Функциональная анатомия и физиология позвоночного столба
Диск образован двумя хрящевыми (гиалиновыми) пластинками со стороны верхнего и нижнего позвонков, фиброзным кольцом по периметру и заключенным внутри него студенистым ядром.
Хрящевые пластинки покрывают центральную часть тел позвонков, при этом спереди и с боков они граничат с эпифизарным костным кольцом, а сзади достигают самого края тела позвонка. Отсюда берут начало волокна фиброзного кольца и студенистого ядра.
Фиброзное кольцо состоит из концентрически расположенных слоёв коллагеновых волокон, взаиморасположение которых обеспечивает его высокую эластичность и прочность на растяжение. Фиброзное кольцо образует прочное соединение с телами позвонков. У взрослого человека межпозвонковый диск не имеет сосудов, и его питание осуществляется путём проникновения (диффузии) питательных веществ и кислорода из тел соседних позвонков. Поэтому большинство лекарственных препаратов не достигает хряща диска.
Студенистое ядро занимает 50-60% объема поперечника межпозвоночного диска и располагается несколько асимметрично - ближе к заднему отделу тела позвонка. Оно имеет консистенцию полу застывшего желе, на вид белое, блестящее, просвечивающееся тело. Студенистое ядро сразу после рождения содержит слизь, пронизанную фиброзно-хрящевыми нитями. Рост ядра происходит путем разрастания волокнистых элементов. В возрасте 12 лет студенистое ядро почти полностью образовано хрящевой и фиброзной тканью. Процесс замещения слизи фиброзно-хрящевой тканью продолжается в течение всей жизни. С возрастом в ядре изменяется содержание воды и других компонентов.
В здоровом диске давление достигает 5-6 атмосфер, что позволяет достаточно эффективно амортизировать нагрузки. Для сравнения в автомобильной шине давление 1,8 - 2 атмосферы.
Направление суставов обеспечивает направление движения. В этом отношении ПДС различных уровней имеют значительные отличия.
На уровне шейного отдела позвоночника косое расположение суставов позволяет совершать повороты, сгибание и разгибание в достаточно большом объеме. Это достигается и значительной высотой диска по отношению к высоте тела позвонка. В грудном же отделе в силу специфичности суставов - соединение с ребрами - основное движение производится вокруг горизонтальной оси, т.е. сгибание и разгибание. Повороты в грудных ПДС практически невозможны. Незначительный поворот позвонка происходит при наклоне туловища. В поясничном отделе позвоночника основное движение совершается вокруг горизонтальной оси, это достигается вертикальным расположением суставных поверхностей. Возможны ротации и наклоны в меньших объемах, чем сгибание и разгибание.
Наклоны и повороты корпуса тела, а также поддержание его обеспечивают мышцы расположенные около позвоночного столба. Боль в спине бывает часто обусловлена повреждением (растяжением) околопозвоночных мышц при тяжелой физической работе, а также рефлекторным мышечным спазмом при повреждении или заболевании позвоночника. При мышечном спазме происходит сокращение мышцы, при этом она не может расслабиться. При повреждении многих позвоночных структур (дисков, связок, суставных капсул) происходит непроизвольное сокращение околопозвоночных мышц, направленное на стабилизацию поврежденного участка. При спазме мышц в них накапливается молочная кислота, представляющая собой продукт окисления глюкозы в условиях недостатка кислорода. Высокая концентрация молочной кислоты в мышцах обусловливает возникновение болевых ощущений. Молочная кислота накапливается в мышцах из-за того, что спазмированные мышечные волокна передавливают кровеносные сосуды. При расслаблении мышцы просвет сосудов восстанавливается, происходит вымывание кровью молочной кислоты из мышц и боль проходит.
Позвоночник образует 4 кривизны: шейный лордоз, грудной кифоз, поясничный лордоз и крестцово-копчиковый кифоз. В норме, если смотреть сбоку, позвоночный столб имеет S-образную форму. Такая форма обеспечивает позвоночнику амортизирующую функцию. Помимо этого позвоночник осуществляет опорную, защитную и двигательную функции.