Сам позвонок – это достаточно мягкая и легкая кость, состоящая из массивного тела и более легкой дуги или арки, находящейся кзади от тела. Арка и тело позвонка соединены таким образом, что между ними формируется отверстие. При сопоставлении позвонков друг над другом позвоночные отверстия образуют канал, по которому в позвоночнике проходит спинной мозг. От тела позвонка и его дуги отходят отростки общим количеством 7 штук: по два верхних и нижних суставных, два поперечных и один остистый. Именно остистые отростки позвоночника, так сказать, выпирают сквозь кожу и образуют видимую хребтину. Остальные отростки не столь заметны, но выполняют очень важную функцию. Именно благодаря им позвонки объединяются друг с другом.
Но сами позвонки – это только кирпичики позвоночника, а для того чтобы они стали единым целым, необходимо, чтобы их что-то прочно соединило между собой. Роль связующего раствора выполняют связки и суставы. Между поперечными и остистыми отростками сверху вниз проходят прочные связки, так называемые межпоперечные и межостистые. Между дугами позвонков протянуты самые прочные связки в организме, так называемые желтые связки. Все эти связочки короткие, поскольку начинаются на одном позвонке и заканчиваются на другом. Две длинных связки, которые протянуты по всему позвоночному столбу сверху вниз, имеют название передней и задней продольных связок и располагаются с передней и задней поверхностей тел позвонков соответственно. По вершинам остистых отростков проходит надостистая связка, которая вверху расширяется веерообразно и прикрепляется к черепу под названием «выйной связки». Если желтые, межостистые и задняя продольная связки препятствуют сгибанию позвоночного столба вперед, то из связок противостоит им только передняя продольная (ей помогает огромное количество мышц, но об этом ниже). Межпоперечные связки и частично желтые препятствуют крену позвоночника в стороны и поддерживают его срединное положение (ни влево, ни вправо).
В поддержании вертикального положения туловища участвуют практически все мышцы туловища, но к мышцам как структурным компонентам позвоночника относят собственные глубокие мышцы спины и разгибатель спины. Эти мускулы начинаются и заканчиваются по большей части на позвонках, и их действие связано только с поддержанием выпрямленного положения спины. Все эти мускулы находятся сзади и протянуты между дугами и отростками соседних позвонков.
Теперь немного стоит остановиться на особенностях строения межпозвоночного диска, поскольку именно этот фрагмент мозаики под названием «позвоночник» играет основную роль в процессе развития остеохондроза. Межпозвоночный (хотя правильнее говорить «межпозвонковый») диск – это совершенно особая структура, не похожая ни на один другой элемент опорно-двигательной системы. Благодаря его уникальному строению и свойствам позвоночник приобрел свои потрясающие механические характеристики, и мы получили возможность ходить на двух ногах.
Перед природой, когда она совершенствовала позвоночник, встала проблема, как соединить позвонки так, чтобы соединение не нарушало прочностных качеств конструкции, но в то же время было упругим и обеспечивало высокую подвижность. Межпозвонковый диск является объединением двух разных по свойствам компонентов: по периферии находится прочное и эластичное фиброзное кольцо, в котором, как начинка в карамельке, располагается пульпозное ядро. Прочность фиброзного кольца обусловливают плотные соединительнотканные волокна (коллагеновые и эластиновые), которые расположены циркулярно и спирально.
Хотя фиброзное кольцо и обладает эластичными свойствами и способно противостоять сжатию, в основном упругие качества диска обусловливает пульпозное ядро. Оно состоит из студневидного, насыщенного водой вещества (оно содержит гликозаминогликаны, если вам это что-нибудь объясняет). За счет большого количества жидкости пульпозное ядро, заключенное в плотную оболочку фиброзного кольца, действует как гидравлическая распорка между позвонками. И не дает им соприкасаться. Это, пожалуй, самая важная функция межпозвонкового диска, поскольку прочные кости вместе с тем хрупки и могут раскрошиться от постоянного соприкосновения между собой, особенно если они при этом подвергаются воздействию значительных сил. А межпозвонковый диск функционирует в условиях значительного напряжения. При спокойном вертикальном положении тела давление внутри поясничного межпозвоночного диска составляет у взрослого человека около 40 кг. При отклонении от вертикальной оси всего на несколько градусов (при наклонах или при неправильной осанке) она увеличивается в несколько раз. Например, при наклоне вперед всего на 20° сила, действующая на пульпозное ядро, возрастает до 120 кг. Если же при этом что-то тяжелое имеется у человека в руках, то нагрузка на диск равна 120 кг плюс поднимаемый вес, умноженный на 10. Вы просто не в состоянии поднять такие тяжести, с которыми расправляются ваши межпозвонковые диски. Естественно, так немилосердно сжимаемое пульпозное ядро стремится вырваться наружу, и ему не дает это сделать ограничитель в виде фиброзного кольца. При нарушении структуры и качеств хотя бы одного элемента (пульпозного ядра или фиброзного кольца) нарушаются качества всего диска.
В норме у взрослого человека приблизительно четверть высоты позвоночника приходится на совокупную высоту межпозвонковых дисков. Запомните это магическое число. Именно этот вклад в высоту позвоночного столба оказывается решающим в дальнейшем при определении, будет у этого человека остеохондроз или нет.
Сейчас объясню, почему. Мы обсудили место и роль костей и связок, межпозвонковых дисков, мышц, и остался самый главный элемент – спинной мозг. Он проводит нервные импульсы от головного мозга к телу. От него берут начало практически все нервы тела (за исключением 12 пар черепно-мозговых нервов). Спинной мозг развивался параллельно позвоночному столбу, поэтому число пар спинномозговых нервов или корешков равно количеству позвонков – 32. Как и всякая высокоорганизованная субстанция, мозг очень раним и хрупок. Именно для защиты природа поместила его в костный футляр позвоночного столба. Для выхода нервных стволов из костяной трубки в ней имеются так называемые межпозвонковые отверстия, которые образуются только при сопоставлении позвонков. На каждом позвонке в месте прикрепления дуги к телу имеются полукруглые вырезки, сверху и снизу. При сопоставлении позвонков они образуют отверстия, диаметр которого зависит в большей мере от высоты межпозвонкового диска. Через данное отверстие позвоночный канал покидают корешки спинного мозга, и в него входят питающие его сосуды. При чрезмерном изменении такой крайне изменчивой величины, как высота межпозвоночного диска, может возникать ущемление сосудов и нервов в костных структурах, но это уже другая история.
Когда мы говорим, что спина должна быть прямой, мы несколько грешим против правды. Позвоночный столб на самом деле имеет изгибы в направлении спереди – назад. В шейном отделе он несколько выгнут кпереди – это шейный лордоз, в грудном отделе выгнут кзади – грудной кифоз, поясница опять-таки выгнута кпереди – поясничный лордоз. Эти небольшие кривизны заложены самой природой, поскольку они обеспечивают рессорную функцию. Их необходимо поддерживать. Увеличение и уменьшение их значений одинаково нежелательно.
Чуть-чуть физиологии и самая малость биомеханики
Позвоночный столб – это уникальное творение природы. Несмотря на все многообразие выполняемых им функций, строение его не особенно сложно. Он достался нам от далеких-далеких предков и по сути отражает примитивный сегментарный план строения тела, который нам уже несвойственен.
Позвоночник как орган состоит из очень большого количества структурных элементов, тесно объединенных между собой и имеющих определенный принцип этого объединения. Если рассматривать его последовательно сверху вниз, то мы увидим, что его составляет ритмическое повторение сочетаний костей, связок, суставов, мышц и нервов и совершенно особых структур – межпозвоночных дисков. Это сочетание носит название сегмента позвоночника. Несмотря на то, что в различных отделах позвоночника имеются особенности, связанные с выполнением особых функций, наиболее выраженные в шейном отделе позвоночника, общий план строения сегмента позвоночника сохраняется.
В его состав входят два позвонка, соединенных между собой межпозвоночным диском, который служит не только крепежным элементом, но и в большей мере амортизатором. Роль его как связующего элемента невелика. Даже напротив, он как бы расталкивает позвонки друг от друга, не позволяя костным поверхностям соприкасаться друг с другом. Наиболее крепко объединяют позвонки между собой связки и суставы. Межпозвонковые суставы относят к плоским суставам, которые имеют большое количество степеней свободы и, в принципе, относятся к высокоподвижным суставам. Многие могут заметить, что это не так. Незначительная подвижность обусловлена функционированием другого фиксирующего элемента. Связки создают пассивное натяжение и, действуя с одинаковой силой на разные стороны позвоночного столба, фиксируют его в вертикальном положении. Но вместе с тем связки ограничивают движения в сегменте. И подвижность значительно возрастает при увеличении эластичности связок (в том что позвоночник может быть практически текучим, можно убедиться, посмотрев соревнования по художественной гимнастике). У обычного человека подвижность позвоночного сегмента около 4° при сгибании-разгибании и около 3° – при вращении вокруг собственной оси. Это, конечно, не столь много, но если учесть, что позвоночник составляет более 20 сегментов, то совокупная подвижность позвоночного столба составляет более 140°. При этом позвоночник как упругий шланг может сгибаться и разгибаться вперед-назад и в стороны, а также скручиваться по оси. Нормальная подвижность необходима для нормального функционирования другого компонента стабилизирующей системы позвоночника, а именно мышц.
В поддержании нормального положения позвоночника и