Формиране на гръбначния стълб и вертикалната стойка на човешкото тяло в онтогенезата

Човешкият гръбначен стълб последователно преминава през мембранни, хрущялни и костни етапи на развитие. Неговите елементи се появяват в ранните етапи на ембрионалното развитие. Първоначално зачатъците на телата на прешлените са разположени далеч едно от друго, разделени от слоеве ембрионален мезенхим. След това започват да се развиват прешленните дъги, формират се напречни и ставни израстъци, след това прешлените се диференцират почти напълно, а спинозните израстъци все още липсват.

Хордата в ембриона е редуцирана и се запазва само под формата на желатинова сърцевина на междупрешленните дискове. Характерна особеност на гръбначния стълб в ранния етап на вътрематочно развитие е сходството на телата на прешлените по тяхната форма. В края на втория месец на вътрематочното развитие размерът на шийните прешлени рязко се увеличава. Увеличение на телата на лумбалните и сакралните прешлени не се наблюдава дори при новородени поради липсата на вътрематочни гравитационни ефекти.

Надлъжната връзка се полага при ембрионите по гръбната повърхност на телата на прешлените. Междупрешленният диск при ембрионите се образува от мезенхим. Центровете на осификация в ембрионалния гръбначен стълб първо се появяват в долните гръдни и горните лумбални прешлени, а след това се проследяват и в други отдели.

След раждането детето веднага започва да се бори с много външни влияния. И най-важният стимул, който ще формира стойката му, е гравитацията. От момента на раждането до формирането на стойката, присъща на възрастен, всяко дете, според А. Потапчук и М. Дидур (2001), преминава през следните нива на формиране на движенията:

• ниво А - детето, легнало по корем, повдига глава. Едновременно с това, благодарение на цервикално-тоничните рефлекси, се формира ниво, което осигурява равновесието на тялото и основния праг на мускулно напрежение;
• ниво Б - формиране на мускулно-ставни връзки, които предопределят развитието на автоматизъм на моторните цикли. Този период съответства на етапа на обучение за пълзене и сядане; започва да се формира механизмът на едностранно, а след това и многостранно включване на мускулите на крайниците, което впоследствие осигурява формирането на оптимален стереотип на ходене и стоене;
• ниво C - формира се до края на първата година от живота и позволява на детето бързо да се ориентира в пространството, използвайки съществуващия арсенал от двигателни умения;
• Ниво D - създава се вертикална стойка на тялото, при която мускулният баланс в изправено положение се осигурява с минимално мускулно усилие. С промяната на нивата на формиране на движението се променя и формата на гръбначния стълб. Известно е, че гръбначният стълб на новороденото, с изключение на малка сакрална извивка, почти няма физиологични извивки. Височината на главата през този период е приблизително равна на дължината на тялото. Центърът на тежестта на главата при кърмачетата е разположен непосредствено пред синхондрозата между клиновидната и тилната кости и на относително голямо разстояние пред ставата между черепа и атласа. Задните шийни мускули са все още слабо развити. Следователно, тежката, голяма (спрямо останалата част на тялото) глава виси напред и новороденото не може да я повдигне. Опитите за повдигане на главата водят след 6-7 седмици до образуване на шийна лордоза, която се установява през следващите месеци в резултат на усилия, насочени към поддържане на тялото в равновесие в седнало положение. Шийната лордоза се образува от всички шийни прешлени и двата горни гръдни прешлена, а върхът ѝ е на нивото на пети до шести шийни прешлени.

На 6 месеца, когато детето започва да седи, се образува изкривяване в гръдната област с изпъкналост към гърба (кифоза). През първата година, когато детето започва да стои стои и да ходи, се образува изкривяване в поясната област, насочено напред (лордоза).

Лумбалната лордоза обхваща XI-XII гръдни и всички лумбални прешлени, а върхът ѝ съответства на трети-четвърти лумбални прешлени. Образуването на лумбалната лордоза променя положението на таза и спомага за изместване на общия център на тежестта (ОЦТ) на човешкото тяло зад оста на тазобедрената става, като по този начин предотвратява падането на тялото в изправено положение. Формата на гръбначния стълб при дете на 2-3 години се характеризира с недостатъчно изразена лумбална лордоза, която достига най-голямо развитие при възрастен.

Сакрокоцигеалната извивка се появява още при ембрионите. Тя обаче започва да се развива едва с първите опити за изправено ходене и с появата на лумбална лордоза. Формирането на тази извивка се влияе от силата на гравитацията, предавана към основата на сакрума през свободната част на гръбначния стълб и стремяща се да го вклини между илиачните кости, и от опъването на връзките, разположени между сакрума и седалищната кост. Тези връзки фиксират долната част на сакрума към туберкула и гръбнака на седалищната кост. Взаимодействието на тези две сили е основният фактор, определящ развитието на сакрокоцигеалната извивка.

С формирането на физиологичните извивки на гръбначния стълб се променя и формата на междупрешленните дискове. Ако дисковете на новороденото са с еднаква височина както отпред, така и отзад, то с образуването на извивки формата им се променя и хрущялите в сагиталния разрез придобиват донякъде клиновидна форма. В областта на лордозата по-голямата височина на този клин е обърната напред, а по-малката назад. В областта на гръдната кифоза, напротив, по-голямата височина е отзад, а по-малката отпред. В сакралната и кокцигеалната част гръбначният стълб има извивка, обърната назад. Междупрешленните дискове на сакралната част имат временно значение и се заместват от костна тъкан на възраст 17-25 години, в резултат на което подвижността на сакралните прешлени един спрямо друг става невъзможна.

Растежът на гръбначния стълб е особено интензивен през първите две години от живота. Дължината му достига 30-34% от крайния размер. Различните части на гръбначния стълб растат неравномерно. Най-интензивно расте лумбалната част, след това сакралната, шийната, гръдната и най-слабо растат кокцигеалната част. От 1,5 до 3 години растежът на шийните и горните гръдни прешлени се забавя относително. По-нататъшен растеж на гръбначния стълб се наблюдава на 7-9 години. На 10 години лумбалните и долните гръдни прешлени растат бързо. Увеличаване на темпа на растеж на гръбначния стълб се наблюдава и по време на пубертета.

До 2 години общата дължина на костните и хрущялните части на гръбначния стълб се увеличава с еднаква интензивност; след това растежът на хрущялната част се забавя относително.

Телата на прешлените на новороденото са относително по-широки и по-къси от тези на възрастните. При деца на възраст от 3 до 15 години размерите на отделните прешлени, както по височина, така и по ширина, се увеличават отгоре надолу, от горния гръден до долния поясен отдел. Тези разлики (поне тези, свързани с растежа в ширина) зависят от увеличаването на теглото, което изпитват прешлените, разположени отдолу. До 6-годишна възраст има независими точки на осификация в горната и долната част на прешлените, както и в краищата на спинозните и напречните израстъци.

Общият растеж на прешлените средно от 3-6 години протича с еднаква интензивност във височина и ширина. На 5-7 години увеличаването на ширината на прешлените изостава донякъде от увеличаването на височината, а в следващите възрасти увеличаването на прешлените във всички посоки се увеличава.

Процесът на осификация на гръбначния стълб протича на етапи. През 1-2-рата година двете половини на дъгите се сливат, през 3-тата година - дъгите с телата на прешлените. На 6-9 години се образуват самостоятелни центрове на осификация по горната и долната повърхност на телата на прешлените, както и по краищата на спинозните и напречните израстъци. До 14-годишна възраст средните части на телата на прешлените се осифицират. Пълната осификация на отделните прешлени завършва до 21-23-годишна възраст.

С оформянето на извивките на гръбначния стълб, размерът на гръдната и тазовата кухини се увеличава, което от своя страна спомага за поддържането на изправена стойка и подобрява пружинните свойства на гръбначния стълб при ходене и скачане.

Според много автори, формирането на човешкия гръбначен стълб и неговата вертикална стойка се влияят от височината на общия център на тежестта на тялото.

Възрастовите особености на местоположението на общия център на тежестта се дължат на неравномерни промени в размерите на биозвънките, промени в съотношението на масите на тези телесни връзки по време на периода на растеж. Те са свързани и с характерни черти, придобити във всеки възрастов период, започвайки от момента, в който детето за първи път се изправи на крака, и завършвайки с напреднала възраст, когато в резултат на сенилна инволюция биомеханичните промени настъпват едновременно с морфологичните.

Според Г. Козирев (1947), общият център на тежестта на новородените е разположен на нивото на V-VI гръдни прешлени (определен в положение на максимално възможно изправяне на долните крайници чрез превръзка). Това краниално разположение на общия център на тежестта се обяснява с характерните пропорции на тялото на новородените.

С порастването на детето, общият център на тежестта постепенно намалява. Така, при 6-месечно дете, той се намира на нивото на 10-ия гръден прешлен. На 9-месечна възраст, когато повечето деца могат да стоят самостоятелно, общият център на тежестта пада до нивото на 11-ия-12-ия гръден прешлен.

В биомеханичен план най-интересният процес е преходът към вертикално положение на тялото. Първото стоене се характеризира с прекомерно напрежение на всички мускули, не само на тези, които директно държат тялото във вертикално положение, но и на тези, които не играят роля в акта на стоене или имат само косвен ефект. Това показва недостатъчна диференциация на мускулите и липса на необходимата регулация на тонуса. Освен това, нестабилността се причинява и от високото положение на центъра на тежестта и малката опорна площ, които затрудняват поддържането на равновесие.

9-месечно дете има специфична стойка в сагиталната равнина. Тя се характеризира с факта, че долните крайници на детето са в полусвито положение (ъгълът на сгъване на колянната става при 9-месечно дете достига 162°, при едногодишно - 165°), а тялото е леко наклонено напред спрямо вертикалната ос (7-10°). Полусвитото положение на долните крайници се дължи не на наклона на таза или ограничението на разгъването в тазобедрените стави, а на факта, че детето се адаптира да поддържа тялото в такова равновесие, че възможността за неочакваното му нарушаване е изключена и е осигурена безопасността при падане. Появата на специфична стойка на тази възраст се дължи предимно на липсата на фиксирано умение за стоене. С усвояването на такова умение постепенно изчезва несигурността в статичната стабилност на тялото.

До двегодишна възраст детето стои по-уверено и движи центъра на тежестта в рамките на опорната зона много по-свободно. Височината на общия център на тежестта на тялото е разположена на нивото на първия лумбален прешлен. Полусвитите долни крайници постепенно изчезват (ъгълът на флексия в коленните стави достига 170°).

Позата на тригодишно дете при стоене се характеризира с вертикално положение на тялото и леко сгъване на долните крайници (ъгълът на сгъване в колянната става е 175°). В областта на гръбначния стълб ясно се виждат гръдна кифоза и зараждаща се лумбална лордоза. Хоризонталната равнина на общия център на тежестта на тялото е разположена на нивото на втория лумбален прешлен. Надлъжните оси на стъпалата образуват ъгъл от приблизително 25-30°, както при възрастните.

В стойката на петгодишните деца вече няма признаци на полуфлексия на долните крайници (ъгълът в колянната става е 180°). Хоризонталната равнина на общия център на тежестта е разположена на нивото на третия лумбален прешлен. В следващите години промените в локализацията на ЦТ на тялото се състоят главно в постепенното му намаляване и по-стабилна регулация в сагиталната равнина.

В резултат на стареенето на тялото, в опорно-двигателния апарат настъпват както анатомични, физиологични, така и биомеханични промени.

Г. Козирев (1947) идентифицира три основни типа стойка с най-характерни морфологични и биомеханични характеристики.

Първият тип старческа стойка се характеризира с рязко изместване напред на центъра на тежестта - дотолкова, че сагиталната равнина се намира пред центровете на трите основни стави на долните крайници. Опора е предимно предната част на стъпалата, главата е наклонена напред, шийната лордоза е сплескана. В долната част на шийния и гръдния отдел се наблюдава рязка кифоза. Долните крайници не са напълно изпънати в колянната става (ъгълът на флексия варира от 172 до 177°).

Вторият тип старческа стойка се характеризира с изместване на центъра на тежестта назад. Сагиталната му равнина преминава зад центъра на тазобедрената става и я затваря пасивно, използвайки за това напрежението на илиофеморалния лигамент. Торсът е наклонен назад, спуснатият корем е избутан напред. Гръбначният стълб има формата на „кръгъл гръб“.

Третият тип стойка се характеризира с общо провисване на тялото без никакво накланяне на торса напред или назад. Изглежда сякаш гравитацията е компресирала тялото по вертикалната ос; в резултат на това шията сякаш е станала по-къса поради увеличаване на шийната извивка, торсът е станал по-къс поради увеличаване на гръдната кифоза, а долните крайници - поради флексия в трите основни стави. Сагиталната равнина на общия център на тежестта преминава отзад от центъра на тазобедрената става, затваряйки я пасивно отзад или през центъра на колянната става. В резултат на това последните две стави могат да бъдат затворени само активно.

При преглед на възрастен или сенилен човек, първото нещо, което привлича вниманието, е стойката му, която често се характеризира с изразена цервикална, лумбална лордоза и гръдна кифоза.

При възрастни и сенилни хора кифозата на гръбначния стълб се увеличава, постепенно се образува кръгъл гръб, а цервикалната и лумбалната лордоза също се увеличават. Дори при нормално статично натоварване, през живота се наблюдава известно увеличение на гръдната кифоза. При продължителни статични натоварвания (претоварвания) от страната на вдлъбнатината настъпва промяна в междупрешленните дискове и се развива фиксирана кривина (възрастова хиперкифоза) с всички произтичащи от това последици. Пет типа стойка, присъщи на напредналата възраст, въз основа на анализа на рентгенографии на физиологични извивки на гръбначния стълб, са идентифицирани от Подрушняк и Остапчук (1972):

1. непроменен, ъгъл на гръдната извивка повече от 159°;
2. прегърбен, ъгъл на гръдния кош 159-151°;
3. кифоза, ъгълът на изкривяване на гръдната област е по-малък от 151°, лумбалната - 155-164°;
4. кифотично-лордотичен, ъгълът на изкривяване на гръдната област е по-малък от 151%, на лумбалната област - по-малък от 155°;
5. кифотично-сплескана, ъгълът на изкривяване на гръдната област е по-малък от 15°, на лумбалната - повече от 164°.

Авторите установяват, че с напредване на възрастта най-силно изразените промени в извивките са в сагиталната равнина на гръдния отдел на гръбначния стълб, съвсем ясно в шийния отдел на гръбначния стълб и малко по-слабо в лумбалния отдел на гръбначния стълб.

До 60-годишна възраст при жените по-често се откриват сколиоза, гръдна кифоза, цервикална и лумбална лордоза. С нарастване на възрастта броят на хората с непроменена стойка в изправено положение рязко намалява, а броят на хората с кифоза се увеличава.

Сред различните промени в структурата и функцията на гръбначния стълб, които се развиват по време на процеса на стареене, изместванията или торзиите на прешлените заемат специално място, тъй като честотата на откриване и тежестта им се увеличават с напредване на възрастта.

Според Остапчук (1974), торзионни изкривявания на гръдния и поясния отдел на гръбначния стълб се срещат при повече от половината от практически здрави хора от двата пола и се откриват по-често с възрастта. При повечето хора торзията на гръбначния стълб е съчетана с изкривяване във фронталната равнина и посоката ѝ е тясно свързана с формата на сколиоза.

Торзията, която се развива с напредване на възрастта, е тясно свързана с дисфункцията на мускула longissimus. Тя се утежнява от комбинация от торзия и странично изкривяване на гръбначния стълб. Торзията и дисфункцията на мускула longissimus се развиват на фона на дистрофично-деструктивни процеси на гръбначния стълб, увеличавайки негативното въздействие върху статиката и динамиката на човек с напредване на възрастта.

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