Позвонки соединены между собой как непрерывно, посредством хрящевых и фиброзных соединений, так и с помощью суставов. Между телами позвонков располагаются межпозвоночные диски. Каждый диск состоит из фиброзного кольца, расположенного по периферии, и студенистого ядра, занимающего центральную часть диска. Внутри диска часто имеется небольшая полость. Фиброзное кольцо построено из пластинок, расположение волокон в которых сходно с ориентацией волокон в остеонах. Студенистое ядро состоит из слизистой ткани и может изменять свою форму. При нагружении позвоночного столба повышается внутреннее давление в ядре, однако оно не может сжиматься. Межпозвоночный диск в целом играет роль амортизатора при движениях, благодаря ему происходит равномерное распределение сил между позвонками. Через межпозвоночные диски передается до 80% веса вышележащих частей тела.
Наибольшая высота отдельных дисков в шейном отделе позвоночного столба 5-6 мм, в грудном - 3-4 мм, в поясничном - 10-12 мм. Толщина диска меняется в переднезаднем направлении: так между грудными позвонками диск тоньше спереди, между шейными и поясничными позвонками, наоборот, - тоньше сзади.
Предельная прочность межпозвоночных дисков при сжатии составляет в среднем возрасте 69-137 кг/см2, тогда как у тел позвонков она составляет всего 26 кг/см2. Поэтому при чрезмерных нагрузках, как, например, у летчиков при катапультировании, чаще повреждаются тела позвонков, чем соединяющие их диски.
Связочный аппарат позвоночного столба играет большую роль в его стабилизации. Выпрямленное положение тела поддерживается при небольшой активности собственных мышц спины. При максимальном сгибании туловища эти мышцы расслабляются, и вся нагрузка падает на связки. Поэтому поднятие тяжестей в таком положении опасно для связок и суставов позвоночника.
|
Движения позвоночного столба осуществляются за счет межпозвоночных дисков и дугоотростчатых суставов. Последние образованы суставными отростками соседних позвонков и относятся к плоским суставам. Форма суставных поверхностей допускает комбинированное скольжение в различных направлениях. Пара дугоотростчатых соединений вместе с межпозвоночным диском образует «сегмент движения» позвоночного столба. Движения в сегментах ограничиваются связками, суставными и остистыми отростками и другими факторами, поэтому объем движений в одном сегменте невелик. Однако в реальных движениях принимают участие многие сегменты, и суммарная их подвижность весьма значительна.
В позвоночном столбе при действии на него скелетных мышц возможны следующие движения: сгибание и разгибание, отведение и приведение (боковое сгибание), скручивание (вращение) и круговое движение.
Сгибание и разгибание происходит вокруг фронтальной оси. Амплитуда этих движений равна 170-245º. При сгибании тела позвонков наклоняются вперед, остистые отростки удаляются друг от друга. Передняя продольная связка расслабляется, а натяжение задней продольной связки, желтых связок, межостистых и надостной связок тормозят это движение. При разгибании позвоночный столб отклоняется назад, при этом расслабляются все его связки кроме передней продольной, которая при натяжении тормозит разгибание позвоночного столба.
Отведение и приведение совершаются вокруг сагиттальной оси. Общий размах движения равен 165º. При отведении позвоночного столба натяжение желтых связок, капсул дугоотростчатых суставов и межпоперечных связок, расположенных на противоположной стороне, ограничивают это движение.
Вращение позвоночного столба имеет общий объем до 120º. При вращении студенистое ядро межпозвоночных дисков играет роль суставной головки, а натяжение фиброзных колец межпозвоночных дисков и желтых связок тормозит это движение.
Направление и амплитуда движений в различных частях позвоночного столба неодинаковы. Наибольшей подвижностью обладают шейные позвонки. Особое устройство имеют здесь соединения атланта и осевого позвонка. Образуемые ими атлантозатылочный и атлантоосевой суставы составляют в совокупности сложный комбинированный многоосный сустав, в котором происходят движения головы во всех направлениях. Атлант играет роль костного мениска.
Соединения атланта и осевого позвонка дополняются высокодифференцированным связочным аппаратом. Необходимо особо выделить поперечную связку атланта, которая образует синовиальное соединение с зубом осевого позвонка и препятствует его смещению назад, в просвет позвоночного канала, где располагается спинной мозг. Разрывы связок и вывихи в атлантоосевом суставе представляют смертельную опасность ввиду возможного повреждения спинного мозга. Движения между остальными шейными позвонками происходят вокруг всех трех осей. Объем движений увеличивается благодаря относительной толщине межпозвоночных дисков. Сгибание вперед сопровождается скольжением тел позвонков, так что вышележащий позвонок может перегибаться через край нижележащего. В шейном отделе возможно сгибание на 70º, разгибание и вращение на 80º.
Подвижность грудных позвонков ограничивается тонкими межпозвоночными дисками, грудной клеткой и расположением суставных и остистых отростков. Амплитуда движения при сгибании равна 35º, при разгибании - 50º, при вращении - 20º.
В поясничной части позвоночного столба толстые межпозвоночные диски допускают сгибание, разгибание и боковое сгибание. Сгибание здесь возможно на 60º, а разгибание - на 45º. Вращение здесь почти невозможно ввиду расположения суставных отростков в сагиттальной плоскости. Наиболее свободны движения между нижними поясничными позвонками. Здесь находится центр большинства общих движений туловища.
Характерным для позвоночного столба является сочетание вращения с боковым сгибанием. Эти движения возможны в большей степени в верхних отделах позвоночника и сильно ограничены в нижних его отделах. В грудной части при боковом сгибании остистые отростки поворачиваются в сторону вогнутости позвоночника, а в поясничной части, наоборот, в сторону выпуклости. Максимум бокового сгибания приходится на поясничный отдел и его соединение с грудным отделом позвоночника. Сочетанное вращение выражается поворотом тел позвонков в сторону сгибания.
Некоторой подвижностью обладает также крестцово-копчиковое соединение у молодых людей, особенно у женщин. Это имеет существенное значение при родах, когда под давлением головки плода копчик отклоняется назад да 1-2 см и увеличивается выход из полости таза.
Объем движений позвоночного столба значительно уменьшается с возрастом. Признаки старения появляются здесь раньше и сильнее выражены, чем в других частях скелета. К ним относится дегенерация межпозвоночных дисков и суставных хрящей. Межпозвоночные диски становятся более волокнистым и, разрыхляются, утрачивают свою упругость и как бы выдавливаются за пределы позвонков. Имеет место обызвествление хрящей, а в некоторых случаях в центре дисков появляются окостенения, что приводит к срастанию соседних позвонков. Вслед за дисками изменяются позвонки. Тела позвонков становятся порозными, по их краям образуются остеофиты. Высота тел позвонков уменьшается, нередко они приобретают клиновидную форму, что приводит к уплощению поясничного лордоза. Ширина позвонков во фронтальной плоскости увеличивается по верхнему и нижнему краям; позвонки принимают вид «катушкообразных». Разрастание кости происходит по краям суставных поверхностей позвонков. Одним из наиболее частых проявлений старения позвоночного столба является окостенение передней продольной связки, которое хорошо выявляется на рентгенограммах.