Anatomsko-biomehaničke značajke kralježnice

Kralježnicu treba promatrati s anatomske (biomehaničke) i funkcionalne strane.

Anatomski, kralježnica se sastoji od 32, ponekad 33 pojedinačna kralješka, međusobno povezanih intervertebralnim diskovima (art. intersomatica), koji predstavljaju sinhondrozu, i zglobovima (art. intervertebrales). Stabilnost ili čvrstoću kralježnice osigurava snažan ligamentni aparat koji povezuje tijela kralježaka (lig. longitudinale anterius et posterius), te kapsulu intervertebralnih zglobova, ligamente koji povezuju kralježničke lukove (lig. flava), ligamente koji povezuju spinalne nastavke (lig. supraspinosum et intraspinosum).

S biomehaničkog gledišta, kralježnica je poput kinematičkog lanca koji se sastoji od pojedinačnih karika. Svaki kralježak se zglobljuje sa susjednim u tri točke:

Na dva intervertebralna zgloba straga i po tijelima (kroz intervertebralni disk) sprijeda.

Spojevi između zglobnih nastavaka čine prave zglobove.

Smješteni jedan iznad drugoga, kralješci tvore dva stupa - prednji, izgrađen od tijela kralježaka, i stražnji, formiran od lukova i intervertebralnih zglobova.

Pokretljivost kralježnice, njezina elastičnost i otpornost, sposobnost podnošenja značajnih opterećenja do određene mjere osiguravaju intervertebralni diskovi, koji su u bliskoj anatomskoj i funkcionalnoj vezi sa svim strukturama kralježnice koje tvore kralježni stup.

Intervertebralni disk igra vodeću ulogu u biomehanici, budući da je „duša pokreta“ kralježnice (Franceschilli, 1947.). Budući da je složena anatomska formacija, disk obavlja sljedeće funkcije:

• fuzija kralježaka,
• osiguravanje pokretljivosti kralježnice,
• zaštita kralježaka od stalne traume (uloga apsorpcije udara).

PAŽNJA! Svaki patološki proces koji slabi funkciju diska remeti biomehaniku kralježnice. Funkcionalne sposobnosti kralježnice su također poremećene.

Anatomski kompleks koji se sastoji od jednog intervertebralnog diska, dva susjedna kralješka s odgovarajućim zglobovima i ligamentnim aparatom na toj razini naziva se vertebralni segment kretanja (VMS).

Intervertebralni disk sastoji se od dvije hijaline ploče koje čvrsto prianjaju uz završne ploče tijela susjednih kralježaka, nucleus pulposus i vlaknasti prsten (annulus fibrosus).

Nucleus pulposus, kao ostatak dorzalne notochorde, sadrži:

• intersticijska tvar hondrin;
• mali broj hrskavičnih stanica i isprepletenih kolagenih vlakana koja tvore svojevrsnu kapsulu i daju joj elastičnost.

PAŽNJA! U sredini nucleus pulposusa nalazi se šupljina čiji je volumen normalno 1-1,5 ^cm3.

Vlaknasti prsten intervertebralnog diska sastoji se od gustih snopova vezivnog tkiva isprepletenih u raznim smjerovima.

Središnji snopovi vlaknastog prstena su labavo smješteni i postupno prelaze u kapsulu jezgre, dok su periferni snopovi blisko jedan uz drugi i ugrađeni su u rubni rub kosti. Stražnji polukrug prstena je slabiji od prednjeg, posebno u lumbalnom i vratnom dijelu kralježnice. Bočni i prednji dijelovi intervertebralnog diska malo strše izvan koštanog tkiva, budući da je disk nešto širi od tijela susjednih kralježaka.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ]

Spinalni ligamenti

Prednji uzdužni ligament, koji je periost, čvrsto je srasao s tijelima kralježaka i slobodno prelazi preko diska.

Stražnji uzdužni ligament, koji sudjeluje u formiranju prednje stijenke spinalnog kanala, naprotiv, slobodno je prebačen preko površine kralježaka i srastao je s diskom. Ovaj ligament je dobro zastupljen u vratnoj i torakalnoj kralježnici; u lumbalnom području je sveden na usku traku, duž koje se često mogu uočiti praznine. Za razliku od prednjeg uzdužnog ligamenta, vrlo je slabo razvijen u lumbalnom području, gdje se najčešće uočavaju prolapsi diska.

Žuti ligamenti (ukupno 23 ligamenta) nalaze se segmentalno, počevši od C kralješka do S kralješka. Čini se da ovi ligamenti strše u spinalni kanal i time smanjuju njegov promjer. Zbog činjenice da su najrazvijeniji u lumbalnom području, u slučajevima njihove patološke hipertrofije mogu se uočiti fenomeni kompresije konjskog repa.

Mehanička uloga ovih ligamenata je različita i posebno je važna s gledišta statike i kinematike kralježnice:

• održavaju cervikalnu i lumbalnu lordozu, čime jačaju djelovanje paravertebralnih mišića;
• odrediti smjer kretanja kralježaka, čija je amplituda kontrolirana intervertebralnim diskovima;
• štite leđnu moždinu izravno zatvaranjem prostora između ploča i neizravno putem svoje elastične strukture, zbog čega tijekom ekstenzije trupa ovi ligamenti ostaju potpuno rastegnuti (pod uvjetom da bi, ako bi se kontrahirali, njihovi nabori komprimirali leđnu moždinu);
• zajedno s paravertebralnim mišićima pomažu u dovođenju trupa iz ventralne fleksije u vertikalni položaj;
• imaju inhibitorni učinak na nucleus pulposus, koji, putem interdiskalnog pritiska, nastoji razdvojiti dva susjedna kralješka.

Spajanje lukova i procesa susjednih kralježaka provodi se ne samo žutim, već i interspinoznim, supraspinoznim i intertransverzalnim ligamentima.

Osim diskova i uzdužnih ligamenata, kralješci su povezani s dvama intervertebralnim zglobovima koje tvore zglobni nastavci koji imaju značajke u različitim dijelovima. Ti nastavci ograničavaju intervertebralne otvore kroz koje izlaze korijeni živaca.

Inervaciju vanjskih dijelova vlaknastog prstena, stražnjeg uzdužnog ligamenta, periosta, zglobne kapsule, krvnih žila i membrana leđne moždine provodi sinuvertebralni živac (n. sinuvertebralis), koji se sastoji od simpatičkih i somatskih vlakana. Prehrana diska kod odrasle osobe događa se difuzijom kroz hijalinske ploče.

Navedene anatomske značajke, kao i podaci iz komparativne anatomije, omogućili su nam da intervertebralni disk smatramo poluzglobom (Schmorl, 1932.), dok se nucleus pulposus, koji sadrži sinovijalnu tekućinu (Vinogradova TP, 1951.), uspoređuje sa zglobnom šupljinom; završne ploče kralježaka, prekrivene hijalinskom hrskavicom, uspoređuju se sa zglobnim krajevima, a vlaknasti prsten smatra se zglobnom kapsulom i ligamentnim aparatom.

Intervertebralni disk je tipičan hidrostatski sustav. Budući da su tekućine praktički nestlačive, svaki pritisak koji djeluje na jezgru jednoliko se transformira u svim smjerovima. Vlaknasti prsten, napetošću svojih vlakana, drži jezgru i apsorbira većinu energije. Zbog elastičnih svojstava diska, udarci i potresi mozga koji se prenose na kralježnicu, leđnu moždinu i mozak značajno se ublaže pri trčanju, hodanju, skakanju itd.

Turgor jezgre značajno varira: kada se opterećenje smanji, ono se povećava i obrnuto. Značajan pritisak jezgre može se procijeniti činjenicom da nakon što je nekoliko sati u horizontalnom položaju, ispravljanje diskova produljuje kralježnicu za više od 2 cm. Također je poznato da razlika u ljudskoj visini tijekom dana može doseći 4 cm.

Kralješka u različitim dijelovima kralježnice imaju svoje karakteristične anatomske i funkcionalne značajke.

[ 6 ], [ 7 ], [ 8 ], [ 9 ]

Vratna kralježnica

U skladu s funkcionalnim zadacima potpore, veličine kralježaka postupno se povećavaju od vratnih do lumbalnih područja, dosežući najveću veličinu u S kralješcima;

• Vratni kralješci, za razliku od onih koji se nalaze ispod, imaju relativno niska tijela elipsoidnog oblika;
• Tijela vratnih kralježaka nisu međusobno odvojena diskom cijelom svojom duljinom. Ti izduženi gornjo-lateralni rubovi tijela kralježaka, nazvani polumjesečasti ili kukasti nastavci (processus uncinatus), spajajući se s donjo-lateralnim kutovima tijela gornjih kralježaka, tvore takozvani Luschkin zglob ili unkovertebralnu artikulaciju, prema Trolandovoj terminologiji. Između processusa uncinatusa i fasete gornjeg kralješka nalazi se unkovertebralni razmak od 2-4 mm;
• Unkovertebralne zglobne površine prekrivene su zglobnom hrskavicom, a zglob je izvana okružen kapsulom. U ovom području, vertikalna vlakna anulusa fibrozusa na bočnoj površini diska divergiraju i idu u snopovima paralelno s otvorom; međutim, disk ne graniči izravno s ovim zglobom, budući da se približavanjem unkovertebralnoj fisuri postupno nestaje;
• anatomska značajka vratnih kralježaka je prisutnost otvora u podnožju poprečnih nastavaka, kroz koje prolazi a. vertebralis;
• Intervertebralni otvori C5 _, C6 _i C7 _imaju trokutasti oblik. Os otvora u presjeku prolazi u kosoj ravnini. Tako se stvaraju uvjeti za sužavanje otvora i kompresiju korijena unkovertebralnim izraslinama;
• spinozni nastavci vratnih kralježaka (osim C7 ₎ su razdvojeni i spušteni;
• zglobni procesi su relativno kratki, nalaze se u kosom položaju između frontalne i horizontalne ravnine, što određuje značajan volumen pokreta fleksije-ekstenzije i donekle ograničene lateralne nagibe;
• rotacijske pokrete izvode uglavnom gornji vratni kralješci zbog cilindričnog zgloba odontoidnog nastavka sa zglobnom površinom C1 kralješka;
• spinozni nastavak C ₇ maksimalno strši i lako se palpira;
• vratna kralježnica karakterizirana je svim vrstama pokreta (fleksija-ekstenzija, savijanje udesno i ulijevo, rotacija) i u najvećem volumenu;
• prvi i drugi cervikalni korijen izlaze iza atlantookcipitalnog i atlantoaksijalnog zgloba, a u tim područjima nema intervertebralnih diskova;
• U cervikalnom području debljina intervertebralnih diskova iznosi 1/4 visine odgovarajućeg kralješka.

Vratna kralježnica je manje snažna i pokretljivija od lumbalne kralježnice te je općenito izložena manjem opterećenju. Međutim, opterećenje na 1 cm2 ^vratnog diska nije ništa manje, pa čak i veće, nego na 1 cm2 ^lumbalne kralježnice (Mathiash). Kao rezultat toga, degenerativne lezije vratnih kralježaka su jednako česte kao i u lumbalnoj kralježnici.

R. Galli i suradnici (1995.) pokazali su da ligamentni aparat omogućuje vrlo malu pokretljivost između tijela kralježaka: horizontalni pomaci susjednih kralježaka nikada ne prelaze 3-5 mm, a kutni nagibi - 11°.

Nestabilnost PDS-a treba očekivati kada je udaljenost između tijela susjednih kralježaka veća od 3-5 mm i kada se kut između tijela kralježaka poveća za više od 11°.

[ 10 ], [ 11 ], [ 12 ], [ 13 ]

Torakalna kralježnica

U torakalnom području, gdje je raspon pokreta kralježnice relativno malen, kralješci su viši i deblji od vratnih. Od Th ₅ do Th 12 torakalnih kralježaka, njihova poprečna veličina postupno se povećava, približavajući se veličini gornjih lumbalnih kralježaka; intervertebralni diskovi u torakalnom području su manji nego u lumbalnom i cervikalnom području; debljina intervertebralnih diskova je 1/3 visine odgovarajućeg kralješka; intervertebralni otvori u torakalnom području su uži nego u cervikalnom području; spinalni kanal je također uži nego u lumbalnom području; prisutnost velikog broja simpatičkih vlakana u torakalnim korijenima ne samo da uzrokuje osebujnu vegetativnu obojenost torakalnih radikulopatija, već može uzrokovati i razvoj visceralne boli i diskinezije; relativno masivni, zadebljani na krajevima poprečni nastavci torakalnih kralježaka nagnuti su pomalo prema natrag, a spinalni nastavci su oštro nagnuti prema dolje; Tuberkul rebra graniči s prednjom površinom zadebljanog slobodnog kraja poprečnog nastavka, tvoreći pravi kostotransverzalni zglob; još jedan zglob se formira između glave rebra i bočne površine tijela kralješka u razini diska.

Ove zglobove ojačavaju jaki ligamenti. Kada se kralježnica okreće, rebra i bočne površine kralježaka s poprečnim nastavcima prate kralježnicu, okrećući se oko vertikalne osi kao jedna cjelina.

Torakalna kralježnica ima dvije karakteristične značajke:

• normalna kifotička krivulja za razliku od lordotičke krivulje vratne i lumbalne kralježnice;
• zglob svakog kralješka s parom rebara.

Stabilnost i pokretljivost torakalne kralježnice

Glavni stabilizacijski elementi su: a) rebarni okvir; b) intervertebralni diskovi; c) vlaknasti prstenovi; d) ligamenti (prednji i stražnji uzdužni ligamenti, radijalni ligament, kostotransverzalni ligament, intertransverzalni ligamenti, žuti ligament, inter- i supraspinozni ligamenti).

Rebra s ligamentnim aparatom pružaju dovoljnu stabilnost i istovremeno ograničavaju pokretljivost tijekom pokreta (fleksija - ekstenzija, lateralno savijanje i rotacija).

PAŽNJA! Pri kretanju u prsnom području rotacija je najmanje ograničena.

Intervertebralni diskovi, zajedno s vlaknastim prstenom, osim što služe kao amortizacija, obavljaju i stabilizirajuću funkciju: u ovom dijelu diskovi su manji nego u cervikalnom i lumbalnom dijelu, što minimizira pokretljivost između kralježaka.

Stanje ligamentnog aparata određuje stabilnost torakalne kralježnice.

Brojni autori (Heldsworth, Denis, Jcham, Taylor itd.) potkrijepili su teoriju stabilnosti u tri točke.

Ključna uloga pridaje se stražnjem kompleksu: njegov integritet je bitan uvjet za stabilnost, a oštećenje stražnjih i srednjih potpornih struktura očituje se kliničkom nestabilnošću.

Važan stabilizacijski element je zglobna kapsula, a anatomija zglobova također osigurava integritet struktura.

Zglobovi su orijentirani u frontalnoj ravnini, što ograničava fleksiju-ekstenziju i lateralno savijanje; stoga su subluksacije i iščašenja zglobova izuzetno rijetke u torakalnoj regiji.

PAŽNJA! Najnestabilnije područje je zona Th10-L1 zbog relativno stabilnog torakalnog i pokretljivijeg lumbalnog dijela.

Lumbosakralna kralježnica

U lumbalnom dijelu kralježnice, koji podupire težinu gornjeg dijela:

• tijela kralježaka su najšira, poprečni i zglobni procesi su masivni;
• Prednja površina tijela lumbalnih kralježaka je blago konkavna u sagitalnom smjeru; tijelo L kralješka je nešto više sprijeda nego straga, što anatomski određuje formiranje lumbalne lordoze. Kod lordoze, os opterećenja pomiče se unatrag. To olakšava rotacijske pokrete oko vertikalne osi tijela;
• poprečni nastavci lumbalnih kralježaka normalno se nalaze frontalno; ventralni dijelovi poprečnih nastavka lumbalnih kralježaka su nerazvijeni ostaci odgovarajućih lumbalnih rebara, zbog čega se nazivaju rebreni nastavci (processus costarii vertebrae lumbalis). U podnožju rebrenih nastavka nalaze se manji pomoćni nastavci (processus accessorius);
• zglobni nastavci lumbalnih kralježaka znatno strše, a njihove zglobne površine nalaze se pod kutom u odnosu na sagitalnu ravninu;
• spinozni nastavci su zadebljani i usmjereni unatrag gotovo vodoravno; na posterolateralnom rubu svakog gornjeg zglobnog nastavka s desne i lijeve strane nalazi se mali konusni mammilarni nastavak (processus mamillaris);
• Intervertebralni otvori u lumbalnoj regiji su prilično široki. Međutim, u uvjetima deformacije kralježnice, degenerativnih procesa i statičkih poremećaja, sindrom radikularne boli najčešće se javlja u ovoj regiji;
• lumbalni diskovi, u skladu s najvećim izvršenim opterećenjem, imaju najveću visinu - 1/3 tjelesne visine;
• najčešća lokalizacija protruzija i prolapsa diska odgovara najopterećenijim dijelovima: prostoru između L4 _i Ls _te, nešto rjeđe, između C i S1;
• Nucleus pulposus nalazi se na granici stražnje i srednje trećine diska. Vlaknasti prsten u ovom području je znatno deblji sprijeda, gdje ga podupire gusti prednji uzdužni ligament, najsnažnije razvijen u lumbalnom području. Straga je vlaknasti prsten tanji i odvojen je od spinalnog kanala tankim i manje razvijenim stražnjim uzdužnim ligamentom, čvršće povezanim s intervertebralnim diskovima nego s tijelima kralježaka. Ovaj ligament je s potonjima povezan rahlim vezivnim tkivom, u koje je ugrađen venski pleksus, što stvara dodatne uvjete za stvaranje izbočina i prolapsa u lumen spinalnog kanala.

Jedna od karakterističnih značajki kralježnice je prisutnost četiri takozvane fiziološke zakrivljenosti smještene u sagitalnoj ravnini:

• cervikalna lordoza, koju tvore svi cervikalni i gornji torakalni kralješci; najveća konveksnost je na razini _C5 i _C6;
• torakalna kifoza; maksimalna konkavnost je na razini Th ₆ - Th ₇;
• lumbalna lordoza, koju tvore posljednji torakalni i svi lumbalni kralješci. Najveća zakrivljenost nalazi se u razini tijela L ₄;
• sakrokokcigealna kifoza.

Glavne vrste funkcionalnih poremećaja u kralježnici razvijaju se ili prema vrsti zaglađivanja fizioloških krivulja ili prema vrsti njihovog povećanja (kifoza). Kralježnica je jedinstveni aksijalni organ, njezina podjela na različite anatomske dijelove je uvjetna, stoga ne može postojati hiperlordoza, na primjer, u vratnoj kralježnici s zaglađivanjem lordoze u lumbalnom dijelu i obrnuto.

Trenutno su sistematizirane glavne vrste funkcionalnih poremećaja u zaglađenim i hiperlordotičnim varijantama promjena u kralježnici.

1. Kada se fiziološke krivulje kralježnice izglade, razvijaju se funkcionalni poremećaji fleksionog tipa, karakterizirani prisilnim položajem pacijenta (u fleksijskom položaju) i uključuju:

• ograničena pokretljivost u motoričkim segmentima vratne kralježnice, uključujući i područje zglobova glave;
• sindrom inferiornog kosog capitisa;
• lezije dubokih mišića fleksora vrata i sternokleidomastoidnog mišića;
• sindrom prednje skalene;
• sindrom skapularne regije (sindrom levator scapulae);
• sindrom prednjeg zida prsnog koša;
• u nekim slučajevima - sindrom skapulohumeralnog periartritisa;
• u nekim slučajevima - sindrom lateralne epikondiloze lakta;
• ograničena pokretljivost 1. rebra, u nekim slučajevima - I-IV rebara, zglobova ključne kosti;
• sindrom spljoštenosti lumbalne lordoze;
• sindrom paravertebralnih mišića.

Ograničenje pokretljivosti u motoričkim segmentima lumbalne i donje torakalne kralježnice: u lumbalnom - fleksija i donjem torakalnom - ekstenzija:

• ograničena pokretljivost u sakroilijačnom zglobu;
• aduktorski sindrom;
• iliopsoas sindrom.

2. S povećanjem fizioloških krivulja u kralježnici razvija se ekstenzijski tip funkcionalnih poremećaja, karakteriziran ispravljenim "ponosnim" hodom pacijenta i ograničenom ekstenzijom u lumbalnoj i vratnoj kralježnici tijekom manifestacije kliničkih manifestacija bolesti. Uključuje:

• ograničena pokretljivost u motornim segmentima srednjeg cervikalnog i cervikotorakalnog dijela kralježnice;
• cervikalgija ekstenzornih mišića vrata;
• u nekim slučajevima - sindrom unutarnje epikondiloze lakta;
• ograničena pokretljivost u motornim segmentima torakalne kralježnice.
• sindrom lumbalne hiperlordoze;
• ograničenje ekstenzije u motoričkim segmentima lumbalne kralježnice: L1-L2 i L2 L3 _, u nekim slučajevima - _L3 - _L4;
• sindrom tetive koljena;
• sindrom abduktora kuka;
• sindrom piriformisa;
• sindrom kokcidinije.

Dakle, kada se simetrija aktivnih napora poremeti čak i u normalnim fiziološkim uvjetima, dolazi do promjene konfiguracije kralježnice. Zbog fizioloških zakrivljenosti, kralježnica može podnijeti aksijalno opterećenje 18 puta veće od betonskog stupa iste debljine. To je moguće zbog činjenice da se u prisutnosti zakrivljenosti sila opterećenja ravnomjerno raspoređuje po cijeloj kralježnici.

Kralješnica također uključuje svoj fiksni dio - križnu kost i blago pokretnu trtičnu kost.

Križna kost i peti lumbalni kralježak osnova su cijele kralježnice, pružajući potporu svim njezinim gornjim dijelovima i doživljavajući najveće opterećenje.

Na formiranje kralježnice i razvoj njezinih fizioloških i patoloških krivulja značajno utječe položaj IV i V lumbalnih kralježaka te križne kosti, tj. odnos između križnog i nadležnog dijela kralježnice.

Normalno, sakrum se nalazi pod kutom od 30° u odnosu na vertikalnu os tijela. Izražen nagib zdjelice uzrokuje lumbalnu lordozu radi održavanja ravnoteže.

[ 14 ], [ 15 ], [ 16 ], [ 17 ]