1.1 Анатомо-физиологические особенности шейного отдела позвоночника

Позвоночный столб является опорно-двигательным органом туловища и головы защитным футляром для спинного мозга [49,50]. С биомеханической точки зрения позвоночник подобен кинематической цепи, состоящий из отдельных звеньев. Каждый позвонок соединяется с соседним позвонком в трех точках: в двух межпозвонковых сочленениями сзади и телами (через посредство межпозвонкового диска) спереди. Каждый позвонок имеет тело - опорную часть, расположенную спереди, дугу, которая прикрепляется к телу сзади двумя ножками и остистого и двух поперечных отростков [49].

В разных отделах позвоночного столба отдельные части позвонков имеют различные величину и форму, вследствие чего различают позвонки: шейные (7), грудные (12), поясничные (5), крестцовые (5), копчиковые (1-5). Опорная часть позвонков, т.е. тело наиболее выражено у поясничных и крестцовых позвонков, несущих на себе всю тяжесть головы, туловища, верхних конечностей и связующие скелет этих частей тела с костями пояса нижних конечностей.

Анатомический комплекс, состоящий из одного межпозвонкового диска, двух смежных с ним позвонков с соответствующими суставами и связочным аппаратом на данном уровне, называется позвоночным сегментом [62]. Подвижность позвоночника, его эластичность и упругость, способность выдерживать большие нагрузки в значительной мере обеспечивается межпозвонковыми дисками, которые находятся в тесной анатомо-функциональной связи со всеми структурными элементами позвоночного сегмента. Межпозвонковый диск играет ведущую роль в биомеханике, являясь по образному выражению Г.С. Юмашева, "душой" движения позвоночника [63]. Будучи сложным анатомическим образованием, межпозвонковый диск выполняет следующие функции:

соединение позвонков;

обеспечение подвижности позвоночника;

предохранение тел позвонков от постоянной травматизации (амортизационная роль).

Межпозвонковый диск состоит из двух гиалиновых пластинок, плотно прилегающим к замыкательным пластинкам тел смежных позвонков, пульпозного ядра и фиброзного кольца. Пульпозное ядро, являясь остатком спинной хорды, содержит межуточное вещество - хондрин, небольшое число хрящевых клеток и переплетающихся коллагеновых волокон, образующих своеобразную капсулу и придающих ядру эластичность. В центре ядра находится полость Лушки, объем которой в норме составляет 1 - 1,5 см³. Фиброзное кольцо состоит из плотных соединительных 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 позвонков. Задняя полуокружность фиброзного кольца слабее передней, особенно в поясничном и шейном отделах. Боковые и передние отделы фиброзного кольца слегка выступают за пределы костной ткани, так как диск несколько шире тел смежных позвонков (рис.1.1.).

Рис.1.1 Межпозвонковый диск (схема)

1 - тело позвонка; 2-гиалиновая пластинка; 3 - фиброзное кольцо; 4 - полость Лушки; 5 - пульпозное ядро; 6 - передняя продольная связка; 7 - задняя продольная связка

Статическая функция диска связана с амортизацией. Диски обеспечивают гибкость и плавность движений смежных позвонков и всего позвоночника в целом. Пульпозное ядро обладает значительным тургором и гидрофильностью. Оно находится под постоянным давлением в толще окружающего его фиброзного кольца и хрящевых геалиновых пластинок. Эти пластинки очень прочны и выдерживают большое напряжение при всех видах нагрузки на позвоночник. Тургор ядра может меняться в значительных пределах: при уменьшении нагрузки тургор ядра повышается и наоборот. Уменьшение человека в старческом возрасте (до 7 см) обусловлено потерей тургора и гидрофильности (высыхания) диска [50].

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 эластичным свойствам диска значительно смягчаются толчки и сотрясения, передаваемые на позвоночник, спинной и головной мозг при ходьбе, беге, прыжках. Стремление пульпозного ядра к расправлению 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.

Шейные позвонки. (vertebrae cervicales). Их насчитывается семь. Они отличаются от позвонков других отделов главным образом наличием отверстия в поперечных отростках, через которое проходит позвоночная артерия. направляющаяся в полость черепа. Помимо этого, концы поперечных отростков III - VII шейных позвонков заканчиваются двумя бугорками - передним, являющимся рудиментом ребра, и задним. Передний бугорок VI шейного позвонка обычно наиболее развит. К этому бугорку прилегает общая сонная артерия. При повреждении артерия может быть прижата к бугорку, который называют сонным.

Тела шейных позвонков относительно малы, овальной формы, со слегка вогнутыми верхней и нижней поверхностями. Суставные отростки большинства шейных позвонков снабжены плоскими площадками, которые наклонены косо кзади приблизительно под углом 45°. Остистые отростки II-VI шейных позвонков относительно не велики и имеют расщепление на концах Остистый отросток VII шейного позвонке наиболее развит, заметно выступает кзади и его вершина хорошо прощупывается под кожей. Вследствие этого позвонок получил название выступающего. Первый (атлант) и второй (осевой позвонок) шейные позвонки, которые непосредственно связывают шейный отдел позвоночного столба с черепом, несколько иной формы (рис.1.2.).

Наиболее характерной особенностью атланта (atlas) является то, что он лишен большей части тела, ушедшего в процессе эволюции на образование зубе осевого позвонка. Атлант имеет две дуги - переднюю и заднюю - более длинную. На передней поверхности передней дуги определяется слабо выраженный бугорок, а на задней ее поверхности - суставная ямка для соединения с зубом осевого позвонка. На дорсальной поверхности задней дуги атланта расположен задний бугорок (рудимент остистого отростка), а по верхнему краю этой дуги проходит косо направленная борозда позвоночной артерии. С боков от обширного позвоночного отверстия помещаются латеральные массы атланта, на верхней поверхности которых, располагаются парные продолговатые вогнутые суставные ямки для сочленения с черепом, а на нижней поверхности - также парные уплощенные овальные нижние суставные ямки для соединения с осевым позвонком. Кнаружи от боковых масс атланта находятся поперечные отростки (правый и левый) с упомянутыми выше отверстиями и передними и задними бугорками (рис.1.3.).

Осевой позвонок (axis) характеризуется наличием на верхней поверхности его тела вертикально расположенного зубовидного отростка, или зуба, который служит своеобразной продольной осью для вращения черепа вместе с атлантом (рис.1.4.). На передней поверхности зуба определяется небольшая суставная поверхность, сочленяющаяся с суставной ямкой передней дуги атланта. Кнаружи и несколько кпереди от зуба располагаются парные овальной формы, слегка выпуклые суставные площадки для сочленения с нижними суставными площадками атланта. Поперечные отростки, как правило, слабо развиты и на их вершинах отсутствуют характерные для большинства шейных позвонков передний и задний бугорки. Нижние суставные отростки имеют форму, близкую к одноименным отросткам нижележащих шейных позвонков.

Рис.1.2. Шейный позвонок (вид снизу):

1 - остистый отросток; 2 - поперечное отверстие; 3 - поперечный отросток; 4 - тело позвонка; 5 - позвоночное отверстие; 6 - передний бугорок поперечного отростка; 7 - задний бугорок поперечного отростка; 8 - нижний суставной отросток

Рис.1.3. Первый шейный позвонок - атлант (вид сверху)

1 - задний бугорок; 2 - борозда позвоночной артерии; 3 - поперечное отверстие; 4 - боковая масса атланта; 5 - ямка зуба; 6 - передняя дуга; 7-передний бугорок; 8 - поперечный отросток; 9 - верхний суставной отросток; 10 - задняя дуга

Рис.1.4. Осевой позвонок (вид слева):

1 - передняя суставная поверхность; 2 - зуб; 3 - задняя суставная поверхность; 4 - верхняя суставная поверхность; 5 - поперечное отверстие; 6 - борозда спинномозгового нерва; 7 - дуга позвонка; 8 - остистый отросток; 9 - нижний суставной отросток; 10 - реберно-поперечный отросток; 11 - шейка зуба; 12 - тело позвонка

В межпозвонковом отверстии, вертикальный размер которого составляет 4 мм, располагается фиброзная и жировая ткань, а нервный корешок с узлом занимает всего 1/4 - 1/6 просвета, вследствие чего нервный корешок часто подвергается сдавлению. Поскольку в шейном отделе, в отличие от других отделов позвоночного столба, корешки идут не отвесно, а под прямым углом к спинному мозгу, это ведет к ограничению их подвижности, напряжению, трению и большой ранимости при остеохондрозе [49].

Задние корешки и спинномозговые узлы СI и СII лежат вблизи позвоночной артерии. Если рядом с корешком проходит корешково-мозговая артерия, то наряду с корешковыми проявлениями дегенеративно-дистрофических поражений шейного отдела позвоночного столба развиваются различные варианты нарушений спинномозгового кровообращения.

Позвоночный канал в шейном отделе имеет форму призмы. На уровне CV - CVI сагиттальный размер его составляет 15 мм и более. Определенное значение для клиники шейного остеохондроза имеют так называемые резервные пространства между спинным мозгом и стенками позвоночного канала, которые заполнены мозговыми оболочками, спинномозговой жидкостью, жировой клетчаткой, венозными сплетениями и лимфатическими сосудами. Расстояние от спинного мозга до кости спереди составляет 0,3 - 0,4 см, сзади - 0,4 - 0,5 см, боковые расстояния равны 0,2 - 1 см. Наименьшая величина резервного пространства спереди и сзади на уровне CVI, наибольшая - на уровне CI - CII. Благодаря резервным пространствам при максимальных переднезадних и боковых наклонах головы не возникает перерастяжения спинного мозга, так как он несколько смещается в сторону наклона, что способствует уменьшению натяжения. В патологических же условиях, по мнению М.В. Девятовой [20], даже незначительная травма, иногда только вследствие резкого сокращения окружающих мышц, может привести к подвывиху шейного позвонка, что вызывает уменьшение резервного пространства с развитием неврологических нарушений. Это происходит при неожиданных некоординированных недозированных движениях шеи (резкий поворот головы при занятиях гимнастикой, на окрик, для удержания равновесия при падении и т.д.).

В шейном отделе позвоночника симпатический ствол имеет два постоянных узла - верхний и нижний. Нижний симпатический узел вместе с непостоянным средним и верхним грудным часто сливаются в звездчатый узел. Верхний шейный узел располагается на дорсомедиальной поверхности внутренней сонной артерии у тела затылочной кости. Медиальнее I ребра лежит непостоянный средний шейный узел. Звездчатый узел расположен позади подключичной артерии. В узлах пограничного симпатического ствола располагаются тела вторых нейронов. Их постганглионарные ветви направлены от верхнего шейного узла к четырем верхним шейным нервам, языкоглоточному нерву, нервным сплетениям глотки и гортани, сердцу, внутренней и наружной сонным артериям, от звездчатого узла - к 7-му и 8-му шейным нервам, подключичной артерии, позвоночной и верхнечелюстной, сердцу [50].

Тела позвонков соединяются между собой при посредстве симфизов, называемых межпозвоночными дисками, disci intervertebralis. Каждый такой диск представляет волокнисто - хрящевую пластинку, периферические части которой состоят их концентрированных слоев соединительнотканных волокон. Эти волокна образуют на периферии пластинки - чрезвычайно крепкое фиброзное кольцо, в середине же пластинки заложено студенистое ядро, состоящее из мягкого волокнистого хряща. Ядро же сильно сдавлено и всегда стремится расшириться, поэтому оно пружинит и амортизирует толчки, как буфер, при беге и прыжках. Колонна тел позвонков, соединенных между собой межпозвоночными дисками, скрепляется двумя продольными связками, идущими спереди и сзади. Передняя продольная связка протягивается по передней поверхности тел позвонков и дисков от бугорка передней дуги атланта до верхней части тазовой поверхности крестца.

Эта связка препятствует чрезмерному разгибанию позвоночного столба кзади. Задняя продольная связка тянется от II - го шейного осевого позвонка вниз вдоль задней поверхности тел позвонков внутри позвоночного канала до верхнего конца колчевого канала. Эта связка препятствует сгибанию.

Голова представляет собой рычаг первого рода, на одном конце которого приложена ее масса (в среднем около 5 кг), а на другом - уравновешивающая сила мышц шеи. Следовательно, шейный отдел позвоночника постоянно испытывает статикодинамическое напряжение, которое резко увеличивается при максимальном сгибании и разгибании и обусловлено перегрузкой сдвигающего момента. Если учесть, что даже в нормальных условиях нагрузка на единицу площади диска в шейном отделе превышает таковую в поясничном, а также учесть больший объем движения, то становится понятной склонность к дегенеративным изменениям данного отдела позвоночника, что подтверждается клиническими наблюдениями [49,50].

Схематически разнообразные формы движения позвоночного столба могут быть представлены в следующем виде:

вокруг фронтальной оси - сгибание и разгибание, общий размах 170 - 245°;

вокруг сагиттальной оси - наклоны вправо и влево - около 55°;

вокруг вертикальной оси - вращение туловища или повороты вправо и влево - до 80°.

Кроме того, указывает А.И. Свиридов [54], возможны круговые движения позвоночника, а также удлинение или укорочение его за счет увеличения или сглаживания изгибов при сокращении или расслаблении соответствующий мускулатуры (пружинящие движения).

Движения головы классифицируют следующим образом: сгибание и разгибание головы, определяемое скользящей подвижностью во всех суставах шейного отдела позвоночника, вращение вокруг вертикальной оси, в котором принимают участие лишь атлантозатылочные и атлантоосевые суставы, боковые наклоны головы, определяемые также главным образом суставами двух верхних шейных позвонков, круговые вращения, происходящие в суставах нижних трех - четырех шейных позвонков [54].

В молодом возрасте позвоночный столб более подвижен, у людей старческого возраста объем движений во всех его отделах резко сокращен. Это объясняется, по мнению А.И. Свиридова [54], М.Г. Привеса и соавт. [50], некоторым сплющиванием и частичным окостенением межпозвоночных дисков, дегенеративно-дистрофическими патологическими изменениями в них, изношенностью межпозвоночных дисков; нередко эти патологические изменения в дисках и позвонках носят профессиональный характер (хлыстовые движения головой у водителей транспортных средств, при резких остановках; рабочие позы у машинисток, канцелярских работников, кассиров и т.д.) [49].

Таким образом, позвоночный столб выполняет защитную, амортизационную, буферную, опорную и двигательные функции. Путем физических упражнений объем движений позвоночного столба (боковые смещения головы) может быть увеличен за счет резервной эластичности связочного аппарата и тренированности мышц.

Двигательная и амортизационная функция позвоночника обеспечиваются всеми структурно - морфологическими образованиями: межпозвоночными дисками, позвонками, мышцами и связками, которые претерпевают определенные изменения и нарушения при остеохондрозе.