Анатомо-физиологические аспекты опорно-двигательного аппарата

Позвоночный столб

Позвоночный столб – основная часть осевого скелета человека. Состоит из 32–34 позвонков, соединённых между собой хрящами, суставами и связками или сросшихся (прил. 1).

Различают 5 отделов позвоночника:

– шейная часть (7 позвонков, C1–C7);

– грудная часть (12 позвонков, Th1–Th12);

– поясничная часть (5 позвонков, L1–L5);

– крестцовая часть (5 позвонков, S1–S5);

– копчиковая часть (3–5 позвонков, Co1–Co5).

Функция: позвоночный столб выполняет роль осевого скелета, который является опорой тела, защитой находящегося в его канале спинного мозга и участвует в движениях туловища и черепа. Положение и форма позвоночного столба определяются прямохождением человека [1].

Физиологические изгибы позвоночника

Есть 2 вида изгиба позвоночника: лордоз и кифоз.

Лордоз – это те части позвоночника, которые выгнуты вентрально (вперед) – шейный и поясничный.

Кифоз – это те части позвоночника, которые выгнуты дорсально (назад) – грудной и крестцовый. Изгибы позвоночника способствуют сохранению человеком равновесия. Во время быстрых, резких движений изгибы пружинят и смягчают толчки, испытываемые телом.

Строение позвонков, их соединения

Всего в позвоночном столбе 32–34 позвонка, разделенных межпозвоночными дисками и несколько различающихся своим устройством.

В строении отдельного позвонка выделяют тело позвонка и дугу позвонка, которая замыкает позвоночное отверстие. На дуге позвонка расположены отростки различной формы и назначения: парные верхние и нижние суставные отростки, парные поперечные и один остистый отросток, выступающий от дуги позвонка назад. Основание дуги имеет так называемые позвоночные вырезки – верхнюю и нижнюю. Межпозвонковые отверстия, образованные вырезками двух соседних позвонков, открывают доступ к позвоночному каналу слева и справа

В соответствии с расположением и особенностями строения в позвоночном столбе различают пять видов позвонков: 7 шейных, 12 грудных, 5 поясничных, 5 крестцовых и 3-5 копчиковых.

Шейный позвонок отличается от других тем, что имеет отверстия в поперечных отростках. Позвоночное отверстие, образованное дугой шейного позвонка, большое, почти треугольной формы. Тело шейного позвонка (за исключением I шейного позвонка, который тела не имеет) сравнительно небольшое, овальной формы и вытянуто в поперечном направлении [16].

У I шейного позвонка, или атланта, тело отсутствует; его латеральные массы соединены двумя дугами - передней и задней. Верхняя и нижняя плоскости латеральных масс имеют суставные поверхности (верхнюю и нижнюю), посредством которых I шейный позвонок соединяется соответственно с черепом и II шейным позвонком.

В свою очередь, II шейный позвонок отличается наличием на теле массивного отростка, так называемого зуба, который по происхождению является частью тела I шейного позвонка. Зуб II шейного позвонка – ось, вокруг которой вращается голова вместе с атлантом, поэтому II шейный позвонок называется осевым.

На поперечных отростках шейных позвонков можно обнаружить рудиментарные реберные отростки, которые особенно развиты в VI шейном позвонке. VI шейный позвонок называется также выступающим, поскольку его остистый отросток заметно длиннее, чем у соседних позвонков.

Грудной позвонок отличается большим, по сравнению с шейными, телом и почти круглым позвоночным отверстием. Грудные позвонки имеют на своем поперечном отростке реберную ямку, служащую для соединения с бугорком ребра. На боковых поверхностях тела грудного позвонка есть также верхняя и нижняя реберные ямки, в которые входит головка ребра.

Поясничные позвонки отличаются строго горизонтально направленными остистыми отростками с небольшими промежутками между ними, а также очень массивным телом бобовидной формы. По сравнению с позвонками шейного и грудного отделов поясничный позвонок имеет относительно небольшое позвоночное отверстие овальной формы.

Крестцовые позвонки существуют раздельно до возраста 18–25 лет, после чего они срастаются друг с другом, образуя единую кость – крестец. Крестец имеет форму треугольника, обращенного вершиной вниз; в нем выделяют основание, вершину и латеральные части, а также переднюю тазовую и заднюю поверхности. Внутри крестца проходит крестцовый канал. Основанием крестец сочленяется с V поясничным позвонком, а вершиной с копчиком [17].

Латеральные части крестца образованы сросшимися поперечными отростками и рудиментами ребер крестцовых позвонков. Верхние отделы боковой поверхности латеральных частей имеют суставные ушковидные поверхности, посредством которых крестец сочленяется с тазовыми костями.

Передняя тазовая поверхность крестца вогнутая, с заметными следами сращения позвонков (имеют вид поперечных линий), образует заднюю стенку полости малого таза. Четыре линии, отмечающие места сращения крестцовых позвонков, заканчиваются с обеих сторон передними крестцовыми отверстиями.

Задняя (дорсальная) поверхность крестца, также имеющая 4 пары задних крестцовых отверстий, неровная и выпуклая, с проходящим по центру вертикальным гребнем. Этот срединный крестцовый гребень является следом сращения остистых отростков крестцовых позвонков. Слева и справа от него находятся промежуточные крестцовые гребни, образованные срастанием суставных отростков крестцовых позвонков. Сросшиеся поперечные отростки крестцовых позвонков формируют парный латеральный крестцовый гребень.

Парный промежуточный крестцовый гребень заканчивается вверху обычными верхними суставными отростками I крестцового позвонка, а внизу – видоизмененными нижними суставными отростками V крестцового позвонка. Эти отростки, так называемые крестцовые рога, служат для сочленения крестца с копчиком. Крестцовые рога ограничивают крестцовую щель – выход крестцового канала [24].

Копчик состоит из 3-5 недоразвитых позвонков, имеющих (за исключением I) форму овальных костных тел, окончательно окостеневающих в сравнительно позднем возрасте. Тело I копчикового позвонка имеет направленные в стороны выросты, которые являются рудиментами поперечных отростков; вверху у этого позвонка расположены видоизмененные верхние суставные отростки – копчиковые рога, которые соединяются с крестцовыми рогами. По происхождению копчик является рудиментом хвостового скелета.

Соединения позвонков

Позвонки соединяются между собой при помощи хрящей, связок и суставов. Тела позвонков, кроме атланта и осевого позвонка, соединяются с помощью межпозвонковых дисков, за счет которых амортизируются сотрясения во время различных движений.

Диск – сложное образование, состоящее из разных тканей. Периферия диска – фиброзное кольцо – состоит из плотной волокнистой ткани, в которой наружный слой более плотный, а внутренний – более рыхлый, а ближе к ядру располагается волокнистый хрящ. В центре диска находится пульпозное ядро, состоящее из аморфного вещества и коллагеновых волокон.

Сверху и снизу диска на границе с телами позвонков располагаются две гиалиновые пластинки, которые представляют собой остатки хрящевой ткани тел позвонков.

В разных отделах позвоночного столба высота дисков различна. Она равномерно возрастает в краниально-каудальном направлении. В связи с физиологическими искривлениями позвоночного столба диски имеют неодинаковую высоту в передних частях. В грудном отделе, где выражен кифоз, межпозвонковые диски ниже спереди, а в шейном и поясничном, где выражен лордоз, меньшую высоту имеют задние части дисков. Максимум нагрузки приходится на более тонкие части межпозвонковых дисков.

Студенистое ядро в шейных и поясничных дисках расположено ближе кзади, а в грудном – ближе кпереди. Генетически студенистое ядро связано с хордой. Оно представляет собой разбухшую массу, в центре которой находится полость, содержащая немного синовиальной жидкости. С точки зрения сравнительной анатомии и особенностей строения диска некоторые авторы рассматривают межпозвонковый диск как полусустав, в котором пульпозное ядро сравнивают с полостью сустава, гиалиновые пластинки тел позвонков – с суставными поверхностями, а фиброзное кольцо считают капсулой сустава [1].

На третьем десятилетии пульпозное ядро полностью становится волокнистым и с большим количеством хрящевых клеток. Фиброзное кольцо в этот период уплотняется и гиалинизируется. В глубоких зонах (в тонковолокнистом хряще) и в пульпозном ядре определяются незрелые клеточные формы и волокна.

Мышцы, участвующие в движениях позвоночника

Мышца, выпрямляющая позвоночник, располагается наиболее поверхностно и является самой мощной и длинной мышцей спины; она заполняет на всем протяжении спины углубление по бокам от остистых отростков до углов ребер. Начинается мышца от заднего отдела подвздошного гребня, дорсальной поверхности крестцовой кости, остистых отростков нижних поясничных позвонков и отчасти от поверхностного листка пояснично-грудной фасции. Направляясь кверху, мышца делится в поясничной области на три части: латерально располагается подвздошно-реберная мышца, медиально-остистая мышца, а между ними находится длиннейшая мышца.

Подвздошно-реберная мышца, многочисленными мышечными и сухожильными зубцами прикрепляется к углам всех ребер и поперечным отросткам нижних шейных позвонков. Топографически выделяют следующие мышцы:

– подвздошно-реберная мышца поясницы, берет начало от заднего отдела латерального крестцового гребня и пояснично-грудной фасции и, направляясь в сторону и вверх, образует 8–9 зубцов, которые тонкими узкими сухожилиями прикрепляются к углам восьми-девяти нижних ребер;

– подвздошно-реберная мышца груди, начинаясь вблизи углов нижних пяти-шести ребер, следует несколько косо кверху и кнаружи и прикрепляется тонкими узкими сухожилиями к углам верхних пяти-семи ребер;

– подвздошно-реберная мышца шеи, начинается от углов пяти-семи верхних ребер, направляется также косо вверх и латерально и тремя зубцами прикрепляется к задним бугоркам поперечных отростков IV, V и VI шейных позвонков [16].

Длиннейшая мышца, располагается медиально от подвздошно-реберной мышцы, простираясь от крестца до основания черепа. Топографически в ней различаются:

- длиннейшая мышца груди, которая начинается от задней поверхности крестца, поперечных отростков поясничных и нижних шести-семи грудных позвонков и, следуя вверх, прикрепляется к углам десяти нижних ребер и к задним отделам поперечных отростков всех грудных позвонков;

- длиннейшая мышца шеи, берет начало от поперечных отростков четырех-пяти верхних грудных и нижних шейных позвонков и, направляясь вверх, прикрепляется к поперечным отросткам позвонков от осевого до V шейного;

- длиннейшая мышца головы, начинается от поперечных отростков трех верхних грудных и трех-четырех нижних шейных позвонков, направляется вверх и прикрепляется к заднему краю сосцевидного отростка.

Остистая мышца, располагается вдоль остистых отростков и топографически делится на ряд мышц:

- остистая мышца груди, начинается от остистых отростков двух-трех верхних поясничных и двух-трех нижних грудных позвонков и, направляясь кверху, прикрепляется на остистых отроcтках VIII–II грудных позвонков;

- остистая мышца шеи, берет начало от остистых отростков двух верхних грудных и двух нижних шейных позвонков и, следуя кверху, заканчивается на остистых отростках верхних шейных позвонков – от IV до II;

- остистая мышца головы – слабо развитый отдел остистой мышцы. Начинается от остистых отростков верхних грудных и нижних шейных позвонков, направляется кверху и прикрепляется вблизи наружного затылочного выступа [24].

Функция: вся мышца, выпрямляющая позвоночник, при двустороннем сокращении является мощным разгибателем позвоночного столба, удерживает туловище в вертикальном положении. При одностороннем сокращении наклоняет позвоночный столб в соответствующую сторону. Верхние пучки мышцы тянут голову в свою сторону. Частью своих пучков она опускает ребра.

Поперечно-остистая мышца, заполняет вдоль всего позвоночного столба углубление между остистыми и поперечными отростками. Сравнительно короткие мышечные пучки имеют косое направление, перебрасываются от поперечных отростков нижележащих позвонков к остистым отросткам вышележащих:

Полуостистая мышца, топографически делится на следующие части:

- полуостистая мышца груди, располагается между поперечными отростками шести нижних и остистыми отростками семи верхних грудных позвонков; при этом каждый пучок перебрасывается через пять-семь позвонков;

- полуостистая мышца шеи, лежит между поперечными отростками верхних грудных и остистыми отростками шести нижних шейных позвонков. Ее пучки перебрасываются через два-пять позвонков;

- полуостистая мышца головы, залегает между поперечными отростками пяти верхних грудных позвонков и 3-4 нижних шейных с одной стороны и выйной площадкой затылочной кости – с другой. В этой мышце различают латеральную и медиальную части. Медиальная часть в мышечном брюшке прерывается сухожильной перемычкой.

Функция: при сокращении всех пучков мышца разгибает верхние отделы позвоночного столба и тянет голову кзади или удерживает ее в запрокинутом положении; при одностороннем сокращении происходит незначительное вращение.

Мышцы-вращатели, являются самой глубокой частью поперечно-остистых мышц и топографически делятся на вращатели шеи, вращатели груди и вращатели поясницы [17].

Они начинаются от поперечных отростков всех позвонков, кроме атланта, и от сосцевидных отростков поясничных позвонков. Перебрасываясь через один позвонок, прикрепляются к остистым отросткам вышележащих позвонков, к прилегающим отрезкам их дуг и к основанию дуг соседних позвонков.

Функция: поперечно-остистая мышца при двустороннем сокращении разгибает позвоночный столб, а при одностороннем – вращает его в сторону, противоположную сокращающейся мышце.

Межостистые мышцы – короткие парные мышечные пучки, натягивающиеся между остистыми отростками двух соседних позвонков.

Межостистые мышцы располагаются вдоль всего позвоночного столба, за исключением крестца. Различают межостистые мышцы шеи, межостистые мышцы груди, (часто отсутствуют), межостистые мышцы поясницы.

Функция: разгибают позвоночный столб и удерживают его в вертикальном положении.

Межпоперечные мышцы – короткие мышцы, натягиваются между поперечными отростками двух соседних позвонков. Различают задние и передние межпоперечные мышцы шеи; межпоперечные мышцы груди, латеральные и медиальные межпоперечные мышцы поясницы.

Функция: удерживают позвоночный столб, а при одностороннем сокращении наклоняют его в сторону [1].