Строение позвонка. Особенности строения позвонков шейного, грудного и поясничного отделов позвоночника

Известно, что позвоночник человека состоит из тридцати четырех позвонков, пять из которых относятся к поясничному отделу, семь – к шейному, двенадцать – к грудному, по пять – к крестцовому и копчиковому отделам. Изменения, происходящие с земным климатом (в частности, его потепление в будущем), могут способствовать тому, что тело и голова человека будут более вытянутыми, позвоночник - более толстым со сросшимся с поясничным отделом крестцом. Но это гипотетические реалии будущих тысячелетий.

Сегодня позвоночный столб человека представляет собой стабильную ось с «вантовой» структурой, которую можно рассматривать как мачту корабля, опирающуюся на таз с «реей» на уровне плечевого пояса. Строение типичного позвонка в этой системе несколько отличается в разных отделах позвоночника, но имеются и общие важные черты.

Большинство позвонков имеют «тело» и «ножки»

В частности, самый большой размер имеет так называемое тело позвонка, обладающее цилиндрической формой.

Поверхность, обращенная к задней стороне тела человека, имеет более сложное строение. Здесь наблюдаются два суставных отростка, отходящие от задней дуги и делящие ее на две части. Спереди от каждого суставного отростка имеются «ножки», а сзади – две пластинки, к которым подходит остистый отросток. При этом от позвонка в целом еще отходят поперечные отростки на уровне суставных отростков. Так выглядит строение позвонка в теле человека, которое дает возможность оптимального крепления к мышечной ткани.

Совокупность позвонков позволяет обеспечивать и статичность, и динамичность

В вертикальной плоскости составляющие позвонка являют собой анатомическое равновесие, что позволяет говорить о наличии трех «столбов» в этой костной структуре. Первый из них образуется сочленяющимися телами самих позвонков (посредством межпозвонковых дисков), второй и третий находятся сзади и представляют собой суставные отростки, соединяющиеся между собой посредством артроидальных суставов. Строение позвонка таково, что их совокупность позволяет играть статическую роль в переднем «столбе» и динамическую роль – в задних элементах, что и дает позвоночному столбу возможность сгибаться и двигаться в целом. Подвижный элемент в этой системе состоит из межпозвонкового диска, отверстия между позвонками, суставов (интерапофизарных), межостистой и желтой связки (по работам Шморля). Интерапофизарные суставы здесь играют роль точек вращения, которые позволяют минимизировать компрессию, прилагаемую к оси позвоночника.

Как выглядит позвонок в различных сечениях

Если изучать строение позвонка на уровне его тела, то можно отметить, что оболочка тела состоит из верхней и нижней пластины, которые несколько тоньше в центре, так как содержат в этом месте хрящевые пластины. Периферия тела позвонка обычно имеет еще большую толщину, так как здесь к возрасту человека 14-15 лет образуется эпифизарная пластинка, что сливается позже с телом позвонка. Если этот процесс нарушается, то может возникнуть болезнь Шейерманна.

Строение позвонка человека, фото которого представлено выше, при рассмотрении в вертикально-фронтальном сечении показывает, что в этом элементе есть кортикальное утолщение наверху и внизу. А в центре самого тела есть костно-губчатые трабекулы, расположенные вертикально, в соответствии с осями прилагаемых к позвоночнику сил, горизонтально (для соединения боковых поверхностей) и наискось. Сечения под другими углами указывают на то, что внутри тела позвонка есть веерное крепление волокон от уровня двух ножек к верхним суставным отросткам и остистому отростку, а также от нижней поверхности, через уровень двух ножек позвонка, к нижнему остистому и суставному отростку.

Позвонок разрушается только при огромной нагрузке

Такое строение позвонка позволяет выделить зоны максимального и минимального сопротивления внешним нагрузкам. Например, приложенная по оси сила в 6 центнеров вызывает компрессионный перелом клинообразной формы, так как в позвонке есть треугольная зона с минимальной резистентностью. Под воздействием же силы в 8 центнеров (800 кг) позвонок разрушается, как правило, полностью, неподвижные части позвоночника становятся подвижными, что приводит к повреждению спинного мозга.

Живые клетки в костной ткани

Химическое строение позвонка человека и дополняющих его элементов базируется на совокупности минеральных и органических веществ, из которых первых в юном возрасте приблизительно в два раза больше, чем вторых.

Минеральные составляющие почти всех костей человека представлены в основном гидроксиапатитом, а органические – коллагеном первого типа. Несмотря на то что кости человека кажутся «безжизненными», в них на клеточном уровне происходят многие процессы. К примеру, из адвенциальных клеток здесь получаются остеобласты, которые синтезируют межклеточное вещество, переходя потом в остеоциты – клетки, которые поддерживают обмен веществ (транспорт кальция в кость и из нее), стабилизируют органический и минеральный состав кости. Также в костной ткани «живут» остеокласты, которые помогают утилизировать отработавшую своё костную ткань.

Копчик «шевелится» чаще у дам

Строение позвонка человека задумано природой так, чтобы «при наименьшей затрате материала обладать большой крепостью, легкостью, уменьшая при этом влияние сотрясений и толчков» (Лесгафт Пётр Францевич). Так как нагрузки на различные части позвоночника различны, отдельные элементы этой костной системы отличаются друг от друга. Например, в копчике имеется от трех до пяти рудиментарных позвонков, из которых только у первого верхнего есть некоторые признаки классического позвонка – небольшое тело и копчиковый горб на задней поверхности (с двух сторон). В этом отделе отмечается такая особенность как «копчиковые рога» - остатки верхних суставных отростков, соединенные связками с крестцовыми рогами. Примечательно, что у мужчин копчик часто неподвижно присоединен к крестцу, в то время как у дам он подвижен, может отклоняться назад в ходе родового процесса.

Крестцовое отверстие имеет индивидуальные размеры

В крестцовом отделе позвоночника элементы также соединены неподвижно. Здесь четыре или пять позвонков срослись в монолитную кость треугольной формы с вершиной, направленной вниз. Крестец – это основание всего подвижного позвоночника, обладающее и собственной небольшой амплитудой движения – до 5 мм в молодые годы человека. Он обладает двумя верхними суставными отростками, которые обращены назад и слегка в стороны. Спереди крестец вогнут, сзади оснащен крестцовым и суставным гребнем, где в крестцовом канале есть отверстие, размеры которого весьма различны у разных людей.

Строение поясничного позвонка отличается от прочих подобных элементов массивностью «тела». С первого по четвертый элемент в пояснице позвонки увеличиваются в размерах, а пятый, последний, принимает участие в формировании добавочного сустава для соединения с верхним отделом крестца. Пятый, нижний позвонок в пояснице, имеет не классическое цилиндрическое, а клинообразное тело. Стоит отметить, что в поясничном отделе суставные отростки наверху позвонков вогнуты и обращены вниз и к середине.

На грудных позвонках имеются ямки

Чем интересен такой элемент скелета, как грудной позвонок? Строение здесь имеет такую особенность - наличие на «теле» ямок и полуямок для крепления ребер. Кроме того, позвонки в грудной части больше шейных, но меньше поясничных, высота «тел» возрастает постепенно от первого позвонка к двенадцатому.

Также стоит учитывать, что суставные отростки располагаются фронтально, а поперечные отростки направлены назад и латерально. Примечательной особенностью этого отдела скелета является то, что остистые отростки наклонены вниз и накладываются друг на друга как в черепице. Каждый грудной позвонок, строение которого отображено на рисунке, наряду с позвонками из других отделов участвует в таких функциях: создание для тела опоры, амортизация, защита. Он способствует реализации двигательных функций, принимает участие в метаболических и кроветворных процессах.

Среди шейных позвонков есть Аксис и Атлант

Строение шейных позвонков настолько отличается от строения этих элементов в других отделах позвоночника, что двум из них даны даже индивидуальные имена. Первый – это Атлант, позвонок к которому крепится череп человека. Он не имеет «тела», вместо которого присутствуют две боковые «массы», соединенные передней и задней дугой с одноименными бугорками. Боковые массы у Атланта снабжены верхними и нижними суставными поверхностями, а на задней поверхности у передней дуги есть ямка для соединения со вторым позвонком – Аксисом. Интересно, что между первым позвонком и черепом отсутствует межпозвоночный диск, обычно несущий амортизационную функцию.

Аксис в своем строении имеет "зуб", который входит в ямку на Атланте, а также нижний суставной отросток и остистый отросток (в отличие от Атланта). Строение шейных позвонков с третьего по шестой является классическим с хорошо выраженным «сонным» бугорком на поперечном отростке у шестого позвонка. К этому бугорку часто прижимают сонную артерию, когда нужно остановить кровотечение. Седьмой позвонок в шейной части имеет длинный (нераздвоенный) отросток (остистый), поэтому его называют выступающим позвонком, так как по нему ориентируются медработники при отсчете позвонков во время осмотра больного. Особенности строения шейных позвонков таковы, что эти элементы обладают отверстиями в поперечных отростках, формируя костный канал, по которому к головному мозгу проходят крупные кровеносные сосуды, дающие питание самому важному органу в теле человека.