Строение и функции позвоночника

Строение и функции позвоночника человека

Позвоночник человека — воистину универсальное изобретение природы, наделенное удивительной многофункциональностью. Это биологический механизм, при помощи которого мы умеем стоять и передвигаться. Кроме того, это проводник основной нервной магистрали, проходящей через него — спинного мозга, а значит ни один наш внутренний орган не смог бы работать без позвоночника. Поэтому его можно назвать и опорой, и движущей силой, и нашим главным защитником.

Основные функции позвоночника

Можно выделить четыре основные функции позвоночника:

Опорная
Двигательная
Амортизационная
Защитная

Опорная функция позвоночника

Опорная функция — это способность позвоночника выдержать суммарный вес тела с сохранением статического равновесия

У человека эта функции осложнена тем, что он — прямо ходящее млекопитающее. И это отражается в строении позвоночника человека. Подобно тому, как возрастает наш вес, если последовательно продвигаться по оси туловища от головы, подключая все органы и конечности, до самых стоп, так и возрастает размер позвонков, начиная от шейного отдела и заканчивая крестцовым.

Исключение составляют два верхних позвонка шейного отдела и позвонки крестцового (кроме первого) и копчикового отделов:

два верхних позвонка шейного отдела человека предназначены для крепления черепной коробки и обеспечения его двигательной способности, поэтому они более массивны
позвонки крестцового и копчикового отделов не несут основной опорной нагрузки, находясь ниже центра тяжести тела в самом конце позвоночного отдела

Копчик человека вообще считается рудиментом хвоста и имеет соответствующее сужающееся строение, хотя и он выполняет функцию поддержания равновесия тела в сидячем положении.

Опорная функция позвоночника выходит за пределы поддержания статического равновесия. Позвоночник выполняет функцию опоры тела человека и в движении, и при наличии нагрузок. Поэтому и опорная, и двигательная функция тесно связаны вместе.

Двигательная функция

Двигательная функция позвоночника — это возможность совершать движения в разных направлениях и плоскостях

Это осуществляется благодаря замечательному строению позвонков и межпозвоночных дисков:

четыре фасеточных сустава позвонка дают возможность движения вокруг трех осей (фронтальной, сагиттальной и вертикальной)
поперечные и остистые отростки служат для присоединения связок и мышц
межпозвоночные диски, амортизирующие нагрузки, позволяют увеличить размах движений

Подвижность суставов создается благодаря их очень гладкой хрящевой поверхности и наличии синовиальной жидкости в суставной сумке.
Всего у позвоночника человека имеется 24 двигательных сегмента с разными степенями двигательной активности:

Сегменты шейного отдела — самые подвижные
Грудного отдела — малоподвижные
Позвонки грудного отдела отягощены еще и ребрами, прикрепленными к поперечным отросткам, поэтому на грудной отдел возложено больше опорных и защитных функций, чем двигательных
Поясничного отдела — активно подвижные
Крестцового — неподвижные у взрослого человека

Сам по себе позвоночник не будет двигаться, это происходит при помощи прикрепленных к нему мышц, являющихся активной частью позвоночника.

Амортизационная функция

Амортизационная функция — это способность смягчать нагрузки при силовом давлении или резких движениях

При движениях, быстром беге, прыжках, вибрациях позвоночник подвергается опасности за счет противодействующих сил. Они могли бы вызвать смещения дисков и даже повреждения, если б позвоночник не был вооружен прекрасными природными амортизаторами:

Мышцы, присоединенные к позвоночному столбу способны уменьшать нагрузки путем сокращения и увеличения мышечного напряжения: это позволяет удерживать позвонки на определенном расстоянии и избегать травм.
Другая обратная сторона — у самой мышцы в результате длительного перенапряжения может наступить болевой спазм и воспаление (миозит), что может потом привести к ее атрофии. Поэтому длительные встряски и нагрузки в любом случае приведут к нарушению функций позвоночника
Диски между позвонками играют одну из главных амортизационных предохраняющих функций
Регуляция осуществляется при помощи способности ядра диска впитывать воду и повышать свою упругость под действием давления. С возрастом, а также под влиянием дистрофических изменений и деформаций в диске такая способность утрачивается.
Естественные боковые изгибы позвоночника придают позвоночному столбу человека свойства пружины. Позвоночник взрослого человека в профиль выглядит как латинская буква S и, в зависимости от отдела, имеет следующие изгибы:
- Изгибы шейного и поясничного отделов —лордоз (выпуклость вперед)
- Изгиб грудного отдела — кифоз (выпуклость назад)

Защитная функция

Главная защитная функция позвоночника заключается в том, что он оберегает важнейший орган человека, без которого невозможно взаимодействие всех остальных органов — спинной мозг

Мозг проходит вдоль задней части позвоночника в канале, образованном соединенными вместе позвонками, их дугами и боковыми отростками. Он защищен тремя оболочками (мягкой, паутинной и твердой) и крепится к каналу связками. От спинного мозга в фораминальные межпозвонковые отверстия отходят 31 —33 пары спинномозговых нервов (по количеству сегментов в позвоночнике и мозге).

Защита ствола мозга позвоночником достаточно надежна, но сами нервы (многие называют их корешками) достаточно уязвимы. Деформации и смещения позвонков и дисков в результате болезней или травм задевают нервные волокна, и через нервную систему начинают страдать другие отдаленные органы. Поэтому такие деформации неизбежно вызывают нарушение защитной функции позвоночника. Строение и функции позвоночника тесно связаны.

Функции разных отделов позвоночника

Рассмотрим теперь какую специфическую функцию, помимо общих, несет позвоночник в каждом своем отделе. В каждом отделе позвоночник выполняет разные функции Шейный отдел человека

Основные функции шейного отдела:

соединение головного и спинного мозга, объединение центральной и периферической нервной системы в одно целое, связь между органами (защитная и соединительная функции)
поддержание головы и ее двигательных возможностей. Как мы знаем, в шейном отделе находятся наиболее подвижные позвонки, а два верхних шейных позвонка (атлант и аксис) обеспечивают повороты головы в диапазоне 180 ‘ (опорная и двигательная функции)
кровоснабжение головного мозга: через отверстия в боковых отростках шейных позвонков в ствол мозга, заднюю часть коры и мозжечок проходят позвоночные артерия и вена, а также сонная артерия

Любая врожденная или приобретенная патология, травма или дегенеративное изменение в шейном отделе может привести к серьезным последствиям: например, к синдрому позвоночной артерии.
Этот синдром возникает при сдавливании в шейном отделе позвоночной артерии вместе с окружающим ее симпатическим нервным сплетением. Из многочисленных причин возникновения синдрома, можно выделить как связанные с позвоночником, так и нет. В первой группе находятся такие:

Артроз суставов первого и второго шейных позвонков
Травмы, сколиоз, межпозвоночная грыжа
Изменение борозды под позвоночную артерию в дужке первого шейного позвонка в результате патологических костных разрастаний (аномалия Киммерли)
Чересчур высокий зуб второго шейного позвонка

Синдром позвоночной артерии проявляется такими симптомами:

Сильная головная боль в виде прострелов
Нарушения зрения и слуха
Головокружение, нарушение координации движений
Тошнота и рвота и другие явления

Нарушения мозговой деятельности могут в итоге закончиться ишемическим инсультом.

Опасны также краниовертебральные аномалии, вызванные патологией первого и второго шейных позвонков.

Первый и второй шейные позвонки, соединенные с основанием черепа, называются краниовертебральным переходом. Встречаются как врожденные аномалии этого перехода у человека, так и приобретенные. Например:

Сращивание (ассимиляция) первого шейного позвонка с костью затылка
Неправильно расположенный зуб второго шейного позвонка или слишком большой, из-за чего происходит смещение атланта с давлением на спинной мозг или вклинивание зуба аксиса в затылочное отверстие мозга, что может вызвать самые непредвиденные последствия
Вдавливание верхних позвонков в основание черепа и сдавление отделов продолговатого и спинного мозга

Все эти аномалии могут привести к пирамидным, вестибулярным и мозжечковым симптомам.

Грудной отдел человека

Грудной отдел играет важную опорную функцию для задней стенки грудной клетки:
12 пар ребер при помощи суставов в задней части крепятся в реберных ямках поперечных отростков грудных позвонков.
Так как в грудной клетке находятся сердце и легкие, то позвоночник, получается, выполняет защитную функцию для этих органов, а также дыхательную. Движения грудной клетки при дыхании не ограничиваются из-за двигательной возможности позвоночника, несмотря на то, что в грудном отделе подвижность позвонков умеренная.

Поясничный отдел человека

Поясничный отдел выполняет основную двигательную функцию
Распределяет нагрузку по всему телу человека, амортизирует вибрацию и толчки при движении
Благодаря поперечным отросткам, защищает почки

Крестцовый отдел и копчик человека

В крестцовом отделе крепятся кости таза и находятся органы, работа которых координируется через нервы, выходящие в копчиковых отверстиях (защитная функция)
А в остальном у крестцовых и копчиковых позвонков немного функций: из-за неподвижности крестца двигательная функция в этом отделе не выполняется.
У копчика есть слабая двигательная активность:
при удерживании равновесия во время наклонов назад, сидя
он принимает участие в родах, обеспечивая более широкий проход в малом тазу для выхода плода

Нарушение функции позвоночника

В течение жизни человека, в результате развивающихся болезней, неправильного образа жизни и травм, его позвоночник, к сожалению утрачивает часть своих функций.

Для каждого отдела это происходит специфически, с учетом его анатомических особенностей.

В поясничном отделе остеохондроз и межпозвоночная грыжа могут вызвать вначале нарушение двигательной функции позвоночника, а затем и защитной, если в процесс вовлекается спинномозговой нерв.

В шейном отделе эти же болезни, кроме указанных симптомов, могут привести и к куда более серьезным последствиям:

нарушению мозгового кровообращения
ишемии головного мозга
инсульту спинного мозга

Инсульт же часто означает полную потерю двигательной функции.

Изучив патологические процессы в позвоночнике, можно и определить некую последовательность утраты позвоночником человека своих основных функций в результате болезней:

Вначале утрачивается амортизационная функция, затем — двигательная, а потом — защитная и опорная

Будьте здоровы! Сохраняйте свой позвоночник молодым и функциональным.

Позвоночник человека и его функции.

С троение позвоночника

Позвоночник человека состоит из 32-33 позвонков. При этом они составляют пять отделов:

1. Шейный отдел – 7 позвонков (C1-C7)

2. Грудной отдел – 12 позвонков (T1-T12)

3. Поясничный отдел – 5 позвонков ( L1-L5)

4. Крестцовый отдел – 5 позвонков ( S1-S5)

5. Копчиковый отдел – до 3-5 позвонков Cg

Позвонки находятся не прямо один над другим, а образуют ряд характерных изгибов. В шейном отделе позвоночник, как правило, выгибается вперед (шейный лордоз); в грудном, напротив, — изгибается назад (грудной кифоз); поясничный отдел тоже имеет изгиб вперед (поясничный лордоз). Эти изгибы составляют для позвоночника пружинящий амортизирующий аппарат, смягчающий толчки и таким образом предохраняющий головной мозг от повреждений при ходьбе, беге и прыжках.

Позвоночный столб состоит из позвонков и межпозвонковых дисков. Самыми большими по размеру являются поясничные позвонки и диски, так как на них приходиться самая большая нагрузка. Первые два шейные позвонка имеют существенное отличие от остальных позвонков. Крестцовые позвонки и копчиковые сросшиеся. Все позвонки соединены между собой связками и мышцами, которые крепятся к костным отросткам. Между телом позвонка и костными отростками находится позвоночное отверстие, в котором располагается спинной мозг. Так же между позвонками есть отверстия, через которые выходят спинномозговые нервы, каждая пара которых отвечает за отдельные органы и конечности, поэтому изменения или искривления в позвоночнике, которые затрагивают нервные отростки, чреваты проблемами внутренних органов и всего организма.

У позвоночника выделяют следующие функции.

1. Двигательная. практически нет движений в теле человека которые прямо или косвенно связанны с позвоночником.

2.Защитная. заключается в предохранении от механических повреждений спинного мозга, нервных корешков и других образований.

3.Амортизационная. заключается в сглаживании механических воздействий окружающей среды. Обеспечивается эластическими свойствами межпозвоночных дисков и физиологическими изгибами позвоночника.

4.Опорная. Позвоночник обеспечивает поддержание положения головы , конечностей и внутренних органов.

5. Энергетическая. проходят энергетические каналы (нади) сушумна , ида , пингала. задний срединный меридиан, на позвоночнике расположены энергетические центры (чакры)

Проблемы с позвоночником: остеохондроз, спондилёз, грыжи, в наше время не редкость. Многие, имея в наличии эти диагнозы, годами страдают от боли в спине и шее, онемений в руках и ногах, 40% случаев ишемической болезни сердца является результатом нарушения грудного отдела позвоночника, до 45% случаев головной боли связанно с нарушением шейного отдела позвоночника. Медицина бессильна в лечении проблем позвоночника. Она может лишь убрать симптомы. Оказать помощь в восстановлении здоровья позвоночника может традиция йоги, насчитывающая тысячелетия.

Анатомия и физиология позвоночника

Позвоночник человека — это очень непростой механизм, правильная работа которого влияет на функционирование всех остальных механизмов организма.

Позвоночник (от лат. «columna vertebralis», синоним — позвоночный столб) состоит из 32 — 33 позвонков (7 шейных, 12 грудных, 5 поясничных, 5 крестцовых, соединенных в крестец, и 3 — 4 копчиковых), между которыми расположены 23 межпозвоночных диска.

Связочно-мышечный аппарат, межпозвоночные диски, суставы соединяют позвонки между собой. Они позволяют удерживать его в вертикальном положении и обеспечивают необходимую свободу движения. При ходьбе, беге и прыжках эластичные свойства межпозвоночных дисков, значительно смягчают толчки и сотрясения, передаваемые на позвоночник, спинной и головной мозг.

Физиологические изгибы тела создают позвоночнику дополнительную упругость и помогают смягчать нагрузку на позвоночный столб.

Позвоночник является главной опорной структурой нашего тела. Без позвоночника человек не мог бы ходить и даже стоять. Другой важной функцией позвоночника является защита спинного мозга. Большая частота заболеваний позвоночника у современного человека обусловлена, главным образом, его «прямохождением», а также высоким уровнем травматизма.

Отделы позвоночника: В позвоночнике различают шейный, грудной, поясничный отделы, крестец и копчик. В процессе роста и развития позвоночника формируется шейный и поясничный лордозы, грудной и крестцово – копчиковый кифозы, превращающие позвоночник в «пружинящую систему», противостоящую вертикальным нагрузкам. В медицинской терминологии, для краткости, для обозначения шейных позвонков используется латинская буква «С» — С1 — С7, для обозначения грудных позвонков – «Th» — Th1 — Th12, поясничные позвонки обозначаются буквой «L» — L1 — L5.

Шейный отдел. Это самый верхний отдел позвоночного столба. Он отличается особой подвижностью, что обеспечивает такое разнообразие и свободу движения головы. Два верхних шейных позвонка с красивыми названиями атлант и аксис, имеют анатомическое строение, отличное от строения всех остальных позвонков. Благодаря наличию этих позвонков, человек может совершать повороты и наклоны головы.

Грудной отдел. К этому отделу прикрепляются 12 пар рёбер. Грудной отдел позвоночника участвует в формировании задней стенки грудной клетки, которая является вместилищем жизненно важных органов. В связи с этим грудной отдел позвоночника малоподвижен.

Поясничный отдел. Этот отдел состоит из самых массивных позвонков, так как на них лежит самая большая нагрузка. У некоторых людей встречается шестой поясничный позвонок. Это явление врачи называют люмбализацией. Но в большинстве случаев такая аномалия не имеет клинического значения. 8-10 позвонков срастаются, образуя крестец и копчик.

Позвонок состоит из тела, дуги, двух ножек, остистого, двух поперечных и четырёх суставных отростков. Между дугой, телом и ножками позвонков находятся позвонковые отверстия, из которых формируется позвоночный канал.

Между телами двух смежных позвонков располагается межпозвонковый диск, состоящий из фиброзного кольца и пульпозного ядра и выполняющий 3 функции: амортизация, удержание смежных позвонков, обеспечение подвижности тел позвонков. 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. Волокна рубцовой ткани не обладают такой прочностью и эластичностью как волокна фиброзного кольца. Это ведет к ослаблению межпозвоночного диска и при повышении внутридискового давления может приводить к разрыву фиброзного кольца.

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.

Связочный аппарат представлен передней и задней продольными, над – и межостистыми связками, жёлтыми, межпоперечными связками и капсулой межпозвонковых суставов. Два позвонка с межпозвоночным диском и связочным аппаратом представляют позвоночный сегмент.

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.

В позвоночном канале расположен спинной мозг и корешки «конского хвоста». 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».
Спинной мозг окружён твёрдой, паутинной и мягкой оболочками и фиксирован в позвоночном канале корешками и клетчаткой. 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).

От спинного мозга отходит 31 пара нервных корешков. Из позвоночного канала нервные корешки выходят через межпозвоночные (фораминарные) отверстия, которые образуются ножками и суставными отростками соседних позвонков.

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.