Chrbtica tvorí pevnú a zároveň pružnú základňu ľudského tela, a preto je niekedy prirovnávaná k lešeniu, na ktorom všetko spočíva. Okrem podpornej funkcie, formovania postavy a umožnenia vertikálneho držania tela je kľúčovou funkciou chrbtice ochrana miechy. Chrbtica pri pohľade zboku pripomína mierne natiahnuté písmeno S, ktoré tvoria prirodzené krivky: krčná lordóza, hrudná kyfóza, drieková lordóza a krížová kyfóza. Vďaka podpornej funkcii a súvisiacej veľkej záťaži chrbtice je zraniteľná voči degenerácii a početným zraneniam.

Ľudská chrbtica pozostáva z7 krčných stavcov(C),12 hrudných stavcov(Th),5 bedrových stavce(L),5 krížové stavce(S) (pri vývoji plodu sa spájajú do jednej krížovej kosti) a4 až 5 kostrč (Čo). Celkovo máčlovek od 33 do 34 stavcovvrátane24 stavcovv presnom zmysle slova ( neprepojené ,mobilne ) a dve kosti zo zrastených stavcov - krížová a kostrč.

Chrbticu teda tvorí 26 kostí (24 stavcov, krížová kosť a kostrč) spojenýchmedzistavcovými platničkami(23, pretože aj medzi hlavou a prvým krčným stavcom ako medzi prvým a druhým stavcom na krku nie sú medzistavcové platničky, podobne medzi krížovou kosťou a kostrčou) a medzivýrobnými kĺbmi, ktoré sú navyše stabilizované väzmi a kĺbovými puzdrami

Ale anatomicko-funkčný komplex bežne známy ako chrbtica zahŕňa aj prvky nervového systému (chrbticaa nervové korene ), ktoré profitujú z ochrany kostnej chrbtice (tzv. miechový kanál je chrbtica), ako aj početné svalové skupiny zodpovedné za stabilizáciu a pohyblivosť chrbtice.

Chrbtica - štruktúra a funkcie

Ako už názov napovedá - chrbtica jetyč z kruhov . Pri pohľade spredu totiž tvorí priamku. V sagitálnej rovine všakštyri krivky :lordozy(predklon)cervikálnyabedrováakyfóza(zahnutie dozadu)thoracicakríž . Nepresnéje tam aj druhá časť názvu, pretože medzi stavcami súmedzistavcové platničky , ktorétvoria asi štvrtinu dĺžky celej chrbtice. Sú tiež o niečo širšie ako telá stavcov, a preto presahujú ich obrys, vďaka čomu má chrbtica charakteristický bambusový tvar.

Chrbtica ako celok plní niekoľko dôležitých funkcií pre celé telo:

  • jenosná os , ktorá vám umožňuje dosiahnuť vertikálnu siluetu a udržať ju v rovnováhe;
  • amortisesallzaťaženiav dlhej osi tela;
  • chráni citlivé nervové tkanivo miechy , ktoré prebieha vo vnútri miechového kanála;
  • predstavujelešenie pre vegetatívny nervový systém ;
  • predstavujelešenie pre vnútorné orgányhrudník a brucho;
  • je stabilný prvok vo vzťahu k pohyblivým končatinám, ako ajmiesto pripojenia svalovkončatín;
  • umožňuje pohyby krku a trupuvo všetkých troch rovinách;

Primárnymi úlohami chrbtice sústabilizácia, ochrana a udržiavanie štruktúry kostrya až potom jej funkcie súvisia s pohyblivosťou. Jerzy Stodolny to zdôvodňuje na príkladoch: „Z praxe je známe, že aj so stuhnutou chrbticou sa dá perfektne fungovať. Príkladom sú deti s implantovanými kovovými distraktormi po niektorých operáciách skoliózy alebo pacienti s ankylozujúcou spondylitídou. Na druhej strane, s nestabilnou chrbticou, napríklad po úrazoch, vyvrtnutiach, zlomeninách, nehovoriac o svalovej obrne, sa bohužiaľ aktívne žiť nedá. Z toho vyplýva veľmi dôležitý záver: činnosť chrbtice je kompromisom medzi čo najväčšou stabilizáciou a želanou pohyblivosťou.“

Je možné identifikovať množstvo mechanizmov, ktoré umožňujú efektívneobmedzovať a kontrolovať pohyblivosť chrbtice :

  • systémsvalyktorédržia vzpriamene ;
  • štyrikrivky(krčná a drieková lordóza ako aj hrudná a sakrálna kyfóza), ktoré zvyšujú odolnosťchrbticevoči záťaži od vyššie až 17-krát v porovnaní s rovnakou, ale úplne jednoduchou konštrukciou;
  • rebrá , ktoréobmedzujú pohyblivosťhrudnej častichrbtice ;
  • väzivový systéma vláknité krúžkymedzistavcové platničkyktoré riadia pasívne a aktívne pohyby medzi stavcami;
  • jadrá medzistavcových platničiek ,ktoré umožňujú telám stavcov meniť orientáciu rovín v rôznych smeroch, ale v obmedzenom uhlovom rozsahu;
  • rôzne v závislosti od úrovne chrbticeštruktúra kĺbových procesov a medzistavcových kĺbovs kĺbovými plochami, ktoré umožňujú pohyb len v určitých smeroch a správnom rozsahu;
  • štruktúra krížovej kostia jej spojenie s panvou širokými krížovo-iliakálnymi kĺbmi, vďaka čomu je táto štruktúra najsilnejším tlmičom nárazov ľudského tela, znižuje zaťaženie vo vertikále os.

Motorické funkcie jednotlivých úsekov chrbtice sa líšia rozsahom a smermi pohybu.Najväčší rozsah pohybu sa vyskytuje v cervikálnom segmente, potom v bedrovej oblasti a najmenší v sakrálnej oblasti . Takzvanýkľúčové body chrbtice, t.j. intersticiálne spojenia :

  • cervikálno-cervikálny (Co-C1), kde je flexia, extenzia, laterálna flexia, rotácia a kombinácie uvedených smerov;
  • cerviko-hrudný, s rovnakými pohybmi ako v cervikálno-cervikálnom spojení, ale s väčším rozsahom;
  • torakolumbálne pohyby s flexiou, extenziou, laterálnou flexiou a rotačnými pohybmi;
  • lumbosakrálne s pohybmi flexie, hyperextenzie a laterálnej flexie.

Zvýšenú pohyblivosť a rozsah pohybu vyššie uvedených miest ovplyvňujú uhly kĺbových plôch medziprocesných kĺbov a výška medzistavcových platničiek v jednotlivých bodoch. Uvedené miesta zvýšenej pohyblivosti podliehajú pri dodatočnom zaťažení najmäpoškodeniu preťažením(vrátane diskopatie).

Vzhľadom na to, žemá chrbtica súčasne dve opačné funkcie-stabilizačná a motorická- jej štruktúry musia byť vhodne odlišné z hľadiska morfologického a funkčného. Pre pochopenie biomechaniky celého systému je potrebné poznať štruktúru jeho jednotlivých častí

Zostrojenie kruhu

Medzi stavcamisú rôzne časti chrbticerozdiely v dôsledku rôznych funkciítypické pre rôzne časti chrbtice

Každý kruh sa skladá z dvoch základných častí: masívneho valcového tela a tenšieho a rozmanitejšieho oblúka.Každý oblúk má 7 výbežkov : hrotité zozadu, priečne po stranách a dokonca aj horné a dolné kĺbové výbežky zhora a zdola. Medzi krídlami oblúka a zadnou časťou drieku zostáva voľný trojuholníkový priestor - miechový kanál. Toto je miestomiecha .

Plochéhriadele cievok sú navrhnuté tak, aby uniesli veľké množstvo nákladov . Ich súčasťou môžu byť okrem hubovitej hmoty aj ohraničujúce platničky chrupavky, ktoré ju chránia pred tlakom a sprostredkúvajú výmenu tekutín medzi driekmi a medzistavcovými platničkami. Na druhej strane oblúkysú mechanickou ochranou miechyamajú kĺbové plochy, ktoré spájajú jednotlivé stavce navzájom a umožňujú im vzájomný pohyb . Okrem toho sú priečne výbežky miestami pre úpony medzistavcových väzov a svalov chrbtice.

Stavba medzistavcovej platničky

Medzistavcové platničky navzájom spájajú telá stavcov(sú súčasťou medzitelových kĺbov),nesú telesnú hmotnosť , aurčujú tvar chrbtice(v lordotickej krčnej a bedrovej časti sú platničky vyššie vpredu) aumožňujú jej pohyb . Medzistavcové platničky sú v pomere k telám stavcov najvyššie v najpohyblivejších (cca 4 mm) a driekových (cca 10 mm) úsekoch. Zhora a zdola sa medzistavcové platničky pripájajú k hraničným platniam, ktoré ich oddeľujú od hubovitej hmoty tiel stavcov.

Okrem chrupkových platničiek pozostáva medzistavcová platnička z dvoch prvkov, ktoré sú charakteristické a rozhodujúce pre funkcie celého systému:vláknité prstenceajadro. Krúžky sú vyrobené z prekrývajúcich sa plátov. Vlákna jednotlivých vrstiev vláknitého prstenca prebiehajú šikmo v striedavých smeroch, čím vzniká tzv. lanový efekt. Medzi platničkami je voľné vláknité tkanivo. V bedrovej oblasti pozostáva vláknitý krúžok z 10-12 plátov - hrubých po stranách a tenších vpredu a vzadu. Každýkrúžok z vlákna je pevne pripevnený spredu a zo strán k telu stavca . Okrem tohospája spredu s predným pozdĺžnym väzom .Zadné prívesy sú o niečo slabšie . Vlákna vnútorných vrstiev sa spájajú cez medzibunkové lešenie s nucleus pulposus, takžeje ťažké definovať striktnú hranicu medzi prstencom a jadrom .

Z funkčného hľadiska je vláknitý krúžok najdôležitejším prvkom, ktorý stabilizuje chrbticu . Spája jednotlivé stavce do funkčného celku aplní úlohu bezpečnostnej brzdy pri pokuse o pohyb chrbtice v príliš veľkom rozsahu . Neobmedzuje však úplne pohyblivosť tzv lešenie tela, pretože vďaka svojmu (kruhovému) roztiahnutiu umožňuje vykonávať určité pohyby. InVláknitý prstenec obklopuje, a teda chráni, nucleus pulposus menšie ako funkčný celok šupiny - hlavný tlmič chrbtice

Jadro vo vnútri vláknitého prstencapriečne zaberá asi 50-60 percent objemu medzistavcovej platničky . Je biely, lesklý a má položelatínovú textúru. Nie je ideálnym centrom medzistavcovej platničky, keďže leží bližšie k zadnej časti tela stavca (preto tendencia k posterolaterálnemu smeru platničky). U novorodenca pozostáva najmä z hlienu popretkávaného chrupavkovo-vláknitými vláknami. V priebehu rokov sa pomer zložiek semenníka mení, keď je hlien nahradený chrupavkovo-vláknitým tkanivom. Tento proces je celoživotný. Ako roky plynú, rozdiely medzi jadrom a vláknitým prstencom sa čoraz viac stierajú.

Hlavné funkcie pľúcneho jadrasú:

  • sprostredkujúce výmenu tekutínmedzi platničkou a telami stavcov;
  • podpora stavcaumiestnená nad medzistavcovou platničkou;
  • amortizujúce napätia a tlaky , prenášajúce ich rovnomerne na všetky strany: na vláknitý prstenec a chrupavkové platničky tiel stavcov;

Účinnosť odpruženia jadra závisí od vlastností gélu , ktorý obsahuje, a konkrétnejšie od možnej sily absorpcie vody ním. Pri tlaku sa z nucleus pulposus vytlačí voda a pri znížení tlaku sa opäť nasiakne.Ako telo starne, absorpčné a reabsorpčné schopnosti semenníkov sa znižujú, takže staršia chrbtica je schopná vydržať menší tlak. Funkcia tlmenia nárazov je tiež vážne narušená poškodením vláknitého prstenca , čo môže interferovať s rovnomerným prenosom zaťaženia nucleus pulposus

Biomechanika chrbtice na príklade driekovej chrbtice

Lumbálna chrbtica pozostáva z 5 stavcov s mohutnými telami. Posledná z nich, spojená s protiľahlou krížovou kosťou a má klinovitý tvar (je zreteľne vyššia ako predná). V tomto segmente sú najpevnejšie stavcové oblúky a pozdĺž celej chrbtice sú najväčšie stavcové otvory. Kĺbové výbežky sú takmer vertikálne (pod uhlom 45 stupňov k frontálnej rovine), takže kĺbové plochy na nich prebiehajú v sagitálnej rovine. Vďaka tomu obmedzujú rotáciu a predlžujú rozsah flexie a extenzie (v mladom veku je to okolo 80 stupňov, v staršom veku je to zvyčajne okolo 25 stupňov).

Existujú dve funkčné jednotky chrbticestavce spojené medzistavcovou platničkou . Predná časť (s hriadeľmi a diskom) nesie hmotnosť tela, zadná časť (s prílohami a kĺbovými povrchmi) je zodpovedná za pohyby. Silný väzivový systém tiež hrá dôležitú úlohu, pretože pôsobí proti rozpínajúcej sa sile platničiek. O vplyve týchto protichodných síl najlepšie svedčí fakt, žedenné rozdiely v dĺžke chrbtice dosahujú 12 mm u žien a 18 mm u mužov(súvisí to najmä so zmenami v hydratácia gélu nucleus pulposus). Účinkom týchto síl je stabilizácia chrbtice (dodatočne podporovaná svalmi chrbtice a trupu).

V horizontálnom reze chrbtica pripomína písmeno T, teda systém známy svojou vysokou pevnosťou. Dodatočne sa zvyšuje (17-krát v porovnaní s rovnakou, ale bez zakrivenia štruktúry) prirodzené zakrivenie chrbtice, ktorá je vystavená mnohým tlakom a zaťaženiam pôsobiacim v rôznych rovinách. Väčšinou sa týkajú bedrovej časti, ktorá má aj najväčšiu výdrž. Jeho zdvíhacia sila je v priemere asi 400 kg (pre porovnanie: priemerná zdvíhacia sila krčka maternice - 113 kg; hrudníka - 210 kg). Samozrejme, štandardné zaťaženie chrbtice vo vzpriamenej polohe je oveľa nižšie a predstavuje asi 125 kg v driekovej chrbtici, 75 kg v hrudnej a 50 kg v krčnej.

Sila chrbtice je nepriamo úmerná trvaniu záťaže . Pri dlhotrvajúcom tlaku sa zvyšuje tuhosť tkanív a znižuje sa odolnosť voči poškodeniu. Vibrácie, ktoré sťažujú prispôsobovanie štruktúr chrbtice zvýšenému tlaku, majú podobný negatívny vplyv na odolnosť voči zraneniam.

Os jednotlivých pohybov chrbtice je v strede nucleus pulposus a pohybuje sa s jadrom - dopredu pri hyperextenzii a dozadu pri flexii. Počiatkom patológie chrbtice je preto vždy porucha podpornej funkcie semenníka. Okrem nadmernej záťaže ich spôsobuje aj klesajúca hydratácia semenníka s pribúdajúcimi rokmi (po narodení obsahuje asi 88% vody, v 18 rokoch je to 80% a v staršom veku menej ako 70 %). Tlak prenášaný jadrom na vlákna medzistavcovej platničky je často rozložený asymetricky, čo súvisí s tvarom platničky. Napätie v posterolaterálnej časti (tu sa semenník najčastejšie zatláča dozadu) môže prekročiť existujúci tlak aj 5-krát.

Mechanizmus, ktorý chráni jadro pred poškodením, spočíva v tom, že dokáže absorbovať vodu napriek tlaku, ktorý je naň vyvíjaný. To sa však deje len pri prerušovanom tlaku. Pri neustálom nadmernom tlaku semenník strácatento majetok a je zničený.Poloha, v ktorej je medzistavcová platnička vystavená najväčšiemu tlaku (často konštantnému), je sedenie s tzv. slouch(zaoblený chrbát, skrátený brušný extenzor, predĺžený extenzor chrbtice, jeho napätie je znížené). Ohýbanie driekovej chrbtice v stoji na rovných nohách v kolenáchje tiež škodlivá poloha pre platničku. Ako píše Artur Dziak: „Predpokladá sa, že u človeka s hmotnosťou 70 kg - na 3. driekový stavec pôsobí sila 142 kg v sede, 99 kg v stoji a 20 kg v ľahu (pri spánok). Tlak intra-bedrovej medzistavcovej platničky je 1-1,5 MPa (145-210 psi) v sede (kľudová poloha dáva najväčší tlak). V stoji klesne tlak asi o 30 percent, v ľahu na boku o 50 percent. V ľahu na chrbte je tlak vo vnútri medzistavcovej platničky len 10-20 percent. čo pri sedení a 25 percent. čo v stoji. Je teda zrejmé, že pacienti s diskopatiou by mali predovšetkým obmedziť sedenie.“

Miera namáhania a zaťaženia chrbtice však nezávisí len od polohy, ale vo veľkej miere aj od všetkých činností, ktoré stimulujú prácu svalov. Každý pohyb je sprevádzaný zmenou svalového napätia a predĺžením páky síl dopadajúcich na driekovú chrbticu. Veľmi dlhé rameno páky pre driekovú chrbticu tvorí trup a horné končatiny. Rovnováhu zabezpečuje krátke rameno páky od nucleus pulposus k dorzálnym extenzorom. Pomer týchto pák je 15:1, čo znamená, že zdvih 40 kg musí byť vyvážený kontrakciou chrbtových svalov o cca 600 kg.

Miesto, kde sa posledný bedrový stavec spája s krížovou kosťouje kľúčové pre prenos záťaže na chrbticu. Má tvar dopredu prehnutého klina, vytvoreného z 5 k sebe zrastených stavcov (k finálnemu splynutiu dochádza zvyčajne medzi 20. a 25. rokom života). Krížová kosť spolu s dvomi iliakálnymi kosťami tvorí panvu - základňu a lešenie chrbtice - na ktorú sa prenáša všetko zaťaženie (prebieha cez driekovú chrbticu a následne krížovú kosť).Optimálny uhol medzi driekovou a krížovou chrbticou je 30 stupňov . Prenos bremien prebieha na špecifickom mieste, pretože bedrová lordóza prechádza do sakrálnej kyfózy. Zmena polohy chrbtice a klinovitá, veľmi vysoká predná medzistavcová platnička poskytujú tomuto miestu veľký rozsah pohybu. Zároveň sa tu hromadia záťaže prenášané cez celú chrbticu. Inpreto sú v tejto oblasti najzreteľnejšie cítiť zmeny polohy, činnosti a predĺženia ramena páky. Príkladom je Artur Dziak: „v stoji vzpriamený pretekár vážiaci 105 kg, výška 195 cm, na hrudi drží činku 150 kg, záťaž na úseku L5-S1 je 220 kg. V prípade predklonu trupu pod uhlom 30 stupňov tieto tlaky dosahujú hodnotu až 990 kg, a to vďaka posunu ťažiska a vysunutiu ramena sily. Treba dodať, že táto sila je rozdelená na dve zložky, z ktorých jedna pôsobí rovnobežne s kĺbovou plochou krížovej kosti a druhá kolmo; napríklad pri sklone základne krížovej kosti 52 stupňov sú tieto zložky 348 a 509 kg. Z toho vyplýva, že lumbosakrálne spojenie je vystavené veľmi významným tlakom, pričom jedna sila má tendenciu skĺznuť 5. bedrový stavec dopredu z krížovej kosti.“

Na rozvoj zmien preťaženia pohybového aparátu nepotrebujeme záťaže, ktoré prevyšujú silu tkanív. Postačuje časté preťaženie. Ak sú dostatočne silné a časté, bez toho, aby prekročili prah pevnosti tkaniva, môžu dokonca zlomiť vláknitý krúžok – patológiu, ktorú nemožno zastaviť ani vrátiť späť.

Ako to teda je, že pri niektorých prácach alebo športoch, ktoré zahŕňajú zdvíhanie ťažkých bremien alebo predlžovanie ramena páky, nedôjde (alebo aspoň nie okamžite) k poškodeniu chrbtice? Ukazuje sa, žechráni, uvoľňuje a stabilizuje svaly (najmä posturálne svaly) a tlak vznikajúci v telesných dutinách (brucho, hrudník) . Nielen to, ako píše Artur Dziak: „Činnosť svalov a tlak v telesných dutinách stúpa s hmotnosťou zdvíhaného bremena. Prevzatím určitého tlaku na chrbticu možno hrudný úsek odľahčiť až o 50 percent a driekovú chrbticu o 30 percent (merané na úrovni medzistavcovej platničky L5-S2)“. Tento príklad jasne ukazuje, akú dôležitú kompenzačnú úlohu zohrávajúposturálne svaly , ktoré - primerane silné a fit -nielen chránia chrbticu pred poškodením, ale čiastočne preberajú aj funkciu jeho funkcie .

Bibliografia :

  • Bochenek A., Reicher M., Human Anatomy, zväzok I, Państwowy Zakład Wydawnictw Lekarskich, Varšava 1997 a Sobotta J., Atlas anatómie človeka, zväzok 1: Všeobecné anatomické pojmy. Orgány pohybu. Ed. Urban & Partner, Poznaň 2012.
  • Dziak A., Bolesti a dysfunkcie chrbtice, Medicina Sportiva,Krakov 2007.
  • Sobotta J., Atlas anatómie človeka, zväzok 1: Všeobecné anatomické pojmy. Orgány pohybu. Ed. Urban & Partner, Poznaň 2012.
  • Stodolny J., Ochorenie z preťaženia chrbtice, ZL-Natura, Kielce, 2000 a Dziak A., Bolesti a dysfunkcie chrbtice, Medicina Sportiva, Kraków 2007.

Kategórie:

Anatómia