МЕЖПОЗВОНКОВЫЕ ДИСКИ

Между телами позвонков находится 23 соединяющих их межпозвонковых диска, в совокупности составляющих примерно 1/4 всей длины позвоночного столба. Они преимущественно выполняют функцию гидравлических амортизаторов и, следовательно, обеспечивают движение между позвонками.

Толщина диска играет исключительно важную роль. Величина движения в любом участке позвоночного столба в значительной степени зависит от соотношения высоты межпозвонковых дисков и костной части позвоночника. Толщина дисков в каждом отделе позвоночника разная: в поясничном — 9 мм, грудном — 5 мм, шейном — 3 мм. Вместе с тем более важным, чем абсолютная толщина, является отношение толщины диска к высоте тела позвонка. Капанджий (1974) утверждает, что это отношение обусловливает под-

Наука о гибкости

вижность определенного сегмента позвоночного столба: чем выше соотношение, тем больше подвижность. Таким образом, шейный отдел имеет наибольшую подвижность, так как указанное соотношение в нем составляет соответственно 2:5, или 40 %. Менее подвижным является поясничный отдел с соотношением 1:3, или 33 %. Наконец, еще менее подвижным является грудной отдел, соответствующее соотношение в котором 1:5, или 20 %. Таким образом, диски играют важную роль в определении потенциала диапазона движения спины. Диск состоит из двух частей: студенистого ядра и фиброзного кольца. Жидкостные и эластичные свойства этих частей, действующих совместно, позволяют диску выдерживать большие нагрузки (рис. 18.3).

Студенистое ядросостоит из несжимающегося гелеподобного материала, заключенного в эластичный «контейнер». Его химический состав представлен белками и полисахаридами. Ядро характеризуется мощной гидрофильностью, т.е. притяжением к воде.

Как указывает Пушел (1930), при рождении содержание жидкости в ядре составляет 88 %. Как и все жидкости, она не может уменьшиться в объеме. Более того, ввиду содержания в закрытом «контейнере» к ней может быть применен закон Паскаля: «Любая внешняя сила, действующая на единицу заключенной в сосуде жидкости, передается в таком же количестве каждой единице внутренней части сосуда» (Callief, 1981). Контейнер может под давлением деформироваться. Таким образом, ядро действует как гидравлический амортизатор.

При сгибании позвоночника диск приобретает форму клина, т.е. становится тоньше спереди и утолщается сзади. Такая деформация позволяет позвонкам сблизиться спереди и удалиться друг от друга сзади, тем самым увеличивая кривую сгибания спины. Наоборот, при чрезмерном выпрямлении позвоночника ядро становится тоньше сзади и толще спереди. Такая деформация позволяет позвонкам сблизиться друг с другом сзади и удалиться друг от друга спереди, тем самым увеличивая кривую выпрямления спины. Итак, следовательно, деформация дисков увеличивает подвижность позвоночника.

Г л а в а 18. Анатомия и гибкость позвоночного столба

С возрастом ядро утрачивает свою способность привязывать воду. К 70 годам содержание воды в нем сокращается до 66 %. Причины и последствия этой дегидратации имеют большое значение. Вполне вероятно, дегидратация — естественный процесс старения. Сокращение содержания воды в диске можно объяснить снижением концентрации белка полисахарида, а также постепенной заменой гелеподобного материала ядра волокнистой хрящевой тканью. Результаты исследований Адамса и Муира (1976) показали, что с возрастом происходит даже изменение молекулярного размера протеогликанов в студенистом ядре и фиброзном кольце, а также их содержания, которое, по-видимому, влияет на механические свойства диска. Содержание жидкости снижается. К 20 годам исчезает сосудистое обеспечение дисков. К 30 годам диск питается исключительно благодаря диффузии лимфы через концевые пластинки позвонков. Подобное снижение содержания жидкости объясняет утрату гибкости позвоночника с возрастом, а также нарушение способности у пожилых людей восстанавливать эластичность травмированного диска (Caillief, 1988).

Студенистое ядро выполняет функцию гидравлического амортизатора. В частности, он принимает преимущественно вертикально действующие на тела позвонков силы и распределяет их радиально в горизонтальной плоскости. В результате окружающее его фиброзное кольцо противостоит создаваемому напряжению. Чтобы лучше понять это действие, можно представить ядро в виде подвижного шарнирного соединения (рис. 18.4). Функции студенистого ядра кратко поданы в табл. 18.1.

Фиброзное кольцосостоит приблизительно из 20 концентрических слоев волокон (см. рис. 18.3). Эти эластичные волокна переплетаются таким образом, что один слой оказывается под углом к предыдущему, в результате чего создается впечатление, что они пересекают друг друга под наклоном (т.е. косо). Такая структура обеспечивает контроль движения. Например, под действием сдвигающего усилия косые волокна, идущие в

Таблица 18.1. Функции студенистого ядра

Действие

Сгибание

Разгибание

Латеральное сгибание

Верхний позвонок приподнимается Следовательно, диск выпрямляется Следовательно, диск увеличивается

Переднее Заднее Переднее Заднее Заднее Переднее

К стороне сгибания К стороне сгибания К стороне, противоположной сгибанию К стороне, противоположной сгибанию

зоз

Наука о гибкости

•с------------- i------ ►

Движение Нормальная конфигурация Движение

Рис. 18.5. Эластичные волокна фиброзного кольца частично отвечают за контролируемое

движение позвоночного столба. При воздействии на позвонок горизонтальной силы косые

волокна, идущие в одном направлении, напрягаются (натягиваются), а идущие в другом

направлении — расслабляются (Alter, 1988)

одном направлении, напрягаются, тогда как идущие в противоположном направлении — расслабляются (рис. 18.5).

Как отмечалось выше, фиброзное кольцо принимает на себя большую часть усилия, передаваемого из одного тела позвонка другому. Эта функция может показаться странной, так как основная нагрузка на диск осуществляется в виде вертикального сжатия, а фиброзное кольцо в большей степени предназначено для противостояния сдвигающему усилию. Однако, студенистое ядро трансформирует вертикальное усилие в радиальную силу, которую ограничивает эластичная и растягивающая сила волокон.

С возрастом фиброзное кольцо в значительной мере утрачивает свою эластичность и податливость. В молодом возрасте фиброэластичная ткань кольца является преимущественно эластичной. С возрастом или после травмы процент фиброзных элементов увеличивается и диск теряет эластичность. По мере утраты эластичности он становится более восприимчивым к травмам и повреждениям. Кроме того, с увеличением возраста вследствие более ограниченного кровоснабжения дисков они утрачивают свою способность восстанавливать эластичность. Поэтому неудивительно, что различные травмы и повреждения дисков чаще встречаются у людей пожилого возраста (Caillief, 1988).