Трудно переоценить роль позвоночника в строении и функционировании всего тела. От того, насколько он здоров, зависит состояние всех остальных органов и систем, так как наш позвоночник не только позволяет нам нормально двигаться и держать осанку, но и является основным каналом сообщения всех органов тела с головным мозгом. Появление у живых существ в ходе эволюции позвоночника позволило им стать более подвижными, перемещаться на большие расстояния в поисках пищи или скрываться от хищников, у позвоночных более быстрый обмен веществ. Первыми позвоночными были рыбы, которые постепенно сменяли хрящевые кости на настоящие, в последствии эволюционировав до млекопитающих. Появление позвоночника поспособствовало дифференцировке нервной ткани, благодаря чему нервная система у позвоночных стала более развитой, как и все органы чувств. Тело человека отличается от тел большинства животных тем, что люди — прямоходящие, следовательно, и позвоночник у них устроен несколько иначе. У животных он более гибок, у человека, напротив, более жёсткий, чтобы позволить держаться прямо и нести на себе вес тела, особенно в период беременности. Также хвостовой отдел позвоночника у человека атрофирован и образует копчик. Рассмотрим анатомию позвоночника человека немного подробнее.
Во внутриутробном периоде у человека формируются 38 позвонков: 7 шейных, 13 грудных, 5 поясничных и 12 или 13 приходятся на крестец и копчик.
Когда человек рождается, его спина прямая, позвоночник не имеет изгибов. Далее, когда ребёнок начинает ползать и приподнимать голову, формируется шейный изгиб вперёд. Затем человек начинает ползать — образуются грудной и поясничные изгибы, так что к тому моменту, когда малыш встанет на ноги, его спина и позвоночник примут необходимую для этого форму. В дальнейшем прямохождение приводит к усилению поясничного прогиба. Изгибы позвоночника позволяют ему не быть таким жёстким, распределяя вертикальную нагрузку более эргономично, наподобие пружины.
Анатомия позвоночника
Копчик
Состоит из сросшихся костей, он не несёт осевой нагрузки, как верхние отделы, но служит местом крепления связок и мышц, а ещё он участвует в перераспределении веса тела в сидячем положении и разгибании в тазобедренном суставе. Небольшая подвижность в суставах копчика и вышележащего крестца возможна во время родов. У животных крестцовый отдел не сращён и переходит в хвост, у человека редко встречается рудимент в виде хвоста.
Крестец
Представляет собой конгломерат из нескольких позвонков, который в совокупности с симметричными подвздошными, седалищными и лобковыми костями образует тазовое кольцо. Срастаются позвонки крестца полностью только к 15 годам, так что у детей этот отдел сохраняет подвижность. Костяной треугольник крестца не является монолитным, а имеет отверстия, через которые проходят сосуды и нервы.
Поясничный отдел
Состоит из пяти позвонков и является самым массивным, так как именно сюда приходится наибольшая нагрузка. Поясничный позвонок, анатомия которого чуть отличается от остальных, заметно шире и короче, а связки и хрящи между ними толще и прочнее. Остистые отростки не такие длинные, как у грудных позвонков и стоят почти перпендикулярно позвоночному столбу, благодаря чему поясница довольно пластична, так как она выполняет функцию амортизатора при движении. Из-за испытываемых напряжений могут возникать и перегрузки. Как и шея, этот отдел наиболее подвержен травмам.
Грудной отдел
Насчитывает 12 позвонков, самый длинный. Грудной отдел наименее подвижен, так как остистые отростки отходят под углом, как бы налегая один на другой. К грудному отделу прикрепляются рёбра, формирующие каркас грудной клетки. Особенности строения позвонков этого отдела в основном связаны с наличием рёбер, каждый грудной позвонок имеет на боковых отростках специальные выемки для их крепления.
Шейный отдел
Самый верхний и самый подвижный, состоит из семи позвонков. Два верхних позвонка отличаются по строению от остальных, они служат соединителями позвоночника и черепа и имеют собственные имена — Атлант и Эпистрофей. Атлант не имеет тела, а состоит из двух дуг, так что похож на широкое кольцо. Сверху к нему крепится череп. Снизу находится Эпистрофей, имеющий специальный штырь, на который Атлант насаживается, как дверная петля. Благодаря этому человек может вращать головой вправо и влево. Позвонки шейного отдела невелики и немного вытянуты поперёк, так как нагрузка на них минимальная. На уровне шестого шейного позвонка в позвоночный столб входит позвоночная артерия. Выходит она на уровне второго позвонка и идёт к мозгу. Эта артерия густо оплетена волокнами симпатического нерва, отвечающего за болевые ощущения. Когда в шейном отделе есть проблемы и нерв раздражается (вследствие остеохондроза, например), то человек испытывает сильные боли в затылке, шум в ушах, головокружение, тошноту, а в глазах мелькают мушки. Шестой позвонок ещё называют сонным, так как при травмах можно прижать проходящую рядом сонную артерию к его остистому отростку.
Строение позвонка
Рассмотрим строение костей позвоночника в общих чертах. Позвонки относятся к смешанному типу костей. Тело состоит из губчатой костной ткани, отростки — из плоской. Кости позвонков содержат небольшое количество костного мозга, который является органом кроветворения. Существует несколько так называемых ростков кроветворения, дающих начало различным семьям кровеносных клеток: эритроцитарный, гранулоцитарный, лимфоцитарный, моноцитарный и мегакариоцитарный.
Внешне у человека видны только остистые отростки позвонков, выступающие бугорками вдоль спины. Весь остальной позвоночник находится под слоем мышц и сухожилий, словно под панцирем, так что защищён он хорошо. Многочисленные отростки служат местами прикрепления связок и мышц.
Межпозвоночные диски — это хрящевые прокладки между телами позвонков. Если кость сломать сложно, то травмировать диск проще, что часто и происходит. Диск состоит из ядра и фиброзного кольца, представляющего собой наслоение множества пластин, состоящих из коллагеновых волокон. Коллаген — основной строительный белок организма. Как и в случае с любой хрящевой тканью, окружающая межпозвоночное пространство капсула производит синовиальную жидкость, через которую осуществляется питание диска, а так же смазка суставных поверхностей. При усилении нагрузки на диск он сплющивается, из него уходит лишняя жидкость, снижая амортизирующие свойства. Если давление слишком сильное, фиброзное кольцо может лопнуть и менее плотное ядро сформирует грыжу, которая может сдавить нервы или сосуды.
Диски не имеют собственных магистралей кровоснабжения, а питание получают через небольшие сосуды, проходящие через близлежащие мышцы, поэтому для их поддержания в здоровом состоянии следует развивать гибкость, а также тонус мышечного корсета позвоночника в совокупности с периодами декомпрессии. Запущенный случай дистрофических изменений суставных хрящей называется остеохондроз. При этом заболевании длина позвоночника уменьшается, изгибы усиливаются, а выходящие между позвонками спинномозговые нервы могут сдавливаться, формируя нарушение функции близлежащих органов и тканей, а так же болевой синдром в области сдавления и по пути прохождения нерва.
Между отростками позвонков существуют фасеточные суставы. При деградации фасеточного сустава страдает и межпозвоночный диск, и в итоге сами позвонки.
Позвоночные связки
Чтобы позвоночный столб сохранял свою жёсткость и не гнулся, как ивовый прут, грозя переломиться, он укреплён множеством прочных связок. Связки позвоночника весьма многочисленны, но в общем они делятся на длинные, соединяющие все позвонки сверху до низу, и короткие, соединяющие отдельные фрагменты и кости. Эти связки обеспечивают сохранность структуры и жёсткость позвоночника, а также способность сохранять прямое положение тела не только за счёт мышечных усилий.
К длинным связкам относят, прежде всего, переднюю продольную. Она самая большая и прочная в теле. Эта связка проходит по передней части позвонков и фиброзных колец и работает как ограничитель при прогибе назад. Ее ширина — 2,5 см, а вес, который она может выдержать, достигает полтонны! Эта связка не рвётся поперечно, но может расслаиваться продольно при больших нагрузках. В нижней части она шире и толще.
Задняя продольная связка идёт от второго шейного позвонка и до крестца, располагаясь внутри. Вверху она шире, чем снизу. Эта связка также очень прочна и ограничивает наклон вперёд. Разорвать её можно, только если растянуть более чем в 4 раза.
Также к длинным связкам относится надостистая, пролегающая по остистым отросткам от седьмого шейного позвонка до первого крестцового, она, как и задняя, ограничивает наклон вперёд. Вверху она переходит в выйную (шейную) связку, которая очень эластична. Эта связка идёт от седьмого шейного позвонка и до черепа, основная её функция — поддерживать голову.
К коротким связкам относятся межостистые, расположенные между остистыми отростками, наиболее прочны они в области поясницы, а наименее — в области шеи.
Межпоперечные связки не дают позвоночнику переломиться при наклоне в бок, в пояснице они самые толстые, а в шее раздвоены или вовсе отсутствуют.
И последние — жёлтые связки. Среди всех они самые крепкие, упругие, эластичные и действительно жёлтые, в отличие от остальных. Они проходят позади и связывают друг с другом дуговые отростки позвонков, в которых находится спинной мозг. При укорачивании она сжимается, не образуя складок, тем самым находящийся рядом спинной мозг не травмируется.
Также некоторые связки крепят рёбра к грудным позвонкам, а крестец соединяют с тазом.
Помимо функции удержания нагрузки, позвоночник также является основой мышечной системы, входя в состав опорно-двигательного аппарата. К позвоночнику крепятся сухожилия и мышцы по всей его длине. Часть мышц держит позвоночный столб, другая — может осуществлять движения. Позвоночник также участвует в дыхании, так как диафрагма крепится к поясничным позвонкам, а межрёберные мышцы — к грудным и шейным. Сустав бедра крепится к крестцу и копчику мощными сухожилиями, неся на себе основной вес тела. Мышцы плечевых суставов и плеч крепятся к шейным, грудным и даже верхним поясничным позвонкам. Таким образом, дискомфорт в конечностях может передаваться на позвоночник, и наоборот, проблемы в позвоночнике могут быть выражены болью в конечностях.
Интересные факты:
Позвоночник взрослого здорового человека может выдержать вертикальную нагрузку в 400 кг.
Спинной мозг
Тела и отростки позвонков формируют спинномозговой канал, пронизывающий позвоночник на всём протяжении.
Спинной мозг, наряду с головным, составляет центральную нервную систему, эволюционно он возник раньше головного. Начинается на границе с продолговатым мозгом, длиной около 45 см и шириной 1 см. Формируется на 4-й неделе внутриутробного развития. Условно поделён на сегменты. Сзади и спереди нервного образования находятся две костные борозды, которые условно разделяют мозг на правую и левую половины. Состоит спинной мозг из белого и серого вещества. Серое вещество, находящееся ближе к оси, составляет около 18 % от всей массы спинного мозга — это сами нервные клетки и их отростки, в которых происходит обработка нервных импульсов. Белое вещество — это проводящие пути, восходящие и нисходящие нервные волокна.
Спинной мозг, как и головной, отделён от окружающих тканей тремя оболочками: сосудистой, паутинной и твёрдой. Пространство между сосудистой и паутинной оболочками заполнено спинномозговой жидкостью, выполняющей питательную и защитную функции.
Интересно, что у зародыша длина позвоночника и спинного мозга одинаковая, но далее, после рождения, позвоночник у человека растёт быстрее, в результате чего сам спинной мозг оказывается короче. Перестаёт он расти уже в возрасте пяти лет. У взрослого человека он оканчивается на уровне поясничных позвонков.
От спинного мозга отходят передний и задний корешки, которые, сливаясь, образуют спинномозговой нерв. Передний корешок несёт двигательные волокна, задний — чувствительные. Спинномозговые нервы парно отходят вправо и влево через отверстия, сформированные между двумя соседними позвонками, образуя 31 пару. Восемь шейных, двенадцать грудных, пять поясничных, пять крестцовых и одну копчиковую.
Часть спинного мозга, из которого выходят парные окончания, называют сегментом, но из-за разницы в длине позвоночника и спинного мозга, номера сегментов позвоночника и спинного мозга не совпадают. Так, пoяcничный мозговой ceгмeнт сам нaхoдитcя в гpyднoм oтдeлe пoзвoнoчнoгo cтoлбa, a cooтвeтcтвyющиe eмy нepвы выхoдят из oтвepcтий в позвонке пoяcничного oтдeла. Получается, что нервные корешки тянутся вдоль поясницы и крестца, образуя т. н. «конский хвост».
Спинномозговые сегменты контролируют чётко определённые части тел. Часть информации отправляется на обработку в вышестоящие отделы, а часть обрабатывается тут же. Таким образом короткие реакции, не затрагивающие вышестоящих отделов являются простыми рефлексами. Реакции, проходящие на вышестоящие отделы, более сложные.
Здоровая спина, и в частности позвоночник, — основа полноценной жизни. Известно, что возраст позвоночника определяется не годами, а его гибкостью. Однако современное человечество в силу малоподвижного образа жизни получило ряд достижений, иначе называемых болезнями. Рассмотрим их в порядке возрастания нарушения функции.
Искривление позвоночника.
Остеохондроз. Ухудшение питания суставов и смещение центра тяжести от центральной оси позвоночника приводит к дистрофическим изменениям.
Грыжа межпозвоночного диска. Как уже говорилось ранее, возникает при сидячем образе жизни, чрезмерных нагрузках или травмах.
Болезнь Бехтерева. Системное заболевание суставов с преимущественным поражением суставов позвоночника. С развитием заболевания весь позвоночник постепенно начинает покрываться кальциевыми наростами, которые со временем становятся твёрдой костной тканью. Человек теряет подвижность, оставаясь в согнутом положении. Чаще встречается у мужчин.
Остеопороз. Системное заболевание костной ткани, в том числе в позвоночнике.
Опухоли.
Помимо питания и физических нагрузок, полезным для спины будут занятия йогой, пилатесом, танцы, а также плавание. Плохо влияют на состояние спины тяжести, носимые в одной руке, длительные наклонные позы, сохраняемые во время работы, неудобные позы, связанные с продолжительной асимметрией, например, наклоны в бок, а также хождение на каблуках.
Для здоровья позвоночника соблюдайте простые правила:
Упражняйтесь как в гибкости, так и в тренировке мышц.
Избегайте сквозняков.
Следите за осанкой.
Спите на жёсткой поверхности. Слишком мягкое ложе может заставить ваше тело находиться длительное время в позе с сильно искривлённой спиной. Это не только повлияет на качество сна, но и может стать причиной усталости спинных мышц.
Носите грузы симметрично, т. е. в обеих руках или на спине, но не переусердствуйте. При поднятии груза старайтесь задействовать не спину, а ноги. Гораздо безопаснее поднять что-то с пола, присев с прямой спиной и выпрямив ноги, чем наклоняться.
Носите хорошую обувь. Проблемы со стопами и ногами сразу же отражаются на спине, так как позвоночник вынужден компенсировать все перекосы в тазовой области.
Можно проводить массаж у специалиста.
Интересные факты:
Самый крепкий позвоночник на планете имеется у грызуна — Угандской белозубки-броненоски, обитающей в Конго. Её хребет способен выдержать вес в тысячу раз больше собственного! Он более массивный, имеет целых семь поясничных позвонков и составляет 4 % от массы тела, в то время как у остальных грызунов — от 0,5 до 1,6 %.
Самый длинный позвоночник — у змей. Из-за отсутствия нижних и верхних конечностей трудно выделить какие-либо отделы, а количество позвонков в зависимости от вида может колебаться от 140 до 435 штук! Грудины у змей тоже нет, поэтому они могут проглотить крупную добычу, раздвинув ребра, или протиснуться в узкую щель, сплющив их.
У жирафа, несмотря на длинную шею, всего также семь позвонков. Но они более длинные и имеют строение по типу «паз-выемка», от чего шея животного очень гибкая.
Самая жёсткая спина — у птиц. Шейный отдел птиц имеет от 11 до 25 позвонков, так что шея у них очень гибкая, а вот тело — наоборот. Позвонки грудного и поясничного отделов срощены между собой и спаяны внизу с крестцом, образуя т. н. сложный крестец. Часть хвостовых позвонков также срощена с крестцом. Птица не может нагнуться или прогнуться в груди или пояснице, не может наклониться в сторону, зато это помогает сохранять нужное положение при полёте.
