Позвоночник человека состоит из 33 или 34 позвонков, в зависимости от индивидуальных анатомических особенностей. Он делится на пять основных отделов: шейный, грудной, поясничный, крестцовый и копчиковый, каждый из которых выполняет свои функции в поддержании осанки и защите спинного мозга.
Количество позвонков может варьироваться из-за наличия дополнительных или слияния некоторых позвонков в крестце и копчике. Этот нюанс является нормой и не всегда указывает на отклонения в развитии или здоровье позвоночника.
Осевой скелет
Скелет человеческого тела, относящийся к осевому скелету, состоит из позвоночного столба, или позвоночника, который образован 33–34 позвонками, грудной клетки с 12 парами ребер, соединенными с грудными позвонками, и грудиной.
Позвоночный столб. Присутствие позвоночного столба является одним из основных отличий всех позвоночных животных. Он соединяет различные части тела и выполняет защитные и опорные функции для спинного мозга и корешков спинномозговых нервов, которые выходят из позвоночного канала. Верхняя часть позвоночника поддерживает голову.
Скелет верхних и нижних конечностей присоединен к позвоночному скелету через пояса. Позвоночник несет нагрузку тела человека на пояс нижних конечностей. Форма и положение позвоночника у человека способствуют возможному прямохождению. Структура позвоночника сохраняет сегментарность, и он способен выдерживать значительную массу тела.
Строение позвонков демонстрирует одну из важных закономерностей морфофизиологии системы костей: там, где необходимо обеспечить прочность конструкции при малом объеме, присутствует губчатое вещество с четко заданным расположением перекладин, что способствует прочности позвонка. В дополнение, надежность всего позвоночного столба зависит от мощной связочной системы, что делает его как прочным, так и подвижным.
Позвоночный столб представляет собой длинный изогнутый столб, состоящий из последовательно расположенных позвонков. В типичном случае количество позвонков таково: 7 шейных (C), 12 грудных (T), 5 поясничных (L), 5 крестцовых (S) и 4 копчиковых (Co). У новорожденных насчитывается 33 или 34 отдельных позвонка, а у взрослого человека позвонки нижней части срастаются, образуя крестец и копчик.
Разные отделы позвонков различаются по форме и размеру, однако у них есть много общих признаков, что делает их гомологичными. Каждый позвонок состоит из тела, расположенного спереди, и дуги — сзади. Дуга и тело позвонка образуют широкое позвоночное отверстие.
Вертикальные отверстия всех позвонков формируют длинный позвоночный канал, в котором располагается спинной мозг, надежно защищенный стенками канала.
Между телами позвонков размещены межпозвоночные диски, сделанные из волокнистого хряща. Каждый позвонок имеет восемь отростков, семь из которых отходят от дуги позвонка. Остистый отросток направлен назад и является непарным. Вершины многих остистых отростков можно легко прощупать по средней линии спины.
По бокам от него находятся парные поперечные отростки, а также парные верхние и нижние суставные отростки направлены вверх и вниз. Суставные отростки ограничивают верхние и нижние позвоночные вырезки. При соединении позвонков нижняя вырезка верхнего и верхняя вырезка нижнего позвонка образуют слева и справа межпозвоночные отверстия, через которые проходят спинномозговые нервы и сосуды.
У человека, как и почти у всех млекопитающих, семи шейных позвонков: так же как у жирафа с его длинной шеей, так и у крысы с короткой шеей их число остается равным семи. Шейные позвонки у человека меньше других и имеют небольшое округлое поперечное отверстие в каждом из поперечных отростков.
Первый шейный позвонок, названный атлантом, не имеет остистого отростка. Средняя часть тела отходит от атланта и срастается с телом второго позвонка, образуя его зуб. Остатки тела представлены латеральными массами, от которых отходят задняя и передняя дуги позвонка. Атлант также не имеет суставных отростков.
Зато поверхность верхней и нижней частей латеральных масс является суставной. Верхняя предназначена для соединения с черепом, а нижняя — с осевым (вторым шейным) позвонком.
Вторым шейным позвонком является осевой. Андрей Везалий называет его эпистрофеем, поскольку при поворотах головы атлант вместе с черепом вращается вокруг цилиндрического зуба, что дает этому позвонку уникальность. С боков от зуба расположены две суставные поверхности, обращенные вверх и вбок, соединяющиеся с атлантом. Седьмой шейный позвонок (выступающий) выделяется длинным остистым отростком, который можно прощупать на нижней границе шеи.
Двенадцать грудных позвонков соединены с ребрами, что влияет на их строение. На боковых сторонах тел грудных позвонков расположены реберные ямки для сочленения с головками ребер. На расширенных концах поперечных отростков десяти верхних грудных позвонков находятся реберные ямки для соединения с соответствующими ребрами.
Пять поясничных позвонков отличаются большими размерами тел, ширина и высота которых постепенно увеличиваются от первого до пятого позвонка и не имеют реберных ямок. Это строение обеспечивает им большую подвижность.
Пять крестцовых позвонков у взрослого человека, срастаются, формируя массивный крестец треугольной формы. В нем выделяются основание, направленное вверх, верхушечная часть, идущая вниз и вперед, передняя поверхность, обращенная к тазу, и задняя дорсальная поверхность.
От основания крестца вверх отходят суставные отростки, соединяющиеся с нижними суставными отростками пятого поясничного позвонка, создавая закругленный угол. Передняя поверхность крестца имеет вогнутую форму, в центральной части видны следы от тел позвонков, четко очерченные поперечными линиями. Задняя поверхность выпуклая, на ней расположены пять продольных гребней, образовавшихся из-за слияния отростков крестцовых позвонков.
На боковых участках крестца находятся ушковидные суставные поверхности для соединения с костями таза. Внизу крестец сужается, а его канал завершается крестцовой щелью. В крестцовом канале располагается терминальная нить спинного мозга и корешки поясничных и крестцовых спинномозговых нервов. Копчик, который является аналогом хвоста у других животных, обычно срастается с верхней частью крестца. У взрослого человека копчик состоит из 2–5 (чаще 4) рудиментарных позвонков.
Скелет грудной клетки включает 12 пар ребер, грудину и 12 грудных позвонков. Передне- и заднебоковые части грудной клетки формируются ребрами. Их размеры, расположение и форма варьируются. Количество ребер (общее 12 пар) соответствует количеству грудных позвонков.
Ребра I–VII называются истинными, каждое из них достигает грудины через свой хрящ; VIII–X являются ложными, их концовые хрящи срастаются друг с другом и с хрящами нижележащих ребер, формируя рёберную дугу; XI–XII свободные, их передние концовки не доходят до грудины и заканчиваются в верхней части брюшной стенки.
Каждое ребро представляет собой длинную плоскую костную пластинку, которая переходит спереди в реберный хрящ. Площадь ребра изогнута дугообразно и скручена вокруг своей оси, так что передние концы направлены вниз и медиально.
Грудина — это плоская кость, состоящая из трех частей: широкой рукоятки в верхней части, удлиненного тела и мечевидного отростка. На верхнем крае рукоятки грудины находится яремная вырезка, легко прощупываемая на живом организме.
Анатомия и физиология позвоночника
С обеих сторон от яремной вырезки находятся ключичные вырезки для соединения с ключицами, а на боковых сторонах рукоятки – реберные вырезки, которые обеспечивают прикрепление хрящей первого и верхнего края второго ребер. Тело грудины немного расширяется книзу, на передней поверхности видны четыре шероховатые линии, указывающие на соединение четырех отдельных сегментов грудины; по краям расположены реберные вырезки для хрящей второго-седьмого ребер. К мечевидному отростку ребра не прикрепляются.
Строение позвоночника
Структура позвоночника человека обусловлена его функциями: он служит опорой, защитой, амортизатором и обеспечивает двигательные функции. Позвоночник представляет собой изогнутый вертикальный стержень, который поддерживает голову сверху и опирается снизу на таз и нижние конечности. Он состоит из 33–34 позвонков, из которых 24 соединены межпозвоночными дисками и подвижны. Выделяют 7 шейных, 12 грудных, 5 поясничных, 5 крестцовых и 4-5 копчиковых позвонков.
На латыни позвонки называются (вертебре), а наука, занимающаяся изучением позвоночника и его патологий, называется вертебрологией. В некоторых диагнозах можно встретить термины вертеброгенный или вертебральный, означающие «происходящий от позвоночника». У шейных позвонков в отличие от других есть специальные отверстия в поперечных отростках, образующие канал.
В этом канале проходит позвоночная артерия, которая переходит в полость черепа. Она питает головной мозг, в том числе зоны, отвечающие за координацию движений, слух, эмоции, сон и бодрствование. Это объясняет многообразие клинических проявлений у людей с шейным остеохондрозом.
В целом позвоночник является гибким стержнем, служащим опорой для головы, плечевого пояса, рук, а также органов грудной и брюшной полости. Он связывает верхнюю часть скелета с нижней. Опорная функция позвоночника обусловлена нарастающими размерами позвонков от шейного к крестцовому отделу, с наибольшими размерами у поясничных позвонков. Позвонки в области крестца срастаются, формируя массивную костью (крестец). Копчик является остатком хвоста, утраченным в процессе эволюции.
Защитная функция позвоночника заключается в охране спинного мозга от повреждений. Завершение спинного мозга происходит на уровне второго поясничного позвонка, поэтому отверстие в нижерасположенных позвонках постепенно сужается и у копчика исчезает полностью.
Уникальной особенностью, способствующей амортизационным свойствам позвоночника, являются его физиологические изгибы. Между телами большинства позвонков размещены межпозвоночные диски, кроме первого и второго шейных. Эти диски делают позвоночник подвижным, эластичным и упругим, способным выдерживать серьезные нагрузки.
Обычное разгибание позвоночника создает давление на межпозвонковые диски в диапазоне от 90 до 123 килограммов. В случае, если разгибание сочетается с поднятием веса, нагрузка на диск значительно увеличивается. Исследования показали, что вес в 100 кг уменьшает высоту диска на 1,4 мм и увеличивает его ширину на 0,75 мм. Эти болезненные изменения в состоянии диска могут привести к нарушению работы позвоночника.
Оказавшись в горизонтальном положении на протяжении нескольких часов, диски расправляются, благодаря чему позвоночник человека может увеличиваться более чем на 2 см. Из-за потери упругости диска, происходящей с возрастом в результате снижения способности удерживать влагу, рост человека может уменьшиться более чем на 7 см.
Связочный аппарат и мышцы
Связки – это прочные соединительнотканные структуры, которые надежно соединяют позвонки, направляя их движения в разных направлениях. Эти образование способны выдерживать значительные нагрузки и обладают высокой прочностью на растяжение, что позволяет им не разрываться при травмах. В таких случаях чаще происходит отрыв кости в месте прикрепления связок. Мышцы спины, наряду со связками, обеспечивают необходимую подвижность и надежное соединение позвонков.
Структуры позвоночника, защищая спинной мозг, тесно взаимодействуют с ним, а также с его корешками и нервами, что позволяет поддерживать работу соответствующих внутренних органов и элементов опорно-двигательного аппарата. Спинной мозг располагается в позвоночном канале и простирается от края затылочного отверстия черепа до первого-второго поясничных позвонков, постепенно истончается и заканчивается конусообразной структурой. Ниже спинного мозга располагается пучок нервных корешков, известный как «конский хвост».
Спинной мозг окружен тремя оболочками – мягкой, паутинной и твердой. Мягкая оболочка непосредственно закрывает спинной мозг, а между ней и паутинной оболочкой находится подпаутинное пространство, где спинной мозг и его корешки «плавают» в спинномозговой жидкости. Твердая оболочка прилегает к позвонкам.
От спинного мозга отходит 31 пара спинномозговых nervов: 8 пар шейных, 12 — грудных, 5 — поясничных, 5 — крестцовых и 1 или 2 — копчиковых. Каждый спинномозговой нерв покидает позвоночный канал через собственное межпозвоночное отверстие двумя корешками: задним (чувствительным) и передним (двигательным), которые собираются в единый ствол. Каждая пара спинномозгового нерва отвечает за конкретные области тела, включая кожу, мышцы, кости, суставы и внутренние органы. Спинной мозг контролирует автоматические и рефлекторные (непроизвольные) движения.
Отделы позвоночника
Как уже упоминалось, позвоночник делится на шейный, грудной, поясничный, крестцовый и копчиковый сегменты. В процессе формирования костной структуры появляются изгибы, называемые лордозами и кифозами, что превращает позвоночник в пружинящую систему, способную эффективно воспринимать нагрузки.
Позвоночник включает в себя 5 отдельных отделов:
- Шейный – это верхний отдел, который соединяет позвоночник с черепом. Этот участок имеет вытянутую форму, напоминающую букву «С». Он обладает высокой подвижностью, позволяя осуществлять движения головой. По шейному сегменту проходят важные кровеносные сосуды и нервы, необходимые для полноценного кровоснабжения мозга и связи между головным и спинным мозгом.
- Грудной – является самым большим отделом позвоночника. К его позвонкам прикрепляются 12 пар ребер, образующих грудную клетку, что обеспечивает защиту внутренних органов, находящихся в грудной полости. Этот участок отличается ограниченной подвижностью, так как суставы фиксируются в определенном положению во время движения.
- Поясничный – испытывает наибольшую нагрузку, так как соединяет практически неподвижные грудной и крестцовый сегменты. Поясничные позвонки помогают фиксировать позвоночный столб во время множества движений. Когда человек поднимает тяжести, давление на костную структуру значительно возрастает, поэтому межпозвонковые диски здесь быстрее изнашиваются, что увеличивает риск возникновения протрузий и грыж.
- Крестцовый – соединяет позвоночник с костями таза. Этот сегмент также характеризуется малой подвижностью.
- Копчиковый – завершает позвоночный столб, представляя собой рудиментарный аналог хвоста. Он выполняет роль опоры и обладает некоторой подвижностью, позвонки этого отдела могут смещаться на 1 см, что является важной особенностью для естественных родов у женщин.
Позвонки в различных отделах позвоночника отличаются количеством, размерами и некоторыми особенностями строения.
Строение позвонков и межпозвонковых дисков
В общем виде структура позвонков включает: тело, дуги, 2 ножки, 2 поперечные и 4 суставные отростка. Дуга, тело и ножки образуют позвоночный канал, где располагается спинной мозг.
Позвонковое тело состоит из губчатой кости, а отростки – из плоской. Они содержат незначительное количество костного мозга.
Дуги позвонков имеют отростки: суставные, поперечные и остистые, которые необходимы для нормального функционирования позвоночника. Остистые отростки выступают и видны под кожей на спине, тогда как остальные элементы покрыты мышцами и сухожилиями. К отросткам прикреплены связки и мышцы.
Также позвонки имеют фораминальные (межпозвоночные) отверстия, через которые выходят нервные корешки и артериальные сосуды.
Между двумя соседними позвонками располагаются межпозвонковые диски, представляющие собой упругую хрящеобразную прокладку, состоящую из пульпозного ядра, фиброзного кольца и замыкательной пластинки. Ядро, находящееся внутри диска, отвечает за регулирование водного баланса: при нагрузке оно впитывает воду и увеличивается, а в состоянии покоя — теряет влагу. Это обеспечивает амортизацию.
Фиброзное кольцо представляет собой защитный барьер для ядра, не позволяющий позвонкам смещаться. Замыкательные пластинки плотно прилегают к боковым поверхностям позвоночника и обеспечивают им поступление кислорода.
Тем самым, межпозвоночный диск выступает в роли амортизатора, удерживает соседние позвонки и обеспечивает их подвижность.
Важно знать: повышение давления на межпозвоночные диски может привести к разрыву фиброзного кольца и смещению ядра, что обуславливает возникновение грыжи диска. Эта грыжа может сжимать нервные корешки, что вызывает болевые ощущения и неврологические расстройства.
Позвоночник и его анатомия
Позвоночник является основой опоры тела человека. Без него двигательная активность, такая как ходьба или стояние, была бы невозможно. Также позвоночник выполняет функцию защиты спинного мозга. Высокая частота заболеваний позвоночника в современном обществе обусловлена, прежде всего, прямохождением и травмами. Для понимания причин и механизмов заболеваний позвоночника, а также принципов их лечения необходимо изучить базовые элементы анатомии и физиологии как позвоночного столба, так и спинного мозга.
Анатомия
Позвоночник формируется из 24 малых костей, называемых позвонками, которые располагаются друг над другом, образуя полноценный позвоночный столб. Между двумя смежными позвонками находятся межпозвонковые диски – круглые плоские соединительнотканные прокладки сложной морфологии.
Основное предназначение дисков – смягчение статических и динамических нагрузок, возникающих при физических действиях. Диски также соединяют тело позвонков между собой.
Кроме того, позвонки соединяются при помощи связок, которые объединяют костные структуры, в то время как сухожилия соединяют мышцы с костями.
Также между позвонками имеется суставная поверхность, разновидность которой аналогична суставам колена или локтя. Эти суставы называются дугоотросчатые или фасеточные, и именно они обеспечивают подвижность между позвонками.
Центральная часть каждого позвонка содержит отверстие, называемое позвоночным отверстием. Эти отверстия выстраиваются вдоль позвоночного столба, формируя пространство для спинного мозга.
Спинной мозг, являясь частью центральной нервной системы, включает множество проводников, передающих импульсы от органов тела к мозгу и обратно.
От спинного мозга уходят 31 пара нервных корешков, которые выходят из позвоночного канала сквозь межпозвонковые отверстия, сформированные ножками и суставными отростками соседних позвонков.
Позвоночник состоит из четырех основных частей: шейного, грудного, поясничного и копчикового отделов. Шейный отдел включает в себя 7 позвонков, грудной — 12, в то время как поясничный отдел формируется из 5 позвонков. В нижней части поясничный отдел соединяется с крестцом, который, в свою очередь, представляет собой структуру из пяти сросшихся позвонков.
Крестец соединяет позвоночник с костями таза. Нервные корешки, выходящие через крестцовые отверстия, отвечают за иннервацию нижних конечностей, а также области промежности и органов малого таза, таких как мочевой пузырь и прямая кишка.
В обычном состоянии, при взгляде сбоку, позвоночный столб имеет форму, напоминающую букву S. Эта особенность придаёт позвоночнику дополнительные амортизирующие свойства. При этом шейный и поясничный отделы образуют дугу с выпуклой частью, обращённой вперёд, тогда как грудной отдел представляет собой дугу, извивающуюся назад.
