Биомеханика позвоночника в асанах йоги

Вы когда-нибудь задумывались, почему позвоночник так называется? Ведь в нем ничего не звонит и не звенит? На самом деле, слово «позвоночник» произошло не от слова «звон» или «звонит», а от слова «звено» (здесь происходит чередование гласных). И действительно, наш позвоночник состоит из звеньев: позвонков и межпозвоночных дисков. Такое строение – гениальное изобретение Природы, если можно так выразиться. Оно обеспечивает прочность и в то же время – невероятную подвижность.

Позвоночник – главная часть опорно-двигательного аппарата человека, осевая структура нашего тела, не зря его образно называют «деревом жизни». Так или иначе, непосредственно, прямо к позвоночнику, или опосредованно, через цепь соединений, к нему крепятся все кости нашего скелета. Кроме того, позвоночник формирует полость – спинномозговой канал, – в котором располагается спинной мозг – часть центральной нервной системы.

Отделы позвоночника

Выделяют 5 отделов позвоночного столба, отличающихся анатомически и функционально: шейный, грудной, поясничный, крестцовый и копчиковый. В медицинской терминологии отделы позвоночника обозначаются латинскими буквами – первыми буквами их названий на латыни.

Позвонки шейного отдела обозначаются латинской буквы С (читается как «ц») от слова cervix – шея; грудного буквами Th от слова thorax – грудная клетка; поясничного – буквой L – от слова lumbi – поясница или lumbalis – поясничный; и крестцовый – буквой S – от слова sacrum – крестец. Для указания на какой-то конкретный позвонок используются цифры, которые размещаются рядом с этими буквами. Например, CVII обозначает седьмой шейный позвонок, ThIII – третий грудной и т. д. Таким образом, у каждого позвонка есть свое имя.

Копчиковый отдел позвоночника или копчик состоит из 2–6 (у разных людей по-разному) редуцированных, т. е. утративших специфические черты строения, позвонков, которые больше похожи на морские камушки, чем на позвонки. Хотя копчик – подвижная структура, активно, в смысле сознательно, по своему желанию, двигать им мы не можем. Копчик совершает движения только в некоторых физиологических актах, таких как роды и дефекация.

Крестцовый отдел позвоночника или крестец представляет собой единую цельную костную структуру, которая образуется в результате сращения 5 крестцовых позвонков. Межпозвоночных дисков в крестце нет. Следовательно, внутри крестцового отдела нет никакой подвижности, но сам крестец связан подвижными сочленениями с тазовыми костями и с последним поясничным позвонком.

Поясничный отдел позвоночника состоит из 5 позвонков и расположен между крестцом и грудным отделом. Между последним поясничным позвонком и крестцом находится последний межпозвоночный диск.

Грудной отдел включает 12 позвонков, к которым присоединяются ребра, и является структурной частью грудной клетки. Грудные позвонки вместе с ребрами и расположенной спереди грудиной формируют грудную клетку – полость, в которой находятся наши легкие, сердце и другие органы.

И наконец, шейный отдел, состоящий у человека, как и у всех млекопитающих, из семи шейных позвонков. Это самая подвижная и в то же время самая уязвимая часть нашего позвоночника.

Всего позвоночник человека состоит из 32–36 позвонков и 23 межпозвоночных дисков.

Рис. 1. Отделы позвоночника

Изгибы позвоночника

Позвоночник человека не прямой, а изогнутый. В позвоночнике взрослого человека выделяют 4 физиологических, то есть существующих в норме, изгиба: 2 изгиба вперед и 2 назад. Шейный и поясничный отделы формируют передние изгибы, которые называются лордозами; грудной и крестцовый отделы формируют изгибы назад, которые называются кифозами.

Интересно, что, когда ребенок рождается, лордозов и кифозов у него нет, весь позвоночник новорожденного ребенка представляет единую плавную дугу, выгнутую назад. В возрасте до полугода, когда ребенок начинает держать голову, образуется шейный лордоз. Когда ребенок начинает сидеть, начинает формироваться грудной кифоз. Некоторые исследователи считают, что грудной кифоз не формируется специально, а является сохранившейся частью первоначальной дуги. Когда ребенок встает на ножки, формируется поясничный лордоз. Но полностью формирование всех физиологических изгибов позвоночника завершается лишь к периоду полового созревания.

Физиологические изгибы очень важны для нас, поскольку помогают сохранять равновесие, и амортизируют нагрузку при ходьбе и действие силы тяжести, помогают справляться с весом головы, верхних конечностей и туловища. Благодаря изгибам повышается устойчивость позвоночника к осевой, т. е. направленной сверху вниз, компрессии. Благодаря изгибам эта устойчивость в 10 раз больше, чем если бы позвоночник был совершенно прямой.

Лордозы и кифозы – это изгибы в передне-заднем направлении, т. е., говоря медицинским языком, в сагиттальной плоскости. А что можно сказать об изгибах в боковом направлении, т. е. во фронтальной плоскости? Обычно такие изгибы называют боковыми искривлениями позвоночника и рассматривают как патологические. Многие знают, что боковые изгибы позвоночника называются сколиозом и в норме их быть не должно. Это правильно примерно на 90 %. Действительно, боковые искривления позвоночника, сколиоз, это патология. Но на самом деле небольшое искривление грудного отдела позвоночника вправо и компенсаторное ему искривление поясничного отдела влево есть почти у всех людей. Оно связано с расположением внутренних органов (сердца и аорты) и, как считают некоторые исследователи, является одной из причин, обуславливающих праворукость большинства людей. От сколиоза такое искривление отличается тем, что при сколиозе, кроме бокового искривления, имеется еще и скручивание позвоночника.

Строение позвонков

Позвоночник состоит из отдельных позвонков. В разных отделах позвоночника их строение несколько отличается, но, за исключением первого и второго шейного позвонков, все позвонки обладают схожим строением и состоят из: тела позвонка, дуги и отростков. Тела позвонков располагаются спереди и формируют опорную часть позвоночника. Дуги располагаются сзади и формируют позвоночные отверстия. Накладываясь друг на друга, дуги всех позвонков формируют спинномозговой канал, в котором располагается спинной мозг. Кроме того, у каждого позвонка есть несколько отростков:

Назад отходят непарные суставные отростки, которые мы можем прощупать на спине.

По сторонам, влево и вправо, отходят поперечные отростки – 2 у каждого позвонка. У оснований поперечных отростков есть вырезки. Вырезки двух последовательных позвонков образуют межпозвонковые отверстия, через которые проходят спинномозговые нервы и кровеносные сосуды.

И две пары суставных отростков – 2 верхних и 2 нижних. Эти отростки соединяют дуги соседних позвонков, образуя суставы, которые называются межотросчатыми или дугоотросчатыми или фасеточными. Остистые и поперечные отростки являются местом прикрепления связок и мышц.

Рис. 2. Строение позвонка

Фасеточные суставы

Позвонки соединяются между собой не только телами с помощью межпозвоночных дисков, но и дугами с помощью суставных отростков. Суставные отростки двух соседних позвонков направлены навстречу друг другу. Их окончания покрыты суставным хрящом и заключены в суставную капсулу – плотную оболочку. Внутренняя оболочка суставной капсулы называется синовиальной мембраной и продуцирует и выделяет в полость сустава синовиальную жидкость. Синовиальная жидкость – одно из самых скользких веществ на Земле. Она обеспечивает скольжение суставных поверхностей относительно друг друга и питание суставного хряща.

Фасеточные суставы соединяют дуги позвонков подвижными соединениями, благодаря чему между позвонками возможны разнообразные движения, а позвоночник является гибкой подвижной структурой. С другой стороны, эти соединения ограничивают возможную амплитуду движений, защищая межпозвоночные диски от перерастяжения, а позвоночник от травм.

В разных отделах позвоночника фасеточные суставы устроены по-разному. Эта разница определяет особенности движений в каждом из отелов, возможные направления и амплитуду движения. Всего на протяжении позвоночника от второго шейного до первого крестцового у нас 46 фасеточных суставов – по 23 справа и слева. Прекрасно, если все они находятся в идеальном состоянии. Но фасеточные суставы, так же, как и все суставы нашего тела, к сожалению, подвержены различным заболеваниям – артрозам и артритам и могут доставить нам немало проблем. Именно патология фасеточных суставов очень часто является причиной болей в спине. Такая патология называется фасеточный синдром или синдром фасеточных суставов. Чаще всего этот синдром возникает в шейном и поясничном отделах позвоночника и проявляется болями в спине и шее, иногда распространяющимися на руки и ноги.

Межпозвоночные диски

Между позвонками располагаются межпозвоночные диски. Первый находится между II и III шейными позвонками, последний – между V поясничным и I крестцовым. Толщина дисков в шейном отделе 5–6 мм, в грудном – 3–4, в поясничном 10–12 мм.

Рис. 3. Межпозвоночные диски и связки позвоночника

Межпозвоночные диски похожи на двояковыпуклую линзу и состоят из двух частей: наружной (периферической) – фиброзного кольца и центральной – студенистого, желеобразного, пульпозного ядра. В ядре нет ни сосудов, ни нервов. Отсутствие кровеносных сосудов исключает всякую возможность самостоятельного заживления тканей ядра в случае травмы. Однако оно обладает свойством впитывать воду из окружающих тканей, благодаря чему пульпозное ядро находится в своей ячейке под давлением и по форме приближается к шару. Т. е. межпозвоночный диск не только соединяет позвонки, но и «отталкивает» их друг от друга, обеспечивая амортизацию. Если произвести горизонтальный срез диска, то желеобразное вещество ядра будет возвышаться над поверхностью среза. С годами способность пульпозного ядра связывать воду уменьшается и давление внутри межпозвоночного диска снижается. Он уже не так эффективно «расталкивает» позвонки и высота его становится несколько меньше. Из-за этого с возрастом люди становятся ниже ростом и гибкость позвоночника также уменьшается.

Во время наклонов нашего тела межпозвонковые диски изменяют форму: их толщина уменьшается на стороне наклона и увеличивается на противоположной стороне. При вращении пульпозное ядро выполняет роль суставной головки.

Связки позвоночника

Рис. 4. Связки позвоночника

Все звенья позвоночника – позвонки и межпозвоночные диски – надежно скреплены несколькими крепкими связками. Тела позвонков и диски соединены передней и задней продольными связками, которые сращены с дисками. Дуги позвонков внутри спинномозгового канала соединены так называемой желтой связкой. Еще одна связка проходит вдоль остистых отростков (надостистая связка), а между ними тоже располагаются связки (межостистые). Поперечные отростки в грудном и поясничном отделах соединяются межпоперечными связками, а в шейном отделе межпоперечных связок нет.

Особенности строения шейного отдела позвоночника

Шейный отдел – наиболее подвижный и наиболее хрупкий и предназначен для удержания только веса головы. У человека, как и у всех млекопитающих от мыши до жирафа, 7 шейных позвонков. 5 из них обладают вполне типичным строением, а 2 – совершенно не типичные и удивительные. У первого шейного позвонка нет тела. Т. е. фактически у этого позвонка нет позвонка, а лишь две дужки. Он похож на колечко и вверху соединяется с затылочной костью черепа. По аналогии с древнегреческими героями Атлантами, держащими на плечах небо, этот позвонок назван атлантом.

Второй шейный позвонок – «зубастый». У него есть зуб, вернее, зубовидный отросток, который служит осью вращения первого шейного позвонка и головы. Поэтому второй позвонок называют аксис – на латыни ось. И здесь образуется атланто-аксиальный сустав – цилиндрический, обеспечивающий единственный вид движения – вращение на 30–40 градусов в каждую сторону. При этом первый шейный позвонок вращается вместе с черепом.

Рис. 5. Первый шейный позвонок

Рис. 6. Второй шейный позвонок

Среди остальных пяти позвонков несколько выделяется седьмой: у него более длинный остистый отросток, который хорошо прощупывается сзади на границе спины и шеи. По нему можно ориентироваться при подсчете позвонков и при нахождении границы между шейным и грудным отделами позвоночника.

В связи с этими особенностями функционально в шейном отделе позвоночника выделяют 2 сегмента: верхний – подзатылочный, включающий первый и второй позвонки и соединение с затылочной костью, и нижний – остальные пять позвонков.

На латыни шея – cervix, поэтому в медицине шейный отдел называют цервикальным, а шейные позвонки обозначают латинской буквой С.

Шейный отдел позвоночника и позвоночная артерия

Еще одной особенностью шейного отдела позвоночника является то, что в поперечных отростках шейных позвонков с I по VI существуют отверстия. Эти отверстия формируют канал, внутри которого проходит позвоночная артерия – важнейшая артерия, снабжающая кровью головной мозг.

Для нормального кровоснабжения головного мозга, важно, чтобы эта артерия могла свободно скользить внутри костного канала, чтобы следовать за всем движениями шеи. Любое отклонение анатомии от нормы может привести к нарушению кровотока в этой артерии.

Особенности строения грудного отдела позвоночника

Рис. 7. Грудной отдел позвоночника и грудная клетка

Грудной отдел позвоночника является основой, на которой сформирована грудная клетка. Кроме того, он поддерживает, хотя и очень опосредованно, кости плечевого пояса, к которому прикрепляются кости рук. Обратим внимание на то, что наши руки не прикреплены к позвоночнику. Они прикреплены к плечевому поясу, который состоит из двух костей: лопатки и ключицы. Плечевой пояс тоже к позвоночнику напрямую не крепится. Плечевая кость руки соединяется с лопаткой; лопатка соединяется с ключицей; ключица – с грудиной; грудина – с ребрами; и только ребра соединяются с позвоночником.

В грудном отделе 12 позвонков. Грудные позвонки крупнее шейных и увеличиваются в размерах сверху вниз. У грудных позвонков имеются ямки для прикрепления ребер. У позвонков в других отделах позвоночника таких ямок нет. Ребра прикрепляются между позвонками, в ямках, образованных двумя соседними позвонками (кроме I, XI и XII, которые прикрепляются к соответствующим позвонкам). И еще одним суставом ребра крепятся к поперечному отростку. Остистые отростки грудных позвонков длиннее, чем шейных и препятствуют переразгибанию позвоночника.

Грудной отдел позвоночника довольно устойчив к нагрузкам и повреждениям. Тяжелее всего здесь приходится XII грудному позвонку, который является границей и мостом между грудным и поясничным отделами и местом, где грудной кифоз переходит в поясничный лордоз. Поэтому этот позвонок по своему анатомическому строению является чем-то средним между грудными и поясничными позвонками. Его верхние суставные отростки ориентированы так же, как и у других грудных позвонков (назад, слегка вверх и немного в сторону), а нижние – как у поясничных (в стороны и вперед и слегка выпуклы в поперечном направлении). XII грудной позвонок называют позвонковым шарниром и даже образно «коленной чашечкой позвоночника».

Грудные позвонки обозначают латинскими буквами Th от латинского слова «thorax» – грудь.

Грудная клетка

Грудная клетка формируется грудными позвонками, ребрами и грудиной. Грудина – это кость, которая находится у нас в центре груди между правыми и левыми ребрами и соединяет их. Всего у нас 12 пар ребер: 12 ребер слева и 12 справа. Большая часть каждого ребра представляет собой кость (костную ткань), но спереди костная ткань переходит в хрящевую. Такое строение ребер делает нашу грудную клетку эластичной, позволяет ей изменять свой объем.

Рис. 8. Ребро

Семь верхних пар ребер спереди соединяются с грудиной. Хрящевые окончания VIII–X соединяются не с грудиной, а с хрящом вышележащего ребра. XI и XII ребра заканчиваются в мышцах брюшной стенки; они более подвижные и называются колеблющимися или плавающими ребрами. При желании окончания этих ребер можно без труда нащупать в верхней части живота на его передне-боковых поверхностях.

Ребра соединяются с позвоночником и грудиной подвижными сочленениями, благодаря чему грудная клетка может менять свою форму и объем в процессе дыхания. Каждое ребро соединяется с позвоночником двумя суставами: одним с телами позвонков, другим – с поперечным отростком. Эти суставы могут функционировать только синхронно, одновременно. Такие суставы, которые расположены на отдалении друг от друга, но функционируют вместе, называются комбинированными. Позвоночно-реберные суставы являются комбинированными суставами.

При движении в этих суставах происходит поднимание передних концов ребер вместе с грудиной. Грудная клетка обладает большой прочностью и эластичностью, благодаря чему мы можем свободно дышать.

Особенности строения поясничного отдела позвоночника

После шейного отдела поясничный отдел позвоночника является самым подвижным. Если шейный отдел у нас чемпион по подвижности, то поясничный находится на втором месте. Однако, в отличие от шейного, поясничный отдел наиболее нагружен, т. к. на него действует вес всего туловища. Подвижность плюс нагруженность делают его очень уязвимым и приводят к появлению множества патологических состояний. Нагрузка на диск между последним поясничным позвонком и крестцом составляет около 9,5 кг на 1 кв. см. Именно в области поясницы чаще всего проявляются заболевания позвоночника: ущемление нервных корешков, межпозвонковые грыжи диска и т. д. Поясничные позвонки самые массивные и увеличиваются в размерах от I к V. Межпозвоночные диски в поясничном отделе и V поясничный позвонок имеют клиновидную форму: спереди они выше, чем сзади. Клиновидная форма обуславливает поясничный лордоз.

Вершиной поясничного лордоза является III поясничный позвонок. От других поясничных позвонков он отличается тем, что его верхняя и нижняя площадки параллельны и расположены горизонтально. Кроме того, у него самая большая задняя дуга. Это результат того, что на III поясничном позвонке встречаются мышцы, направляющиеся вверх (межостистая мышца) и мышцы, соединяющие его с костями таза (длиннейшая мышца). Он является точкой приложения разнонаправленных сил, которые тянут его назад.

Поясничные позвонки обозначаются латинской буквой L.

Особенности строения крестцового отдела позвоночника

5 крестцовых позвонков в юношеском возрасте срастаются в единое образование – крестец. Внутри крестца также продолжается позвоночный канал, который здесь называется крестцовым. Верхняя часть крестца называется основанием. Основание соединяется с V – последним – поясничным позвонком. Крестец также соединяется с подвздошными костями таза, образуя крестцово-подвздошные суставы справа и слева.

Крестец располагается не вертикально, а под наклоном вперед. Угол этого наклона относительно горизонтали составляет 30 градусов. Это угол между верхней плоскостью 1-ого крестцового позвонка и горизонталью. В результате такого положения пятый поясничный позвонок стремится сместиться вперед и вниз и удерживается в этом положении межсуставными отростками, связками и мышцами, но все равно пояснично-крестцовый сустав – слабое место в позвоночном столбе.

Копчик

Заканчивается позвоночник 2–6 копчиковыми позвонками. Собственно, на позвонки они мало похожи, просто округлые косточки, которые в пожилом возрасте могут срастаться.

Опорно-двигательный аппарат человека включает кости скелета, соединения между ними и мышцы, позволяющие нам совершать движения или поддерживать статическую позу. Мы рассмотрим мышцы, управляющие движениями позвоночника.

Поверхностные мышцы спины

Рис. 9. Мышцы спины и шеи: 1 – трапециевидная мышца, 2 – широчайшая мышца спины, 3 – ременная мышца головы, 4 – мышца, поднимающая лопатку, 5 – малая ромбовидная, 6 – большая ромбовидная, 7 – нижняя задняя зубчатая мышца.

Когда мы смотрим на спины спортсменов, мы видим красивый рельеф, образованный крупными мышцами. И кажется вполне логично: спина большая, нагрузка на нее большая, значит, и мышцы должны быть большие. Однако же вся эта красота очень мало связана с движениями спины и позвоночника. В основном, эти мышцы отвечают за движения рук и плечевого пояса. Те мышцы, которые контурируются под кожей, относятся к поверхностным мышцам спины. А кроме поверхностных, есть еще и глубокие. За движения позвоночника отвечают именно они.