Позвоночник у человека: строение позвоночного столба, за что отвечает каждый позвонок

Позвоночник человека является опорой его тела, именно благодаря ему представители Homo Sapiens могут свободно передвигаться на двух ногах. Он имеет своеобразную анатомическую форму в виде английской литеры S. Именно такое строение позволяет ему обеспечивать гибкость, способность нагибаться, поворачиваться и принимать разные позы. Баланс прочности и эластичности поддерживают костные сегменты – позвонки и диски, расположенные между ними, из хрящевой ткани. Именно такое строение позволяет поддерживать весь организм, от макушки головы для пяток.

Основные функции

Позвоночник человека – это сложная система, которая обеспечивает активность, его двигательные навыки, устойчивость. Он является основой скелета и отвечает за самые разные функции в организме. Удивительное строение позволяет выполнять в полной мере поставленные перед органом задачи. Основными из них выделяют:

Опора для всего организма. Именно хребет выдерживает все нагрузки на тело, и сохраняет равновесие в любом положении. Это фундамент, на котором держится голова, грудная клетка, плечевой пояс и конечности.
Протекционная. Прочная костная ткань надежно защищает спинной мозг от любых видов механических воздействий. Этот орган отвечает за множество жизненно важных процессов в организме, поэтому природа позаботилась, чтобы он был окружен не только костью, но и хрящами, связками.
Двигательная. Благодаря продуманной анатомии позвоночника, человек способен без препятствий сгибаться под нужным углом, приседать на корточки, поднимать с пола упавший предмет.
Амортизационная. Позволяет снизить нагрузки, при оказании давления при резких движениях или негативных воздействиях. Это важная задача, обеспечивающая сохранность позвонков и минимизацию вероятности получения травмы. Особенно это актуально при выполнении прыжков, бросков, беге.

Каждая из этих функций крайне важна для обеспечения здоровья человека, поддержки высокого качества жизни. Любые нарушения способны привести к потере способности хребта выполнять поставленные перед ним задачи, будь это травма или заболевание.

Какие существуют отделы хребта?

Опорно-двигательный аппарат представляет собой сложнейшую систему, которая состоит из множества отделов. Основой его является хребет, расположенный посередине спины. Это прочная костная структура, которая окружена мягкими тканями, связками и хрящами. Позвоночный столб представляет непрерывную цепочку отдельных элементов (всего их от 32 до 34 штук), но для удобства их делят на отделы:

Шейный – 7 позвонков.
Грудной – 12 позвонков.
Поясничный – 5 позвонков.
Крестцовый – 5 позвонков.
Копчиковый – 3–5 позвонков.

Каждый отдельный сегмент состоит из тела, отростков, канала, расположенного внутри и дуги. Именно такое строение позволяет им не деформироваться в процессе жизни и не разрушаться. Расположенный внутри тела желобок позволяет спинному мозгу единым каналом идти вдоль хребта до самого головного мозга, благодаря дугам он при этом максимально защищен. Поперечные отростки располагаются по двум сторонам дуги позвонка, и имеют специальные отверстия, которые предназначены для вен и артерий, питающие жизненно важные органы и внутренние системы. Суставные отростки прикреплены сверху и снизу позвонка и обеспечивают правильное функционирование дисков, соединяющих отдельные элементы.

Тело позвонка в первую очередь защищает костный мозг и кровеносную систему от повреждений, сдавливания и других негативных воздействий. Плотная костная оболочка является достаточно прочной и в то же время гибкой, чтобы поддерживать позвоночник в целостности и при этом сохранять его хорошую подвижность.

Особенности формирования позвоночника в детском возрасте

Основной возрастной особенностью костной части позво¬ночного столба является продолжающийся до 15 — 16 лет процесс закрытия зон роста элементов позвонков (апофизов).
В телах позвонков имеются центральные питающие артерии, запустевающие по мере взросления.
Связочный аппарат позвоночника у детей более эластичен и более растяжим, чем у взрослых людей.
Повышенная эластичность межпозвонковых дисков и свя¬зочного аппарата обусловливает повышенную подвижность позвоночника ребенка. Вместе с тем слабая стабилизирующая функция межпозвонковых дисков, сочетающаяся с повышенной растяжимостью связочного аппарата, создает предпосылки для возникновения нестабильности ПДС.

Особенности шейного отдела

Интересную конструкцию имеет шейный отдел позвоночника, так как он из всех других областей наиболее подвижный. Анатомическая его особенность заключается в способности поворачивать голову, наклонять ее, выполнять самые разные движения. Состоит он из 7 позвонков, которые соединены между собой хрящами. Основными их функциями выделяют:

Поддержка головы и ее нормальное движение.
Соединение головного и спинного мозга (центр ЦНС и периферической системы).
Сочленение с черепом за счет особой.
Насыщение головного мозга кровью за счет наличия отверстия в боковом отделе.

Что защищает позвоночник в этой области? Нервную систему и спинной мозг от повреждений. Каждый отдельный сегмент отвечает за определенные органы, поэтому при его повреждении, появляются осложнения, связанные с ними. Проще это представить в виде схемы:

Позвонок	За что отвечает?	Признаки повреждения
С1	Работа головного мозга и его кровоснабжение, поступление в него полезных компонентов.	Головные боли, невроз, головокружение, нарушение сна
С2	Зрительный орган, язык, лобная часть, оптические нервы.	Повышение потливости, мигрени, ипохондрия, неврастения
С3	Щеки, лицевые кости, наружное ухо, зубы	Нарушение обоняния или зрения, снижение слышимости, неврологические расстройства
С4	Рот, нос, губы	Неврастения, аденоиды, патологии носовых пазух
С5	Голосовые связки и глотка	Ангина, хрипота, болезни ротовой полости.
С6	Мышечные ткани шеи, плечи, миндалины	Ларингинт, Хронический кашель, одышка, астма.
С7	Локти, плечи, щитовидная железа	Артроз, патологии органов дыхания, бронхит

Зная, что защищает позвоночный отдел в области шеи, можно понять, что травмы в этой части наиболее опасны. Поэтому в спорте или профессиональной деятельности, если есть прямая угроза, стараются максимально оградить плечевой пояс. Таблица показывает подробно, за что отвечает каждый позвонок, и к чему приводят любые нарушения в его сегменте.

Интересная информация! Верхний позвонок называется Атлант, так как он, как герой древних мифов, держит на себе небосвод, а именно – свод черепа.

Структурные особенности

У позвонков разная форма и размер, но с трех сторон они покрыты плотной тканью и являются местом выхода сосудов. Изменение их объема наблюдается сверху вниз, от шейного к поясничному отделу. В области крестца они формируются в неподвижный участок, связывающий позвоночный столб с костями таза и ногами. Позвонки в районе копчика являются небольшими по размеру образованиями. У них отсутствуют дуги, тело слабо развито.

Высота позвоночных единиц одинакова, к исключениям относят пятый позвонок в поясничной области. Он обладает формой клина. Остистые отростки отходят под разными углами в позвоночнике:

в шее и пояснице – горизонтально;
на уровне 5-9 позвонка груди – под острыми углами;
в верхнем и нижнем участке грудной области – в промежуточном положении.

Основной базой, служащей для закрепления мышечных и связочных тканей, считаются поперечные и остистые отростки. Суставные части рядом расположенных структур создают фасеточные сочленения, что позволяет позвоночнику совершать движения вперед и назад.

Позвоночно-двигательный сегмент сформирован:

из межпозвоночного диска;
двух соседних суставов;
связок.

Показатели подвижности в отдельных комплексах минимальны, но общая структура помогает обеспечить подвижность и гибкость позвоночного столба в разных направлениях.

Характеристика грудного отдела

Особенность этой области заключается в необычной форме, она напоминает литеру «С». Такое положение является анатомически правильным и носит название кифоз. В этом месте осуществляется соединение позвонков с ребрами, отдел участвует в формировании грудной клетки. Из всех других участков этот наименее подвижный, патологические процессы из-за этого тут развиваются реже, чем в остальных местах. Расстояние между отдельными сегментами минимальное. Основной задачей скелета в этом месте заключается в защите сердца, легких и других жизненно важных органов от любых негативных воздействий.

Позвонки представляют собой короткие кости со структурой, напоминающей губку. Соединяются они между собой дисками из плотной хрящевой ткани. Отличительной особенностью сегментов в этой части хребта является наличие реберных выемок, кроме этого, есть другие необычные детали:

Особое внимание заслуживает первый позвонок, который имеет в теле полная суставная ямка, при помощи которой осуществляется сочленение с головкой первого ребра, на нижней его части есть полуямка для головки второго ребра.
На десятом позвонке есть только одна полуямка сверху.
На 11 и 12 позвонке имеется лишь одна полная суставная ямка.

Канал позвоночника в грудном отделе более узкий, по сравнению с другими отделами, поэтому появление любых заболеваний или новообразований приводит к защемлениям. Симптоматика всегда ярко выраженная, что упрощает процесс постановки диагноза.

Состоит грудной отдел из 12 позвонков, при обозначении которых используется литера D, номера последовательные сверху вниз. Нагрузка на сегменты в этой области приходится достаточно большая, связанно это с близким расположением органов дыхания. Повреждения очень опасны, так как приводят к серьезным сбоям внутренних органов.

Особенности поясничного отдела позвоночника

Область достаточно специфическая, так как состоит всего из пяти позвонков, но при этом на нее возлагаются самые ответственные функции. Именно на эту часть приходится максимальная нагрузка, и отдельные сегменты тут наиболее крупные. У некоторых людей наблюдается такая врожденная патология, как люмбализация. Для нее характерно появление шестого не совсем типичного позвонка. Он не мешает спокойно передвигаться сидеть или выполнять любые физические действия, но при этом он не несет в себе никакой пользы. Характерными особенностями отдела выделяют:

Строение межпозвоночного диска

Спинной мозг заканчивается на втором позвонке в области поясницы.
Диск, как неотъемлемая часть позвонка, полностью лишен нервных окончаний.
На эту часть приходится большинство патологий и дегенеративных процессов, развивающихся в области спины.
Позвонки в этом отделе прочнее остальных, при этом сохраняют отличную гибкость, позволяя выполнять сгибания, вращательные движения.

Поясничный отдел имеет характерный изгиб – лордоз, который анатомически правильный и позволяет поддерживать тело в правильном положении, правильно распределять нагрузку на нижние конечности. Эта часть позвоночного стержня несет ответственность за нормальное выполнение физических упражнений, будь это наклоны, подъем тяжестей, бег, приседания, прыжки.

Наглядное представление о позвоночнике в районе поясницы

Тут также существует связь позвонков с частями тела, они практически все отвечают за работу внутренних органов, расположенных в области малого таза.

Витамины для спины

В¹ (тиамин)

Что делает? Улучшает питание нервных тканей.

Где содержится? Хлеб с отрубями, рис, молочные продукты, мясо, орехи.

Кальций

Что делает? Отвечает за прочность костей.

Где содержится? Сыр, молоко, кефир, зелёный лук, петрушка.

В² (рибофлавин)

Что делает? Обеспечивает эластичность хрящевой ткани.

Бодрое утро. Как правильно просыпаться? Подробнее

Где содержится? Говяжья печень, мясо, яйца, гречневая крупа, зелёные овощи.

В (пирид-оксин)

Что делает? Улучшает обмен веществ и питание тканей позвоночника.

Где содержится? Грецкие орехи, фундук, шпинат, цветная капуста, белокочанная капуста.

Магний

Что делает? Улучшает передачу нервных импульсов.

Где содержится? Кешью, семечки подсолнечные, хлеб с отрубями, гречка, овсянка.

В¹² (цианокобаламин)

Что делает? Устраняет воспалительные процессы, улучшает обмен веществ.

Где содержится? Говяжья печень, красное мясо, птица, сыр, бобовые.

Статья по теме

Досиделись. Как правильно лечить спину движением

Особенности крестцово-копчикового отдела

Крестца и копчика позвонки между собой сращены, поэтому отделы хоть и разделяются условно, но тесно связаны. Основной задачей этой области является протекция внутренних систем, расположенных в малом тазу. У женщин он участвует в репродуктивной функции, отвечая за родоразрешение. Благодаря подвижности копчика, человеческое тело способно свободно наклоняться вперед и делать повороты, сидеть на ровной поверхности. Крестец все время находится без движения, форма напоминает немного треугольник или перевернутую пирамиду.

Вид позвонка в крестце напоминает небольшой клинышек, который продолжает поясничный отдел и образующий копчик. Состоит отдел из трех или пяти костей, в зависимости от индивидуальных особенностей организма.

Наглядное представление о строении копчика и крестца

Отличие разных отделов очень заметное даже при отдаленном рассмотрении, но все они действуют синхронно, как единое целое, обеспечивая подвижность тела и нормальную физическую активность.

Интересно! Некоторые ученые считают, что крестец является остатком, напоминающим о существовании у людей некогда хвоста. Другие не находят для такой теории никаких оснований.

Строение межпозвоночных дисков

Состоит позвоночник из отдельных элементов, которые фиксируются между собой хрящевой тканью. Эта прослойка носит название межпозвоночный диск. Основной ее задачей является амортизация, снижение нагрузки на хребет, равномерное ее распределение, обеспечение достаточной гибкости. Ткань сама по себе эластичная, но достаточно плотная, чтобы выдерживать механические воздействия. Нарушение целостности диска обычно приводит к развитию ряда серьезных патологий.

Нумерация дисков начинается с 1 и заканчивается 23, все они составляют примерно ¼ всей высоты позвоночного столба. Из чего состоит каждый такой элемент? Студенистого ядра и фиброзного кольца. Именно такая конструкция позволяет успешно нивелировать любые сильные толчки, вибрации, предотвращая трение позвонков между собой и их преждевременный износ. Высота соединения в каждом отделе отличается. В шейном – среднее значение находится в пределах 5–6 мм, в грудной части 0 3–5 мм, а в пояснице – 10 см, тут хрящ выглядит как большая часть кости.

Статика и динамика позвоночника в норме

Позвоночник является опорно-двигательным органом туловища и головы и защитным футляром для спинного мозга. С биомеханической точки зрения позвоночник подобен кинематической цепи, состоящей из отдельных звеньев. Каждый позвонок сочленяется с соседним в трех точках: в двух межпозвонковых сочленениях сзади и телами (через посредство межпозвонкового диска) спереди. Соединения между суставными отростками представляют собой истинные суставы. Располагаясь один над другим, позвонки образуют два столба — передний, построенный за счет тел позвонков, и задний, образующийся из дужек и межпозвонковых суставов.

Подвижность позвоночника, его эластичность и упругость, способность выдерживать большие нагрузки в значительной мере обеспечиваются межпозвонковыми дисками, которые находятся в тесной анатомо-функциональной связи со всеми формациями, образующими позвоночный столб. Межпозвонковый диск играет ведущую роль в биомеханике, являясь «душой» движения позвоночника. Будучи сложным анатомическим образованием, диск выполняет следующие функции:

— соединение позвонков;

— обеспечение подвижности позвоночного столба;

— предохранение тел позвонков от постоянной травматизации (амортизационная роль).

Анатомический комплекс, состоящий из одного межпозвонкового диска, двух смежных позвонков с соответствующими суставами и связочным аппаратом на данном уровне, называется позвоночным сегментом. Межпозвонковый диск состоит из двух гиалиновых пластинок, плотно прилегающих к замыкательным пластинам тел смежных позвонков, пульпозного ядра и фиброзного кольца. Пульпозное ядро, являясь остатком спинной хорды, содержит промежуточное вещество — хондрин, небольшое число хрящевых клеток и переплетающихся коллагеновых волокон, образующих своеобразную капсулу и придающих ядру эластичность. В центре его имеется полость, объем которой в норме составляет 1-1,5 см3. Фиброзное кольцо межпозвонкового диска состоит из плотных соединительно-тканных пучков, переплетающихся в различных направлениях. Центральные пучки фиброзного кольца расположены рыхло и постепенно переходят в капсулу ядра, периферические же пучки тесно примыкают друг к другу и внедряются в костный краевой кант.

Задняя полуокружность кольца слабее передней, особенно в поясничном и шейном отделах позвоночника. Боковые и передние отделы межпозвонкового диска слегка выступают за пределы костной ткани, так как диск несколько шире тел смежных позвонков. Высота тел поясничных позвонков почти одинакова и равняется 25- 28 мм, высота же дисков нарастает в каудальном направлении, составляя Уд высоты тела позвонка (приблизительно 9 мм); форма их приближается к клиновидной, а площадь равняется в среднем 14 см2.

Хрящевые гиалиновые пластинки очень прочны и выдерживают большое напряжение при всех видах нагрузки позвоночника. Передняя продольная связка, являясь надкостницей, прочно сращена с телами позвонков и свободно перекидывается через диск. Задняя же продольная связка, участвующая в образовании передней стенки позвоночного канала, наоборот, свободно перекидывается над поверхностью тел позвонков и сращена с диском. Эта связка массивна в центральной части. Истончается кнаружи, то есть по направлению к межпозвонковым отверстиям. Помимо дисков и продольных связок, позвонки соединены двумя межпозвонковыми суставами, образованными суставными отростками, имеющими особенности в различных отделах. Эти отростки ограничивают межпозвонковые отверстия, через которые выходят нервные корешки. Соединение дужек и отростков смежных позвонков осуществляется системой связок: желтой межостистой, надостистой и межпоперечной. Желтые связки, являясь антагонистами связок тел позвонков, функционально разгружают диски, препятствуя их чрезмерному сжатию.

Иннервация наружных отделов фиброзного кольца, задней продольной связки надкостницы, капсулы суставов, сосудов и оболочек спинного мозга осуществляется n. sinuvertebralis, состоящим из симпатических и соматических волокон. По степени насыщенности рецепторами и по богатству нервных сплетений надкостница позвонков не уступает мягкой мозговой оболочке, в которой нервные элементы наиболее обильны.

Васкуляризация диска у ребенка и юноши осуществляется сосудами, проникающими в него из губчатого вещества смежных позвонков. Уже с 12-13 лет начинается облитерация сосудов диска, которая заканчивается к 23-27 годам, то есть ко времени окончания роста позвоночника. У взрослого межпозвонковый диск бессосудист — питание его осуществляется путем диффузии через гиалиновые пластинки. Вместе с тем при разрывах диска вновь образующаяся рубцовая ткань может оказаться васкуляризованной.

Перечисленные анатомические особенности, а также данные сравнительной анатомии позволили рассматривать межпозвонковый диск как полусустав. При этом пульпозное ядро, содержащее жидкость типа синовиальной, сравнивают с полостью сустава; замыкательные пластинки позвонков, покрытые гиалиновым хрящом, уподобляют суставным концам, а фиброзное кольцо рассматривают как капсулу сустава и связочный аппарат. Эта аналогия подтверждается при дегенеративном поражении диска (остеохондроз), протекающем как типичный артроз любого сустава.

Статическая функция диска связана с амортизацией. Диски обеспечивают гибкость и плавность движений межных позвонков и всего позвоночника в целом. Пульпозное ядро обладает значительным тургором и гидрофильностью. Оно находится под постоянным давлением в толще окружающего его по сторонам фиброзного кольца, а сверху и снизу — хрящевых пластинок. Тургор ядра изменяется в значительных пределах: при уменьшении нагрузки он повышается — и наоборот. О значительном давлении внутри ядра можно судить по тому, что после пребывания в течение нескольких часов в горизонтальном положении расплавление дисков удлиняет позвоночник больше чем на 2 см, а разница в росте человека в течение суток может достигать 4 см. Уменьшение роста в старческом возрасте (до 7 см) обусловлено потерей гидрофильности («высыханием») диска.

Давление пульпозного ядра проявляется особенно демонстративно при снижении резистентности губчатого вещества тел смежных позвонков в результате остеохондроза (например при гормональной спондилопатии) — тяжелое расстройство минерального обмена, обусловленное выключением функции половых желез.

Диски становятся настолько выпуклыми, что, приближаясь друг к другу, почти соприкасаются; тела же позвонков уменьшаются, принимая форму двояковогнутой линзы («рыбьи позвонки»).

Межпозвонковый диск — типичная гидростатическая система. Так как жидкости практически несжимаемы, то всякое давление, действующее на ядро, передается равномерно во все стороны. Фиброзное кольцо напряжением своих волокон удерживает ядро и поглощает большую часть энергии. Благодаря эластическим свойствам диска значительно смягчаются толчки и сотрясения, передаваемые на позвоночник, спинной и головной мозг при ходьбе, беге, прыжках. Стремление пульпозного ядра к расплавлению передается в виде равномерного давления на фиброзное кольцо и гиалиновые пластинки. Это давление уравновешивается напряжением фиброзного кольца, соединяющего позвонки, и тонусом мышц туловища. В противодействии этих двух сил — ключ к пониманию дегенеративно-дистрофических процессов позвоночника. Теоретические расчеты многих авторов показали, что на поясничный отдел позвоночника действуют очень большие силы. Для ответа на многие вопросы биомеханики, имеющие не только теоретическое, но и практическое значение, необходимо было исследовать непосредственно внутридисковое давление.

В клинических условиях исследования внутридискового давления проводились у пациентов (с поясничными болями), которые были разделены на две группы (с начальными признаками остеохондроза). Для введения в диск измерительной иглы использовался «латеральный» экстрадуральный доступ. Давление измерялось в различных позах и положениях пациентов: лежа, сидя и стоя, а также в сочетании с нагрузками — удерживанием грузов, наклонами туловища, натуживанием. Внутридисковое давление у пациентов первой группы в положении лежа на боку или на животе было всегда выше, чем в нормальных или умеренно дегенерированных препаратах, и в среднем составляло 3,3 кг/см2; эта дополнительная нагрузка обусловлена тонусом мышц туловища.

Автор: В.И. Дикуль

Возможные заболевания

Позвоночник современного человека подвержен ряду неблагоприятных факторов, которые провоцируют развитие самых разных заболеваний. Это малоподвижный образ жизни, постоянное пребывание в неудобной позе, плохое питание, дефицит кальция и других полезных веществ. В итоге могут появиться следующие патологии:

Болезнь Бехтерева. Провоцирует покрытие костной ткани кальциевыми наростами, что ограничивает его движение, приводит к инвалидности. Встречается чаще у мужчин, но диагностируют его и у женщин.
Межпозвоночная грыжа. Одна из самых распространенных патологий позвоночного столба. Провоцируется ожирением, отсутствием умеренной физической нагрузки или чрезмерными спортивными тренировками. Приводит к выпадению из фиброзного кольца ядра. Лечится традиционным образом или хирургически.
Онкологическое образование. Является опасной патологией, которая в современном мире встречается все чаще. Появляется в разных отделах и без операции представляет серьезную угрозу жизни и здоровью.
Остеохондроз. Встречается практически у каждого современного человека в начальной стадии. Способен развиваться незаметно долгое время и провоцировать развитие серьезных осложнений. Проявляется болью в спине, нарушением осанки или потерей чувствительности в определенной зоне.
Остеопороз. Постепенное вымывание кальция из костей делает их хрупкими и ломкими. На поздних стадиях встречается преимущественно у пожилых людей. Проявляется проблемами с зубами или ногтями. Лечится специфическими упражнениями и приемами витаминных комплексов.

Предотвратить появление любых видов заболеваний позвоночника можно бережным отношением к своему здоровью. Для этого людям в любом возрасте рекомендуется заниматься спортом, или хотя бы выполнять несложные упражнения каждый день в виде зарядки. И также важно помнить о правильном положении спины в процессе работы, качественном питании, приеме витаминных комплексов, контроле нормальной массы тела, исключение чрезмерных физических нагрузок.

Позвоночник является опорой для всего тела, это сложное по структуре образование, которое подвержено ежедневным нагрузкам и негативным факторам. Делится оно условно на несколько отделов, на которые природой возложены определённые функции. Они отличаются между собой строением позвонков.