Позвоночный столб: строение и изгибы

Опору человеческого тела - позвоночный столб - сложно переоценить. Это осевой элемент, который собирает воедино все остальные отделы тела: голову, пояса верхних и нижних конечностей. Позвоночник дает возможность передвигаться, выполнять координированные действия и защищает важную составляющую центральной нервной системы - спинной мозг.

Какие функции выполняет позвоночник

Прочность и гибкость, которыми отличается позвоночный столб, обеспечены особенностями его строения. Подвижные соединения позвонков, амортизирующее действие межпозвоночных дисков, поддержка мощной мускулатуры и связок - все это делает позвоночник незаменимой и функциональной частью организма. Позвоночник выполняет следующие функции:

• защищает спинной мозг от возможных механических повреждений;
• обеспечивает подвижность туловища (наклоны, повороты);
• делает возможным вертикальное положение тела и передвижение на двух ногах.

Понять, как функционирует ось человека, как связывает воедино все тело и как сохранить ее здоровье, можно, лишь досконально изучив строение позвоночного столба. Несмотря на надежность, эта структура все же уязвима и требует бережного отношения и распределения нагрузки.

Отделы позвоночного столба

Каждый из пяти отделов позвоночника отличается по строению, размеру и количеству позвонков, их подвижности относительно друг друга. Рассмотрим их более подробно.

Шейный отдел (7 позвонков). Имеет самые мелкие и подвижные позвонки. Особенности строения первых двух, ближайших к черепу, дают возможность поворачивать голову из стороны в сторону. Остальные пять обеспечивают наклоны головы. Тела шейных позвонков небольшие, слегка вытянутые в поперечнике. Дуги образуют отверстия треугольной формы.

Грудной отдел (12 позвонков). Совместно с ребрами и грудиной образует грудную клетку, которая защищает сердце и легкие от возможных сдавливаний и повреждений.

Поясничный отдел (5 позвонков). Обеспечивает подвижность туловища при поворотах и наклонах. Вероятность травм здесь довольно высока, как и в грудном отделе, из-за большой нагрузки.

Крестцовый отдел (5 позвонков). В возрасте 18-25 лет позвонки этого отдела срастаются в единую структуру, что позволяет им лучше выполнять опорную функцию. Боковыми поверхностями крестец сочленяется с костями тазового пояса, замыкая его в кольцо.

Копчиковый отдел (3-5 сросшихся позвонков). Рудиментарные косточки, обычно срастаются с крестцом.

Строение

Рассмотрим строение позвоночного столба. Осевой скелет имеет сегментарное строение. Отдельные косточки, из которых состоит позвоночный столб (позвонки), соединены между собой полуподвижно. Но все же позвоночник достаточно гибок и дарит человеку свободу движений корпуса благодаря нескольким особенностям:

1. Соединения позвоночного столба находятся в пределах тел позвонков, а отростки их скользят относительно друг друга. Благодаря этому возможны максимальные движения в таком типе суставов.
2. Даже небольшие по амплитуде движения, суммируясь в 32-35 позвонках, в итоге превращаются в довольно размашистые.
3. Строение межпозвоночных дисков, которые занимают до 20% высоты всей структуры, дает ей дополнительную эластичность и подвижность.

Дуги позвонков создают внутри осевого скелета вытянутую полость - позвоночный канал, который служит местом расположения спинного мозга, а также обеспечивает иннервацию и кровоснабжение самого позвоночника за счет проходящих там сосудов и нервных волокон. Через отверстия между позвонками выходят сегментарно корешки спинномозговых нервов, артерии и вены.

Особенности двух первых позвонков шеи

Движения позвоночного столба в целом возможны в трех направлениях: передне-заднем, боковом и вертикальном. Большое значение, связанное с локализацией на голове основных анализаторов, имеет повышенная подвижность суставов шейного отдела позвоночника и подвижное сочленение черепа с позвоночным столбом. Последнее обеспечивается особым строением ближайших к голове позвонков.

Первый позвонок (атлант) лишен тела и напоминает кольцо. Верхние суставные поверхности его парные, сочленяются с черепом и обеспечивают покачивания головы вверх-вниз и из стороны в сторону.

Нижние четыре суставных поверхности атланта сочленяются со вторым позвонком шеи (осевым), имеющим вертикальный отросток - зуб. Это соединение дает возможность поворачивать голову в стороны, заглядывая за спину. Его фиксируют мощные связки, чтобы не допустить давления на спинной мозг, поскольку зуб находится внутри спинномозгового отверстия атланта и сзади не ограничен костными структурами.

В суставах между черепом и атлантом, а также между ним и осевым позвонком нет межпозвоночных дисков.

Межпозвонковые диски

Кости позвоночного столба связаны между собой несколькими типами структур:

• хрящами;
• суставами;
• связками.

Начиная со второго, соединения позвонков имеют амортизирующие суставные межпозвонковые диски. Они состоят из нескольких типов хрящевой ткани.

В центральной части диска находится студенистое (пульпозное) ядро из коллагеновых волокон, погруженных в аморфное вещество. Оно окружено слоем волокнистого хряща, а по периферии диска расположено фиброзное кольцо с очень плотным наружным слоем и более рыхлым внутренним. По вертикали межпозвонковые диски ограничены гиалиновым хрящом тел соседних позвонков.

Суставы и связки позвоночника

Суставные участки подвижных позвонков покрыты суставным хрящом с гладкой поверхностью. С краев они охвачены суставной капсулой, формирующей сумку. Внутри сустава имеется в небольшом количестве синовиальная смазка, которая уменьшает трение поверхностей и износ хряща. Стенка суставной сумки двуслойная:

• внутренняя синовиальная оболочка обильно кровоснабжается и имеет длинные ворсинки, заходящие в полость сустава;
• наружная плотная фиброзная оболочка, которая обеспечивает целостность сустава.

Аппарат связок позвоночника представлен хорошо развитыми продольными тяжами, расположенными спереди и сзади от тел позвонков. Короткие эластичные связки соединяют дуги и отростки соседних позвонков.

Изгибы позвоночного столба

Вертикальное положение позвоночника у человека совсем не означает, что ось тела будет абсолютно ровной. Такая форма характерна лишь для младенцев. Со временем, когда ребенок начинает держать голову, сидеть, стоять и ходить, образуются изгибы позвоночного столба. Лордозы имеют выпуклость, направленную вперед, а кифозы - назад. Всего их четыре:

1. Шейный лордоз - помогает удерживать голову в прямом положении.
2. Грудной кифоз - связан с возможностью сидеть и компенсирует шейный лордоз.
3. Поясничный лордоз - появляется в связи с передвижением на двух ногах в вертикальном положении.
4. Крестцово-копчиковый кифоз - восстанавливает равновесие при ходьбе.

Изгибы позвоночника в отсутствие нагрузки уменьшаются, а при интенсивном движении, поднятии тяжестей увеличиваются. Они помогают амортизировать удары от шагов, прыжков и бега, снижая механическую нагрузку на позвонки и череп, берегут мозг от постоянных мелких сотрясений.

Помимо физиологических изгибов, которые находятся в саггитальной плоскости, выделяют еще патологические (во фронтальной плоскости). Самое частое их проявление - правосторонний грудной сколиоз. Он возникает из-за большей функциональности правой руки, длительного неудобного положения во время писания или рабочих операций с искривленным в сторону позвоночником.

Патологической считается также гипертрофия кифоза грудного отдела и поясничного лордоза.

Природа изгибов

За счет чего формируется s-образная конфигурация позвоночного столба? Позвонки ведь, как любые костные структуры, прочны и ригидны.

Секрет кроется в эластичных межпозвонковых дисках, которые достаточно податливы, чтобы создать пружинящую конструкцию. При этом в передненаправленных лордозах высота дисков спереди больше, чем сзади. Студенистое ядро в них смещено немного назад. В грудном кифозе все наоборот.

В старческом возрасте, когда диски между позвонками уплощаются и теряют эластичность, изгибы почти пропадают. Позвоночный столб значительно укорачивается и наклоняется вперед, образуя старческий горб.

Подвижность позвоночника

Все движения оси тела обеспечивают мышцы позвоночного столба. За различные направления наклона или скручивания отвечают отдельные группы мускулов:

1. Сгибание позвоночного столба осуществляется благодаря мышцам передней части туловища (длинные мышцы шеи и головы, грудинно-ключично-сосцевидные, лестничные, подвздошно-поясничные, прямые и косые мышцы живота).
2. Разгибание происходит за счет мускулатуры задней поверхности туловища: мышцы, поднимающие ребра, лопатки; ременные мышцы головы и шеи, затылочно-позвоночные, верхняя и нижняя задние зубчатые, мышцы, выпрямляющие позвоночник.
3. Скручивание позвоночника происходит за счет сокращения мышц, находящихся в косом положении относительно вертикальной оси. Это косые мышцы живота (наружные и внутренние), трапециевидные, поднимающие лопатки, лестничные, грудинно-ключично-сосцевидные, подвздошно-поясничные мышцы и межпозвоночные короткие мышцы.
4. Наклоны в сторону осуществляются при одновременном сокращении сгибающих и разгибающих позвоночный столб мускулов на одной стороне тела.

Подвижность позвоночного столба различается в разных отделах. Шейный в норме показывает наибольший объем движений. Проверить подвижность и эластичность позвоночника в целом можно несложным тестом: наклоняясь вперед, достать кончиками пальцев пол (колени не сгибаются). При наклоне назад здоровый человек с легкостью достает пальцами подколенные ямки.

Как сохранить здоровье позвоночника

Беречь позвоночный столб от движений - не значит сохранить его здоровым. Для функциональной состоятельности опоры тела требуется умеренная гимнастика с разнообразными движениями, укрепление мышц спины, поддерживающих позвоночник в вертикальном положении. А вот поднятия тяжестей, длительного сидения и чрезмерных нагрузок лучше избегать.