Виталий Епифанов - Выпрями спинку: Советы семьи академиков Епифановых

Межпозвонковый диск — типичная гидростатическая система. В связи с тем, что жидкости практически несжимаемы, всякое давление, действующее на ядро, трансформируется 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 беге, ходьбе, прыжках и др. (рис. 5).

Тургор ядра изменчив в значительных пределах: при уменьшении нагрузки он повышается и наоборот (рис. 6). О значительном давлении ядра можно судить по тому, что после пребывания в течение нескольких часов в горизонтальном положении расправление дисков удлиняет позвоночник больше чем на 2 см. Известно также, что разница в росте человека в течение суток может достигать 4 см.

Пульпозное ядро выполняет три функции:

• является точкой опоры для вышележащего позвонка; утрата этого качества является началом целой цепи патологических состояний позвоночника;

• ядро выполняет роль амортизатора при действии сил растяжения и сжатия и распределяет силы эти равномерно во все стороны – по всему фиброзному кольцу и на хрящевые пластинки позвонков;

• оно является посредником в обмене жидкостей между фиброзным кольцом и телами позвонков.

Когда нарушается симметричность активных усилий даже в нормальных физиологических условиях, наступает изменение конфигурации позвоночника. Благодаря физиологическим изгибам позвоночный столб может выдерживать осевую нагрузку в 18 раз больше, чем бетонный столб такой же толщины (Ситель А.Б., 1999; Janda V, 1994). Это возможно в связи с тем, что при наличии изгибов сила нагрузки распределяется равномерно по всему позвоночнику.

К позвоночнику относится и фиксированный его отдел – крестец и малоподвижный копчик.

Крестец и пятый поясничный позвонок являются базисом всего позвоночника, они обеспечивают опору для всех его вышележащих отделов и испытывают наибольшую нагрузку.

На формирование позвоночника и образование его физиологических и патологических изгибов оказывает немалое влияние положение IV и V поясничных позвонков и крестца, т.е. соотношение между крестцовой и вышележащей частью позвоночника.

В норме крестец по отношению к вертикальной оси тела находится под углом 30° (рис. 7). Резко выраженный наклон таза вызывает для сохранения равновесия поясничный лордоз.

Позвоночный столб можно рассматривать как эластическую колонну, составленную из множества элементов, опирающуюся на мышцы и 2 камеры – брюшную полость и грудную клетку.

Рис. 7.Пояснично–крестцовый угол составляет приблизительно 30° (а); влияние установки таза на величину физиологических искривлений позвоночника (б): нормальный лордоз (1); гиперлордоз (2) и слабо выраженный лордоз (3).

Рис. 8.Физиологическое «шинирование» поясничного отдела позвоночника под влиянием давления в полостях тела, которому содействует сзади стабилизирующий эффект мышц позвоночника и мышц туловища (по Armstrong, с изменениями).

По мере повышения давления в брюшной полости и трудно; и клетке в связи с сокращением соответствующих мышц происходит стабилизация позвоночника, – он получает опору в результате своеобразного «шинирования» (рис. 8). Давление в грудной клетке повышается в результате сокращения межреберных мышц, мышц плечевого пояса и диафрагмы. Давление внутри брюшной полости повышается в результате сокращения мышц живота и диафрагмы (основная роль в этом принадлежит поперечной мышце живота, прямая мышца обеспечивает упругость брюшной стенки) (рис. 9).

При физическом напряжении давление внутри грудной клетки становится ниже, чем в брюшной полости, но в грудной клетке оно поддерживается на более постоянном уровне. Однако, когда совершаемое усилие действует в течение длительного времени, давление внутри грудной клетки не может удерживаться на одном уровне в связи с истощением запаса поступившего при вдохе воздуха, в то время как внутрибрюшное давление может поддерживаться на высоком уровне продолжительный период времени.

Сокращение межреберных мышц и мышц плечевого пояса придает грудной клетке ту самую жесткость и упругость, благодаря которой она может принять на себя часть давления, приходящегося на грудной отдел позвоночника. В результате нагрузка на него уменьшается практически вполовину, что уже немало. Подобным же образом брюшная полость (вследствие сокращения диафрагмы и мышц живота) разгружает поясничный отдел позвоночника. Этот механизм способен уменьшить давление, приходящееся на межпозвонковые диски поясничного отдела приблизительно на треть.

Каждый раз, когда нарушается симметричность активных усилий в аппарате равновесия, наступает изменение конфигурации позвоночника и наоборот. Основная роль в статике и динамике позвоночника принадлежит глубоким мышцам спины, в частности выпрямителю туловища. Этот мышечный тяж проходит по обе стороны остистых отростков от основания черепа до крестцовой кости. Главным антагонистом глубоких мышц спины является прямая мышца живота, называемая иначе сгибателем туловища.

Рис. 9.Мышцы, обеспечивающие стабильное положение головы, туловища и нижних конечностей, от которых в значительной степени зависит осанка.

Рис. 10.Силы, действующие на межпозвоночные диски и суставы, образованные отростками дужек, в положении максимального сгибания и разгибания. Показано вредное влияние сгибания – вытеснение студенистого ядра в направлении, позвоночного канала по механизму выдавливания косточки (по Gianturgo, с изменениями).

Обе антагонистические группы мышц действуют на противоположных концах двуплечевого рычага, точкой опоры которого является студенистое ядро межпозвоночных дисков. Прямая мышца живота и ее синергисты действуют со стороны длинного плеча силы, который образован ребрами, а выпрямитель туловища – со стороны плеча очень короткого, которое образовано поперечными и остистыми отростками и углами ребер. Синергистом мышц живота, кроме того, является сила тяжести содержимого грудной клетки и брюшной полости (рис. 10). Неудивительно, что для того, чтобы уравновесить действие мышц живота, выпрямитель туловища должен развивать усилие порядка 460 кг (Bradford). В результате межпозвоночные диски испытывают на себе огромную осевую нагрузку, которая в поясничном отделе позвоночника может достигать 400 кг, т.е. силы, достаточной для разрыва фиброзного кольца и выталкивания студенистого ядра наружу (чему и препятствуют мышцы брюшного пресса).