Майкл Дж[1]. Наука о гибкости. Литература ббк 75. 0 А52
 Скачать 10.31 Mb.
|
|
ГЛАВА 18 АНАТОМИЯ И ГИБКОСТЬ ПОЗВОНОЧНОГО СТОЛБА Позвоночный столб представляет собой действительно уникальную и неповторимую структуру. Он состоит из 33 соединенных между собой костей (Kelly, 1971). ОБЩАЯ АНАТОМИЯ ПОЗВОНОЧНОГО СТОЛБА Позвоночный столб состоит из серий отдельных костей — 33 позвонков, соединенных друг с другом при помощи межпозвоночных дисков, суставов и связок. Позвонки разделяют на 5 групп: шейные (7), грудные (12), поясничные (5), крестцовые (5) и копчиковые (4).  У взрослого человека крестец — это одна кость, образовавшаяся в результате слияния пяти крестцовых позвонков. В свою очередь, копчик также представляет собой одну кость, образованную вследствие слияния четырех копчиковых позвонков. Поэтому между последними девятью позвонками практически отсутствует подвижность, и они характеризуются достаточно высокой степенью стабильности. Позвоночник можно представить в виде массивной принимающей и передающей вышки с проволочными оттяжками. «Вышка» сделана из костного позвоночника, дисков и связок. Проволочные оттяжки — это мышцы, которые укрепляют систему и удерживают ее в прямом положении. Основу «вышки» образуют крестец и две тазовые кости, а голова одновременно является и принимающим и передающим устройством. Рис. 18.1. Аномальное искривление позвоночного столба: а — кифоз; б — лордоз; в — сколиоз Важной особенностью позвоночного столба является наличие четырех хорошо различимых 299 Наука о гибкости кривизн. У новорожденного позвоночник имеет только одну кривизну, проходящую по всей его длине и имеющую форму буквы С, т.е. выпуклую назад. После того как ребенок начинает поднимать головку, происходит формирование шейной кривизны. Эту выпуклую вперед кривую называют шейным лордозом. Позже, когда ребенок начинает стоять и ходить, образуется поясничная кривизна. Ее называют поясничным лордозом. У некоторых людей могут наблюдаться аномальные искривления позвоночника. Кифоз обычно является следствием чрезмерного сгибания вперед участка грудной клетки (рис. 18.1, а). Другая деформация — лордоз — это чрезмерное разгибание позвоночника; чаще всего он наблюдается в поясничном участке (см. рис. 18.1, б). Аномальное латеральное отклонение позвоночника в сторону называется сколиозом (см. рис. 18.1, в). Сколиоз почти всегда имеет место в области грудной клетки. ФУНКЦИИ ПОЗВОНОЧНИКА Позвоночник выполняет ряд важнейших функций. Главной из них является защита спинного мозга. Кроме того, он поддерживает туловище. Позвоночный столб удерживает тело в прямом положении, обеспечивает прикрепление мышц, служит своеобразным «якорем» для грудной клетки, действует как амортизатор и обеспечивает сочетание силы и гибкости, способствующее максимальной устойчивости при минимальном ограничении подвижности. ПОЗВОНКИ Типичный позвонок состоит из двух основных частей: тела позвонка (спереди) и позвонковой дуги (сзади). Если его разобрать, мы увидим, что он имеет несколько соединенных частей (рис. 18.2). Его основу составляет позвонковое тело, являющееся наибольшей частью позвонка. Оно находится спереди и имеет форму цилиндра, ширина которого больше высоты. Позвонковое тело — та часть позвонка, на которую приходится основная масса позвонка. Позвонковая дуга состоит из четырех меньших структур. Двумя из них являются ножки, формирующие опорные стенки. Две другие части — это тонкие пластинки, образующие своеобразную «крышу». От позвонковой дуги отходят три костных отростка. От каждого соединения «ножка-пластинка» ответвляются правый и левый поперечные отростки. Кроме того, на средней линии можно увидеть выступающий назад остистый отросток. Это наиболее задняя часть позвонка. Его кончики можно увидеть при наклоне человека вперед. Направление и степень движения позвонка определяются ориентацией суставных отростков. В грудном участке суставные поверхности ориентированы почти фронтально, тогда как верхняя и нижняя обращены соответственно назад и вперед, что обеспечивает возможность враще- 300 Г л а в а 18. Анатомия и гибкость позвоночного столба Пластинка   Позвонковое тело Суставные отросткиПоперечный Позвонковая дуга Поперечный отросток 0стистый отросток Малая ножка Малая ножка    Рис. 18.2. Позвонковые сегменты (Kapandji, 1978) ния и латерального сгибания. В поясничном отделе ориентация суставных поверхностей направлена в сагиттальной плоскости, верхние суставные поверхности обращены медиально, а нижние — латерально. Такая ориентация обусловливает сгибание, выпрямление и латеральное сгибание. МЕЖПОЗВОНКОВЫЕ ДИСКИ Между телами позвонков находится 23 соединяющих их межпозвонковых диска, в совокупности составляющих примерно 1/4 всей длины позвоночного столба. Они преимущественно выполняют функцию гидравлических амортизаторов и, следовательно, обеспечивают движение между позвонками. Толщина диска играет исключительно важную роль. Величина движения в любом участке позвоночного столба в значительной степени зависит от соотношения высоты межпозвонковых дисков и костной части позвоночника. Толщина дисков в каждом отделе позвоночника разная: в поясничном — 9 мм, грудном — 5 мм, шейном — 3 мм. Вместе с тем более важным, чем абсолютная толщина, является отношение толщины диска к высоте тела позвонка. Капанджий (1974) утверждает, что это отношение обусловливает под- 301 Наука о гибкости   вижность определенного сегмента позвоночного столба: чем выше соотношение, тем больше подвижность. Таким образом, шейный отдел имеет наибольшую подвижность, так как указанное соотношение в нем составляет соответственно 2:5, или 40 %. Менее подвижным является поясничный отдел с соотношением 1:3, или 33 %. Наконец, еще менее подвижным является грудной отдел, соответствующее соотношение в котором 1:5, или 20 %. Таким образом, диски играют важную роль в определении потенциала диапазона движения спины. Диск состоит из двух частей: студенистого ядра и фиброзного кольца. Жидкостные и эластичные свойства этих частей, действующих совместно, позволяют диску выдерживать большие нагрузки (рис. 18.3). Рис. 18.3. Структура межпозвонкового диска (Kapandji, 1978) Студенистое ядро состоит из несжимающегося гелеподобного материала, заключенного в эластичный «контейнер». Его химический состав представлен белками и полисахаридами. Ядро характеризуется мощной гидрофильностью, т.е. притяжением к воде. Как указывает Пушел (1930), при рождении содержание жидкости в ядре составляет 88 %. Как и все жидкости, она не может уменьшиться в объеме. Более того, ввиду содержания в закрытом «контейнере» к ней может быть применен закон Паскаля: «Любая внешняя сила, действующая на единицу заключенной в сосуде жидкости, передается в таком же количестве каждой единице внутренней части сосуда» (Callief, 1981). Контейнер может под давлением деформироваться. Таким образом, ядро действует как гидравлический амортизатор. При сгибании позвоночника диск приобретает форму клина, т.е. становится тоньше спереди и утолщается сзади. Такая деформация позволяет позвонкам сблизиться спереди и удалиться друг от друга сзади, тем самым увеличивая кривую сгибания спины. Наоборот, при чрезмерном выпрямлении позвоночника ядро становится тоньше сзади и толще спереди. Такая деформация позволяет позвонкам сблизиться друг с другом сзади и удалиться друг от друга спереди, тем самым увеличивая кривую выпрямления спины. Итак, следовательно, деформация дисков увеличивает подвижность позвоночника. 302 Г л а в а 18. Анатомия и гибкость позвоночного столба  Выпрямление Нейтральное положение Сгибание __ 1 Рис. 18.4. Ось движения при сгибании и выпрямлении в поясничном отделе позвоночника (Fink and Rose, 1977) С  возрастом ядро утрачивает свою способность привязывать воду. К 70 годам содержание воды в нем сокращается до 66 %. Причины и последствия этой дегидратации имеют большое значение. Вполне вероятно, дегидратация — естественный процесс старения. Сокращение содержания воды в диске можно объяснить снижением концентрации белка полисахарида, а также постепенной заменой гелеподобного материала ядра волокнистой хрящевой тканью. Результаты исследований Адамса и Муира (1976) показали, что с возрастом происходит даже изменение молекулярного размера протеогликанов в студенистом ядре и фиброзном кольце, а также их содержания, которое, по-видимому, влияет на механические свойства диска. Содержание жидкости снижается. К 20 годам исчезает сосудистое обеспечение дисков. К 30 годам диск питается исключительно благодаря диффузии лимфы через концевые пластинки позвонков. Подобное снижение содержания жидкости объясняет утрату гибкости позвоночника с возрастом, а также нарушение способности у пожилых людей восстанавливать эластичность травмированного диска (Caillief, 1988).Студенистое ядро выполняет функцию гидравлического амортизатора. В частности, он принимает преимущественно вертикально действующие на тела позвонков силы и распределяет их радиально в горизонтальной плоскости. В результате окружающее его фиброзное кольцо противостоит создаваемому напряжению. Чтобы лучше понять это действие, можно представить ядро в виде подвижного шарнирного соединения (рис. 18.4). Функции студенистого ядра кратко поданы в табл. 18.1. Фиброзное кольцо состоит приблизительно из 20 концентрических слоев волокон (см. рис. 18.3). Эти эластичные волокна переплетаются таким образом, что один слой оказывается под углом к предыдущему, в результате чего создается впечатление, что они пересекают друг друга под наклоном (т.е. косо). Такая структура обеспечивает контроль движения. Например, под действием сдвигающего усилия косые волокна, идущие в Таблица 18.1. Функции студенистого ядра Действие Сгибание Разгибание Латеральное сгибание Следовательно, ядро направляется Вперед Назад Верхний позвонок приподнимается Следовательно, диск выпрямляется Следовательно, диск увеличивается Переднее Заднее Переднее Заднее Заднее Переднее К стороне сгибания К стороне сгибания К стороне, противоположной сгибанию К стороне, противоположной сгибанию зоз  Наука о гибкости •с i ► Движение Нормальная конфигурация Движение Рис. 18.5. Эластичные волокна фиброзного кольца частично отвечают за контролируемое движение позвоночного столба. При воздействии на позвонок горизонтальной силы косые волокна, идущие в одном направлении, напрягаются (натягиваются), а идущие в другом направлении — расслабляются (Alter, 1988) одном направлении, напрягаются, тогда как идущие в противоположном направлении — расслабляются (рис. 18.5). Как отмечалось выше, фиброзное кольцо принимает на себя большую часть усилия, передаваемого из одного тела позвонка другому. Эта функция может показаться странной, так как основная нагрузка на диск осуществляется в виде вертикального сжатия, а фиброзное кольцо в большей степени предназначено для противостояния сдвигающему усилию. Однако, студенистое ядро трансформирует вертикальное усилие в радиальную силу, которую ограничивает эластичная и растягивающая сила волокон. С возрастом фиброзное кольцо в значительной мере утрачивает свою эластичность и податливость. В молодом возрасте фиброэластичная ткань кольца является преимущественно эластичной. С возрастом или после травмы процент фиброзных элементов увеличивается и диск теряет эластичность. По мере утраты эластичности он становится более восприимчивым к травмам и повреждениям. Кроме того, с увеличением возраста вследствие более ограниченного кровоснабжения дисков они утрачивают свою способность восстанавливать эластичность. Поэтому неудивительно, что различные травмы и повреждения дисков чаще встречаются у людей пожилого возраста (Caillief, 1988). СВЯЗКИ ПОЗВОНОЧНИКА Стабильность позвоночника обеспечивают также связочные структуры и другие соединительные ткани (рис. 18.6). Их задача заключается в ограничении или видоизменении движения сустава. Чтобы обеспечить максимальную стабильность, связки должны быть короткими, плотными и прочными; однако для обеспечения максимального диапазона движения они должны быть длинными. В идеале структуры должны обеспечивать оптимальную степень подвижности и стабильности. Следовательно, более предпочтительными являются длинные, плотные и прочные связки, что встречается довольно редко. 304 Г л а в а 18. Анатомия и гибкость позвоночного столба Надостная Межостная Капсула суставной поверхности Желтая Межпоперечная Задняя продольная Передняя продольная Поперечная часть Ядро Кольцо Э  ффективность контролирования связкой чрезмерного движения зависит не только от ее длины и размера, но и от размещения и удаления от оси движения. Иными словами, максимальная нагрузка приходится на связки и структуры, наиболее удаленные от оси движения, и наоборот.Вид сверху
Латеральная часть Рис. 18.6. Связки, стабилизирующие позвоночник (Fisk and Rose, 1977)  Сгибание и разгибание позвоночника. Поскольку максимальная нагрузка приходится на связки, наиболее удаленные от оси движения структурами, ограничивающими сгибание, являются задняя часть фиброзного кольца, задняя продольная связка, желтая связка, суставная поверхность межпозвонкового сустава, межпоперечные и межостистые связки и надостная связка. Наибольшая нагрузка приходится на последнюю связку. Другими структурами, которые могут в определенной степени ограничивать сгибание, являются мышцы-разгибатели спины и нижняя люмбодорсальная фасция. Последняя представляет собой плотную фасциальную оболочку соединительной ткани, окружающей мышцы-разгибатели спины (Farfan, 1973; Fisk и Rose, 1977). С другой стороны, чрезмерное выпрямление позвоночника ограничивают передняя часть фиброзного кольца и передняя продольная связка, которым в этом помогают мышцы живота и окружающие их соединительнотканные образования. Латеральное сгибание ограничивают все связочные структуры, латеральные к средней линии. Максимальная нагрузка снова приходится на наиболее удаленные от оси движения структуры. Соответственно квадратная мышца поясницы (соединяющая верхний край таза с нижними ребрами), мышцы-разгибатели спины, косые мышцы живота, три слоя спинопояс-ничной фасции и капсулярные связки играют наиболее важную роль, тогда как межпоперечные связки выполняют вспомогательные функции. ОГРАНИЧЕНИЕ ДИАПАЗОНА ДВИЖЕНИЯ В ПОЯСНИЧНОМ ОТДЕЛЕ ПОЗВОНОЧНИКА Диапазон движения между двумя последовательными позвонками очень невелик. Однако сумма этих движений оказывается значительной, если позвоночный столб рассматривать как одно целое. Диапазон движения различных участков позвоночного столба зависит от множества факторов. 20,,,, 305 Наука о гибкости Сгибание туловища определяют как наклон или перемещение грудной клетки к бедрам. Это движение выполняется преимущественно прямой мышцей живота, которой помогают наружная и внутренняя косая мышцы живота. Когда сгибание туловища происходит в положении стоя, оно осуществляется главным образом за счет силы тяжести и контролируется эксцентрическим сокращением мышц-разгибателей спины. Прямая мышца живота задействуется только для выполнения сгибания туловища при преодолении силы тяжести, например в положении лежа на спине. Диапазон движения ограничивается сократительной недостаточностью сгибателя туловища, напряжением мышц-разгибателей спины, пассивным напряжением задних структур спины (задней частью фиброзного кольца, задней продольной связкой, желтой связкой, межпоперечными связками, межостистыми связками и супраостистой связкой), костной аппозицией тел позвонков кпереди с поверхностями соседних позвонков, сжатием вентральных частей межпозвонкового фиброхрящевого диска и соприкосновением ребер с животом. Сгибание туловища происходит почти исключительно в поясничном отделе. Как отмечают Грин и Хекмен (1994), стандартные методы измерения движения суставов в грудном и поясничном отделах использовать нельзя. С этой целью применяют визуальную оценку, гониометрические измерения, а также инклинометрическую методику. |