Рис. 6. Межпозвонковый диск: а – схема строения: 1 – тело позвонка; 2 – пограничная пластинка; 3 – фиброзное кольцо; 4 – центральная часть ядра; 5 – пульпозное ядро; б – распределение сил внутри межпозвонкового диска
Любое патологическое изменение в состоянии диска ведет к нарушению нормального функционирования позвоночника, с дегенеративных изменений в нем начинается остеохондроз позвоночника. Поэтому рассмотрим подробнее строение и функции межпозвонкового диска.
Диск состоит из весьма плотного фиброзного кольца, в центре которого размещается пульпозное ядро (рис. в, а). Диск является не просто амортизатором, он обладает переменной жесткостью, как современные автомобили. При усилении нагрузки на межпозвонковый сегмент, диск словно «вспухает»: увеличивается его толщина и упругость. Таким образом, даже сильный удар (прыжки) или подъем груза, увеличивающие осевую нагрузку на позвоночник, гасятся и амортизируются межпозвонковой «гидравликой».
Гидравлическая амортизация межпозвонкового диска обеспечивается за счет регулярного насыщения пульпозного ядра жидкостью, т. е. водой, которую получает из окружающих тканей: костей, мышц, связок.
Пульпозное ядро находится под постоянным давлением. О силе давления можно судить по такому факту: известно, что после сна рост человека увеличивается в среднем на 2–4 см – это расправляются диски, которые были сдавлены за целый день пребывания человека в вертикальном положении. Диски расправляются именно благодаря свойствам пульпозного ядра и эластичности связок. Жидкости, как известно, практически несжимаемы, поэтому всякое давление, действующее на ядро, передается во всех направлениях. Фиброзное кольцо удерживает ядро, т. е. давление ядра уравновешивается напряжением фиброзного кольца, окружающих позвоночник связок и тонусом мышц спины (рис. 6, б). В противодействии двух этих сил – ключ к пониманию дегенеративно-дистофических процессов, происходящих в позвоночнике.
В процессе нашей жизни межпозвонковый диск выдерживает очень большие нагрузки. Величина нагрузки на позвоночник определяется положением тела. Наименьшая – когда человек лежит. В положении стоя она возрастает в 2,5 раза. При наклоне тела вперед в 10 раз (по сравнению с положением лежа). А когда человек поднимает предмет, наклонившись вперед с выпрямленными ногами, она резко увеличивается и составляет несколько сотен килограммов. Например, если человек поднимает груз весом 40 кг, то на позвоночник (а именно на межпозвонковый диск) действует сила 360 кг. Деформация межпозвонкового диска наступает при силе сжатия примерно 950 кг. Давление в межпозвоночных дисках в барах представлено в таблице 1.
Таблица 1
При вытяжении позвоночника, например, когда человек висит на руках без опоры на ноги, давление бывает меньше, чем в положении лежа. При этом в межпозвонковом диске может даже возникнуть разряжение. Данное обстоятельство используется при лечении остеохондроза позвоночника.
Таким образом, говоря о функции диска, надо отметить следующее: во-первых, они играют важную роль в стабильном положении позвонков; во-вторых, обеспечивают подвижность позвоночника; в-третьих, выполняют функцию биологического амортизатора (рис. 7).
Рис. 7. Функции диска:
а – дает возможность позвоночнику сгибаться в стороны; б – вперед-назад; в – амортизирует толчки при ходьбе и беге
Теперь поговорим о функциях, которые выполняет позвоночник. Они следующие: опорная, защитная, амортизационная и двигательная.
Опорная функция позвоночного столба заключается в том, что он является своего рода гибким стержнем, по которому вес вышележащих отделов тела передается на тазовый пояс и далее через него на нижние конечности через стопу на опору.
Защитная функция заключается в предохранении спинного мозга от внешних воздействий. Позвоночник является твердой костной защитой для спинного мозга и прилегающих к нему образований.
Амортизационная функция. Позвоночник выполняет функцию амортизации толчков и сотрясений, предохраняет центральную нервную систему от микротравм. Значительную роль в амортизации играют физиологические кривизны позвоночника, межпозвонковые диски, а также многочисленные межпозвонковые суставы (их около 50).