Позвоночник

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.

Рис. 96. Позвоночный столб. А - спереди; Б - сзади; В - сбоку: 1 - шейный отдел, 2 - грудной отдел, 3 - поясничный отдел, 4 - крестцовый отдел

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".)

Рис. 98. Атлант и эпистрофей. А. Атлант: 1 - передняя дуга, 2 - задняя дуга, 3 - боковая масса, 4 - поперечный отросток, 5 - поперечное отверстие, 6 - верхняя суставная ямка, 7 - ямка зубовидного отростка эпистрофея, Б. Эпистрофей: 8 - тело эпистрофея, 9 - зубовидный отросток, 10 - верхняя суставная площадка, 11 - нижняя суставная площадка, 12 - поперечный отросток

2-й шейный позвонок значительно меньше отклоняется от основного типа позвонков. Его название эпистрофей происходит от греческого слова, обозначающего вращение. Это старое обозначение явно ошибочно, так как основано на предположении, что эпистрофей совершает вращательные движения вместе с поворотами головы. В действительности же эти движения происходят между 2-м позвонком и атлантом, составляющим в этих случаях одно целое с головой.

Рис. 99. Шейные позвонки. А - 4-й шейный позвонок, Б - 7-й шейный позвонок (выступающий): 1 - тело, 2 - дуга, 3 - остистый отросток, 4 - поперечный отросток, 5 - верхний суставной отросток, 6 - поперечное отверстие

Характерной особенностью эпистрофея является наличие направленного кверху зубовидного отростка, находящегося на верхней поверхности позвонка. Зубовидный отросток прилегает к суставной ямке передней дуги атланта, где образуется сустав, в котором происходит вращение атланта вместе с головой вокруг этого отростка. Вот почему на передней поверхности зубовидного отростка имеется также суставная площадка.

Остальные шейные позвонки еще больше, чем эпистрофей, приближаются по своему строению к основному типу. Они отличаются небольшими, относительно низкими телами эллипсоидной формы. Тела позвонков к низу позвоночного столба постепенно расширяются. Сравнительно небольшие остистые отростки шейных позвонков также постепенно увеличиваются в размерах. У 2-го, 3-го и 4-го позвонков эти отростки раздвоены и слегка наклонены вниз. Особый интерес в пластическом отношении представляет 7-й шейный позвонок, имеющий длинный не раздвоенный и сильно выступающий назад остистый отросток. Последний бывает особенно заметен на шее, когда голова наклоняется вперед.

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.

Рис. 100. Поясничный позвонок: 1 - тело, 2 - дуга, 3 - позвоночное отверстие, 4 - остистый отросток, 5 - поперечный отросток, 6 - верхний суставной отросток

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.

Рис. 101. Крестец спереди: 1 - основание, 2 - вершина. 3 - боковая масса, 4 - верхний суставной отросток, 5 - поперечные линии, 6 - передние крестцовые отверстия

Задняя поверхность крестца выпукла и неровна. На ней можно различить недоразвитые, слившиеся между собой отростки крестцовых позвонков, образующие расположенные вертикально гребни, а также позвоночные дуги, замыкающие крестцовый канал; здесь же видны четыре задних крестцовых отверстия.

Средний крестцовый гребень образовался из слияния остистых отростков, боковые - из суставных. Эта поверхность крестца имеет известное пластическое значение, так как, не будучи сильно покрыта мягкими тканями, обычно определяется на теле.

Рис. 102. Крестец сзади: 1 - средний крестцовый гребень, 2 - суставной крестцовый гребень, 3 - боковой крестцовый гребень, 4 - задние крестцовые отверстия, 5 - ушковидная суставная площадка, 6 - верхний суставной отросток, 7 - крестцовый канал, 8 - вершина крестца

Кроме обеих поверхностей в крестце выделяются боковые края, или массы, возникшие в результате сращения поперечных отростков. Они особенно толсты в верхней части крестца, где несут неровные суставные площадки, напоминающие по форме ушную раковину, - ушковидные суставные площадки. В этих местах крестец сочленяется с тазовыми костями.

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.

Рис. 103. А. Крестец с копчиком сбоку. Б. Копчик спереди. 1 - ушковидная суставная площадка, 2 - бугристость крестца, 3 - средний крестцовый гребень, 4 - копчик, 5 - 1-й копчиковый позвонок, 6 - 2-й копчиковый позвонок, 7 - 3-5-й копчиковые позвонки

Соединения позвонков. Отдельные позвонки связаны в единое целое - позвоночный столб - посредством самых разнообразных соединений; мы встречаем в позвоночном столбе наряду с настоящими суставами все виды сращений: костное, хрящевое и соединительнотканное.

Такая сложная организация связочного аппарата позвоночника зависит, очевидно, от многообразия его функций, часто взаимно противоположных. Он должен быть устойчивым и крепким, выполняя опорную и защитную роль, но одновременно должен быть эластичным и подвижным, осуществляя подвижность туловища. Среди всех сращений между позвонками особое значение имеют двадцать три межпозвоночных хряща, связывающие тела всех позвонков (за исключением первых двух шейных) в единый столб. В каждом хряще различают наружное плотное волокнистое кольцо и мякотное ядро, построенное из студенистой ткани. Если при разделении позвонков разрезать межпозвоночный хрящ, то мякотное ядро выступает из плоскости разреза. Последнее указывает на то, что эти ядра с силой сжаты между телами позвонков; они играют роль буферов, смягчающих толчки, получаемые при ходьбе, прыжках и беге. Размеры и толщина межпозвоночных хрящей в различных отделах позвоночника неодинаковы.

В шейной части толщина их составляет ¹/₄, в грудной - около ¹/₅ и в поясничной - около ¹/₃ высоты соответствующего позвонка.

Остальные элементы позвонков - дуги и отростки - соединяются между собой связками. Так, между дугами позвонков имеются междужковые эластические связки, названные желтыми по окраске, которую им придают эластические волокна. Остистые отростки связаны друг с другом межостистыми связками, а верхушки их - надостистыми связками.

Рис. 104. Соединения позвонков: 1 - надостистая связка, 2 - межпоперечная связка, 3 - передняя продольная связка позвоночника, 4 - межпозвоночный хрящ, 5 - желтая связка

В шейной области надостистая связка атланта переходит в выйную связку; выйная связка утолщается и, приобретая вид трехугольной пластинки, верхней своей частью прикрепляется к наружному затылочному гребню.

Соединительнотканные сращения позвоночника не исчерпываются вышеперечисленными связками. Имеются еще две длинные связки, соединяющие тела всех позвонков друг с другом.

Одна из них - передняя продольная связка позвоночника - в виде широкой ленты укреплена на передней поверхности позвоночного столба. С телами позвонков она соединена рыхло и очень прочно - с межпозвоночными хрящами.

Вторая - задняя продольная связка позвоночника - укреплена в виде узкой ленты на задней поверхности тел позвонков.

Кроме перечисленных сращений между позвонками имеются еще костные сращения. К таким относятся сращения крестцовых позвонков.

Помимо сращений, позвонки соединяются друг с другом посредством межпозвоночных суставов. Верхние суставные отростки каждого из свободных позвонков сочленяются с нижними суставными отростками вышележащего позвонка. Эти суставы малоподвижны, так как их суставные поверхности почти плоски.

Особым строением отличаются суставы, сочленяющие атлант с затылочной костью и атлант с эпистрофеем. Эти суставы обладают значительно большей подвижностью, чем остальные межпозвоночные суставы, так как они осуществляют разнообразные движения головы. Кроме того, они укреплены сложным связочным аппаратом, препятствующим смещению сочленяющихся костей. В атланто-затылочном суставе движения происходят между мыщелками затылочной кости и верхними суставными ямками атланта. Атланто-затылочный сустав является комбинированным суставом. Он состоит из двух анатомически обособленных двухосных эллипсоидных суставов, функционирующих всегда совместно. Вокруг фронтальной оси сустава совершается наклон головы вперед (20°) и назад (30°). Наклоняясь вперед, голова может соприкасаться подбородком с грудиной благодаря подвижности всей шейной части позвоночника. Вокруг сагиттальной оси голова наклоняется вправо и влево.

В атланто-эпистрофейном суставе, как уже отмечалось, происходит вращение вокруг зубовидного отростка эпистрофея.

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.)

Рис. 105. А. Схема изгибов позвоночника в сагиттальной плоскости. Б. Места пересечения вертикальной линии тяжести с изгибами позвоночника: а - атлант; б - 6-й шейный позвонок, в - 9-й грудной позвонок, г - крестец

Рис. 106. Образование изгибов позвоночника у ребенка: 1 - научившегося сидеть, 2 - держать голову, 3 - стоять

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.

Как мы видели выше, позвонки соединяются друг с другом настолько крепко, что, кажется, не может быть и речи о большой подвижности позвоночника в целом. Эта прочность соединений, соответствующая защитной роли позвоночника, как бы противоречит его функции как органа движения. Однако небольшие движения между отдельными позвонками, суммируясь, дают большой размах.

Подвижность отдельных позвонков и позвоночника в целом зависит главным образом от двух причин: от размеров межпозвоночных хрящей и от положения и формы позвоночных суставов. Все межпозвоночные хрящи в сумме составляют примерно ¹/₄ длины позвоночника. Подвижность позвонков прямо пропорциональна квадрату высоты хряща и обратно пропорциональна квадрату его поперечника. Отсюда ясно, что наибольшей подвижностью должен отличаться шейный отдел, где хрящи выше, а поперечник их меньше. Кроме того, шейный отдел более расчленен, чем другие отделы позвоночника. Однако было бы ошибкой считать, что подвижность позвоночника определяется только наличием межпозвоночных хрящей. Не меньшее значение имеют и межпозвоночные суставы.

Если рассмотреть направление их суставных площадок, то окажется, что оно не везде одинаково. В шейной части суставные площадки располагаются почти горизонтально, в грудной - косо, а в поясничной - почти вертикально. Поэтому движения в разных отделах позвоночника не одинаковы по своему размаху. Наибольшей подвижностью отличается шейный отдел от 5-го до 7-го позвонка включительно. Достаточно подвижен и отдел позвоночника от 9-го грудного до 3-го поясничного позвонка. Малоподвижна грудная часть позвоночника от 2-го до 9-го позвонка. Небольшой подвижностью отличается шейный отдел со 2-го по 4-й позвонок и особенно поясничный с 3-го по 5-й.

Рис. 107. Положение позвоночного столба при наиболее сильном его сгибании и разгибании

Устройство позвоночника допускает следующие движения: сгибание и разгибание, наклоны в стороны, вращение и, наконец, пружинящие движения.

Сгибание позвоночника происходит главным образом в шейной части, а также в области между 10-м грудным позвонком и крестцом. Средняя экскурсия этих движений - 115°, но может при тренировке тела дойти до 185°. Разгибание совершается в основном в шейной части, а также на границе между нижним грудным и верхним поясничным отделами; оно равно в среднем 130°, а у акробатов может достигать 260°. Таким образом, общая экскурсия сгибательно-разгибательных движений позвоночника достигает 245°. В разных отделах позвоночника одни и те же движения совершаются в различной степени активности. Так, шейный отдел сильнее сгибается назад, грудной, наоборот, - вперед, поясничный - вновь назад. Попеременное распределение активности движений свойственно и нижним конечностям. Бедро в тазобедренном суставе сгибается сильнее вперед, голень в коленном - назад, стопа в голеностопном - опять вперед. Такая система организации движений рассчитана на смягчение толчков. Более ограничены движения позвоночника, направленные в стороны; средняя экскурсия данных движений достигает 80-90е как в правую, так и в левую сторону. Движения позвоночника в стороны следует рассматривать как комбинированные, так как наличие изгибов в позвоночном столбе влечет за собой одновременные добавочные движения в виде вращения, сгибания и разгибания.

Голова и шея, осуществляя вращательные движения, поворачиваются на 65-80° в каждую сторону.

При изображении фигуры человека иногда возникает необходимость определить местоположение отдельных позвонков. Опознавательными точками являются при этом их остистые отростки. Так, остистый отросток 3-го грудного позвонка соответствует линии, соединяющей внутренние концы остей обеих лопаток. Остистый отросток 7-го грудного позвонка располагается на уровне линии, соединяющей нижние углы обеих лопаток. Остистый отросток 4-го поясничного позвонка соответствует линии, соединяющей гребни обеих подвздошных костей. И, наконец, остистый отросток 1-го и 2-го крестцовых позвонков находится на уровне горизонтальной линии, соединяющей задние верхние ости обеих подвздошных костей.