Динамика на човешкия гръбначен стълб

Скелетът на гръбначния стълб служи като солидна опора за тялото и се състои от 33-34 прешлена. Прешленът се състои от две части - тялото на прешлена (отпред) и дъгата на прешлена (отзад). Тялото на прешлена представлява по-голямата част от прешлена. Дъгата на прешлена се състои от четири сегмента. Два от тях са педикулите, които образуват носещите стени. Другите две части са тънки пластини, които образуват един вид "покрив". От дъгата на прешлена се простират три костни израстъка. Десният и левият напречен израстък се разклоняват от всяка "педикуларна пластина" става. Освен това, по средната линия, когато човек се наведе напред, може да се види спинозен израстък, стърчащ назад. В зависимост от местоположението и функцията, прешлените от различните отдели имат специфични структурни характеристики, а посоката и степента на движение на прешлена се определят от ориентацията на ставните израстъци.

Шийни прешлени. Ставните израстъци са плоски и с овална форма и са разположени в пространството под ъгъл от 10-15° спрямо фронталната равнина, 45° спрямо сагиталната равнина и 45° спрямо хоризонталната равнина. По този начин всяко изместване, произведено от ставата, разположена по-горе спрямо долната, ще се случи под ъгъл спрямо три равнини едновременно. Тялото на прешлена има вдлъбнатина на горната и долната повърхност и се счита от много автори за фактор, който допринася за увеличаване на обхвата на движение.

Гръдни прешлени. Ставните израстъци са наклонени спрямо фронталната равнина под ъгъл 20°, спрямо сагиталната равнина под ъгъл 60°, спрямо хоризонталната и фронталната равнина под ъгъл 20°.

Такова пространствено разположение на ставите улеснява изместването на горната става спрямо долната става едновременно вентрокраниално или дорзокаудално в комбинация с нейното медиално или латерално изместване. Ставните повърхности имат преобладаващ наклон в сагиталната равнина.

Лумбални прешлени. Пространственото разположение на ставните им повърхности се различава от това на гръдните и шийните прешлени. Те са извити и са разположени под ъгъл от 45° спрямо фронталната равнина, под ъгъл от 45° спрямо хоризонталната равнина и под ъгъл от 45° спрямо сагиталната равнина. Това пространствено разположение улеснява изместването на горната става спрямо долната става, както дорзолатерално, така и вентромедиално, в комбинация с краниално или каудално изместване.

Важната роля на междупрешленните стави в движението на гръбначния стълб се доказва и от добре познатите трудове на Лесгафт (1951), в които се обръща голямо внимание на съвпадението на центровете на тежестта на сферичната повърхност на ставите в сегментите C5-C7. Това обяснява преобладаващия обем на движение в тях. Освен това, наклонът на ставните повърхности едновременно към фронталната, хоризонталната и вертикалната равнини насърчава едновременното линейно движение във всяка от тези три равнини, изключвайки възможността за движение в една равнина. Освен това, формата на ставните повърхности насърчава плъзгането на една става по равнината на друга, ограничавайки възможността за едновременно ъглово движение. Тези идеи са в съответствие с изследванията на Уайт (1978), в резултат на които, след отстраняване на ставните израстъци с дъги, обемът на ъгловото движение в сегмента на движението на прешлените се увеличава в сагиталната равнина с 20-80%, във фронталната равнина със 7-50% и в хоризонталната равнина с 22-60%. Рентгенографските данни на Джироу (1973) потвърждават тези резултати.

Гръбначният стълб съдържа всички видове костни връзки: непрекъснати (синдесмози, синхондрози, синостози) и прекъснати (стави между гръбначния стълб и черепа). Телата на прешлените са свързани помежду си чрез междупрешленни дискове, които заедно съставляват приблизително 'A от цялата дължина на гръбначния стълб. Те функционират предимно като хидравлични амортисьори.

Известно е, че степента на мобилност във всяка част на гръбначния стълб до голяма степен зависи от съотношението на височината на междупрешленните дискове и костната част на гръбначния стълб.

Според Капанджи (1987), това съотношение определя мобилността на определен сегмент от гръбначния стълб: колкото по-високо е съотношението, толкова по-голяма е мобилността. Шийният отдел на гръбначния стълб има най-голяма мобилност, тъй като съотношението е 2:5, или 40%. Лумбалният отдел на гръбначния стълб е по-малко подвижен (съотношение 1:3, или 33%). Гръдният отдел на гръбначния стълб е още по-малко подвижен (съотношение 1:5, или 20%).

Всеки диск е конструиран по такъв начин, че има желатинова сърцевина и влакнест пръстен вътре.

Желатиновото ядро се състои от несвиваем гелообразен материал, затворен в еластичен "контейнер". Химичният му състав е представен от протеини и полизахариди. Ядрото се характеризира със силна хидрофилност, т.е. привличане към вода.

Според Пушел (1930), при раждането съдържанието на течност в ядрото е 88%. С възрастта ядрото губи способността си да свързва вода. До 70-годишна възраст съдържанието на вода в него намалява до 66%. Причините и последствията от тази дехидратация са от голямо значение. Намаляването на съдържанието на вода в диска може да се обясни с намаляване на концентрацията на протеини, полизахариди, а също и с постепенно заместване на гелообразния материал на ядрото с фиброзна хрущялна тъкан. Резултатите от проучвания на Адамс и др. (1976) показват, че с възрастта има промяна в молекулния размер на протеогликаните в nucleus pulposus и фиброзния пръстен. Съдържанието на течност намалява. До 20-годишна възраст съдовото снабдяване на дисковете изчезва. До 30-годишна възраст дискът се подхранва изключително чрез лимфна дифузия през крайните пластини на прешлените. Това обяснява загубата на гъвкавост на гръбначния стълб с възрастта, както и нарушената способност на възрастните хора да възстановяват еластичността на увредения диск.

Пулпозното ядро (nucleus pulposus) приема вертикалните сили, действащи върху тялото на прешлена, и ги разпределя радиално в хоризонталната равнина. За да разберем по-добре този механизъм, можем да си представим ядрото като подвижна шарнирна става.

Фиброзният пръстен е изграден от приблизително 20 концентрични слоя влакна, преплетени така, че единият слой е под ъгъл спрямо предишния. Тази структура осигурява контрол на движението. Например, под напрежение на срязване, косите влакна, протичащи в една посока, се напрягат, докато тези, протичащи в обратната посока, се отпускат.

Функции на nucleus pulposus (Alter, 2001)

Действие	Огъване	Разширение	Странична флексия
Горният прешлен се повдига	Предна част	Обратно	Към страната на огъване
Следователно, дискът е изправен.	Предна част	Обратно	Към страната на огъване
Следователно, дискът се увеличава	Обратно	Предна част	От страната, противоположна на завоя
Следователно, ядрото е насочено	Напред	Обратно	От страната, противоположна на завоя

Фиброзният пръстен губи своята еластичност и гъвкавост с възрастта. В младостта фиброеластичната тъкан на пръстена е предимно еластична. С възрастта или след травма процентът на фиброзните елементи се увеличава и дискът губи еластичност. С загубата на еластичност, той става по-податлив на наранявания и увреждания.

Всеки междупрешленен диск може да се скъси на височина средно с 1 мм при натоварване от 250 кг, което за целия гръбначен стълб води до скъсяване от приблизително 24 мм. При натоварване от 150 кг скъсяването на междупрешленния диск между Т6 и Т7 е 0,45 мм, а натоварване от 200 кг причинява скъсяване на диска между Т11 и Т12 с 1,15 мм.

Тези промени в дисковете от натиск изчезват доста бързо. При лежане в продължение на половин час дължината на тялото на човек с ръст от 170 до 180 см се увеличава с 0,44 см. Разликата в дължината на тялото на един и същ човек сутрин и вечер се определя средно с 2 см. Според Leatt, Reilly, Troup (1986) е наблюдавано намаление на ръста с 38,4% през първите 1,5 часа след събуждане и с 60,8% през първите 2,5 часа след събуждане. Възстановяване на ръста с 68% е настъпило през първата половина на нощта.

В анализ на разликата във височината между децата сутрин и следобед, Стрикланд и Ширин (1972) установяват средна разлика от 1,54 см, с диапазон от 0,8–2,8 см.

По време на сън натоварването върху гръбначния стълб е минимално и дисковете се подуват, абсорбирайки течност от тъканите. Adams, Dolan и Hatton (1987) идентифицират три съществени последици от ежедневните вариации в натоварването на лумбалния отдел на гръбначния стълб: 1 - "подуването" причинява повишена скованост на гръбначния стълб по време на лумбална флексия след събуждане; 2 - рано сутрин връзките на дисковете на гръбначния стълб се характеризират с по-висок риск от нараняване; 3 - обхватът на движение на гръбначния стълб се увеличава към средата на деня. Разликата в дължината на тялото се дължи не само на намаляване на дебелината на междупрешленните дискове, но и на промяна във височината на свода на стъпалото и може би до известна степен и на промяна в дебелината на хрущяла на ставите на долните крайници.

Дисковете могат да променят формата си под въздействието на силови въздействия, преди човек да достигне пубертета. По това време дебелината и формата на дисковете окончателно се определят, а конфигурацията на гръбначния стълб и свързаният с нея тип стойка стават постоянни. Въпреки това, именно защото стойката зависи предимно от характеристиките на междупрешленните дискове, тя не е напълно стабилна характеристика и може да се промени до известна степен под влиянието на външни и вътрешни силови въздействия, по-специално физически упражнения, особено в ранна възраст.

Лигаментните структури и другите съединителни тъкани играят важна роля в определянето на динамичните свойства на гръбначния стълб. Тяхната задача е да ограничат или променят движението на ставата.

Предните и задните надлъжни връзки преминават по предната и задната повърхност на телата на прешлените и междупрешленните дискове.

Между дъгите на прешлените се намират много силни връзки, състоящи се от еластични влакна, които им придават жълт цвят, поради което самите връзки се наричат междудъгови или жълти. Когато гръбначният стълб се движи, особено при огъване, тези връзки се разтягат и се напрягат.

Между спинозните израстъци на прешлените се намират междуспинозните връзки, а между напречните израстъци - междунапречните връзки. Над спинозните израстъци по цялата дължина на гръбначния стълб преминава надспинозният лигамент, който, приближавайки се към черепа, се увеличава в сагитална посока и се нарича вратен лигамент. При хората този лигамент има вида на широка пластина, образуваща своеобразна преграда между дясната и лявата мускулна група на вратната област. Ставните израстъци на прешлените са свързани помежду си чрез стави, които в горните части на гръбначния стълб имат плоска форма, а в долните, по-специално в поясната област, са цилиндрични.

Връзката между тилната кост и атласа има свои собствени характеристики. Тук, както между ставните израстъци на прешлените, има комбинирана става, състояща се от две анатомично отделни стави. Формата на ставните повърхности на атланто-окципиталната става е елиптична или яйцевидна.

Три стави между атласа и епистрофея се комбинират в комбинирана атлантоаксиална става с една вертикална ос на въртене; от тях несдвоената става е цилиндричната става между издатините на епистрофея и предната дъга на атласа, а сдвоената става е плоската става между долната ставна повърхност на атласа и горната ставна повърхност на епистрофея.

Две стави, атланто-окципиталната и атланто-аксиалната, разположени над и под атласа, се допълват взаимно, образувайки връзки, осигуряващи подвижност на главата около три взаимно перпендикулярни оси на въртене. И двете стави могат да бъдат комбинирани в една комбинирана става. Когато главата се върти около вертикална ос, атласът се движи заедно с тилната кост, играейки ролята на вид интеркаларен менискус между черепа и останалата част на гръбначния стълб. В укрепването на тези стави участва доста сложен лигаментен апарат, който включва кръстните и птеригоидните връзки. От своя страна кръстната връзка се състои от напречна връзка и два крака - горен и долен. Напречната връзка преминава зад зубовидния епистрофеус и укрепва позицията на този зъб на негово място, като се опъва между дясната и лявата странични маси на атласа. Горните и долните крака се простират от напречната връзка. От тях горната е прикрепена към тилната кост, а долната - към тялото на втория шиен прешлен. Птеригоидните връзки, дясна и лява, се простират от страничните повърхности на зъба нагоре и навън, прикрепяйки се към тилната кост. Между атласа и тилната кост има две мембрани - предната и задната, затварящи отвора между тези кости.

Сакрумът е свързан с опашната кост чрез синхондроза, при която опашната кост може да се движи предимно в предно-задна посока. Обхватът на подвижност на върха на опашната кост в тази посока при жените е приблизително 2 см. В укрепването на тази синхондроза участва и лигаментният апарат.

Тъй като гръбначният стълб на възрастен човек образува две лордотични (шийна и лумбална) и две кифотични (гръдна и сакрокоцигеална) извивки, вертикалната линия, излизаща от центъра на тежестта на тялото, го пресича само на две места, най-често на нивото на прешлените C8 и L5. Тези съотношения обаче могат да варират в зависимост от характеристиките на стойката на човек.

Тежестта на горната половина на тялото не само оказва натиск върху прешлените, но и действа върху някои от тях под формата на сила, която формира извивките на гръбначния стълб. В гръдната област линията на тежестта на тялото преминава пред телата на прешлените, поради което възниква силов ефект, насочен към увеличаване на кифотичната извивка на гръбначния стълб. Това се предотвратява от неговия лигаментарен апарат, по-специално задната надлъжна връзка, междукостните връзки, както и тонуса на екстензорните мускули на торса.

В лумбалния отдел на гръбначния стълб съотношението е обърнато, линията на тежестта на тялото обикновено преминава по такъв начин, че гравитацията има тенденция да намалява лумбалната лордоза. С възрастта както съпротивлението на лигаментния апарат, така и тонусът на екстензорните мускули намаляват, поради което под въздействието на гравитацията гръбначният стълб най-често променя конфигурацията си и образува един общ извив, насочен напред.

Установено е, че изместването напред на центъра на тежестта на горната половина на тялото се случва под влиянието на редица фактори: масата на главата и раменния пояс, горните крайници, гръдния кош, гръдните и коремните органи.

Фронталната равнина, в която се намира центърът на тежестта на тялото, се отклонява напред от атланто-окципиталната става сравнително малко при възрастни. При малките деца масата на главата е от голямо значение, защото съотношението ѝ към масата на цялото тяло е по-значително, така че фронталната равнина на центъра на тежестта на главата обикновено е по-изместена напред. Масата на горните крайници на човек до известна степен влияе върху формирането на кривината на гръбначния стълб в зависимост от изместването на раменния пояс напред или назад, тъй като специалистите са забелязали известна корелация между прегърбването и степента на изместване напред на раменния пояс и горните крайници. При изправена стойка обаче раменният пояс обикновено е изместен назад. Масата на човешкия гръден кош влияе върху изместването напред на центъра на тежестта на торса, колкото повече е развит предно-задният му диаметър. При плосък гръден кош центърът му на масата е разположен сравнително близо до гръбначния стълб. Гръдните органи и особено сърцето не само допринасят за изместването на центъра на масата на торса напред с масата си, но и действат като директно опъване върху черепната част на гръдния отдел на гръбначния стълб, като по този начин увеличават кифотичното му извиване. Тежестта на коремните органи варира в зависимост от възрастта и конституцията на човека.

Морфологичните особености на гръбначния стълб определят неговата якост на натиск и опън. В специализираната литература има данни, че той може да издържи на компресивен натиск от около 350 кг. Съпротивлението на натиск за шийната област е приблизително 50 кг, за гръдната област - 75 кг и за поясната област - 125 кг. Известно е, че съпротивлението на опън е около 113 кг за шийната област, 210 кг за гръдната област и 410 кг за поясната област. Ставите между 5-ия лумбален прешлен и сакрума се разкъсват под опън от 262 кг.

Силата на отделните прешлени към компресия на шийния отдел на гръбначния стълб е приблизително следната: C3 - 150 кг, C4 - 150 кг, C5 - 190 кг, C6 - 170 кг, C7 - 170 кг.

Следните показатели са типични за гръдната област: T1 - 200 кг, T5 -200 кг, T3 - 190 кг, T4 - 210 кг, T5 - 210 кг, T6 - 220 кг, T7 - 250 кг, T8 - 250 кг, T9 - 320 кг, T10 - 360 кг, T11 - 400 кг, T12 - 375 кг. Лумбалната област може да издържи приблизително следните натоварвания: L1 - 400 кг, L2 - 425 кг, L3 - 350 кг, L4 - 400 кг, L5 - 425 кг.

Следните видове движения са възможни между телата на два съседни прешлена. Движения по вертикалната ос в резултат на компресия и разтягане на междупрешленните дискове. Тези движения са много ограничени, тъй като компресията е възможна само в рамките на еластичността на междупрешленните дискове, а разтягането се възпрепятства от надлъжните връзки. За гръбначния стълб като цяло границите на компресия и разтягане са незначителни.

Движенията между телата на два съседни прешлена могат да се осъществят отчасти под формата на въртене около вертикална ос. Това движение се възпрепятства главно от напрежението на концентричните влакна на фиброзния пръстен на междупрешленния диск.

Възможни са и въртения около фронталната ос между прешлените по време на флексия и екстензия. По време на тези движения формата на междупрешленния диск се променя. По време на флексия предната му част се компресира, а задната се разтяга; по време на екстензия се наблюдава обратното явление. В този случай желатиновото ядро променя позицията си. По време на флексия то се движи назад, а по време на екстензия - напред, т.е. към разтегнатата част на фиброзния пръстен.

Друг отчетлив вид движение е въртенето около сагиталната ос, което води до странично накланяне на торса. В този случай едната странична повърхност на диска се компресира, докато другата се разтяга, а желатиновото ядро се движи към разтягането, т.е. към изпъкналостта.

Движенията, които се случват в ставите между два съседни прешлена, зависят от формата на ставните повърхности, които са разположени различно в различните части на гръбначния стълб.

Шийната област е най-подвижна. В тази област ставните израстъци имат плоски ставни повърхности, насочени назад под ъгъл от приблизително 45-65°. Този тип артикулация осигурява три степени на свобода, а именно: движения на сгъване-разгъване са възможни във фронталната равнина, странични движения в сагиталната равнина и ротационни движения в хоризонталната равнина.

В пространството между прешлените C2 и C3 обхватът на движение е малко по-малък, отколкото между останалите прешлени. Това се обяснява с факта, че междупрешленният диск между тези два прешлена е много тънък и че предната част на долния ръб на епистрофеума образува издатина, която ограничава движението. Обхватът на движението при флексия-екстензия в шийния отдел на гръбначния стълб е приблизително 90°. Изпъкналостта напред, образувана от предния контур на шийния отдел на гръбначния стълб, се променя във вдлъбнатина по време на флексия. Така образуваната вдлъбнатина има радиус от 16,5 см. Ако от предния и задния край на тази вдлъбнатина се начертаят радиуси, се получава ъгъл, отворен назад, равен на 44°. При максимално разгъване се образува ъгъл, отворен напред и нагоре, равен на 124°. Хордите на тези две дъги се съединяват под ъгъл от 99°. Най-голям обхват на движение се наблюдава между прешлените C3, C4 и C5, малко по-малък между C6 и C7 и още по-малък между прешлените C7 и T1.

Страничните движения между телата на първите шест шийни прешлена също имат доста голяма амплитуда. Прешлен C... е значително по-малко подвижен в тази посока.

Седловидните ставни повърхности между телата на шийните прешлени не благоприятстват торзионните движения. Като цяло, според различни автори, амплитудата на движенията в шийната област е средно със следните стойности: флексия - 90°, екстензия - 90°; страничен наклон - 30°, ротация на едната страна - 45°.

Атланто-окципиталната става и ставата между атласа и епистрофея имат три степени на свобода на движение. При първата от тях са възможни накланяния на главата напред и назад. При втората е възможно завъртане на атласа около зубовидния израстък, като черепът се върти заедно с атласа. Накланянето на главата напред в ставата между черепа и атласа е възможно само с 20°, накланянето назад - с 30°. Движението назад се възпрепятства от напрежението на предната и задната атланто-окципитални мембрани и се осъществява около фронталната ос, преминаваща зад външния слухов отвор и непосредствено пред мамиларните израстъци на темпоралната кост. Степен на накланяне на черепа напред, по-голяма от 20° и 30° назад, е възможна само заедно с шийния отдел на гръбначния стълб. Накланянето напред е възможно, докато брадичката докосне гръдната кост. Тази степен на накланяне се постига само с активно свиване на мускулите, които огъват шийния отдел на гръбначния стълб и накланят главата към тялото. Когато главата е издърпана напред от гравитацията, брадичката обикновено не докосва гръдната кост, защото главата се държи на място от напрежението на разтегнатите мускули на задната част на врата и вратния лигамент. Тежестта на наклонената напред глава, действаща върху лоста от първи клас, не е достатъчна, за да преодолее пасивността на задните мускули на врата и еластичността на вратния лигамент. Когато стернохиоидният и гениохиоидният мускул се свиват, тяхната сила, заедно с тежестта на главата, причинява по-голямо разтягане на мускулите на задната част на врата и вратния лигамент, което кара главата да се накланя напред, докато брадичката докосне гръдната кост.

Ставата между атласа и костта може да се завърта на 30° надясно и наляво. Ротацията в ставата между атласа и костта е ограничена от напрежението на птеригоидните връзки, които произхождат от страничните повърхности на кондилите на тилната кост и се прикрепят към страничните повърхности на зубовидния израстък.

Поради факта, че долната повърхност на шийните прешлени е вдлъбната в предно-задната посока, движенията между прешлените в сагиталната равнина са възможни. В шийната област лигаментният апарат е най-малко мощен, което също допринася за нейната мобилност. Шийната област е значително по-малко изложена (в сравнение с гръдната и поясната област) на действието на компресивни натоварвания. Тя е точката на закрепване на голям брой мускули, които определят движенията на главата, гръбначния стълб и раменния пояс. На врата динамичното действие на мускулната тяга е относително по-голямо в сравнение с действието на статични натоварвания. Шийната област е малко изложена на деформиращи натоварвания, тъй като околните мускули сякаш я предпазват от прекомерни статични ефекти. Една от характерните особености на шийната област е, че плоските повърхности на ставните израстъци във вертикално положение на тялото са под ъгъл от 45°. Когато главата и шията са наклонени напред, този ъгъл се увеличава до 90°. В това положение ставните повърхности на шийните прешлени се припокриват в хоризонтална посока и са фиксирани благодарение на действието на мускулите. Когато вратът е свит, действието на мускулите е особено значимо. Свитата позиция на врата обаче е често срещана за човек по време на работа, тъй като органът на зрението трябва да контролира движенията на ръцете. Много видове работа, както и четенето на книга, обикновено се извършват с наведена глава и врат. Следователно мускулите, по-специално задната част на врата, трябва да работят, за да поддържат главата в баланс.

В гръдната област ставните израстъци също имат плоски ставни повърхности, но те са ориентирани почти вертикално и са разположени предимно във фронталната равнина. При това разположение на израстъците са възможни движения на сгъване и въртене, а разгъването е ограничено. Страничното огъване се извършва само в незначителни граници.

В гръдната област подвижността на гръбначния стълб е най-малка, което се дължи на малката дебелина на междупрешленните дискове.

Подвижността в горната гръдна област (от първи до седми прешлен) е незначителна. Тя се увеличава в каудална посока. Страничното навеждане в гръдната област е възможно приблизително на 100° надясно и малко по-малко наляво. Ротационните движения са ограничени от положението на ставните израстъци. Обхватът на движение е доста значителен: около фронталната ос е 90°, екстензията - 45°, ротацията - 80°.

В лумбалната област ставните израстъци имат ставни повърхности, ориентирани почти в сагиталната равнина, като горно-вътрешната им ставна повърхност е вдлъбната, а долно-външната - изпъкнала. Това разположение на ставните израстъци изключва възможността за взаимното им въртене и движенията се извършват само в сагиталната и фронталната равнини. В този случай движението за екстензия е възможно в по-големи граници от флексията.

В лумбалната област степента на подвижност между различните прешлени не е еднаква. Във всички посоки тя е най-голяма между прешлените L3 и L4, както и между L4 и L5. Най-малка подвижност се наблюдава между L2 и L3.

Подвижността на лумбалния отдел на гръбначния стълб се характеризира със следните параметри: флексия - 23°, екстензия - 90°, страничен наклон на всяка страна - 35°, ротация - 50. Междупрешленното пространство между L3 и L4 се характеризира с най-голяма подвижност, което трябва да се сравни с факта на централното положение на прешлена L3. Всъщност този прешлен съответства на центъра на коремната област при мъжете (при жените L3 е разположен малко по-каудално). Има случаи, в които сакрумът при хората е бил разположен почти хоризонтално, а лумбосакралният ъгъл е намалял до 100-105°. Фактори, ограничаващи движенията в лумбалния отдел на гръбначния стълб, са представени в Таблица 3.4.

Във фронталната равнина флексията на гръбначния стълб е възможна главно в шийните и горните гръдни области; екстензията се случва главно в шийните и поясните области, в гръдната област тези движения са незначителни. В сагиталната равнина най-голяма мобилност се наблюдава в шийната област; в гръдната област тя е незначителна и отново се увеличава в поясната част на гръбначния стълб. Ротацията е възможна в големи граници в шийната област; в каудална посока амплитудата ѝ намалява и е много незначителна в поясната област.

При изучаване на мобилността на гръбначния стълб като цяло няма аритметичен смисъл да се сумират цифрите, характеризиращи амплитудата на движенията в различните участъци, тъй като по време на движенията на цялата свободна част на гръбначния стълб (както върху анатомични препарати, така и върху живи субекти) възникват компенсаторни движения поради изкривяването на гръбначния стълб. По-специално, дорзалната флексия в един участък може да причини вентрално разгъване в друг. Следователно е препоръчително изследването на мобилността на различните участъци да се допълни с данни за мобилността на гръбначния стълб като цяло. При изучаване на изолиран гръбначен стълб в това отношение редица автори са получили следните данни: флексия - 225°, екстензия - 203°, страничен наклон - 165°, ротация - 125°.

В гръдната област страничното накланяне на гръбначния стълб е възможно само когато ставните израстъци са разположени точно във фронталната равнина. Те обаче са леко наклонени напред. В резултат на това само онези междупрешленни стави, чиито фасети са ориентирани приблизително във фронталната равнина, участват в страничното накланяне.

Ротационните движения на гръбначния стълб около вертикалната ос са възможни в най-голяма степен в областта на врата. Главата и шията могат да се завъртят спрямо торса с приблизително 60-70° в двете посоки (т.е. общо приблизително 140°). Ротацията е невъзможна в гръдния отдел на гръбначния стълб. В лумбалния отдел на гръбначния стълб тя е практически нулева. Най-голяма ротация е възможна между гръдния и лумбалния отдел на гръбначния стълб в областта на 17-та и 18-та биокинематична двойка.

Общата ротационна подвижност на гръбначния стълб като цяло е равна на 212° (132° за главата и шията и 80° за 17-та и 18-та биокинематични двойки).

Интерес представлява определянето на възможната степен на въртене на тялото около вертикалната му ос. При стоене на един крак е възможно въртене в полусгънатата тазобедрена става със 140°; при опора на двата крака амплитудата на това движение намалява до 30°. Като цяло това увеличава ротационния капацитет на тялото ни до приблизително 250° при стоене на два крака и до 365° при стоене на един крак. Ротационните движения, извършвани от глава до пети, причиняват намаляване на дължината на тялото с 1-2 см. При някои хора обаче това намаление е значително по-голямо.

Торзионното движение на гръбначния стълб се осъществява на четири нива, характерни за различните видове сколиотични изкривявания. Всяко от тези нива на усукване зависи от функцията на определена мускулна група. Долното ниво на въртене съответства на долния отвор (нивото на 12-то лъжливо ребро) на гръдния кош. Ротационното движение на това ниво се дължи на функцията на вътрешния кос мускул от едната страна и външния кос мускул от противоположната страна, действащи като синергисти. Това движение може да продължи нагоре поради свиването на вътрешните междуребрени мускули от едната страна и външните междуребрени мускули от другата. Второто ниво на ротационни движения е в раменния пояс. Ако той е фиксиран, въртенето на гръдния кош и гръбначния стълб се дължи на свиването на предния зъбчат мускул и гръдните мускули. Ротацията се осигурява и от някои мускули на гърба - задния зъбчат мускул (горен и долен), илиокосталис и полуспиналис. Стерноклеидомастоидният мускул, при двустранно свиване, държи главата във вертикално положение, отмята я назад и също така огъва шийния отдел на гръбначния стълб. При едностранно свиване, той накланя главата настрани и я завърта на противоположната страна. Мускулът splenius capitis разгъва шийния отдел на гръбначния стълб и завърта главата на същата страна. Мускулът splenius cervicis разгъва шийния отдел на гръбначния стълб и завърта врата на страната на свиване.

Страничните навеждания често се комбинират с неговото въртене, тъй като разположението на междупрешленните стави благоприятства това. Движението се извършва около ос, която не е разположена точно в сагитална посока, а е наклонена напред и надолу, в резултат на което страничното навеждане е съпроводено с въртене на торса назад от страната, където се образува изпъкналостта на гръбначния стълб по време на навеждането. Комбинацията от странични навеждания с въртене е много съществена характеристика, която обяснява някои свойства на сколиотичните извивки. В областта на 17-та и 18-та биокинематична двойка страничните навеждания на гръбначния стълб се комбинират с неговото въртене към изпъкнала или вдлъбната страна. В този случай обикновено се извършва следната триада от движения: странично навеждане, навеждане напред и въртене към изпъкналост. Тези три движения обикновено се реализират със сколиотични извивки.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ]

Функционални мускулни групи, които осигуряват движение на гръбначния стълб

Шиен отдел на гръбначния стълб: движения около фронталната ос

Огъване

1. Стерноклеидомастоиден мускул
2. Преден скален мускул
3. Заден скален мускул
4. Мускулът longus colli
5. Дълъг мускул на главата
6. Преден мускул Rectus capitis
7. Подкожен мускул на врата
8. Омохиоиден мускул
9. стернохиоиден мускул
10. Стернотироиден мускул
11. Тирохиоиден мускул
12. Дигастричен
13. Стилохиоиден мускул
14. Милохиоиден мускул
15. Гениохиоиден мускул

Движения около сагиталната ос

1. Мускулът longus colli
2. Преден скален мускул
3. Среден скаленен мускул
4. Заден скален мускул
5. Трапецовиден мускул
6. Стерноклеидомастоиден мускул
7. Мускулът еректор на спина
8. Страпон цервикален мускул
9. Дълъг мускул на главата

Движения около вертикалната ос - усукване

1. Преден скален мускул
2. Среден скаленен мускул
3. Заден скален мускул
4. Стерноклеидомастоиден мускул
5. Горен трапецовиден мускул
6. Страпон цервикален мускул
7. Мускул, повдигащ лопатката

Кръгови движения в шийните прешлени (циркумдукция):

С алтернативното участие на всички мускулни групи, които произвеждат флексия, наклон и разгъване на гръбначния стълб в шийната област.

Лумбален отдел на гръбначния стълб: движения около фронталната ос

Огъване

1. Илиопсоас мускул
2. Квадратният лумбален мускул
3. Прав коремен мускул
4. Външен кос мускул на корема

Екстензия (гръден и лумбален отдел)

1. Мускулът еректор на спина
2. Напречен гръбначен мускул
3. Интерспинозни мускули
4. Междунапречни мускули
5. Мускули, които повдигат ребрата
6. Трапецовиден мускул
7. Широкият гръбен мускул
8. Ромбоиден голям мускул
9. Малък ромбоиден мускул
10. Заден горен зъбчат мускул
11. Заден долен зъбчат мускул

Латерални флексионни движения около сагиталната ос (гръден и лумбален отдел на гръбначния стълб)

1. Междунапречни мускули
2. Мускули, които повдигат ребрата
3. Външен кос мускул на корема
4. Вътрешен кос мускул на корема
5. Напречен коремен мускул
6. Прав коремен мускул
7. Квадратният лумбален мускул
8. Трапецовиден мускул
9. Широкият гръбен мускул
10. Ромбоиден голям мускул
11. Заден горен зъбчат мускул
12. Заден долен зъбчат мускул
13. Мускулът еректор на спина
14. Напречен спинален мускул

Движения около вертикалната ос - усукване

1. Илиопсоас мускул
2. Мускули, които повдигат ребрата
3. Квадратният лумбален мускул
4. Външен кос мускул на корема
5. Вътрешен кос мускул на корема
6. Външен междуребрен мускул
7. Вътрешен междуребрен мускул
8. Трапецовиден мускул
9. Ромбоиден голям мускул
10. Широкият гръбен мускул
11. Заден горен зъбчат мускул
12. Заден долен зъбчат мускул
13. Мускулът еректор на спина
14. Напречен гръбначен мускул

Кръгови ротационни движения със смесени оси (циркумдукция): с редуващо се свиване на всички мускули на торса, което води до разгъване, пубисна флексия и флексия на гръбначния стълб.