A gerinc erős és egyben rugalmas alapját képezi az emberi testnek, ezért néha az állványzathoz hasonlítják, amelyen minden nyugszik. A támasztó funkció, az alakformálás és a függőleges testtartás lehetővé tétele mellett a gerinc kulcsfontosságú funkciója a gerincvelő védelme. A gerinc oldalról nézve enyhén megnyúlt S betűre hasonlít, amelyet természetes görbületek alkotnak: nyaki lordosis, mellkasi kyphosis, ágyéki lordosis és keresztcsonti kyphosis. A gerincet a támasztó funkció és a kapcsolódó nagy terhelések miatt sebezhetővé teszik a degenerációval és számos sérüléssel szemben.

Az emberi gerinc7 nyakcsigolyából(C),12 mellcsigolyából áll(Th),5 ágyéki csigolyák(L),5 keresztcsonti csigolya(S) (a magzati fejlődés során egyetlen keresztcsonttá egyesülnek) és4-5 farkcsont (mi). Összesenembernek 33-34 csigolyája van , beleértve24 csigolyáta szó szoros értelmében ( nem kapcsolódik ,mobilne ) és két összeolvadt csigolyából készült csont - keresztcsonti és farkcsont.

A gerincet így 26 csont alkotja (24 csigolya, keresztcsont és farkcsont), amelyeketcsigolyaközi porckorongok(23, mert a fej és az első nyakcsigolya között is) kötnek össze mivel a nyak első és második csigolyája között nincsenek csigolyaközi porckorongok, hasonlóképpen a keresztcsont és a farkcsont között) és a folyamatközi ízületek, amelyeket emellett szalagok és ízületi kapszulák is stabilizálnak.

De a gerincoszlopként ismert anatómiai-funkcionális komplexum magában foglalja az idegrendszer olyan elemeit is (gerincés ideggyökerek ), amelyek a csontgerinc védelmét szolgálják (a gerinccsatorna a gerinc), valamint számos izomcsoport, amely a gerinc stabilizálásáért és mobilitásáért egyaránt felelős.

Gerinc - szerkezet és funkciók

Ahogy a neve is sugallja - a gerinckörökből álló rúd . Valójában elölről nézve egyenes vonalat alkot. A sagittális síkban azonbannégy görbe :lordozy(előrehajlás)nyakiéságyékiéskyphosis(hátrahajlítás)mellkasiéskereszt . Pontatlanott van a név második része is, mertcsigolyaközi porckorongokvannak a csigolyák között, amelyeka teljes gerinc hosszának körülbelül egynegyedét teszik ki. Valamivel szélesebbek is, mint a csigolyatestek, ezért túlnyúlnak körvonalukon, jellegzetes bambusz alakot adva a gerincnek.

Összességében a gerinc számos fontos funkciót lát el az egész test számára:

  • atámasztótengely , amely lehetővé teszi a függőleges sziluett elérését és egyensúlyban tartását;
  • amortizálmindenterhelésa karosszéria hossztengelyében;
  • védi a gerincvelő érzékeny idegszövetét , amely a gerinccsatornán belül fut;
  • aállványzat a vegetatív idegrendszer számára ;
  • a belső szervek állványzatamellkas és has;
  • stabil elem a mozgó végtagokhoz, valamintizomcsatlakozási helyhezvégtagokhoz;
  • lehetővé teszi a nyak és a törzs mozgásátmindhárom síkban;

A gerinc elsődleges feladataia vázszerkezet stabilizálása, védelme és karbantartása , funkciói csak ezután kapcsolódnak a mobilitáshoz. Jerzy Stodolny példákkal indokolja: „A gyakorlatból ismert, hogy az ember merev gerinccel is tökéletesen működik. Ilyenek például a beültetett fém disztraktorral rendelkező gyermekek bizonyos gerincferdüléses műtétek után vagy spondylitis ankylopoetica betegek. Instabil gerinccel viszont pl. sérülések, ficamok, törések után, izombénulásról nem is beszélve sajnos nem lehet aktívan élni. Ezért egy nagyon fontos következtetés: a gerinc aktivitása kompromisszum a lehető legnagyobb stabilizáció és a kívánt mobilitás között. "

Számos olyan mechanizmus azonosítható, amelyek hatékonykorlátozzák és szabályozzák a gerinc mozgékonyságát :

  • rendszerizmokamelytartsa függőlegesen ;
  • négygörbület(nyaki és ágyéki lordosis, valamint mellkasi és keresztcsonti kyphosis), amelyek növelik agerincellenállását a terhelésekkel szemben. akár 17-szer magasabb, mint az azonos, de teljesen egyszerű konstrukció;
  • bordák , amelyekkorlátozzák a mobilitásta mellkasi szakaszona gerincoszlopon ;
  • szalagrendszerés rostos gyűrűkcsigolyaközi porckorongok , amelyek a passzív és aktív mozgásokat szabályozzák a csigolyák között;
  • csigolyaközi lemezek magjai ,amelyek lehetővé teszik a csigolyatestek számára a síkok tájolásának különböző irányokba történő megváltoztatását, de korlátozott szögtartományon belül;
  • a gerinc szintjétől függően eltérőízületi folyamatok és csigolyaközi ízületek szerkezeteolyan ízületi felületekkel, amelyek csak bizonyos irányú és megfelelő tartományban tesznek lehetővé mozgást;
  • a keresztcsont szerkezeteés a medencével való kapcsolata széles keresztcsonti ízületekkel, aminek köszönhetően ez a szerkezet az emberi test legerősebb lengéscsillapítója, csökkentve a függőleges terhelést tengely.

A gerinc egyes szakaszainak motoros funkciói a mozgási tartomány és mozgásirányok tekintetében eltérőek.A legnagyobb mozgástartomány a nyaki szegmensben, majd az ágyéki régióban, a legkisebb pedig a keresztcsonti régióban történik . Az úgynevezetta gerinc kulcspontjai, azaz intersticiális kapcsolatok :

  • nyaki-nyaki (Co-C1), ahol van flexió, extenzió, oldalirányú hajlítás, forgás és az említett irányok kombinációi;
  • cervico-mellkas, ugyanazokkal a mozgásokkal, mint a nyaki-nyaki csomópontban, de nagyobb hatótávolsággal;
  • thoracolumbalis hajlítással, nyújtással, oldalirányú hajlítással és rotációs mozgásokkal;
  • lumbosacralis flexióval, hyperextensióval és laterális flexiós mozgásokkal

A fent említett helyek megnövekedett mozgékonyságát és mozgásterjedelmét befolyásolja a folyamatközi ízületek ízületi felületeinek szöge és az egyes pontokon a porckorongok magassága. Az említett fokozott mobilitású helyek további terhelés alatt különösentúlterhelési sérüléseknek vannak kitéve(beleértve a diszkopátiát is)

Abból a tényből adódóan, hogya gerincnek két ellentétes funkciója van egyszerre-stabilizáló és motor- szerkezeteinek megfelelőnek kell lenniük morfológiai és funkcionális szempontból különbözik. A teljes rendszer biomechanikájának megértéséhez meg kell ismerni egyes részeinek felépítését

Kör felépítése

A csigolyák közötta gerinc különböző szakaszai vannaka különböző funkciók miatti eltérésekjellemző a gerinc különböző szakaszaira

Mindegyik kör két alapvető részből áll: egy masszív hengeres testből és egy vékonyabb és változatosabb ívből.Minden ívben 7 nyúlvány van : hátulról tüskés, old alt keresztirányban, sőt felső és alsó ízületi nyúlványok felülről és alulról. Egy szabad háromszög alakú tér marad az ív szárnyai és a tengely hátsó része között - a gerinccsatorna. Ittgerincvelő .

Lapostekercsek tengelyeit úgy tervezték, hogy nagy tömegű terhelést bírjanak el . Részük a szivacsos anyagon kívül porchatároló lemezeket is tartalmazhat, amelyek megvédik a nyomástól, és közvetítik a folyadékcserét a tengelyek és a porckorongok között. Másrészt aívek mechanikus védelmet nyújtanak a gerincvelő számáraésízületi felülettel rendelkeznek, amelyek összekötik az egyes csigolyákat egymással, és lehetővé teszik azok egymáshoz viszonyított elmozdulását . Ezenkívül a keresztirányú folyamatok a csigolyaközi szalagok és a gerinc izomzatának rögzítési helyei.

A csigolyaközi porckorong felépítése

A csigolyaközi lemezek összekötik egymással a csigolyatesteket(a testközi ízületek részét képezik),testsúlyt hordoznak , ill.meghatározza a gerinc alakját(a lordotikus nyaki és deréktáji szakaszokon a porckorongok magasabban vannak elöl) éslehetővé teszik amozgását. A csigolyatestekhez képest a porckorongok a legmozgékonyabb (kb. 4 mm) és az ágyéki (kb. 10 mm) szakaszokon a legmagasabbak. A csigolyaközi lemezek felülről és alulról a határlemezekhez csatlakoznak, amelyek elválasztják őket a csigolyatestek szivacsos anyagától.

A porckorongokon kívül a csigolyaközi porckorong két elemből áll, amelyek az egész rendszer működése miatt jellemzőek és meghatározóak:rostos gyűrűkésmag. A gyűrűk átlapoló lemezekből készülnek. A rostos gyűrű egyes rétegeinek rostjai ferdén, váltakozó irányban futnak, ami az ún. kötélhatás. A lemezek között laza rostos szövet található. Az ágyéki régióban a rostos gyűrű 10-12 lemezből áll - old alt vastag, elöl és hátul vékonyabb. Mindegyikrostgyűrű elölről és oldalról szilárdan rögzítve van a csigolyatesthez . Ezenkívülelölről kapcsolódik az elülső hosszanti ínszalaghoz .A hátsó pótkocsik egy kicsit gyengébbek . A belső rétegek rostjai egy intercelluláris vázon keresztül kapcsolódnak a nucleus pulposushoz, ezértnehéz szigorú határvonalat meghatározni a gyűrű és a mag között .

Funkcionális szempontból a rostos gyűrű a gerincoszlopot stabilizáló legfontosabb elem . Az egyes csigolyákat funkcionális egésszé köti össze, ésbiztonsági fék szerepét tölti be, ha a gerincet túl nagy tartományban próbálják meg mozgatni . Nem korlátozza azonban teljesen a mobilitást az ún a test állványzata, mert (gyűrűs) nyújtásának köszönhetően lehetővé teszi bizonyos mozdulatok elvégzését. Ban benA rostos gyűrű körülveszi és így védi a skála funkcionális egészénél kisebb nucleus pulposust - a gerinc fő lengéscsillapítóját.

A rostos gyűrűn belüli sejtmagkeresztirányban a csigolyaközi porckorong térfogatának körülbelül 50-60 százalékát foglalja el . Fehér, fényes, félig kocsonyás állagú. Nem ideális középpontja a csigolyaközi porckorongnak, mivel közelebb fekszik a csigolyatest hátsó részéhez (ezért a porckorong posterolaterális iránya felé hajlik). Újszülöttnél főleg porcos-rostos szálakkal tarkított váladékból áll. Az évek során a herék összetevőinek aránya megváltozik, mivel a nyálkát porcos-rostos szövet váltja fel. Ez a folyamat élethosszig tartó. Az évek múlásával a mag és a rostos gyűrű közötti különbségek egyre jobban elmosódnak.

A pulmonalis nucleus fő funkcióia következők:

  • folyadékcserét közvetíta porckorong és a csigolyatestek között;
  • támogatja a csigolyáta csigolyaközi porckorong felett helyezkedik el;
  • a feszültségek és nyomások amortizálása , egyenletesen átvitele minden oldalra: a csigolyatestek rostos gyűrűjére és porclemezeire;

A mag párnázásának hatékonysága a benne lévőgél tulajdonságaitól, pontosabban az általa történő vízfelvétel lehetséges erősségétől függ. Nyomás közben a nucleus pulposusból kipréselődik a víz, majd a nyomás csökkentésével ismét felszívódik.Ahogy a szervezet öregszik, a herék felszívódási és visszaszívási képessége csökken, így az idősebb gerinc kisebb nyomást tud ellenállni. Az ütéselnyelő funkciót a rostos gyűrűsérülése is súlyosan rontja, ami megzavarhatja a nucleus pulposus egyenletes terhelésátvitelét

A gerinc biomechanikája az ágyéki gerinc példáján

Az ágyéki gerinc 5 csigolyából áll, masszív testtel. Közülük az utolsó, amely a szemközti keresztcsonthoz kapcsolódik, és ék alakú (egyértelműen magasabb, mint az elülső). A csigolyaívek ebben a szegmensben a legerősebbek, a csigolyanyílások pedig a legnagyobbak az egész gerinc mentén. Az ízületi folyamatok közel függőlegesek (45 fokos szöget zárnak be a frontális síkkal), így a rajtuk lévő ízületi felületek a szagittális síkban futnak. Ennek eredményeként korlátozzák a forgatást, kiterjesztik a hajlítási és nyújtási tartományt (fiatal korban 80 fok körüli, idős korban általában 25 fok körüli).

A gerincnek két funkcionális egysége vancsigolyák, amelyeket csigolyaközi porckorong köt össze . Az elülső rész (a tengelyekkel és a tárcsával) hordozza a test súlyát, a hátsó rész (a függelékekkel és az ízületi felületekkel) a mozgásokért felelős. Az erős szalagrendszer is fontos szerepet játszik, mivel ellensúlyozza a porckorongok táguló erejét. Ezen ellentétes erők hatását legjobban az a tény bizonyítja, hogya gerinchosszúság napi különbségei elérik a nőknél a 12 mm-t, a férfiaknál a 18 mm-t(ez elsősorban a gerincoszlop változásaival függ össze a nucleus pulposus gél hidratálása). Ezeknek az erőknek a hatása a gerincoszlop stabilizálása (amelyet a gerinc és a törzs izmai is támogatnak).

A vízszintes keresztmetszetben a gerinc a T betűhöz hasonlít, tehát a nagy szilárdságáról ismert rendszer. Ezenkívül megnövekedett (17-szeresére az azonos, de görbület nélküli szerkezethez képest) a gerinc természetes görbülete, amely számos különböző síkban ható nyomásnak és terhelésnek van kitéve. Leginkább az ágyéki szakaszra vonatkoznak, amely szintén a legnagyobb állóképességgel rendelkezik. Emelőereje átlagosan körülbelül 400 kg (összehasonlításképpen: a nyaki átlagos emelőerő - 113 kg; a mellkasi - 210 kg). Természetesen a gerinc normál terhelése függőleges helyzetben sokkal kisebb, és körülbelül 125 kg az ágyéki gerincben, 75 kg a mellkasban és 50 kg a nyakiban.

A gerinc erőssége fordítottan arányos a terhelés időtartamával . Hosszan tartó nyomás esetén megnő a szövetek merevsége, csökken a károsodásokkal szembeni ellenállás. A vibráció, amely megnehezíti a gerinc szerkezetének alkalmazkodását a megnövekedett nyomáshoz, hasonló negatív hatással van a sérülésekkel szembeni ellenállásra.

Az egyes gerincmozgások tengelye a nucleus pulposus középpontjában van, és a maggal együtt mozog - hyperextension esetén előre, hajlításkor hátra. Ezért a here támogató funkciójának zavara mindig a gerinc patológiájának kezdete. A túlzott terhelés mellett a here hidratáltságának csökkenése is az évek múlásával (születés után kb. 88%, 18 évesen már 80%, idős korban már kevesebb mint 70%). A mag által a porckorong rostjaira átadott nyomás gyakran aszimmetrikusan oszlik el, ami összefügg a porckorong alakjával. A posterolaterális rész feszültsége (itt van a here leggyakrabban hátranyomva) akár ötszörösére is meghaladhatja a fennálló nyomást.

Az a mechanizmus, amely megvédi a sejtmagot a károsodástól, hogy a rá nehezedő nyomás ellenére képes felszívni a vizet. Ez azonban csak időszakos nyomással történik. Állandó túlzott nyomás esetén a herék elveszítikez az ingatlan és megsemmisült.Az a helyzet, amelyben a csigolyaközi porckorong a legnagyobb nyomásnak van kitéve (gyakran állandó), ülve az ún. slouch(hát lekerekített, hasfeszítő lerövidült, gerincfeszítő megnyúlásban, feszültsége csökken). Az ágyéki gerinc hajlítása egyenes lábakon állva a térdbenszintén káros pozíciót jelent a porckorong számára. Ahogy Artur Dziak írja: "Feltételezzük, hogy egy 70 kg súlyú embernél a 3. ágyékcsigolyát ülő helyzetben 142 kg, álló helyzetben 99 kg, fekvő helyzetben 20 kg erővel fejtik ki. alvás). Az intralumbális csigolyaközi porckorong nyomása 1-1,5 MPa (145-210 psi) ülő helyzetben (a legnagyobb nyomást adó nyugalmi helyzet). Állva a nyomás körülbelül 30 százalékkal, old alt fekve pedig 50 százalékkal csökken. A háton fekvő helyzetben a csigolyaközi porckorong belsejében csak 10-20 százalék a nyomás. amit ülve és 25 százalék. amit álló helyzetben. Nyilvánvaló tehát, hogy a diszkopátiában szenvedő betegeknek mindenekelőtt korlátozniuk kell ülő helyzetüket. "

De a gerincet érő igénybevételek és terhelések mértéke nemcsak a pozíciótól függ, hanem nagymértékben minden olyan tevékenységtől is, amely serkenti az izmok munkáját. Minden mozgást az izomfeszülés változása és az ágyéki gerincre eső erőkar megnyúlása kísér. Az ágyéki gerinc nagyon hosszú karja alkotja a törzset és a felső végtagokat. Az egyensúlyt egy rövid kar biztosítja a nucleus pulposustól a háti extensorokig. Ezeknek a karoknak az aránya 15:1, ami azt jelenti, hogy a 40 kg-os emelést a hátizmok körülbelül 600 kg-os összehúzódásával kell ellensúlyozni.

Az a hely, ahol az utolsó ágyéki csigolya a keresztcsonthoz csatlakozikkulcsfontosságú a gerinc terhelésének átviteléhez. Előrehajlított ék alakú, 5 egymáshoz olvadt csigolyából áll (a végső összeolvadás általában 20 és 25 éves kor között következik be). A keresztcsont a két csípőcsonttal együtt alkotja a medencét - a gerinc alapját és állványzatát -, amelyre minden terhelés átadódik (az ágyéki gerincen, majd a keresztcsonton áthaladva).Az ágyéki gerinc és a keresztcsonti gerinc közötti optimális szög 30 fok . A terhelések átadása meghatározott helyen történik, mert az ágyéki lordosis keresztcsonti kyphosisba alakul át. A gerinc helyzetének megváltoztatása és az ék alakú, nagyon magas elülső csigolyaközi porckorong nagy mozgásteret biztosít ennek a helynek. Ugyanakkor itt felhalmozódnak a teljes gerincen áthaladó terhelések. Ban benezért ezen a területen érezhető legtisztábban az emelőkar helyzetének, tevékenységeinek és kiterjesztésének változása. Példa erre Artur Dziak: „egy 105 kg súlyú, 195 cm magas, 150 kg-os súlyzót a mellkasán tartó, függőleges helyzetben álló versenyzőnél az L5-S1 szakasz terhelése 220 kg. A törzs 30 fokos szögben történő előredöntése esetén ezek a nyomások akár 990 kg-os értéket is elérnek, a súlypont eltolódása és az erőkar megnyúlása miatt. Hozzá kell tenni, hogy ez az erő két komponensre oszlik, amelyek közül az egyik a keresztcsont ízületi felületével párhuzamosan, a másik pedig merőlegesen hat; például a keresztcsont alapjának 52 fokos dőlésével ezek az összetevők 348 és 509 kg. Ebből következik, hogy a lumbosacralis kapcsolat nagyon jelentős nyomásnak van kitéve, és egy erő hatására az 5. ágyéki csigolya előrecsúszik a keresztcsontról. "

A mozgásszervi túlterhelési változások kialakításához nincs szükségünk a szövetek erejét meghaladó terhelésekre. A gyakori túlterhelés elegendő. Ha elég erősek és elég gyakoriak, anélkül, hogy túllépnék a szöveti szilárdság küszöbét, még a rostos gyűrűt is eltörhetik - ez a patológia, amelyet nem lehet megállítani vagy megszüntetni.

Hogyan lehetséges tehát, hogy bizonyos munka vagy sportolás során, amely nagy terhek emelésével vagy a kar meghosszabbításával jár, a gerinc nem sérül (vagy legalábbis nem azonnal)? Kiderült, hogyvédi, tehermentesíti és stabilizálja az izmokat (különösen a testtartási izmokat) és a testüregekben (has, mellkas) keletkező nyomást . Nem csak ez, ahogy Artur Dziak írja: „Az izomtevékenység és a nyomás a testüregekben növekszik a felemelt teher súlyával. A gerincre nehezedő nyomás egy részének átvételével a mellkasi szakasz akár 50 százalékkal, az ágyéki gerinc pedig 30 százalékkal tehermentesíthető (L5-S2 csigolyaközi porckorong szintjén mérve). Ez a példa jól mutatja, milyen fontos kompenzáló szerepet töltenek betesttartási izmok , amelyek - kellően erősek és fittek -nemcsak védik a gerincet a sérülésektől, hanem részben át is veszik az uralmat funkciói .

Bibliográfia :

  • Bochenek A., Reicher M., Human Anatomy, I. kötet, Państwowy Zakład Wydawnictw Lekarskich, Varsó 1997 és Sobotta J., Atlas of human anatomy, 1. kötet: Általános anatómiai fogalmak. Mozgásszervek. Szerk. Urban & Partner, Poznań 2012.
  • Dziak A., Gerincfájdalmak és diszfunkciók, Medicina Sportiva,Krakkó 2007.
  • Sobotta J., Atlas of Human Anatomy, 1. kötet: Általános anatómiai fogalmak. Mozgásszervek. Szerk. Urban & Partner, Poznań 2012.
  • Stodolny J., Spinal overload disease, ZL-Natura, Kielce, 2000 and Dziak A., Pains and spine dysfunctions, Medicina Sportiva, Kraków 2007.

Kategória:

Anatómia