Stuburas sudaro tvirtą ir kartu lankstų žmogaus kūno pagrindą, todėl kartais lyginamas su pastoliais, ant kurių viskas remiasi. Be atramos funkcijos, formuojančios figūrą ir įgalinančios vertikalią kūno laikyseną, pagrindinė stuburo funkcija yra apsaugoti nugaros smegenis. Stuburas žiūrint iš šono primena šiek tiek ištemptą S raidę, kurią formuoja natūralūs linkiai: kaklo lordozė, krūtinės kifozė, juosmens lordozė ir kryžmens kifozė. Dėl atramos funkcijos ir su tuo susijusių didelių stuburo apkrovų jis pažeidžiamas degeneracijai ir daugeliui sužalojimų.

Žmogaus stuburas susideda iš7 kaklo slankstelių(C),12 krūtinės slankstelių(Th),5 juosmens slanksteliai(L),5 kryžkaulio slanksteliai(S) (vaisiaus vystymosi metu jie susilieja į vieną kryžkaulį) ir4–5 uodegikaulis (kas). Iš visožmogus turi nuo 33 iki 34 slankstelių , įskaitant24 slanksteliusgriežtąja to žodžio prasme ( nesusiję ,mobilne ) ir du kaulai iš susiliejusių slankstelių – kryžkaulio ir uodegikaulio.

Stuburą sudaro 26 kaulai (24 slanksteliai, kryžkaulis ir uodegikaulis), sujungtitarpslanksteliniais diskais(23, nes tarp galvos ir pirmojo kaklo slankstelio taip pat tarp pirmojo ir antrojo kaklo slankstelių nėra tarpslankstelinių diskų; taip pat tarp kryžkaulio ir uodegikaulio) bei tarpprocesų sąnarių, kuriuos papildomai stabilizuoja raiščiai ir sąnarių kapsulės.

Tačiau anatominis-funkcinis kompleksas, paprastai žinomas kaip stuburas, taip pat apima nervų sistemos elementus (stuburąir nervų šaknis ), kuriems naudinga kaulinio stuburo apsauga ( stuburo kanalas yra stuburas), taip pat daug raumenų grupių, atsakingų už stuburo stabilizavimą ir judrumą.

Stuburas - struktūra ir funkcijos

Kaip rodo pavadinimas - stuburas yrastulpas, sudarytas iš apskritimų . Iš tiesų, žiūrint iš priekio, jis sudaro tiesią liniją. Tačiau sagitalinėje plokštumojeketurios kreivės :lordozy(lenkimas į priekį)gimdos kaklelioirjuosmensirkifozė(lenkimas atgal)krūtinės ląstosirkryžius . Netikslustaip pat yra antroji pavadinimo dalis, nes tarp slankstelių yratarpslanksteliniai diskai , kuriesudaro maždaug ketvirtadalį viso stuburo ilgio. Jie taip pat yra šiek tiek platesni už slankstelių kūną, todėl išsiplėtę už jų kontūro, suteikdami stuburui būdingą bambuko formą.

Apskritai stuburas atlieka keletą svarbių funkcijų visam kūnui:

  • yraatraminė ašis , kuri leidžia pasiekti vertikalų siluetą ir išlaikyti jį pusiausvyroje;
  • amortizuojavisiapkraunailgojoje kėbulo ašyje;
  • apsaugo jautrų nugaros smegenų nervinį audinį , kuris eina stuburo kanalo viduje;
  • reiškiavegetacinės nervų sistemos pastolius ;
  • reiškiavidaus organų pastoliuskrūtinę ir pilvą;
  • yra stabilus elementas judrių galūnių atžvilgiu, taip patraumenų tvirtinimo vietagalūnės;
  • įgalina kaklo ir liemens judesiusvisose trijose plokštumose;

Pirminės stuburo užduotys yraskeleto struktūros stabilizavimas, apsauga ir priežiūrair tik tada jo funkcijos susijusios su mobilumu. Jerzy Stodolny tai pagrindžia pavyzdžiais: „Iš praktikos žinoma, kad su kietu stuburu galima puikiai funkcionuoti. Pavyzdžiui, vaikai, kuriems po kai kurių skoliozės operacijų buvo implantuoti metaliniai atrakcionai, arba pacientai, sergantys ankilozuojančiu spondilitu. Kita vertus, su nestabiliu stuburu, pvz., po traumų, patempimų, lūžių, jau nekalbant apie raumenų paralyžių, deja, gyventi aktyviai neįmanoma. Taigi labai svarbi išvada: stuburo veikla yra kompromisas tarp didžiausio įmanomo stabilizavimo ir norimo mobilumo. "

Galima nustatyti daugybę mechanizmų, kurie leidžia efektyviaiapriboti ir kontroliuoti stuburo judrumą :

  • sistemaraumenyskurielaikykite vertikaliai ;
  • keturikreivės(gimdos kaklelio ir juosmens lordozė, taip pat krūtinės ir kryžmens kifozė), kurie padidinastuburoatsparumą apkrovoms nuo daugiau nei 17 kartų, palyginti su ta pačia, bet visiškai paprasta konstrukcija;
  • šonkauliai , kurieriboja judrumąkrūtinės ląstos dalisstuburo ;
  • raiščių sistemair pluoštiniai žiedaitarpslanksteliniai diskai , kurie kontroliuoja pasyvius ir aktyvius judesius tarp slankstelių;
  • tarpslankstelinių diskų branduoliai ,kurios leidžia slankstelių kūnams keisti plokštumų orientaciją įvairiomis kryptimis, tačiau ribotame kampų diapazone;
  • skiriasi priklausomai nuo stuburo lygiosąnarių procesų ir tarpslankstelinių sąnarių struktūrasu sąnariniais paviršiais, leidžiančiais judėti tik tam tikromis kryptimis ir teisingu diapazonu;
  • kryžkaulio struktūrair jos sujungimas su dubens plačiais kryžkaulio sąnariais, dėl kurių ši struktūra yra stipriausias žmogaus kūno amortizatorius, mažinantis apkrovas vertikalioje padėtyje ašis.

Atskirų stuburo dalių motorinės funkcijos skiriasi atsižvelgiant į judėjimo diapazoną ir kryptis.Didžiausias judesių diapazonas vyksta gimdos kaklelio segmente, tada juosmens srityje, o mažiausias kryžkaulio srityje . Taip vadinamaspagrindiniai stuburo taškai, t. y. tarpinės jungtys :

  • kaklo-gimdos kaklelio (Co-C1), kur yra lenkimas, tiesimas, lenkimas į šoną, sukimas ir minėtų krypčių deriniai;
  • gimdos kaklelio-krūtinės ląstos, su tais pačiais judesiais kaip ir gimdos kaklelio jungtyje, bet didesniu diapazonu;
  • krūtinės ląstos ląstos su lenkimo, tiesimo, šoninio lenkimo ir sukimosi judesiais;
  • juosmens-kryžmens su lenkimu, hiperektenzija ir šoniniais lenkimo judesiais.

Padidėjusiam minėtų vietų mobilumui ir judesių amplitudei įtakos turi tarpprocesinių sąnarių sąnarinių paviršių kampai ir tarpslankstelinių diskų aukštis atskiruose taškuose. Minėtos padidinto mobilumo vietos, esant papildomoms apkrovoms, ypačperkrovos pažeidimai(įskaitant diskopatiją)

Dėl to, kadstuburas vienu metu atlieka dvi priešingas funkcijas-stabilizavimo ir variklio- jo konstrukcijos turi būti tinkamos skiriasi morfologiniu ir funkciniu požiūriu. Norint suprasti visos sistemos biomechaniką, būtina pažinti atskirų jos dalių sandarą.

Apskritimo kūrimas

Tarp slanksteliųyra skirtingos stuburo dalysskirtumai dėl skirtingų funkcijųbūdingi skirtingoms stuburo dalims

Kiekvienas apskritimas susideda iš dviejų pagrindinių dalių: masyvaus cilindrinio korpuso ir plonesnio bei įvairesnio lanko.Kiekviename lanke yra 7 procesai : smailūs iš nugaros, skersiniai šonuose ir net viršutiniai bei apatiniai sąnarių ataugai iš viršaus ir apačios. Tarp lanko sparnų ir užpakalinės koto dalies lieka laisva trikampė erdvė – stuburo kanalas. Štai kurnugaros smegenys .

Plokštiejiritinių velenai yra skirti atlaikyti didelę apkrovų masę . Be kempinės medžiagos, jų dalis taip pat gali turėti kremzlės ribines plokšteles, kurios apsaugo ją nuo slėgio ir tarpininkauja skysčių mainams tarp velenų ir tarpslankstelinių diskų. Kita vertus,lankai yra mechaninė nugaros smegenų apsauga.irturi sąnarinius paviršius, kurie jungia atskirus slankstelius vienas su kitu ir leidžia jiems judėti vienas kito atžvilgiu . Be to, skersiniai procesai yra tarpslankstelinių raiščių ir stuburo raumenų tvirtinimo vietos.

Tarpslankstelinio disko konstrukcija

Tarpslanksteliniai diskai jungia slankstelių kūnus vienas su kitu(jie yra tarpkūnių sąnarių dalis),neša kūno svorįirnustato stuburo formą(lordotinės gimdos kaklelio ir juosmens dalyse diskai yra aukščiau priekyje) irleidžia jam judėti . Tarpslanksteliniai diskai yra aukščiausi slankstelių kūnų atžvilgiu judriausiose (apie 4 mm) ir juosmens (apie 10 mm) atkarpose. Iš viršaus ir apačios tarpslanksteliniai diskai ribojasi su ribinėmis plokštelėmis, kurios atskiria juos nuo stuburo kūnų kempinės medžiagos.

Be kremzlių plokštelių, tarpslankstelinį diską sudaro du elementai, kurie yra būdingi ir svarbūs visos sistemos funkcijoms:pluoštiniai žiedaiirbranduolys. Žiedai pagaminti iš persidengiančių plokščių. Atskirų pluoštinio žiedo sluoksnių skaidulos eina įstrižai kintamomis kryptimis, o tai suteikia vadinamąjį. virvės efektas. Tarp plokštelių yra laisvas pluoštinis audinys. Juosmens srityje pluoštinis žiedas susideda iš 10-12 plokštelių – storų šonuose ir plonesnių priekyje ir gale. Kiekvienaspluošto žiedas yra tvirtai pritvirtintas iš priekio ir šonų prie stuburo kūno . Be to,jungiasi iš priekio prie priekinio išilginio raiščio .Galinės priekabos yra šiek tiek silpnesnės . Vidinių sluoksnių skaidulos per tarpląstelinį karkasą jungiasi su pulpos branduoliu, todėlsunku apibrėžti griežtą ribą tarp žiedo ir branduolio .

Funkciniu požiūriu pluoštinis žiedas yra svarbiausias elementas, stabilizuojantis stuburą . Jis sujungia atskirus slankstelius į funkcinę visumą iratlieka saugos stabdžio vaidmenį, jei stuburą bandoma perkelti per dideliu atstumu . Tačiau tai visiškai neriboja vadinamųjų mobilumo korpuso pastoliai, nes savo (žiedo) tempimo dėka leidžia atlikti tam tikrus judesius. ĮPluoštinis žiedas supa ir taip apsaugo pulpos branduolį, mažesnį už funkcinę skalės visumą – pagrindinį stuburo amortizatorių.

Skaidulinio žiedo viduje esantis branduolysskersai užima apie 50-60 procentų tarpslankstelinio disko tūrio . Jis yra b altas, blizgus ir pusiau želatinos tekstūros. Tai nėra idealus tarpslankstelinio disko centras, nes jis yra arčiau užpakalinės slankstelio kūno dalies (taigi ir polinkis į užpakalinę disko kryptį). Naujagimiui jį daugiausia sudaro gleivės, susimaišiusios su kremzliniais-pluoštiniais siūlais. Bėgant metams, sėklidės komponentų santykis keičiasi, nes gleives pakeičia kremzlinis-pluoštinis audinys. Šis procesas trunka visą gyvenimą. Bėgant metams, skirtumai tarp branduolio ir pluoštinio žiedo tampa vis labiau neryškūs.

Pagrindinės plaučių branduolio funkcijosyra šios:

  • tarpininkaujant skysčių mainamstarp disko ir stuburo kūnų;
  • palaiko slankstelįesantį virš tarpslankstelinio disko;
  • amortizuoja įtampą ir spaudimą , tolygiai perkeliant juos į visas puses: į pluoštinį žiedą ir stuburo kūnų kremzles;

Branduolio amortizavimo efektyvumas priklauso nuo jame esančiogelio savybių, o konkrečiau nuo galimo vandens absorbcijos stiprumo. Slėgio metu iš pulpos branduolio išspaudžiamas vanduo, o sumažinus slėgį vėl susigeria.Kūnui senstant sėklidžių absorbcijos ir reabsorbcijos gebėjimai mažėja, todėl senesnis stuburas gali atlaikyti mažesnį spaudimą. Smūgį sugeriančią funkciją taip pat labai pablogina pluoštinio žiedo pažeidimas , kuris gali trukdyti tolygiam pulpos branduolio apkrovai perduoti.

Stuburo biomechanika juosmeninės stuburo dalies pavyzdžiu

Juosmeninę stuburo dalį sudaro 5 slanksteliai su didžiuliais kūnais. Paskutinis iš jų, prijungtas prie priešingo kryžkaulio ir pleišto formos (aiškiai aukštesnis už priekinį). Šiame segmente stipriausi yra slankstelių lankai, o slankstelių angos – didžiausios išilgai viso stuburo. Sąnariniai procesai yra beveik vertikalūs (45 laipsnių kampu priekinės plokštumos atžvilgiu), todėl juose esantys sąnariniai paviršiai eina sagitalinėje plokštumoje. Dėl to jie riboja sukimąsi ir išplečia lenkimo ir tiesimo diapazoną (jauname amžiuje jis yra apie 80 laipsnių, senatvėje paprastai yra apie 25 laipsnių).

Yra du funkciniai stuburo vienetaislanksteliai, sujungti tarpslanksteliniu disku . Priekinė dalis (su velenais ir disku) neša kūno svorį, užpakalinė dalis (su priedais ir sąnariniais paviršiais) atsakinga už judesius. Stipri raiščių sistema taip pat vaidina svarbų vaidmenį, nes ji neutralizuoja besiplečiančią diskų jėgą. Šių priešingų jėgų poveikį geriausiai įrodo faktas, kaddienos stuburo ilgio skirtumai siekia 12 mm moterims ir 18 mm vyrams(tai daugiausia susiję su stuburo pokyčiais nucleus pulposus gelio hidratacija). Šių jėgų poveikis yra stuburo stabilizavimas (papildomai palaikomas stuburo ir liemens raumenų).

Horizontaliame skerspjūvyje stuburas primena raidę T, taigi sistema, žinoma dėl savo didelio stiprumo. Jis papildomai padidintas (17 kartų lyginant su ta pačia, bet be išlinkimo struktūros) natūralus stuburo išlinkimas, kurį veikia daugybė skirtingose ​​plokštumose veikiančių spaudimų ir apkrovų. Jie daugiausia susiję su juosmens dalimi, kuri taip pat turi didžiausią ištvermę. Jo keliamoji jėga vidutiniškai yra apie 400 kg (palyginimui: vidutinė gimdos kaklelio kėlimo jėga – 113 kg; krūtinės ląstos – 210 kg). Žinoma, standartinės apkrovos stuburui vertikalioje padėtyje yra daug mažesnės ir siekia apie 125 kg juosmens, 75 kg krūtinės ir 50 kg gimdos kaklelio.

Stuburo stiprumas yra atvirkščiai proporcingas apkrovos trukmei . Esant ilgalaikiam spaudimui, padidėja audinių standumas, sumažėja atsparumas pažeidimams. Vibracija, dėl kurios stuburo struktūroms sunku prisitaikyti prie padidėjusio slėgio, panašiai neigiamai veikia atsparumą traumoms.

Atskirų stuburo judesių ašis yra pulpos branduolio centre ir juda kartu su branduoliu – hiperekstencijos metu į priekį ir lenkimo metu atgal. Todėl sėklidės palaikomosios funkcijos sutrikimas visada yra stuburo patologijos pradžia. Be pernelyg didelių apkrovų, jas lemia ir bėgant metams mažėjanti sėklidės hidratacija (po gimimo joje yra apie 88 proc. vandens, sulaukus 18 metų – 80 proc., senatvėje – mažiau nei 70%). Branduolio perduodamas slėgis tarpslankstelinio disko skaiduloms dažnai pasiskirsto asimetriškai, o tai susiję su disko forma. Užpakalinės šoninės dalies (čia sėklidė dažniausiai stumiama atgal) įtampa gali viršyti esamą spaudimą net 5 kartus.

Mechanizmas, apsaugantis branduolį nuo pažeidimų, yra tas, kad jis gali sugerti vandenį, nepaisant jo daromo slėgio. Tačiau tai atsitinka tik esant periodiniam slėgiui. Esant nuolatiniam per dideliam spaudimui, sėklidė prarandašis turtas ir yra sunaikintas.Padėtis, kurioje tarpslankstelinis diskas patiria didžiausią spaudimą (dažnai pastovų), yra sėdėjimas su vadinamuoju. sulenktas(suapvalinta nugara, pilvo tiesiamoji dalis sutrumpinta, stuburo tiesiklis pailgėjęs, jo įtempimas sumažintas). Juosmeninės stuburo dalies lenkimas stovint ant tiesių kojų keliuosetaip pat yra žalinga disko padėtis. Kaip rašo Artur Dziak: „Manoma, kad žmogui, sveriančiam 70 kg – 3 juosmens slankstelį veikia 142 kg jėga sėdimoje padėtyje, 99 kg – stovimoje, o 20 kg – gulimoje padėtyje (kai miega). Vidinio juosmens tarpslankstelinio disko slėgis sėdimoje padėtyje yra 1-1,5 MPa (145-210 psi). Stovint slėgis nukrenta apie 30 procentų, gulint ant šono – 50 procentų. Gulint ant nugaros, spaudimas tarpslankstelinio disko viduje tesiekia 10-20 proc. ką sėdint ir 25 proc. ką stovint. Taigi akivaizdu, kad pacientai, sergantys diskopatija, visų pirma turėtų apriboti savo sėdėjimo padėtį. "

Tačiau stuburo įtempimų ir apkrovų mastai priklauso ne tik nuo padėties, bet ir didele dalimi nuo visų raumenų darbą skatinančių veiklų. Kiekvieną judesį lydi raumenų įtampos pasikeitimas ir jėgų, krentančių ant juosmeninės dalies, svirties pailgėjimas. Labai ilga juosmeninei stuburo svirties svirtis sudaro liemenį ir viršutines galūnes. Pusiausvyrą užtikrina trumpa svirties svirtis nuo nucleus pulposus iki nugaros tiesiklių. Šių svirčių santykis yra 15:1, o tai reiškia, kad 40 kg kėlimą turi atsverti maždaug 600 kg nugaros raumenų susitraukimas.

Vieta, kur paskutinis juosmens slankstelis prisijungia prie kryžkaulioyra labai svarbi stuburo apkrovai perkelti. Jis yra į priekį išlenkto pleišto formos, sudarytas iš 5 kartu sujungtų slankstelių (galutinis susiliejimas paprastai įvyksta sulaukus 20–25 metų). Kartu su dviem klubiniais kaulais kryžkaulis sudaro dubenį – stuburo pagrindą ir pastolius – į kurį perkeliami visi krūviai (eina per juosmeninę stuburo dalį, o po to kryžkaulį).Optimalus kampas tarp stuburo juosmeninės dalies ir kryžmens yra 30 laipsnių . Krovinių perkėlimas vyksta konkrečioje vietoje, nes juosmens lordozė transformuojasi į kryžkaulio kifozę. Stuburo padėties keitimas ir pleišto formos, labai aukštas priekinis tarpslankstelinis diskas suteikia šiai vietai didelį judesių diapazoną. Tuo pačiu čia kaupiasi per visą stuburą perduodamos apkrovos. Įtodėl šioje srityje ryškiausiai jaučiami padėties, veiklos pokyčiai ir svirties peties ištiesimas. Pavyzdys – Artur Dziak: „stovinčioje vertikalioje padėtyje varžovui, sveriančiam 105 kg, ūgio 195 cm, ant krūtinės laikant 150 kg štangą, L5-S1 ruožo apkrova yra 220 kg. Liemens pasvirimo į priekį 30 laipsnių kampu atveju šie spaudimai dėl svorio centro poslinkio ir jėgos rankos ištiesimo siekia net 990 kg. Reikia pridurti, kad ši jėga yra padalinta į du komponentus, kurių vienas veikia lygiagrečiai kryžkaulio sąnariniam paviršiui, o kitas statmenai; pavyzdžiui, esant 52 laipsnių kryžkaulio pagrindo pasvirimui, šie komponentai yra 348 ir 509 kg. Iš to išplaukia, kad juosmens-kryžmens jungtis patiria labai didelį spaudimą, viena jėga linkusi nustumti 5-ąjį juosmens slankstelį į priekį nuo kryžkaulio. "

Norint išvystyti raumenų ir kaulų sistemos perkrovos pokyčius, mums nereikia krūvių, viršijančių audinių stiprumą. Pakanka dažnų perkrovų. Jei jie yra pakankamai stiprūs ir dažni, neviršijantys audinių stiprumo slenksčio, gali net sulaužyti pluoštinį žiedą – tai patologija, kurios negalima sustabdyti ar panaikinti.

Tai kaip gali būti, kad kai kuriuos darbus ar sportuojant, kai keliant didelius krovinius ar pailginant svirties ranką, stuburas nepažeidžiamas (ar bent jau ne iš karto)? Pasirodo,apsaugo, atpalaiduoja ir stabilizuoja raumenis (ypač laikysenos raumenis) ir kūno ertmėse (pilve, krūtinėje) susidarantį spaudimą . Negana to, kaip rašo Artur Dziak: „Raumenų aktyvumas ir spaudimas kūno ertmėse didėja didėjant pakeliamo krovinio svoriui. Perėmus tam tikrą spaudimą stuburui, krūtinės ląstos dalis gali būti sumažinta net 50 procentų, o juosmeninė stuburo dalis – 30 procentų (matuojant L5-S2 tarpslankstelinio disko lygyje)“. Šis pavyzdys aiškiai parodo, kokį svarbų kompensacinį vaidmenį atliekalaikysenos raumenys , kurie - pakankamai stiprūs ir tinkami -ne tik apsaugo stuburą nuo pažeidimų, bet ir iš dalies perima jo funkcijos .

Bibliografija :

  • Bochenek A., Reicher M., Human Anatomy, I tomas, Państwowy Zakład Wydawnictw Lekarskich, Varšuva, 1997 ir Sobotta J., Žmogaus anatomijos atlasas, 1 tomas: Bendrosios anatominės koncepcijos. Judėjimo organai. Red. „Urban & Partner“, Poznanė, 2012 m.
  • Dziak A., Stuburo skausmai ir disfunkcijos, Medicina Sportiva,Krokuva, 2007.
  • Sobotta J., Žmogaus anatomijos atlasas, 1 tomas: Bendrosios anatominės sąvokos. Judėjimo organai. Red. „Urban & Partner“, Poznanė, 2012 m.
  • Stodolny J., Stuburo perkrovos liga, ZL-Natura, Kielce, 2000 ir Dziak A., Skausmai ir stuburo disfunkcijos, Medicina Sportiva, Krokuva 2007.

Kategorija:

Anatomija