Páteř tvoří pevnou a zároveň pružnou základnu lidského těla, a proto je někdy přirovnávána k lešení, na kterém vše spočívá. Kromě podpůrné funkce, tvarování postavy a umožnění vertikálního držení těla je klíčovou funkcí páteře ochrana míchy. Páteř při pohledu z boku připomíná mírně protažené písmeno S, které je tvořeno přirozenými křivkami: krční lordóza, hrudní kyfóza, bederní lordóza a sakrální kyfóza. Podpůrná funkce a související velká zátěž páteře ji činí náchylnou k degeneraci a četným zraněním.

Lidská páteř se skládá z7 krčních obratlů(C),12 hrudních obratlů(Th),5 bederních obratle(L),5 křížových obratlů(S) (při vývoji plodu splývají v jedinou křížovou kost) a4 až 5 kostrč (Co). Celkem máčlověk od 33 do 34 obratlů , včetně24 obratlův přísném slova smyslu ( nespojené ,mobilne ) a dvě kosti ze srostlých obratlů - sakrální a kostrč.

Páteř je tedy tvořena 26 kostmi (24 obratli, křížovou kostí a kostrčí) spojenýmimeziobratlovými ploténkami(23, protože i mezi hlavou a prvním krčním obratlem jako mezi prvním a druhým obratlem na krku nejsou meziobratlové ploténky, podobně mezi křížovou kostí a kostrčí) a mezivýrobními klouby, které jsou navíc stabilizovány vazy a kloubními pouzdry

Ale anatomicko-funkční komplex běžně známý jako páteř zahrnuje také prvky nervového systému (páteřa nervové kořeny ), které těží z ochrany kostní páteře (tzv. páteřní kanál je páteř), stejně jako četné svalové skupiny odpovědné za stabilizaci a pohyblivost páteře.

Páteř - struktura a funkce

Jak název napovídá - páteř jetyč z kruhů . Při pohledu zepředu totiž tvoří přímku. V sagitální rovině všakčtyři křivky :lordozy(předklon)cervikálníabederníakyfóza(ohnutí dozadu)hrudníakříž . nepřesnéje tam i druhá část názvu, protože mezi obratli jsoumeziobratlové ploténky , kterédávají asi čtvrtinu délky celé páteře. Jsou také o něco širší než těla obratlů, a proto přesahují jejich obrys, což dává páteři charakteristický bambusový tvar.

Jako celek plní páteř několik důležitých funkcí pro celé tělo:

  • jenosná osa , která umožňuje dosáhnout vertikální siluety a udržovat ji v rovnováze;
  • amortisesallzatíženív dlouhé ose těla;
  • chrání citlivou nervovou tkáň míchy , která probíhá uvnitř míšního kanálu;
  • představujelešení pro vegetativní nervový systém ;
  • představujelešení pro vnitřní orgányhrudník a břicho;
  • je stabilní prvek ve vztahu k pohyblivým končetinám, stejně jakomísto připojení svalůkončetin;
  • umožňuje pohyby krku a trupuve všech třech rovinách;

Primárními úkoly páteře jsoustabilizace, ochrana a udržování struktury kostrya teprve potom její funkce souvisí s pohyblivostí. Jerzy Stodolny to zdůvodňuje na příkladech: „Z praxe je známo, že se ztuhlou páteří se dá skvěle fungovat. Příkladem jsou děti s implantovanými kovovými distraktory po některých operacích skoliózy nebo pacienti s ankylozující spondylitidou. Na druhou stranu s nestabilní páteří, např. po úrazech, výronech, zlomeninách, nemluvě o svalové paralýze, se bohužel aktivně žít nedá. Z toho plyne velmi důležitý závěr: činnost páteře je kompromisem mezi co největší stabilizací a požadovanou pohyblivostí.“

Lze identifikovat řadu mechanismů, které umožňují efektivníomezovat a kontrolovat pohyblivost páteře :

  • systémsvalykteréudržují vzpřímené ;
  • čtyřikřivky(krční a bederní lordóza a také hrudní a sakrální kyfóza), které zvyšují odolnostpáteřevůči zátěži od výše až 17krát ve srovnání se stejnou, ale zcela jednoduchou konstrukcí;
  • žebra , kteráomezují pohyblivosthrudní částipáteře ;
  • vazivový systéma vazivové kroužkymeziobratlové ploténky , které řídí pasivní a aktivní pohyby mezi obratli;
  • jádra meziobratlových plotének ,které umožňují tělům obratlů měnit orientaci rovin v různých směrech, ale v omezeném úhlovém rozsahu;
  • různé v závislosti na úrovni páteřestruktura kloubních výběžků a intervertebrálních kloubůs kloubními plochami, které umožňují pohyb pouze v určitých směrech a ve správném rozsahu;
  • struktura křížové kostia její spojení s pánví širokými sakroiliakálními klouby, díky čemuž je tato struktura nejsilnějším tlumičem otřesů lidského těla, snižuje zatížení ve vertikále osa.

Motorické funkce jednotlivých úseků páteře se liší rozsahem a směry pohybu.Největší rozsah pohybu se vyskytuje v cervikálním segmentu, poté v bederní oblasti a nejmenší v sakrální oblasti . Takzvanýklíčové body páteře, tj. intersticiální spojení :

  • cervikálně-cervikální (Co-C1), kde dochází k flexi, extenzi, laterální flexi, rotaci a kombinaci uvedených směrů;
  • cerviko-hrudní, se stejnými pohyby jako v cervikálním-cervikálním spojení, ale s větším rozsahem;
  • torakolumbální s pohyby flexe, extenze, laterální flexe a rotace;
  • lumbosakrální s pohyby flexe, hyperextenze a laterální flexe

Zvýšenou pohyblivost a rozsah pohybu výše uvedených míst ovlivňují úhly kloubních ploch meziprocesních kloubů a výška meziobratlových plotének v jednotlivých bodech. Zmíněná místa zvýšené pohyblivosti podléhají při dodatečné zátěži zejménapoškození přetížením(včetně diskopatie).

Vzhledem k tomu, žemá páteř dvě opačné funkce současně-stabilizační a motorickou- její struktury musí být vhodně různé z hlediska morfologického a funkčního. Pro pochopení biomechaniky celého systému je nutné poznat strukturu jeho jednotlivých částí

Konstrukce kruhu

Mezi obratlijsou různé části páteřerozdíly kvůli různým funkcímtypické pro různé části páteře

Každý kruh se skládá ze dvou základních částí: masivního válcového těla a tenčího a rozmanitějšího oblouku.Každý oblouk má 7 výběžků : špičaté zezadu, příčné po stranách a dokonce i horní a dolní kloubní výběžky shora a zdola. Mezi křídly oblouku a zadní částí dříku zůstává volný trojúhelníkový prostor - páteřní kanál. Toto je místomícha .

Plochéhřídele cívek jsou navrženy tak, aby nesly velké množství nákladů . Jejich součástí mohou být kromě houbovité hmoty také ohraničující ploténky chrupavky, které ji chrání před tlakem a zprostředkovávají výměnu tekutin mezi hřídelemi a meziobratlovými ploténkami. Na druhou stranu obloukyjsou mechanickou ochranou míchyamají kloubní plochy, které spojují jednotlivé obratle mezi sebou a umožňují jim vzájemný pohyb . Kromě toho jsou příčné výběžky místy pro úpony meziobratlových vazů a svalů páteře.

Stavba meziobratlové ploténky

Meziobratlové ploténky mezi sebou spojují těla obratlů(jsou součástí mezitělových kloubů),nesou tělesnou hmotnost , aurčují tvar páteře(v lordotických krčních a bederních částech jsou ploténky vpředu výše) aumožňují její pohyb . Meziobratlové ploténky jsou v poměru k obratlovým tělům nejvyšší v nejpohyblivějších (cca 4 mm) a bederních (cca 10 mm) úsecích. Zeshora a zespodu se meziobratlové ploténky připojují k hraničním ploténkám, které je oddělují od houbovité hmoty obratlových těl.

Kromě chrupavčitých plotének se meziobratlová ploténka skládá ze dvou prvků, které jsou charakteristické a klíčové pro funkce celého systému:vazivové prstenceajádro. Kroužky jsou vyrobeny z překrývajících se plátů. Vlákna jednotlivých vrstev vláknitého prstence probíhají šikmo ve střídavých směrech, což dává t. zv. lanový efekt. Mezi deskami je volná vazivová tkáň. V bederní oblasti se vazivový prstenec skládá z 10-12 plátů - silných po stranách a tenčích vpředu a vzadu. Každý vláknitý kroužekje pevně připevněn zepředu a ze stran k tělu obratle . Kromě toho sespojuje zepředu s předním podélným vazem .Zadní přívěsy jsou o něco slabší . Vlákna vnitřních vrstev se přes mezibuněčné lešení spojují s nucleus pulposus, takžeje obtížné definovat přesnou hranici mezi prstencem a jádrem .

Z funkčního hlediska je vazivový prstenec nejdůležitějším prvkem, který stabilizuje páteř . Spojuje jednotlivé obratle do funkčního celku aplní roli bezpečnostní brzdy při pokusu o pohyb páteře v příliš velkém rozsahu . Neomezuje však zcela pohyblivost tzv lešení těla, protože díky svému (prstencovému) roztažení umožňuje určité pohyby. vVláknitý prstenec obklopuje, a tím chrání, nucleus pulposus menší než funkční celek šupiny - hlavní tlumič páteře

Jádro uvnitř vazivového prstencepříčně zaujímá asi 50-60 procent objemu meziobratlové ploténky . Je bílý, lesklý a má položelatinovou texturu. Není ideálním středem meziobratlové ploténky, neboť leží blíže zadní části obratlového těla (proto tendence k posterolaterálnímu směru ploténky). U novorozence se skládá převážně z hlenu protkaného chrupavčito-vazivovými vlákny. V průběhu let se poměr složek varlete mění, jak je hlen nahrazen chrupavkově vazivovou tkání. Tento proces je celoživotní. Jak roky plynou, rozdíly mezi jádrem a vláknitým prstencem se stále více stírají.

Hlavní funkce plicního jádrajsou:

  • zprostředkovávající výměnu tekutinmezi ploténkou a těly obratlů;
  • podpora obratleumístěná nad meziobratlovou ploténkou;
  • amortizuje napětí a tlakya přenáší je rovnoměrně na všechny strany: na vazivový prstenec a chrupavkové ploténky obratlových těl;

Účinnost odpružení jádra závisí na vlastnostech gelu , který obsahuje, a konkrétněji na možné síle absorpce vody jím. Při tlaku se z nucleus pulposus vytlačí voda a při snížení tlaku se opět nasákne.Jak tělo stárne, absorpční a reabsorpční schopnosti varlat klesají, takže starší páteř je schopna vydržet menší tlak. Funkce tlumení nárazů je také vážně narušena poškozením vláknitého prstence , což může narušovat rovnoměrný přenos zátěže nucleus pulposus

Biomechanika páteře na příkladu bederní páteře

Bederní páteř se skládá z 5 obratlů s masivními těly. Poslední z nich, napojený na protější křížovou kost a má klínovitý tvar (je zřetelně vyšší než přední). V tomto segmentu jsou nejpevnější obratlové oblouky a obratlové otvory jsou největší podél celé páteře. Kloubní výběžky jsou téměř svislé (v úhlu 45 stupňů k frontální rovině), takže kloubní plochy na nich probíhají v sagitální rovině. Díky tomu omezují rotaci a prodlužují rozsah flexe a extenze (v mladém věku je to kolem 80 stupňů, ve stáří obvykle kolem 25 stupňů).

Existují dvě funkční jednotky páteřeobratle spojené meziobratlovou ploténkou . Přední část (s hřídelemi a ploténkou) nese váhu těla, zadní část (s přívěsky a kloubními plochami) je zodpovědná za pohyby. Silný vazivový systém také hraje důležitou roli, protože působí proti síle rozpínání plotének. O působení těchto protichůdných sil nejlépe svědčí fakt, žedenní rozdíly v délce páteře dosahují 12 mm u žen a 18 mm u mužů(souvisí to především se změnami hydratace gelu nucleus pulposus). Účinkem těchto sil je stabilizace páteře (dodatečně podpořená svaly páteře a trupu).

V horizontálním průřezu hřbet připomíná písmeno T, tedy systém známý svou vysokou pevností. Dodatečně je zvýšeno (17krát ve srovnání se stejnou, ale bez zakřivené struktury) přirozené zakřivení páteře, která je vystavena četným tlakům a zatížením působícím v různých rovinách. Většinou se týkají bederní části, která má také největší výdrž. Jeho zvedací síla je v průměru asi 400 kg (pro srovnání: průměrná zvedací síla krčního - 113 kg; hrudního - 210 kg). Samozřejmě standardní zátěže na páteř ve vzpřímené poloze jsou mnohem nižší a činí cca 125 kg v bederní páteři, 75 kg v hrudní a 50 kg v krční páteři.

Síla páteře je nepřímo úměrná době trvání zátěže . Při déletrvajícím tlaku se zvyšuje tuhost tkání a snižuje se odolnost proti poškození. Podobně negativní dopad na odolnost vůči zraněním mají vibrace, které znesnadňují adaptaci páteřních struktur na zvýšený tlak.

Osa jednotlivých pohybů páteře je ve středu nucleus pulposus a pohybuje se s jádrem - dopředu při hyperextenzi a dozadu při flexi. Počátkem patologie páteře je tedy vždy porucha podpůrné funkce varlete. Kromě nadměrné zátěže je způsobuje i klesající hydratace varlete s postupem let (po narození obsahuje cca 88 % vody, v 18 letech 80 % a ve stáří méně než 70 %). Tlak přenášený jádrem na vlákna meziobratlové ploténky je často rozložen asymetricky, což souvisí s tvarem ploténky. Napětí v posterolaterální části (tam je varle nejčastěji zatlačováno dozadu) může převýšit stávající tlak i 5x.

Mechanismus, který chrání jádro před poškozením, spočívá v tom, že může absorbovat vodu navzdory tlaku, který je na něj vyvíjen. To se však děje pouze při přerušovaném tlaku. Při neustálém nadměrném tlaku se varle ztrácítento majetek a je zničen.Poloha, ve které je meziobratlová ploténka vystavena největšímu tlaku (často konstantnímu), je sezení s tzv. slouchat(zakulacená záda, zkrácený natahovač břicha, natahovač páteře v prodloužení, jeho napětí je sníženo). Ohýbání bederní páteře ve stoji na rovných nohách v kolenouje také škodlivá poloha pro ploténku. Jak píše Artur Dziak: „Předpokládá se, že u osoby vážící 70 kg - je na 3. bederní obratel vyvinuta síla 142 kg v sedě, 99 kg ve stoji a 20 kg v leže (při Spící). Tlak nitrobederní meziobratlové ploténky je 1-1,5 MPa (145-210 psi) v sedě (klidová poloha poskytující největší tlak). Při stoji klesne tlak asi o 30 procent, vleže na boku o 50 procent. V poloze vleže na zádech je tlak uvnitř meziobratlové ploténky pouze 10-20 procent. co při sezení a 25 procent. co ve stoje. Je tedy zřejmé, že pacienti s diskopatií by měli především omezit sezení.“

Rozsah napětí a zátěže páteře však závisí nejen na poloze, ale do značné míry také na všech činnostech, které stimulují práci svalů. Každý pohyb je doprovázen změnou svalového napětí a prodloužením páky sil dopadajících na bederní páteř. Velmi dlouhé rameno páky pro bederní páteř tvoří trup a horní končetiny. Rovnováhu zajišťuje krátké rameno páky od nucleus pulposus k dorzálním extenzorům. Poměr těchto pák je 15:1, což znamená, že zdvih 40 kg musí být vyvážen kontrakcí zádových svalů o cca 600 kg.

Místo, kde se poslední bederní obratel napojuje na křížovou kostje klíčové pro přenos zátěže na páteř. Má tvar dopředu ohnutého klínu, tvořeného 5 k sobě srostlými obratli (k finálnímu splynutí dochází většinou mezi 20. a 25. rokem). Křížová kost spolu se dvěma kyčelními kostmi tvoří pánev - základnu a lešení páteře - na kterou se přenáší veškerá zatížení (probíhající přes bederní páteř a následně křížovou kost).Optimální úhel mezi bederní páteří a křížovou páteří je 30 stupňů . Přenos břemen probíhá v konkrétním místě, protože bederní lordóza přechází v sakrální kyfózu. Změna polohy páteře a klínovitá, velmi vysoká přední meziobratlová ploténka poskytují tomuto místu velký rozsah pohybu. Zároveň se zde hromadí zátěže přenášené přes celou páteř. vproto jsou v této oblasti nejzřetelněji cítit změny polohy, činnosti a vysunutí ramena páky. Příkladem je Artur Dziak: „ve stoji vzpřímený závodník vážící 105 kg, výška 195 cm, držící na hrudi činku 150 kg, zátěž na úseku L5-S1 je 220 kg. Při předklonu trupu pod úhlem 30 stupňů dosahují tyto tlaky hodnoty až 990 kg, vlivem posunu těžiště a vysunutí ramene síly. Je třeba dodat, že tato síla se dělí na dvě složky, z nichž jedna působí rovnoběžně s kloubní plochou křížové kosti a druhá kolmo; například při sklonu základny křížové kosti 52 stupňů jsou tyto složky 348 a 509 kg. Z toho vyplývá, že lumbosakrální spojení je vystaveno velmi významným tlakům, přičemž jedna síla má tendenci posunout 5. bederní obratel dopředu z křížové kosti. "

K rozvoji přetěžovacích změn v pohybovém aparátu nepotřebujeme zátěže, které převyšují sílu tkání. Stačí časté přetěžování. Pokud jsou dostatečně silné a časté, aniž by překročily práh pevnosti tkáně, mohou dokonce zlomit vazivový prstenec – patologii, kterou nelze zastavit ani vrátit zpět.

Jak to tedy je, že při některých pracích nebo sportech, které zahrnují zvedání těžkých břemen nebo prodlužování ramene páky, nedojde (nebo alespoň ne okamžitě) k poškození páteře? Ukazuje se, žechrání, uvolňuje a stabilizuje svaly (zejména posturální svaly) a tlak vznikající v tělesných dutinách (břicho, hrudník) . Nejen to, jak píše Artur Dziak: „Svalová aktivita a tlak v tělesných dutinách roste s hmotností zvedaného břemene. Převzetím části tlaku na páteř lze hrudní části odlehčit až o 50 procent a bederní páteři o 30 procent (měřeno na úrovni meziobratlové ploténky L5-S2)“. Tento příklad jasně ukazuje, jak důležitou kompenzační roli hrajíposturální svaly , které - přiměřeně silné a fit -nejen chrání páteř před poškozením, ale částečně přebírají jeho funkce .

Bibliografie :

  • Bochenek A., Reicher M., Human Anatomy, svazek I, Państwowy Zakład Wydawnictw Lekarskich, Varšava 1997 a Sobotta J., Atlas lidské anatomie, svazek 1: Obecné anatomické pojmy. Orgány pohybu. Ed. Urban & Partner, Poznaň 2012.
  • Dziak A., Bolesti a dysfunkce páteře, Medicina Sportiva,Krakov 2007.
  • Sobotta J., Atlas anatomie člověka, svazek 1: Obecné anatomické pojmy. Orgány pohybu. Ed. Urban & Partner, Poznaň 2012.
  • Stodolny J., Nemoc z přetížení páteře, ZL-Natura, Kielce, 2000 a Dziak A., Bolesti a dysfunkce páteře, Medicina Sportiva, Kraków 2007.

Kategorie:

Anatomie