Эмбриогенез и развитие позвоночника

Позвоночник и спинной мозг предназначены для обеспечения движений, поддержания структурной целостности и вертикального положения, передачи сигнала от головного мозга и согласования моторных, сенсорных и вегетативных путей. Позвоночник и спинной мозг состоят из нескольких различных типов тканей, ответственных за эти различные функции. Эмбриологическое развитие человеческого позвоночника и спинного мозга является сложным процессом, приводящим к формированию сложноустроенных структур. Несмотря на огромные продвижения в молекулярных и биологических методах после многих десятилетий, сделавших доступными современного исследования, эмбриологическое развитие позвоночника и нервной системы остается не полностью понятным. Сложный каскад сигнальных событий на молекулярном уровне участвует в развитии позвоночных и нервных элементов. Изменения в этих важных этапах могут привести к отклонениям и аномалиям развития, некоторые из которых могут угрожать целостности и функции этих структур при развитии человека, что потенциально приведет к неврологической дисфункции или увеличенной восприимчивости нервных структур к травме.

Баланс позвоночника

Баланс - это равновесие элементов, которые выстраивают ось позвоночника.

В вертебрологии баланс позвоночника одно из важнейших понятий, так как сбалансированность позвоночника напрямую влияет на результат лечения.

Форма нашего позвоночника появилась в результате эволюции. Сходный по структуре позвоночник мы можем увидеть и у наших родственников - крупных обезьян, которые тоже могут принимать вертикальное положение и ходить на задних лапах, правда, не долго [1]. 

Коротко о строении позвоночника

Человек как вид является позвоночным. Он представляет собой результат длинного пути эволюции, начиная с того момента, когда рыбы покинули море и начали заселять сушу.
Скелет человека, основой которого является позвоночник, - это результат трансформации скелета древней костной рыбы (crossopterygien) в скелет животного с четырьмя лапами и хвостом, промежуточную форму между рыбой и рептилией. Все элементы этой исходной модели можно найти и в скелете человека, более или менее измененные, но обладающие двумя важными характеристиками:
- Исчезновение хвоста.
- Переход в вертикальное положение.

В ходе эволюции в строении позвоночника происходили глубокие изменения, но он всегда состоит из коротких костей, вставленных друг в друга и подвижных по отношению друг другу, - позвонков. 

Этот костно-суставной комплекс служит для поддержания оси тела и защиты спинного мозга. Представляя собой трубку, проводящую информацию к головному мозгу, защищенному черепом, позвоночник передает команды всем мышцам тела.
Такой же позвоночник мы можем увидеть и у наших родственников - крупных обезьян, которые тоже могут принимать вертикальное положение и ходить на задних лапах, правда, не долго. С этой точки зрения наш позвоночник отличается от позвоночника обезьян.

Позвоночный столб работает как центральная ось тела.
Однако в области грудных сегментов позвоночник лежит более кзади, т.е. в пределах задней четверти грудной клетки, в шейном отделе - более центрально, т.е. на границе задней и средней трети шеи. В поясничном отделе он расположен центрально.
Эти варианты расположения объясняются локальными факторами:
- В области шеи позвоночный столб должен поддерживать голову и лежит максимально близко к ее центру тяжести.
- В грудной клетке он смещается назад внутренними органами, в частности сердцем.
- В поясничном отделе, где он должен поддерживать массу всего тела, он опять лежит центрально и выпирает в брюшную полость.

Кроме поддержки тела позвоночный столб защищает элементы нервной системы: его канал, который начинается в области большого затылочного отверстия и содержит продолговатый и спинной мозг, работает как гибкая и прочная оболочка. Однако эта защита спинного мозга не абсолютна, и на определенных уровнях и при определенных условиях спинной мозг и его корешки могут повреждаться этими защитными структурами.
Позвоночник состоит из четырех отделов:
- Шейный отдел (обозначается C), где 7 позвонков расположены почти центрально.
- Грудной отдел (обозначается T или Th (устар. D)), где 12 позвонков находятся ближе к плоскости спины.
- Поясничный отдел (обозначается L), где 5 (иногда 6) позвонков расположены центрально.
- Крестцово-копчиковый отдел (обозначается S и Co соответст.), образованный из двух моноблоков. Крестец образован объединением пяти крестцовых позвонков, входящих в тазовый пояс. Копчик, связанный с крестцом суставом, является остатком хвоста, которым обладает большинство млекопитающих. Он образован слиянием 4-6 маленьких копчиковых позвонков.

Под вторым поясничным позвонком, где находится мозговой конус (conus medullaris) спинного мозга, позвоночный канал содержит конечную нить (filum terminate), которая не несет никакой неврологической функции, и спинномозговые нервы нижележащих уровней.

Позвоночный столб в целом прямой, если рассматривать спереди или сзади. У некоторых людей, однако, могут быть небольшие боковые изгибы, которые остаются в физиологических пределах. С этой точки зрения плечевая линия и линия крестцовых ямок, которая представляет маленькую диагональ ромба Михаэлиса (Michaelis), являются параллельными и горизонтальными.

С другой стороны, в сагиттальной плоскости позвоночный столб имеет следующие четыре изгиба:
- Крестцовый изгиб, фиксированный в результате полного срастания крестцовых позвонков. Он выгнут назад;
- Поясничный изгиб, который называют поясничным лордозом, обращен вогнутой частью кзади; в зависимости от степени изгиба различают разные типы лордозов (гипо- и гиперлордоз);
- Грудной изгиб, или грудной кифоз, выгнут назад;
- Шейный изгиб, или шейный лордоз, вогнутой частью обращен назад, что часто более заметно, чем грудной кифоз.
Обычно, когда человек стоит, задняя часть головы, спина и ягодицы лежат параллельно вертикальной плоскости, например стене. Степень этих изгибов показывается определенными линиями, о чем будет сказано позже.

References:

1.  Kapandji I.A. The physiology of the joints: spine. – Elsevier Health Sciences, 1987. Vol. 1

2. Klineberg E. et al. Basic Biomechanically Relevant Anatomy. In Benzel, E.C. Spine surgery, 2-volume set, 3rd edition: techniques, complication avoidance and management. Elsevier Saunders. Philadelphia. 2012. 2248 pages.