Строение и функции позвоночника человека

Позвоночник человека – воистину универсальное изобретение природы, наделенное удивительной многофункциональностью. Это биологический механизм, при помощи которого мы умеем стоять и передвигаться. Кроме того, это проводник основной нервной магистрали, проходящей через него – спинного мозга, а значит ни один наш внутренний орган не смог бы работать без позвоночника. Поэтому его можно назвать и опорой, и движущей силой, и нашим главным защитником.

Функции кресцового отдела позвоночника
Самые важные функции позвоночника — опорная и двигательная

Основные функции позвоночника

Можно выделить четыре основные функции позвоночника:

  • Опорная
  • Двигательная
  • Амортизационная
  • Защитная

Опорная функция позвоночника

Опорная функция – это способность позвоночника выдержать суммарный вес тела с сохранением статического равновесия

У человека эта функции осложнена тем, что он — прямо ходящее млекопитающее. И это отражается в строении позвоночника человека. Подобно тому, как возрастает наш вес, если последовательно продвигаться по оси туловища от головы, подключая все органы и конечности, до самых стоп, так и возрастает размер позвонков, начиная от шейного отдела и заканчивая крестцовым.

Исключение составляют два верхних позвонка шейного отдела и позвонки крестцового (кроме первого) и копчикового отделов:

  • два верхних позвонка шейного отдела человека предназначены для крепления черепной коробки и обеспечения его двигательной способности, поэтому они более массивны
  • позвонки крестцового и копчикового отделов не несут основной опорной нагрузки, находясь ниже центра тяжести тела в самом конце позвоночного

Копчик человека вообще считается рудиментом хвоста и имеет соответствующее сужающееся строение, хотя и он выполняет функцию поддержания равновесия тела в сидячем положении.

Опорная функция позвоночника выходит за пределы поддержания статического равновесия. Позвоночник выполняет функцию опоры тела человека и в движении, и при наличии нагрузок. Поэтому и опорная, и двигательная функция тесно связаны вместе.

  • Двигательная функция

Двигательная функция позвоночника – это возможность совершать движения в разных направлениях и плоскостях

Функция шейного позвоночника птиц
Суть двигательной функции позвоночника

Это осуществляется благодаря замечательному строению позвонков и межпозвоночных дисков:

  • четыре фасеточных сустава позвонка дают возможность движения вокруг трех осей (фронтальной, сагиттальной и вертикальной)
  • поперечные и остистые отростки служат для присоединения связок и мышц
  • межпозвоночные диски, амортизирующие нагрузки, позволяют увеличить размах движений

Подвижность суставов создается благодаря их очень гладкой хрящевой поверхности и наличии синовиальной жидкости в суставной сумке.
Всего у позвоночника человека имеется 24 двигательных сегмента с разными степенями двигательной активности:

  1. Сегменты шейного отдела – самые подвижные
  2. Грудного отдела – малоподвижные
    Позвонки грудного отдела отягощены еще и ребрами, прикрепленными к поперечным отросткам, поэтому на грудной отдел возложено больше опорных и защитных функций, чем двигательных
  3. Поясничного отдела – активно подвижные
  4. Крестцового – неподвижные у взрослого человека

Сам по себе позвоночник не будет двигаться, это происходит при помощи прикрепленных к нему мышц, являющихся активной частью позвоночника.

  • Амортизационная функция

Амортизационная функция – это способность смягчать нагрузки при силовом давлении или резких движениях

При движениях, быстром беге, прыжках, вибрациях позвоночник подвергается опасности за счет противодействующих сил. Они могли бы вызвать смещения дисков и даже повреждения, если б позвоночник не был вооружен прекрасными природными амортизаторами:

  1. Мышцы, присоединенные к позвоночному столбу способны уменьшать нагрузки путем сокращения и увеличения мышечного напряжения: это позволяет удерживать позвонки на определенном расстоянии и избегать травм.
    Другая обратная сторона – у самой мышцы в результате длительного перенапряжения может наступить болевой спазм и воспаление (миозит), что может потом привести к ее атрофии. Поэтому длительные встряски и нагрузки в любом случае приведут к нарушению функций позвоночника
  2. Диски между позвонками играют одну из главных амортизационных предохраняющих функций
    Регуляция осуществляется при помощи способности ядра диска впитывать воду и повышать свою упругость под действием давления. С возрастом, а также под влиянием дистрофических изменений и деформаций в диске такая способность утрачивается.
  3. Естественные боковые изгибы позвоночника придают позвоночному столбу человека свойства пружины. Позвоночник взрослого человека в профиль выглядит как латинская буква S и, в зависимости от отдела, имеет следующие изгибы:
    • Изгибы шейного и поясничного отделов –лордоз (выпуклость вперед)
    • Изгиб грудного отдела – кифоз (выпуклость назад)
  • Защитная функция

Главная защитная функция позвоночника заключается в том, что он оберегает важнейший орган человека, без которого невозможно взаимодействие всех остальных органов – спинной мозг

Мозг проходит вдоль задней части позвоночника в канале, образованном соединенными вместе позвонками, их дугами и боковыми отростками. Он защищен тремя оболочками (мягкой, паутинной и твердой) и крепится к каналу связками. От спинного мозга в фораминальные межпозвонковые отверстия отходят 31 —33 пары спинномозговых нервов (по количеству сегментов в позвоночнике и мозге).

Защита ствола мозга позвоночником достаточно надежна, но сами нервы (многие называют их корешками) достаточно уязвимы. Деформации и смещения позвонков и дисков в результате болезней или травм задевают нервные волокна, и через нервную систему начинают страдать другие отдаленные органы. Поэтому такие деформации неизбежно вызывают нарушение защитной функции позвоночника. Строение и функции позвоночника тесно связаны.

Функции разных отделов позвоночника

Рассмотрим теперь какую специфическую функцию, помимо общих, несет позвоночник в каждом своем отделе.

Шейный отдел спинного мозга функции
В каждом отделе позвоночник выполняет разные функции
  1. Шейный отдел человека
    Основные функции шейного отдела:
  • соединение головного и спинного мозга, объединение центральной и периферической нервной системы в одно целое, связь между органами (защитная и соединительная функции)
  • поддержание головы и ее двигательных возможностей. Как мы знаем, в шейном отделе находятся наиболее подвижные позвонки, а два верхних шейных позвонка (атлант и аксис) обеспечивают повороты головы в диапазоне 180 ‘ (опорная и двигательная функции)
  • кровоснабжение головного мозга: через отверстия в боковых отростках шейных позвонков в ствол мозга, заднюю часть коры и мозжечок проходят позвоночные артерия и вена, а также сонная артерия

Любая врожденная или приобретенная патология, травма или дегенеративное изменение в шейном отделе может привести к серьезным последствиям: например, к синдрому позвоночной артерии.
Этот синдром возникает при сдавливании в шейном отделе позвоночной артерии вместе с окружающим ее симпатическим нервным сплетением. Из многочисленных причин возникновения синдрома, можно выделить как связанные с позвоночником, так и нет. В первой группе находятся такие:

  • Артроз суставов первого и второго шейных позвонков
  • Травмы, сколиоз, межпозвоночная грыжа
  • Изменение борозды под позвоночную артерию в дужке первого шейного позвонка в результате патологических костных разрастаний (аномалия Киммерли)
  • Чересчур высокий зуб второго шейного позвонка

Синдром позвоночной артерии проявляется такими симптомами:

  1. Сильная головная боль в виде прострелов
  2. Нарушения зрения и слуха
  3. Головокружение, нарушение координации движений
  4. Тошнота и рвота и другие явления

Нарушения мозговой деятельности могут в итоге закончиться ишемическим инсультом.

Опасны также краниовертебральные аномалии, вызванные патологией первого и второго шейных позвонков.

Первый и второй шейные позвонки, соединенные с основанием черепа, называются краниовертебральным переходом. Встречаются как врожденные аномалии этого перехода у человека, так и приобретенные. Например:

  • Сращивание (ассимиляция) первого шейного позвонка с костью затылка
  • Неправильно расположенный зуб второго шейного позвонка или слишком большой, из-за чего происходит смещение атланта с давлением на спинной мозг или вклинивание зуба аксиса в затылочное отверстие мозга, что может вызвать самые непредвиденные последствия
  • Вдавливание верхних позвонков в основание черепа и сдавление отделов продолговатого и спинного мозга

Все эти аномалии могут привести к пирамидным, вестибулярным и мозжечковым симптомам.

  • Грудной отдел человека
    • Грудной отдел играет важную опорную функцию для задней стенки грудной клетки:
      12 пар ребер при помощи суставов в задней части крепятся в реберных ямках поперечных отростков грудных позвонков.
    • Так как в грудной клетке находятся сердце и легкие, то позвоночник, получается, выполняет защитную функцию для этих органов, а также дыхательную. Движения грудной клетки при дыхании не ограничиваются из-за двигательной возможности позвоночника, несмотря на то, что в грудном отделе подвижность позвонков умеренная.
  • Поясничный отдел человека
    • Поясничный отдел выполняет основную двигательную функцию
    • Распределяет нагрузку по всему телу человека, амортизирует вибрацию и толчки при движении
    • Благодаря поперечным отросткам, защищает почки
  • Крестцовый отдел и копчик человека
    • В крестцовом отделе крепятся кости таза и находятся органы, работа которых координируется через нервы, выходящие в копчиковых отверстиях (защитная функция)
      А в остальном у крестцовых и копчиковых позвонков немного функций: из-за неподвижности крестца двигательная функция в этом отделе не выполняется.
    • У копчика есть слабая двигательная активность:
      при удерживании равновесия во время наклонов назад, сидя
      он принимает участие в родах, обеспечивая более широкий проход в малом тазу для выхода плода

 

Нарушение функции позвоночника

В течение жизни человека, в результате развивающихся болезней, неправильного образа жизни и травм, его позвоночник, к сожалению утрачивает часть своих функций.

Для каждого отдела это происходит специфически, с учетом его анатомических особенностей.

  1. В поясничном отделе остеохондроз и межпозвоночная грыжа могут вызвать вначале нарушение двигательной функции позвоночника, а затем и защитной, если в процесс вовлекается спинномозговой нерв
  2. В шейном отделе эти же болезни, кроме указанных симптомов, могут привести и к куда более серьезным последствиям:
    • нарушению мозгового кровообращения
    • ишемии головного мозга
    • инсульту спинного мозга

    Инсульт же часто означает полную потерю двигательной функции.

Изучив патологические процессы в позвоночнике, можно и определить некую последовательность утраты позвоночником человека своих основных функций в результате болезней:

Вначале утрачивается амортизационная функция, затем —  двигательная, а потом – защитная и опорная

Будьте здоровы! Сохраняйте свой позвоночник молодым и функциональным.

Видео: