Dynamika ludzkiego kręgosłupa

Szkielet kręgosłupa służy jako solidne podparcie dla ciała i składa się z 33-34 kręgów. Kręg składa się z dwóch części - trzonu kręgowego (z przodu) i łuku kręgowego (z tyłu). Trzon kręgowy stanowi większość kręgu. Łuk kręgowy składa się z czterech segmentów. Dwa z nich to trzony, które tworzą ściany podporowe. Pozostałe dwie części to cienkie płytki, które tworzą rodzaj „dachu”. Z łuku kręgowego wychodzą trzy wyrostki kostne. Z każdego stawu „nadstawa-płytka” odchodzą prawy i lewy wyrostek poprzeczny. Ponadto na linii środkowej, gdy osoba pochyla się do przodu, można zobaczyć wyrostek kolczysty wystający do tyłu. W zależności od położenia i funkcji kręgi różnych odcinków mają specyficzne cechy strukturalne, a kierunek i stopień ruchu kręgu są określone przez orientację wyrostków stawowych.

Kręgi szyjne. Wyrostki stawowe są płaskie i owalne w kształcie i znajdują się w przestrzeni pod kątem 10-15° do płaszczyzny czołowej, 45° do płaszczyzny strzałkowej i 45° do płaszczyzny poziomej. Zatem każde przemieszczenie wywołane przez staw położony wyżej w stosunku do stawu dolnego nastąpi pod kątem do trzech płaszczyzn jednocześnie. Trzon kręgu ma wklęsłość górnej i dolnej powierzchni i jest uważany przez wielu autorów za czynnik przyczyniający się do zwiększenia zakresu ruchu.

Kręgi piersiowe. Wyrostki stawowe są nachylone do płaszczyzny czołowej pod kątem 20°, do płaszczyzny strzałkowej pod kątem 60°, do płaszczyzny poziomej i czołowej pod kątem 20°.

Takie przestrzenne rozmieszczenie stawów ułatwia przemieszczenie stawu górnego względem stawu dolnego jednocześnie brzuszno-czaszkowo lub grzbietowo-ogonowo w połączeniu z jego przemieszczeniem przyśrodkowym lub bocznym. Powierzchnie stawowe mają dominujące nachylenie w płaszczyźnie strzałkowej.

Kręgi lędźwiowe. Przestrzenny układ ich powierzchni stawowych różni się od układu kręgosłupa piersiowego i szyjnego. Są one wygięte i ustawione pod kątem 45° do płaszczyzny czołowej, pod kątem 45° do płaszczyzny poziomej i pod kątem 45° do płaszczyzny strzałkowej. Ten układ przestrzenny ułatwia przemieszczenie stawu górnego względem stawu dolnego, zarówno grzbietowo-bocznie, jak i brzuszno-przyśrodkowo, w połączeniu z przemieszczeniem czaszkowym lub ogonowym.

O ważnej roli stawów międzykręgowych w ruchu kręgosłupa świadczą również znane prace Lesgafta (1951), w których wiele uwagi poświęcono zbieżności środków ciężkości powierzchni kulistej stawów w segmentach C5-C7. Wyjaśnia to dominującą w nich objętość ruchu. Ponadto nachylenie powierzchni stawowych jednocześnie do płaszczyzny czołowej, poziomej i pionowej sprzyja jednoczesnemu ruchowi liniowemu w każdej z tych trzech płaszczyzn, wykluczając możliwość ruchu jednopłaszczyznowego. Ponadto kształt powierzchni stawowych sprzyja ślizganiu się jednego stawu wzdłuż płaszczyzny drugiego, ograniczając możliwość jednoczesnego ruchu kątowego. Te koncepcje są zgodne z badaniami White'a (1978), w wyniku których po usunięciu wyrostków stawowych z łukami, objętość ruchu kątowego w segmencie ruchu kręgów zwiększyła się w płaszczyźnie strzałkowej o 20-80%, w płaszczyźnie czołowej o 7-50%, a w płaszczyźnie poziomej o 22-60%. Dane radiograficzne Jirout (1973) potwierdzają te wyniki.

Kręgosłup zawiera wszystkie rodzaje połączeń kostnych: ciągłe (syndesmosy, synchondrozy, synostosy) i nieciągłe (stawy między kręgosłupem a czaszką). Trzony kręgów są połączone ze sobą za pomocą krążków międzykręgowych, które razem stanowią około 'A całej długości kręgosłupa. Działają one głównie jako amortyzatory hydrauliczne.

Wiadomo, że zakres ruchomości w dowolnej części kręgosłupa w dużym stopniu zależy od stosunku wysokości krążków międzykręgowych do kostnej części kręgosłupa.

Według Kapandji (1987) stosunek ten określa ruchomość konkretnego segmentu kręgosłupa: im wyższy stosunek, tym większa ruchomość. Kręgosłup szyjny ma największą ruchomość, ponieważ stosunek ten wynosi 2:5, czyli 40%. Kręgosłup lędźwiowy jest mniej ruchomy (stosunek 1:3, czyli 33%). Kręgosłup piersiowy jest jeszcze mniej ruchomy (stosunek 1:5, czyli 20%).

Każdy dysk jest tak zbudowany, że posiada galaretowaty rdzeń i włóknisty pierścień wewnątrz.

Galaretowaty rdzeń składa się z nieściśliwego materiału żelowego zamkniętego w elastycznym „pojemniku”. Jego skład chemiczny stanowią białka i polisacharydy. Rdzeń charakteryzuje się silną hydrofilowością, tj. przyciąganiem do wody.

Według Puschela (1930) przy urodzeniu zawartość płynu w jądrze wynosi 88%. Z wiekiem jądro traci zdolność wiązania wody. W wieku 70 lat jego zawartość wody spada do 66%. Przyczyny i skutki tego odwodnienia mają ogromne znaczenie. Zmniejszenie zawartości wody w dysku można wyjaśnić spadkiem stężenia białka, polisacharydu, a także stopniowym zastępowaniem żelopodobnego materiału jądra włóknistą tkanką chrzęstną. Wyniki badań Adamsa i in. (1976) wykazały, że wraz z wiekiem następuje zmiana wielkości cząsteczkowej proteoglikanów w jądrze miażdżystym i pierścieniu włóknistym. Zawartość płynu spada. W wieku 20 lat zanika unaczynienie dysków. W wieku 30 lat dysk jest odżywiany wyłącznie przez dyfuzję limfy przez płytki końcowe kręgów. Wyjaśnia to utratę elastyczności kręgosłupa związaną z wiekiem oraz upośledzoną zdolność osób starszych do przywracania elastyczności uszkodzonemu dyskowi.

Jądro miażdżyste odbiera siły pionowe działające na trzon kręgu i rozprowadza je promieniowo w płaszczyźnie poziomej. Aby lepiej zrozumieć ten mechanizm, można wyobrazić sobie jądro jako ruchomy staw zawiasowy.

Pierścień włóknisty składa się z około 20 koncentrycznych warstw włókien, przeplatanych tak, że jedna warstwa jest pod kątem do poprzedniej. Taka struktura zapewnia kontrolę ruchu. Na przykład pod wpływem naprężenia ścinającego włókna skośne biegnące w jednym kierunku napinają się, podczas gdy te biegnące w przeciwnym kierunku rozluźniają się.

Funkcje jądra miażdżystego (Alter, 2001)

Działanie	Pochylenie się	Rozszerzenie	Zgięcie boczne
Podniesienie górnego kręgu	Przód	Z powrotem	W stronę zginania
W ten sposób dysk zostaje wyprostowany.	Przód	Z powrotem	W stronę zginania
Dlatego dysk się powiększa	Z powrotem	Przód	Po stronie przeciwnej do zakrętu
Dlatego rdzeń jest skierowany	Do przodu	Z powrotem	Po stronie przeciwnej do zakrętu

Pierścień włóknisty traci swoją elastyczność i giętkość wraz z wiekiem. W młodości tkanka włóknisto-elastyczna pierścienia jest przeważnie elastyczna. Z wiekiem lub po urazie odsetek elementów włóknistych wzrasta, a dysk traci elastyczność. Wraz z utratą elastyczności staje się on bardziej podatny na urazy i uszkodzenia.

Każdy krążek międzykręgowy może skrócić się średnio o 1 mm pod obciążeniem 250 kg, co dla całego kręgosłupa powoduje skrócenie o około 24 mm. Przy obciążeniu 150 kg skrócenie krążka międzykręgowego między T6 a T7 wynosi 0,45 mm, a obciążenie 200 kg powoduje skrócenie krążka między T11 a T12 o 1,15 mm.

Te zmiany w dyskach spowodowane naciskiem zanikają dość szybko. Podczas leżenia przez pół godziny, długość ciała osoby o wzroście 170-180 cm zwiększa się o 0,44 cm. Różnica w długości ciała tej samej osoby rano i wieczorem określana jest średnio na 2 cm. Według Leatt, Reilly, Troup (1986) zaobserwowano zmniejszenie wzrostu o 38,4% w ciągu pierwszych 1,5 godziny po przebudzeniu i o 60,8% w ciągu pierwszych 2,5 godziny po przebudzeniu. Przywrócenie wzrostu o 68% nastąpiło w pierwszej połowie nocy.

Analizując różnicę wzrostu między dziećmi rano i po południu, Strickland i Shearin (1972) stwierdzili średnią różnicę wynoszącą 1,54 cm, przy zakresie od 0,8 do 2,8 cm.

Podczas snu obciążenie kręgosłupa jest minimalne, a dyski puchną, wchłaniając płyn z tkanek. Adams, Dolan i Hatton (1987) zidentyfikowali trzy istotne konsekwencje codziennych zmian obciążenia kręgosłupa lędźwiowego: 1 - „puchnięcie” powoduje zwiększoną sztywność kręgosłupa podczas zgięcia lędźwiowego po przebudzeniu; 2 - wcześnie rano więzadła dysków kręgosłupa charakteryzują się większym ryzykiem urazu; 3 - zakres ruchu kręgosłupa zwiększa się w kierunku połowy dnia. Różnica w długości ciała wynika nie tylko ze zmniejszenia grubości dysków międzykręgowych, ale również ze zmiany wysokości łuku stopy i być może również w pewnym stopniu ze zmiany grubości chrząstki stawów kończyn dolnych.

Dyski mogą zmieniać swój kształt pod wpływem sił zanim człowiek osiągnie dojrzałość płciową. W tym czasie grubość i kształt dysków są ostatecznie określone, a konfiguracja kręgosłupa i związany z nią typ postawy stają się trwałe. Jednak właśnie dlatego, że postawa zależy przede wszystkim od cech dysków międzykręgowych, nie jest ona cechą całkowicie stabilną i może się zmieniać w pewnym stopniu pod wpływem zewnętrznych i wewnętrznych sił, w szczególności wysiłku fizycznego, zwłaszcza w młodym wieku.

Struktury więzadłowe i inne tkanki łączne odgrywają ważną rolę w określaniu właściwości dynamicznych kręgosłupa. Ich zadaniem jest ograniczenie lub modyfikacja ruchu stawu.

Więzadła podłużne przednie i tylne biegną wzdłuż przedniej i tylnej powierzchni trzonów kręgów oraz krążków międzykręgowych.

Pomiędzy łukami kręgów znajdują się bardzo mocne więzadła składające się z włókien sprężystych, które nadają im żółty kolor, przez co same więzadła nazywane są interarchami lub żółtymi. Gdy kręgosłup się porusza, zwłaszcza podczas zginania, więzadła te rozciągają się i napinają.

Pomiędzy wyrostkami kolczystymi kręgów znajdują się więzadła międzykolcowe, a między wyrostkami poprzecznymi więzadła międzypoprzeczne. Nad wyrostkami kolczystymi na całej długości kręgosłupa przebiega więzadło nadkolcowe, które zbliżając się do czaszki, zwiększa się w kierunku strzałkowym i nazywa się więzadłem karkowym. U człowieka więzadło to ma wygląd szerokiej płytki, tworząc rodzaj przegrody między prawą i lewą grupą mięśni okolicy karkowej. Wyrostki stawowe kręgów są połączone ze sobą stawami, które w górnych częściach kręgosłupa mają kształt płaski, a w dolnych, zwłaszcza w odcinku lędźwiowym, są walcowate.

Połączenie między kością potyliczną a kręgiem szczytowym ma swoje własne cechy. Tutaj, podobnie jak między wyrostkami stawowymi kręgów, występuje staw łączony składający się z dwóch anatomicznie oddzielnych stawów. Kształt powierzchni stawowych stawu szczytowo-potylicznego jest eliptyczny lub jajowaty.

Trzy stawy między kręgiem szczytowym a nasadą kręgu tworzą połączony staw szczytowo-obrotowy z jedną pionową osią obrotu; spośród nich staw nieparzysty to staw cylindryczny między zgryzem nasadą kręgu szczytowego a przednim łukiem kręgu szczytowego, a staw parzysty to płaski staw między dolną powierzchnią stawową kręgu szczytowego a górną powierzchnią stawową nasadą kręgu szczytowego.

Dwa stawy, atlanto-potyliczny i atlanto-osiowy, położone powyżej i poniżej atlasu, uzupełniają się wzajemnie, tworząc połączenia zapewniające głowie ruchomość wokół trzech wzajemnie prostopadłych osi obrotu. Oba te stawy można połączyć w jeden połączony staw. Gdy głowa obraca się wokół osi pionowej, atlas porusza się razem z kością potyliczną, odgrywając rolę swoistego łąkotki interkalacyjnej między czaszką a resztą kręgosłupa. W umacnianiu tych stawów bierze udział dość złożony aparat więzadłowy, do którego należą więzadła krzyżowe i skrzydłowe. Z kolei więzadło krzyżowe składa się z więzadła poprzecznego i dwóch odnóg - górnej i dolnej. Więzadło poprzeczne przechodzi za epistrofem odontoidalnym i wzmacnia położenie tego zęba na swoim miejscu, będąc rozciągniętym między prawą i lewą boczną masą atlasu. Górna i dolna noga rozciągają się od więzadła poprzecznego. Z nich górny jest przyczepiony do kości potylicznej, a dolny do trzonu drugiego kręgu szyjnego. Więzadła skrzydłowe, prawe i lewe, biegną od powierzchni bocznych zęba w górę i na zewnątrz, przyczepiając się do kości potylicznej. Pomiędzy kręgiem szczytowym a kością potyliczną znajdują się dwie błony - przednia i tylna, zamykające otwór między tymi kośćmi.

Kość krzyżowa jest połączona z kością guziczną za pomocą chrząstkozrostu, w którym kość guziczna może poruszać się głównie w kierunku przednio-tylnym. Zakres ruchomości wierzchołka kości guzicznej w tym kierunku u kobiet wynosi około 2 cm. Aparat więzadłowy bierze również udział we wzmacnianiu tego chrząstkozrostu.

Ponieważ kręgosłup dorosłego człowieka tworzy dwie krzywe lordotyczne (szyjną i lędźwiową) i dwie krzywe kifotyczne (piersiową i krzyżowo-guziczną), pionowa linia wychodząca ze środka ciężkości ciała przecina go tylko w dwóch miejscach, najczęściej na poziomie kręgów C8 i L5. Jednakże proporcje te mogą się różnić w zależności od cech postawy danej osoby.

Ciężar górnej połowy ciała nie tylko wywiera nacisk na kręgi, ale także działa na niektóre z nich w postaci siły, która tworzy krzywizny kręgosłupa. W odcinku piersiowym linia ciężkości ciała przechodzi przed trzonami kręgowymi, dzięki czemu występuje efekt siły ukierunkowany na zwiększenie krzywizny kifotycznej kręgosłupa. Zapobiega temu jego aparat więzadłowy, w szczególności więzadło podłużne tylne, więzadła międzykostne, a także napięcie mięśni prostowników tułowia.

W odcinku lędźwiowym kręgosłupa relacja jest odwrotna, linia ciężkości ciała przebiega zazwyczaj w taki sposób, że grawitacja ma tendencję do zmniejszania lordozy lędźwiowej. Z wiekiem zmniejsza się zarówno opór aparatu więzadłowego, jak i napięcie mięśni prostowników, przez co pod wpływem grawitacji kręgosłup najczęściej zmienia swoją konfigurację i tworzy jedno ogólne wygięcie skierowane do przodu.

Ustalono, że przesunięcie do przodu środka ciężkości górnej połowy ciała następuje pod wpływem wielu czynników: masy głowy i obręczy barkowej, kończyn górnych, klatki piersiowej, narządów klatki piersiowej i jamy brzusznej.

Płaszczyzna czołowa, w której znajduje się środek ciężkości ciała, u dorosłych stosunkowo mało odchyla się do przodu od stawu szczytowo-potylicznego. U małych dzieci masa głowy ma duże znaczenie, ponieważ jej stosunek do masy całego ciała jest bardziej znaczący, więc płaszczyzna czołowa środka ciężkości głowy jest zwykle bardziej przesunięta do przodu. Masa kończyn górnych człowieka w pewnym stopniu wpływa na kształtowanie się krzywizny kręgosłupa w zależności od przesunięcia obręczy barkowej do przodu lub do tyłu, ponieważ specjaliści zauważyli pewną korelację między pochyleniem się a stopniem przesunięcia do przodu obręczy barkowej i kończyn górnych. Jednak przy wyprostowanej postawie obręcz barkowa jest zwykle przesunięta do tyłu. Masa klatki piersiowej człowieka wpływa na przesunięcie do przodu środka ciężkości tułowia, im bardziej rozwinięta jest jej średnica przednio-tylna. Przy płaskiej klatce piersiowej jej środek ciężkości znajduje się stosunkowo blisko kręgosłupa. Narządy klatki piersiowej, a zwłaszcza serce, nie tylko przyczyniają się do przesunięcia do przodu środka ciężkości tułowia swoją masą, ale także działają jako bezpośredni ciąg na czaszkową część kręgosłupa piersiowego, zwiększając w ten sposób jego kifotyczne wygięcie. Ciężar narządów jamy brzusznej zmienia się w zależności od wieku i budowy osoby.

Cechy morfologiczne kręgosłupa determinują jego wytrzymałość na ściskanie i rozciąganie. W literaturze fachowej istnieją wskazania, że może on wytrzymać nacisk ściskający około 350 kg. Wytrzymałość na ściskanie odcinka szyjnego wynosi około 50 kg, odcinka piersiowego - 75 kg, a odcinka lędźwiowego - 125 kg. Wiadomo, że wytrzymałość na rozciąganie odcinka szyjnego wynosi około 113 kg, odcinka piersiowego 210 kg, a odcinka lędźwiowego 410 kg. Stawy między 5. kręgiem lędźwiowym a kością krzyżową ulegają rozerwaniu pod wpływem siły 262 kg.

Wytrzymałość poszczególnych kręgów na ściskanie kręgosłupa szyjnego wynosi w przybliżeniu: C3 - 150 kg, C4 - 150 kg, C5 - 190 kg, C6 - 170 kg, C7 - 170 kg.

Poniższe wskaźniki są typowe dla odcinka piersiowego: T1 - 200 kg, T5 - 200 kg, T3 - 190 kg, T4 - 210 kg, T5 - 210 kg, T6 - 220 kg, T7 - 250 kg, T8 - 250 kg, T9 - 320 kg, T10 - 360 kg, T11 - 400 kg, T12 - 375 kg. Odcinek lędźwiowy może wytrzymać w przybliżeniu następujące obciążenia: L1 - 400 kg, L2 - 425 kg, L3 - 350 kg, L4 - 400 kg, L5 - 425 kg.

Pomiędzy trzonami dwóch sąsiadujących kręgów możliwe są następujące rodzaje ruchów. Ruchy wzdłuż osi pionowej w wyniku kompresji i rozciągania krążków międzykręgowych. Ruchy te są bardzo ograniczone, ponieważ kompresja jest możliwa tylko w granicach elastyczności krążków międzykręgowych, a rozciąganie jest hamowane przez więzadła podłużne. Dla kręgosłupa jako całości granice kompresji i rozciągania są nieistotne.

Ruchy między trzonami dwóch sąsiadujących kręgów mogą występować częściowo w formie obrotu wokół osi pionowej. Ruch ten jest hamowany głównie przez napięcie koncentrycznych włókien pierścienia włóknistego krążka międzykręgowego.

Obroty wokół osi czołowej są również możliwe pomiędzy kręgami podczas zginania i prostowania. Podczas tych ruchów zmienia się kształt krążka międzykręgowego. Podczas zginania jego przednia część jest ściskana, a tylna rozciągana; podczas prostowania obserwuje się zjawisko odwrotne. W tym przypadku jądro galaretowate zmienia swoje położenie. Podczas zginania przesuwa się do tyłu, a podczas prostowania do przodu, tj. w kierunku rozciągniętej części pierścienia włóknistego.

Innym odrębnym rodzajem ruchu jest obrót wokół osi strzałkowej, który powoduje boczne pochylenie tułowia. W tym przypadku jedna boczna powierzchnia dysku jest ściskana, podczas gdy druga jest rozciągana, a galaretowate jądro porusza się w kierunku rozciągania, tj. w kierunku wypukłości.

Ruchy zachodzące w stawach pomiędzy dwoma sąsiednimi kręgami zależą od kształtu powierzchni stawowych, które w różnych częściach kręgosłupa znajdują się w różnym położeniu.

Najbardziej ruchliwy jest odcinek szyjny. W tym rejonie wyrostki stawowe mają płaskie powierzchnie stawowe skierowane do tyłu pod kątem około 45-65°. Ten typ artykulacji zapewnia trzy stopnie swobody, mianowicie: ruchy zginania-prostowania są możliwe w płaszczyźnie czołowej, ruchy boczne w płaszczyźnie strzałkowej i ruchy rotacyjne w płaszczyźnie poziomej.

W przestrzeni między kręgami C2 i C3 zakres ruchu jest nieco mniejszy niż między pozostałymi kręgami. Wynika to z faktu, że krążek międzykręgowy między tymi dwoma kręgami jest bardzo cienki, a przednia część dolnej krawędzi epistropheum tworzy wypukłość, która ogranicza ruch. Zakres ruchu zgięcia-wyprostu w kręgosłupie szyjnym wynosi około 90°. Wypukłość do przodu utworzona przez przedni kontur kręgosłupa szyjnego zmienia się w wklęsłość podczas zgięcia. Wklęsłość w ten sposób utworzona ma promień 16,5 cm. Jeśli promienie zostaną narysowane z przedniego i tylnego końca tej wklęsłości, otrzymamy kąt otwarty do tyłu równy 44°. Przy maksymalnym wyproście powstaje kąt otwarty do przodu i do góry równy 124°. Cięciwy tych dwóch łuków łączą się pod kątem 99°. Największy zakres ruchu obserwuje się pomiędzy kręgami C3, C4 i C5, nieco mniejszy pomiędzy C6 i C7 i jeszcze mniejszy pomiędzy C7 i Th1.

Ruchy boczne między ciałami pierwszych sześciu kręgów szyjnych mają również dość dużą amplitudę. Kręg C... jest znacznie mniej ruchomy w tym kierunku.

Powierzchnie stawowe w kształcie siodła między trzonami kręgów szyjnych nie sprzyjają ruchom skrętnym. Generalnie, według różnych autorów, amplituda ruchów w odcinku szyjnym wynosi średnio następujące wartości: zgięcie - 90°, wyprost - 90°; pochylenie boczne - 30°, obrót w jedną stronę - 45°.

Staw szczytowo-potyliczny i staw między kręgiem szczytowym a kością nasadową mają trzy stopnie swobody ruchu. W pierwszym z nich możliwe są pochylenia głowy do przodu i do tyłu. W drugim możliwy jest obrót kręgu szczytowego wokół wyrostka odontoidalnego, przy czym czaszka obraca się razem z kręgiem szczytowym. Pochylenie głowy do przodu w stawie między czaszką a kręgiem szczytowym jest możliwe tylko o 20°, pochylenie do tyłu - o 30°. Ruch do tyłu jest hamowany przez napięcie przedniej i tylnej błony szczytowo-potylicznej i zachodzi wokół osi czołowej przechodzącej za zewnętrznym otworem słuchowym i bezpośrednio przed wyrostkami suteczkowatymi kości skroniowej. Stopień pochylenia czaszki do przodu większy niż 20° i 30° do tyłu jest możliwy tylko razem z kręgosłupem szyjnym. Pochylenie do przodu jest możliwe do momentu, aż broda dotknie mostka. Ten stopień pochylenia uzyskuje się tylko przy aktywnym skurczu mięśni, które zginają kręgosłup szyjny i pochylają głowę w kierunku ciała. Gdy głowa jest ciągnięta do przodu przez grawitację, broda zwykle nie dotyka mostka, ponieważ głowa jest utrzymywana na miejscu przez napięcie rozciągniętych mięśni tylnej części szyi i więzadła karkowego. Ciężar pochylonej do przodu głowy działający na dźwignię pierwszej klasy nie jest wystarczający, aby przezwyciężyć bierność mięśni pleców szyi i elastyczność więzadła karkowego. Gdy mięśnie mostkowo-gnykowy i bródkowo-gnykowy kurczą się, ich siła, wraz z ciężarem głowy, powoduje większe rozciągnięcie mięśni tylnej części szyi i więzadła karkowego, powodując, że głowa pochyla się do przodu, aż broda dotknie mostka.

Staw między kręgiem szczytowym a kością kostną może obracać się o 30° w prawo i w lewo. Obrót w stawie między kręgiem szczytowym a kością kostną jest ograniczony przez napięcie więzadeł skrzydłowych, które biorą swój początek na bocznych powierzchniach kłykci kości potylicznej i przyczepiają się do bocznych powierzchni wyrostka odontoidalnego.

Ze względu na to, że dolna powierzchnia kręgów szyjnych jest wklęsła w kierunku przednio-tylnym, możliwe są ruchy między kręgami w płaszczyźnie strzałkowej. W odcinku szyjnym aparat więzadłowy jest najmniej silny, co również przyczynia się do jego ruchomości. Odcinek szyjny jest znacznie mniej narażony (w porównaniu z odcinkiem piersiowym i lędźwiowym) na działanie obciążeń ściskających. Jest punktem przyczepu dla dużej liczby mięśni, które determinują ruchy głowy, kręgosłupa i obręczy barkowej. Na szyi dynamiczne działanie trakcji mięśniowej jest stosunkowo większe w porównaniu z działaniem obciążeń statycznych. Odcinek szyjny jest mało narażony na obciążenia odkształcające, ponieważ otaczające mięśnie wydają się chronić go przed nadmiernymi efektami statycznymi. Jedną z charakterystycznych cech odcinka szyjnego jest to, że płaskie powierzchnie wyrostków stawowych w pozycji pionowej ciała są pod kątem 45°. Gdy głowa i szyja są pochylone do przodu, kąt ten wzrasta do 90°. W tej pozycji powierzchnie stawowe kręgów szyjnych zachodzą na siebie w kierunku poziomym i są unieruchomione dzięki działaniu mięśni. Gdy szyja jest zgięta, działanie mięśni jest szczególnie znaczące. Jednak zgięta pozycja szyi jest powszechna u osób pracujących, ponieważ narząd wzroku musi kontrolować ruchy rąk. Wiele rodzajów pracy, jak również czytanie książki, wykonuje się zazwyczaj ze zgiętą głową i szyją. Dlatego mięśnie, w szczególności tył szyi, muszą pracować, aby utrzymać głowę w równowadze.

W odcinku piersiowym wyrostki stawowe mają również płaskie powierzchnie stawowe, ale są zorientowane niemal pionowo i znajdują się głównie w płaszczyźnie czołowej. Przy takim ustawieniu wyrostków możliwe są ruchy zginania i rotacji, a wyprost jest ograniczony. Zginanie boczne wykonuje się tylko w nieznacznych granicach.

W odcinku piersiowym ruchomość kręgosłupa jest najmniejsza, co jest spowodowane małą grubością krążków międzykręgowych.

Ruchomość w górnym odcinku piersiowym (od pierwszego do siódmego kręgu) jest nieznaczna. Zwiększa się w kierunku ogonowym. Zgięcie boczne w odcinku piersiowym jest możliwe o około 100° w prawo i nieco mniej w lewo. Ruchy obrotowe są ograniczone przez położenie wyrostków stawowych. Zakres ruchu jest dość znaczny: wokół osi czołowej wynosi 90°, wyprost - 45°, obrót - 80°.

W odcinku lędźwiowym wyrostki stawowe mają powierzchnie stawowe zorientowane niemal w płaszczyźnie strzałkowej, przy czym ich górna wewnętrzna powierzchnia stawowa jest wklęsła, a dolna zewnętrzna wypukła. Takie ułożenie wyrostków stawowych wyklucza możliwość ich wzajemnego obrotu, a ruchy wykonywane są tylko w płaszczyźnie strzałkowej i czołowej. W tym przypadku ruch wyprostu jest możliwy w większych granicach niż zgięcia.

W odcinku lędźwiowym stopień ruchomości między różnymi kręgami nie jest taki sam. We wszystkich kierunkach jest on największy między kręgami L3 i L4 oraz między L4 i L5. Najmniejszą ruchomość obserwuje się między L2 i L3.

Ruchomość kręgosłupa lędźwiowego charakteryzują następujące parametry: zgięcie - 23°, wyprost - 90°, pochylenie boczne na każdą stronę - 35°, rotacja - 50. Największą ruchomością charakteryzuje się przestrzeń międzykręgowa między L3 i L4, co należy porównać z faktem centralnego położenia kręgu L3. Rzeczywiście, kręg ten odpowiada środkowi okolicy brzusznej u mężczyzn (u kobiet L3 jest położony nieco bardziej ogonowo). Znane są przypadki, w których kość krzyżowa u ludzi była położona niemal poziomo, a kąt lędźwiowo-krzyżowy zmniejszał się do 100-105°. Czynniki ograniczające ruchy kręgosłupa lędźwiowego przedstawiono w tabeli 3.4.

W płaszczyźnie czołowej zgięcie kręgosłupa możliwe jest głównie w odcinku szyjnym i górnym odcinku piersiowym; wyprost występuje głównie w odcinku szyjnym i lędźwiowym, w odcinku piersiowym ruchy te są nieznaczne. W płaszczyźnie strzałkowej największą ruchomość obserwuje się w odcinku szyjnym; w odcinku piersiowym jest ona nieznaczna i ponownie wzrasta w odcinku lędźwiowym kręgosłupa. Rotacja możliwa jest w dużych granicach w odcinku szyjnym; w kierunku ogonowym jej amplituda maleje i jest bardzo nieznaczna w odcinku lędźwiowym.

Przy badaniu ruchomości kręgosłupa jako całości nie ma sensu arytmetycznego podsumowywania liczb charakteryzujących amplitudę ruchów w różnych przekrojach, ponieważ podczas ruchów całej wolnej części kręgosłupa (zarówno na preparatach anatomicznych, jak i na żywych podmiotach) występują ruchy kompensacyjne z powodu krzywizny kręgosłupa. W szczególności zgięcie grzbietowe w jednym odcinku może powodować wyprost brzuszny w innym. Dlatego wskazane jest uzupełnienie badania ruchomości różnych odcinków o dane dotyczące ruchomości kręgosłupa jako całości. Przy badaniu izolowanego kręgosłupa pod tym względem szereg autorów uzyskało następujące dane: zgięcie - 225°, wyprost - 203°, pochylenie boczne - 165°, obrót - 125°.

W odcinku piersiowym boczne zgięcie kręgosłupa jest możliwe tylko wtedy, gdy wyrostki stawowe znajdują się dokładnie w płaszczyźnie czołowej. Są one jednak lekko pochylone do przodu. W rezultacie w bocznym pochyleniu biorą udział tylko te stawy międzykręgowe, których powierzchnie stawowe są zorientowane mniej więcej w płaszczyźnie czołowej.

Ruchy obrotowe kręgosłupa wokół osi pionowej są możliwe w największym stopniu w obszarze szyi. Głowa i szyja mogą być obrócone względem tułowia o około 60-70° w obu kierunkach (tj. łącznie około 140°). Obrót jest niemożliwy w kręgosłupie piersiowym. W kręgosłupie lędźwiowym jest praktycznie zerowy. Największy obrót jest możliwy między kręgosłupem piersiowym i lędźwiowym w obszarze 17. i 18. pary biokinematycznej.

Całkowita ruchomość rotacyjna kręgosłupa jako całości wynosi zatem 212° (132° dla głowy i szyi oraz 80° dla 17. i 18. pary biokinematycznej).

Interesujące jest określenie możliwego stopnia obrotu ciała wokół jego osi pionowej. Podczas stania na jednej nodze możliwy jest obrót w stawie biodrowym półzgiętym o 140°; podczas podparcia na obu nogach amplituda tego ruchu zmniejsza się do 30°. Łącznie zwiększa to zdolność obrotową naszego ciała do około 250° podczas stania na dwóch nogach i do 365° podczas stania na jednej nodze. Ruchy obrotowe wykonywane od stóp do głów powodują zmniejszenie długości ciała o 1-2 cm. Jednak u niektórych osób zmniejszenie to jest znacznie większe.

Ruch skrętny kręgosłupa odbywa się na czterech poziomach, charakterystycznych dla różnych typów krzywizn skoliozy. Każdy z tych poziomów skrętu zależy od funkcji określonej grupy mięśni. Niższy poziom rotacji odpowiada dolnemu otworowi (poziomowi 12. żeber rzekomych) klatki piersiowej. Ruch obrotowy na tym poziomie jest wynikiem działania mięśnia skośnego wewnętrznego jednej strony i mięśnia skośnego zewnętrznego strony przeciwnej, działających jako synergiści. Ruch ten może być kontynuowany w górę dzięki skurczowi mięśni międzyżebrowych wewnętrznych po jednej stronie i mięśni międzyżebrowych zewnętrznych po drugiej. Drugi poziom ruchów obrotowych znajduje się w obręczy barkowej. Jeśli jest on ustalony, obrót klatki piersiowej i kręgosłupa jest wynikiem skurczu mięśni zębatych przednich i piersiowych. Rotację zapewniają również niektóre mięśnie pleców - mięsień zębaty tylny (górny i dolny), mięsień biodrowo-żebrowy i półkolcowy. Mięsień mostkowo-obojczykowo-sutkowy, kurcząc się obustronnie, utrzymuje głowę w pozycji pionowej, odchyla ją do tyłu, a także zgina kręgosłup szyjny. Kurcząc się jednostronnie, przechyla głowę na bok i obraca ją na przeciwną stronę. Mięsień płatowaty głowy prostuje kręgosłup szyjny i obraca głowę na tę samą stronę. Mięsień płatowaty cervicis prostuje kręgosłup szyjny i obraca szyję na stronę skurczu.

Skłony boczne często łączy się z jego obrotem, ponieważ sprzyja temu położenie stawów międzykręgowych. Ruch wykonywany jest wokół osi, która nie znajduje się dokładnie w kierunku strzałkowym, ale jest pochylona do przodu i w dół, w wyniku czego bocznemu zgięciu towarzyszy obrót tułowia do tyłu po stronie, w której podczas zgięcia powstaje wypukłość kręgosłupa. Połączenie bocznych z rotacją jest bardzo istotną cechą, która wyjaśnia niektóre właściwości krzywizn skoliotycznych. W obszarze 17. i 18. pary biokinematycznej boczne zgięcia kręgosłupa łączone są z jego obrotem na stronę wypukłą lub wklęsłą. W tym przypadku wykonuje się zazwyczaj następującą triadę ruchów: zgięcie boczne, zgięcie do przodu i obrót na wypukłość. Te trzy ruchy realizuje się zazwyczaj przy krzywiznach skoliotycznych.

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

Funkcjonalne grupy mięśni zapewniające ruch kręgosłupa

Kręgosłup szyjny: ruchy wokół osi czołowej

Pochylenie się

1. Mięsień mostkowo-obojczykowo-sutkowy
2. Mięsień pochyły przedni
3. Mięsień pochyły tylny
4. Mięsień długi szyi
5. Mięsień długi głowy
6. Mięsień prosty głowy przedni
7. Mięsień podskórny szyi
8. Mięsień łopatkowo-gnykowy
9. mięsień mostkowo-gnykowy
10. Mięsień mostkowo-tarczowy
11. Mięsień tarczowo-gnykowy
12. Dwubrzuścowy
13. Mięsień rylcowo-gnykowy
14. Mięsień żuchwowo-gnykowy
15. Mięsień bródkowo-gnykowy

Ruchy wokół osi strzałkowej

1. Mięsień długi szyi
2. Mięsień pochyły przedni
3. Mięsień pochyły środkowy
4. Mięsień pochyły tylny
5. Mięsień czworoboczny
6. Mięsień mostkowo-obojczykowo-sutkowy
7. Mięsień prostownik grzbietu
8. Mięsień szyjny strapon
9. Mięsień długi głowy

Ruchy wokół osi pionowej - skręcanie

1. Mięsień pochyły przedni
2. Mięsień pochyły środkowy
3. Mięsień pochyły tylny
4. Mięsień mostkowo-obojczykowo-sutkowy
5. Górny mięsień czworoboczny
6. Mięsień szyjny strapon
7. Mięsień dźwigacz łopatki

Ruchy okrężne kręgosłupa szyjnego (okrężne):

Z naprzemiennym udziałem wszystkich grup mięśni powodujących zginanie, pochylanie i prostowanie kręgosłupa w odcinku szyjnym.

Kręgosłup lędźwiowy: ruchy wokół osi czołowej

Pochylenie się

1. Mięsień biodrowo-lędźwiowy
2. Mięsień czworoboczny lędźwiowy
3. Mięsień prosty brzucha
4. Mięsień skośny zewnętrzny brzucha

Rozszerzenie (piersiowe i lędźwiowe)

1. Mięsień prostownik grzbietu
2. Mięsień poprzeczny kręgosłupa
3. Mięśnie międzykolcowe
4. Mięśnie międzypoprzeczne
5. Mięśnie podnoszące żebra
6. Mięsień czworoboczny
7. Mięsień najszerszy grzbietu
8. Mięsień romboidalny większy
9. Mięsień romboidalny mniejszy
10. Mięsień zębaty tylny górny
11. Mięsień zębaty tylny dolny

Ruchy zgięcia bocznego wokół osi strzałkowej (kręgosłup piersiowy i lędźwiowy)

1. Mięśnie międzypoprzeczne
2. Mięśnie podnoszące żebra
3. Mięsień skośny zewnętrzny brzucha
4. Mięsień skośny wewnętrzny brzucha
5. Mięsień poprzeczny brzucha
6. Mięsień prosty brzucha
7. Mięsień czworoboczny lędźwiowy
8. Mięsień czworoboczny
9. Mięsień najszerszy grzbietu
10. Mięsień romboidalny większy
11. Mięsień zębaty tylny górny
12. Mięsień zębaty tylny dolny
13. Mięsień prostownik grzbietu
14. Mięsień poprzeczny kolczysty

Ruchy wokół osi pionowej - skręcanie

1. Mięsień biodrowo-lędźwiowy
2. Mięśnie podnoszące żebra
3. Mięsień czworoboczny lędźwiowy
4. Mięsień skośny zewnętrzny brzucha
5. Mięsień skośny wewnętrzny brzucha
6. Mięsień międzyżebrowy zewnętrzny
7. Mięsień międzyżebrowy wewnętrzny
8. Mięsień czworoboczny
9. Mięsień romboidalny większy
10. Mięsień najszerszy grzbietu
11. Mięsień zębaty tylny górny
12. Mięsień zębaty tylny dolny
13. Mięsień prostownik grzbietu
14. Mięsień poprzeczny kręgosłupa

Ruchy okrężne o mieszanych osiach (okrężne): z naprzemiennym skurczem wszystkich mięśni tułowia, wywołującym wyprost, zgięcie kości łonowej i zgięcie kręgosłupa.