровождается увеличением поясничного лордоза. Такая взаимная связь искривлений позвоночника обусловливается закономерным перемещением центра тяжести тела. Относительно происхождения изгибов, имеющихся во фронтальной плоскости позвоночника, так называемых сколиозов*, нет единого мнения. Большинство исследователей утверждают, что позвоночник немного изогнут вправо в грудной части (3-5-й грудные позвонки), однако другие считают это выражением болезненного процесса.
* (От греч. - кривой.)
Защитная функция позвоночника заключается в предохранении спинного мозга, лежащего в позвоночном канале, от вредных воздействий. Спереди защиту осуществляют крепкие тела позвонков, с боков и сзади - их дуги и отростки. То же значение имеют изгибы позвоночника, смягчающие толчки наподобие рессор.
Крепость позвоночника на разрыв все больше и больше нарастает книзу: в шейной части она равна 113 кг, в грудной - 210 кг, а в поясничной - 400 кг. Считают, что несущая сила позвоночника в целом равна 350 кг.
Наибольшее значение имеет позвоночник как орган движения. Вместе с мускулатурой он осуществляет подвижность туловища.
4. Изгибы позвоночника: лордозы (шейный и поясничный) и кифозы (грудной и крестцовый).
КИФОЗ И ЛОРДОЗ - БЛИЗКИЕ РОДСТВЕННИКИ
По определению это нарушения-антагонисты (кифоз - прогиб позвоночника назад, лордоз - прогиб позвоночника вперед). Тем не менее, между ними очень много общего. Чаще всего кифоз и лордоз бывают вызваны одними и теми же причинами. Как правило, если в одном отделе позвоночника развивается кифоз, то в другом отделе почти неминуемо развивается компенсационный лордоз, и наоборот.
В норме небольшой кифоз обязателен в верхней части грудного отдела позвоночника, а также в области крестца и копчика. Лордоз считается нормальным, если в определенной степени он проявляется в нижнегрудном и поясничном, а также шейном отделах позвоночника.
Патологией считается кифоз грудного отдела, превышающий нормальный физиологический изгиб, и прогиб назад, даже очень небольшой, в тех отделах позвоночника, где в норме должен присутствовать лордоз (в шейной, нижнегрудной и поясничной областях). В детском и юношеском возрасте такой дефект, принимаемый за сутулость, просто некрасив, а в зрелом - он может стать источником сильных болей.
Лордоз считается патологией, если позвоночник прогибается вперед в верхнегрудном отделе и если в других отделах он превышает норму. Когда ребенок сутулится, но старается держать голову более или менее прямо, у позвоночника в поясничной области неизбежно появляется второй гипертрофированный изгиб вперед. Это гиперлордоз: таз отходит назад, а живот выпячивается.
В детстве на кифоз и лордоз почти не обращают внимания. Про кифоз говорят: «Ну, подумаешь, горбится ребенок! Так ведь занимается много, и на пианино играет, и за компьютером сидит... Но и в спортивную школу ходит, и на жестком спит - должен выправиться!..» Родители, конечно, время от времени напоминают своему ребенку: «Не сутулься!» - но этим дело и ограничивается. Одним усилием воли форму скелета не изменишь.
Лордозу уделяется еще меньше внимания. Это большая ошибка. При лордозе грудного отдела деформируется грудная клетка, уменьшается дыхательный объем легких, затрудняется работа сердца и ухудшаются амортизационные свойства позвоночника. При гиперлордозе поясничного отдела позвоночника снижается стойкость к повышенным нагрузкам, ухудшается работа тазобедренных суставов и отвисает живот.
Кифоз грудного отдела часто сопровождается такими дефектами, как бочкообразная, килевидная, или «куриная» грудная клетка, воронкообразная деформация реберных дуг и грудины. Иногда укорачиваются ключицы: при таком дефекте плечи постоянно повернуты вперед. Диагностика проводится визуально (при осмотре).
Для того чтобы отметить степень нарушения, можно положить пациента на жесткую кушетку и измерить расстояние между плечами и опорой. В норме плечи должны плотно лежать на кушетке или отстоять от нее не более чем на 2-3 см.
Нарушения осанки нельзя законсервировать. И сколиоз, и кифоз, и лордоз имеют тенденцию к развитию. В период бурного роста ребенка эта тенденция проявляется очень сильно, но и в зрелом, и в преклонном возрасте у человека продолжают прогрессировать нарушения осанки. Иначе говоря, развитие искривлений позвоночника остановить нельзя - их можно только вылечить.
ПРИЧИНЫ ИСКРИВЛЕНИЙ ПОЗВОНОЧНИКА
В чистом виде сколиозы, лордозы и кифозы встречаются редко, чаще они сочетаются с какими-либо другими нарушениями и проявляются во всевозможных комбинациях.
1. Врожденные дефекты. Большое значение имеют деформации позвонков и ребер. Это касается, прежде всего, клиновидных позвонков, полупозвонков, сросшихся и лишних ребер. К счастью, такие дефекты редки (не более 0,25-0,5% всех случаев). Как правило, они проявляются очень рано и требуют интенсивного лечения. При врожденных дефектах сколиоз обычно сочетается с деформацией грудной клетки, кифозом и лордозом.
2. Родовые травмы. При тяжелых родах страдает головной мозг ребенка, нарушается симметрия иннервации (от лат. in - «внутри» + nervus - «нерв». С одной стороны регуляция функций головного мозга будет нормальной, достаточной, а с другой
стороны - нет.
Дефекты развития позвоночника после таких травм начинают проявляться примерно с 5-6 лет. Форма заболевания бывает самой разной - от легкой до тяжелой.
3. Индуцированные нарушения. Как правило, они бывают вызваны внешними причинами, к которым относятся занятия видами спорта, требующими несимметричной нагрузки разных групп мышц (теннис, стрельба из лука, фехтование, метание спортивных снарядов и т.д.), а также игра на скрипке, аккордеоне, привычка сидеть развалившись или поджав ногу и др.
Индуцированный сколиоз может развиться вследствие разной длины ног. В этом случае перекошенный таз вызывает изгиб позвоночника в поясничной области в сторону укороченной ноги. В грудной области, как правило, появляется контризгиб в противоположную сторону.
К нарушениям осанки может привести и мода, и врожденная застенчивость. В некоторых молодежных группах принято ходить сгорбившись. А большая грудь у молодой девушки часто вызывает желание ее спрятать - проще всего при этом согнуть спину. Все это может привести к стойким изменениям в позвоночнике.
Критический возраст для индуцированных нарушений - 11-13 лет, когда у детей начинается гормональная перестройка, сопровождающаяся резким ускорением роста скелетных костей.
4. Остеохондропатия - недоразвитие костно-хрящевого аппарата. Обычно является следствием пониженной двигатель ной активности в детском возрасте.
5. Чрезмерно быстрый рост ребенка. Во время полового созревания бывают периоды взрывного роста: за несколько месяцев - до 15 см. При этом рост мышц в длину сильно отстает от роста скелета. В результате позвоночник может оказаться перекошенным.
6. Травмы позвоночника. При спрыгивании с качелей ребенок может получить удар сиденьем по спине. Не менее опасно спускаться со снежных горок на плоских предметах вроде тарелок или картонок - при подпрыгивании наносятся сильные удары по ягодицам, а выпрямленный поясничный отдел позвоночника (во время сидения с согнутыми ногами на плоскости) не позволяет демпфировать (гасить) эти удары. Поэтому гораздо безопаснее
10 кататься на обычных санках.
7. Последствия оперативных вмешательств и ожогов. Обширные повреждения тех или иных участков кожи, мышц, нервов при серьезных полостных операциях или ожогах приостанавливают развитие пострадавших участков и часто вызывают те или иные нарушения осанки.
8. Межпозвонковые грыжи и ущемления крупных нервов. Встречаются чаще у взрослых людей и вызывают функциональный, адаптационный сколиоз или кифоз. Если лечение грыжи или ущемления проведено вовремя, такой дефект проходит бесследно.