De wervelkolom vormt een sterke en tegelijkertijd flexibele basis van het menselijk lichaam en wordt daarom wel eens vergeleken met de steiger waarop alles rust. Naast de ondersteunende functie, het vormen van het figuur en het mogelijk maken van de verticale lichaamshouding, is de belangrijkste functie van de wervelkolom het beschermen van het ruggenmerg. De wervelkolom van opzij gezien lijkt op een licht uitgerekte letter S, die wordt gevormd door natuurlijke rondingen: cervicale lordose, thoracale kyfose, lumbale lordose en sacrale kyfose. De ondersteunende functie en de daarmee gepaard gaande zware belasting van de wervelkolom maakt deze kwetsbaar voor degeneratie en tal van blessures.

Menselijke wervelkolom bestaat uit7 halswervels(C),12 borstwervels(Th),5 lendenwervels wervels(L),5 sacrale wervels(S) (ze gaan samen in één heiligbeen tijdens de ontwikkeling van de foetus) en4 tot 5 stuitbeen (Wat). In totaal heeftmens 33 tot 34 wervels , inclusief24 wervelsin de strikte zin van het woord ( niet-verbonden ,mobilne ) en twee botten gemaakt van gefuseerde wervels - sacrale en stuitbeen.

De wervelkolom wordt dus gevormd door 26 botten (24 wervels, heiligbeen en stuitbeen) verbonden doortussenwervelschijven(23, want ook tussen het hoofd en de eerste halswervel zoals tussen de eerste en tweede wervel in de nek, zijn er geen tussenwervelschijven; evenzo tussen het sacrum en het stuitbeen) en de inter-process gewrichten, die bovendien worden gestabiliseerd door ligamenten en gewrichtskapsels.

Maar het anatomisch-functionele complex dat algemeen bekend staat als de wervelkolom, omvat ook elementen van het zenuwstelsel (wervelkolomen zenuwwortels ) die baat hebben bij de bescherming van de botwervelkolom (de wervelkanaal is de wervelkolom), evenals talrijke spiergroepen die verantwoordelijk zijn voor zowel de stabilisatie als de mobiliteit van de wervelkolom.

src="anatomia/4686819/krgosup_budowa-_funkcje-_biomechanika_i_choroby_2.jpg.webp" />

Wervelkolom - structuur en functies

Zoals de naam al doet vermoeden - de ruggengraat iseen paal gemaakt van cirkels . Van voren gezien vormt het inderdaad een rechte lijn. In het sagittale vlak echtervier bochten :lordozy(voorwaartse buiging)cervicaalenlumbaleenkyfose(achterwaartse buiging)thoracaleenkruis . onnauwkeuriger is ook het tweede deel van de naam, want er zijntussenwervelschijventussen de wervels, dieoptellen tot ongeveer een kwart van de lengte van de gehele wervelkolom . Ze zijn ook iets breder dan de wervellichamen en strekken zich daarom uit buiten hun omtrek, waardoor de wervelkolom een ​​karakteristieke bamboevorm krijgt.

Als geheel vervult de wervelkolom verschillende belangrijke functies voor het hele lichaam:

  • isondersteunende as , waarmee u een verticaal silhouet kunt bereiken en in balans kunt houden;
  • amortiseertallelastenin de lengteas van het lichaam;
  • beschermt het gevoelige zenuwweefsel van het ruggenmergdat in het wervelkanaal loopt;
  • staat voorsteiger voor het vegetatieve zenuwstelsel ;
  • staat voorsteigers voor inwendige organenborst en buik;
  • is een stabiel element in relatie tot mobiele ledematen, evenalsspieraanhechtingsplaatsledematen;
  • maakt bewegingen van nek en romp mogelijkin alle drie de vlakken;

De primaire taken van de wervelkolom zijnstabilisatie, bescherming en onderhoud van de skeletstructuur , en alleen dan zijn de functies gerelateerd aan mobiliteit. Jerzy Stodolny motiveert het aan de hand van voorbeelden: “Uit de praktijk is bekend dat men prima kan functioneren met een stijve wervelkolom. Voorbeelden hiervan zijn kinderen met geïmplanteerde metalen afleiders na enkele scoliose-operaties of patiënten met spondylitis ankylopoetica. Aan de andere kant, met een onstabiele wervelkolom, bijvoorbeeld na verwondingen, verstuikingen, breuken, om nog maar te zwijgen van spierverlamming, is het helaas onmogelijk om actief te leven. Vandaar een zeer belangrijke conclusie: de activiteit van de wervelkolom is een compromis tussen de grootst mogelijke stabilisatie en de gewenste mobiliteit. "

Er kan een aantal mechanismen worden geïdentificeerd die een effectievebeperking en controle van de mobiliteit van de wervelkolom mogelijk maken :

  • systeemspierendierechtop houden ;
  • vierkrommingen(cervicale en lumbale lordose evenals thoracale en sacrale kyfose), die de weerstand vanwervelkolomverhogen tegen belastingen van boven tot 17 keer vergeleken met dezelfde, maar volledig eenvoudige constructie;
  • ribben , diemobiliteit beperkenvan de thoracale sectievan de wervelkolom ;
  • ligamentsysteemen fibreuze ringentussenwervelschijvendie passieve en actieve bewegingen tussen de wervels regelen;
  • kernen van tussenwervelschijven ,waardoor de wervellichamen de oriëntatie van de vlakken in verschillende richtingen kunnen veranderen, maar binnen een beperkt hoekbereik;
  • verschilt afhankelijk van het niveau van de wervelkolomstructuur van gewrichtsprocessen en tussenwervelgewrichtenmet gewrichtsoppervlakken die alleen beweging in bepaalde richtingen en het juiste bereik toestaan;
  • structuur van het heiligbeenen zijn verbinding met het bekken door brede sacro-iliacale gewrichten, waardoor deze structuur de sterkste schokdemper van het menselijk lichaam is, waardoor verticale belastingen worden verminderd as

De motorische functies van de afzonderlijke delen van de wervelkolom variëren wat betreft het bereik en de bewegingsrichtingen.Het grootste bewegingsbereik vindt plaats in het cervicale segment, vervolgens in het lumbale gebied en het kleinste in het sacrale gebied . De zogenoemdekernpunten van de wervelkolom, d.w.z. interstitiële verbindingen :

  • cervicaal-cervicaal (Co-C1), waarbij sprake is van flexie, extensie, laterale flexie, rotatie en combinaties van de genoemde richtingen;
  • cervico-thoracaal, met dezelfde bewegingen als in de cervicale-cervicale overgang, maar met een groter bereik;
  • thoracolumbale met flexie-, extensie-, laterale flexie- en rotatiebewegingen;
  • lumbosacraal met flexie, hyperextensie en laterale flexiebewegingen

De grotere mobiliteit en het bewegingsbereik van de bovengenoemde plaatsen wordt beïnvloed door de hoeken van de gewrichtsvlakken van de interprocesgewrichten en de hoogte van de tussenwervelschijven op individuele punten. De genoemde plaatsen van verhoogde mobiliteit zijn, onder extra belasting, vooralonderhevig aan schade door overbelasting(inclusief discopathie).

Vanwege het feit datde wervelkolom tegelijkertijd twee tegengestelde functies heeft-stabiliserend en motorisch- zijn structuren moeten op de juiste verschillend in termen van morfologische en functionele. Om de biomechanica van het hele systeem te begrijpen, is het noodzakelijk om de structuur van de afzonderlijke onderdelen te leren kennen.

Een cirkel construeren

Tussen wervelszijn er verschillende delen van de wervelkolomverschillen door verschillende functiestypisch voor verschillende delen van de wervelkolom

Elke cirkel bestaat uit twee basisdelen: een massief cilindrisch lichaam en een dunnere en meer gevarieerde boog.Elke boog heeft 7 uitsteeksels : stekelig vanaf de rug, dwars aan de zijkanten, en zelfs bovenste en onderste articulaire uitsteeksels van boven en onder. Er blijft een vrije driehoekige ruimte over tussen de vleugels van de boog en de achterkant van de schacht - het wervelkanaal. Dit is waarruggenmerg

Platteassen van coils zijn ontworpen om een ​​grote massa lasten te dragen . Naast de sponsachtige substantie kan hun deel ook kraakbeengrensplaten bevatten, die het tegen druk beschermen en de uitwisseling van vloeistoffen tussen de schachten en tussenwervelschijven bemiddelen. Aan de andere kant zijnbogen een mechanische bescherming voor het ruggenmergenhebben gewrichtsvlakken die individuele wervels met elkaar verbinden en laten bewegen ten opzichte van elkaar. Bovendien zijn de transversale processen plaatsen voor aanhechtingen van de tussenwervelbanden en de spieren van de wervelkolom.

src="anatomia/4686819/krgosup_budowa-_funkcje-_biomechanika_i_choroby_3.jpg.webp" />

Constructie van de tussenwervelschijf

De tussenwervelschijven verbinden de wervellichamen met elkaar(ze maken deel uit van de interlichaamgewrichten),dragen lichaamsgewicht , enbepaal de vorm van de wervelkolom(in de lordotische cervicale en lumbale secties zijn de schijven hoger aan de voorkant) enlaat deze bewegen . Tussenwervelschijven zijn het hoogst in verhouding tot de wervellichamen in de meest mobiele (ca. 4 mm) en lumbale (ca. 10 mm) secties. Van bovenaf en van onderaf grenzen de tussenwervelschijven aan de grensplaten die hen scheiden van de sponsachtige substantie van de wervellichamen.

Afgezien van de kraakbeenplaten, bestaat de tussenwervelschijf uit twee elementen die karakteristiek en cruciaal zijn vanwege de functies van het hele systeem:vezelringenenkern. De ringen zijn gemaakt van overlappende platen. De vezels van de afzonderlijke lagen van de vezelring lopen schuin in afwisselende richtingen, wat de zogenaamde touw effect. Er is los vezelig weefsel tussen de platen. In het lumbale gebied bestaat de fibreuze ring uit 10-12 platen - dik aan de zijkanten en dunner aan de voor- en achterkant. Elkevezelring is vanaf de voorkant en zijkanten stevig aan het wervellichaambevestigd. Bovendien verbindtzich van voren naar het voorste longitudinale ligament .De achteraanhangers zijn wat zwakker . De vezels van de binnenste lagen zijn via een intercellulaire steiger verbonden met de nucleus pulposus, dushet is moeilijk om een ​​strikte grens tussen de ring en de kern te definiëren .

Vanuit functioneel oogpunt is de vezelring het belangrijkste element dat de wervelkolom stabiliseert . Het verbindt de individuele wervels tot een functioneel geheel enspeelt de rol van een veiligheidsrem bij een poging om de wervelkolom in een te groot bereik te bewegen . Het beperkt echter niet volledig de mobiliteit van de zogenaamde steiger van het lichaam, want dankzij de (ring)rekbaarheid kun je bepaalde bewegingen maken. InDe vezelige ring omringt, en beschermt dus, de nucleus pulposus die kleiner is dan het functionele geheel van de schaal - de belangrijkste schokdemper van de wervelkolom.

De kern in de fibreuze ringbeslaat transversaal ongeveer 50-60 procent van het volume van de tussenwervelschijf . Het is wit, glanzend en heeft een semi-gelatineuze textuur. Het is geen ideaal centrum van de tussenwervelschijf, omdat het dichter bij het achterste deel van het wervellichaam ligt (vandaar de neiging naar de posterolaterale richting van de schijf). Bij een pasgeboren baby bestaat het voornamelijk uit slijm afgewisseld met kraakbeen-vezelige draden. In de loop der jaren verandert de verhouding van de componenten van de testikel als het slijm wordt vervangen door kraakbeen-vezelig weefsel. Dit proces is levenslang. Naarmate de jaren verstrijken, worden de verschillen tussen de kern en de vezelige ring steeds vager.

De belangrijkste functies van de longkernzijn:

  • bemiddelende vloeistofuitwisselingtussen de schijf en de wervellichamen;
  • ondersteunt de wervelboven de tussenwervelschijf;
  • het afschrijven van spanningen en drukken , gelijkmatig overbrengen naar alle kanten: naar de fibreuze ring en kraakbeenplaten van de wervellichamen;

De effectiviteit van de demping van de kern hangt af van de eigenschappen van degel die het bevat, en meer specifiek van de mogelijke sterkte van de wateropname erdoor. Tijdens druk wordt water uit de nucleus pulposus geperst en wanneer de druk wordt verlaagd, wordt het weer opgezogen.Naarmate het lichaam ouder wordt, neemt het absorptie- en reabsorptievermogen van de testikels af, zodat de oudere wervelkolom minder druk kan weerstaan. De schokabsorberende functie wordt ook ernstig aangetast door schade aan de vezelige ring , die de gelijkmatige belastingoverdracht door de nucleus pulposus kan verstoren.

src="anatomia/4686819/krgosup_budowa-_funkcje-_biomechanika_i_choroby_4.jpg.webp" />

Biomechanica van de wervelkolom op het voorbeeld van de lumbale wervelkolom

De lumbale wervelkolom bestaat uit 5 wervels met massieve lichamen. De laatste is verbonden met het tegenoverliggende heiligbeen en heeft een wigvormige vorm (het is duidelijk hoger dan de voorkant). De wervelbogen zijn de sterkste in dit segment en de wervelopeningen zijn de grootste langs de hele wervelkolom. De gewrichtsprocessen zijn bijna verticaal (onder een hoek van 45 graden met het frontale vlak), dus de gewrichtsvlakken daarop lopen in het sagittale vlak. Als gevolg hiervan beperken ze de rotatie en vergroten ze het flexie- en extensiebereik (op jonge leeftijd rond de 80 graden, op oudere leeftijd meestal rond de 25 graden).

Er zijn twee functionele eenheden van de wervelkolomwervels verbonden door een tussenwervelschijf . Het voorste deel (met de schachten en schijf) draagt ​​het gewicht van het lichaam, het achterste deel (met de aanhangsels en gewrichtsvlakken) is verantwoordelijk voor de bewegingen. Een sterk ligamentsysteem speelt ook een belangrijke rol omdat het de uitzettende kracht van de schijven tegengaat. Het effect van deze tegengestelde krachten wordt het best bewezen door het feit datdagelijkse verschillen in de lengte van de wervelkolom 12 mm bedragen bij vrouwen en 18 mm bij mannen(dit houdt voornamelijk verband met veranderingen in de hydratatie van de nucleus pulposus-gel). Het effect van deze krachten is de stabilisatie van de wervelkolom (bijkomend ondersteund door de spieren van de wervelkolom en de romp).

In de horizontale doorsnede lijkt de ruggengraat op de letter T, dus een systeem dat bekend staat om zijn hoge sterkte. Het wordt bovendien verhoogd (17 keer in verhouding tot dezelfde, maar zonder krommingsstructuur) natuurlijke kromming van de wervelkolom, die wordt onderworpen aan talrijke drukken en belastingen die in verschillende vlakken werken. Ze betreffen meestal het lumbale gedeelte, dat ook het grootste uithoudingsvermogen heeft. De hefkracht is gemiddeld ongeveer 400 kg (ter vergelijking: de gemiddelde hefkracht van de cervicale - 113 kg; de thoracale - 210 kg). Natuurlijk zijn de standaardbelastingen op de wervelkolom in rechtopstaande positie veel lager en bedragen ongeveer 125 kg in de lumbale wervelkolom, 75 kg in de thoracale en 50 kg in de cervicale.

De sterkte van de wervelkolom is omgekeerd evenredig met de duur van de belasting . Bij langdurige druk neemt de stijfheid van de weefsels toe en neemt de weerstand tegen beschadiging af. Trillingen, die het moeilijk maken voor de structuren van de wervelkolom om zich aan te passen aan de verhoogde druk, hebben een vergelijkbare negatieve invloed op de weerstand tegen verwondingen.

De as van de individuele wervelkolombewegingen bevindt zich in het midden van de nucleus pulposus en beweegt met de kern mee - naar voren tijdens hyperextensie en naar achteren tijdens flexie. Daarom is een aandoening van de ondersteunende functie van de zaadbal altijd het begin van de pathologie van de wervelkolom. Naast overmatige belasting worden ze ook veroorzaakt door de afnemende hydratatie van de zaadbal met het verstrijken van de jaren (na de geboorte bevat het ongeveer 88% water, op 18-jarige leeftijd is het 80% en op oudere leeftijd is het minder dan 70%). De druk die door de kern op de vezels van de tussenwervelschijf wordt overgedragen, is vaak asymmetrisch verdeeld, wat gerelateerd is aan de vorm van de schijf. De spanning in het posterolaterale deel (dit is waar de testikel het vaakst wordt teruggeduwd) kan de bestaande druk zelfs 5 keer overschrijden.

Het mechanisme dat de kern tegen schade beschermt, is dat het water kan opnemen ondanks de druk die erop wordt uitgeoefend. Dit gebeurt echter alleen bij intermitterende druk. Bij constante overmatige druk verliest de testikeldit eigendom en wordt vernietigd.De positie waarin de tussenwervelschijf het meest wordt belast (vaak constant) is het zitten met de zgn. slouch(afgeronde rug, abdominale extensor verkort, wervelkolom extensor in rek, de spanning ervan wordt verminderd). Het buigen van de lumbale wervelkolom terwijl u op rechte benen in de knieën staatis ook een schadelijke positie voor de schijf. Zoals Artur Dziak schrijft: "Er wordt aangenomen dat bij een persoon die 70 kg weegt - de 3e lendenwervel wordt uitgeoefend door een kracht van 142 kg in zittende positie, 99 kg in staande positie en 20 kg in liggende positie (wanneer slapen). De druk van de intra-lumbale tussenwervelschijf is 1-1,5 MPa (145-210 psi) in zittende positie (rustpositie met de grootste druk). Als je staat, da alt de druk met ongeveer 30 procent, terwijl je op de zijkant ligt met 50 procent. In liggende positie op de rug is de druk in de tussenwervelschijf slechts 10-20 procent. wat zittend en 25 procent. wat in een staande positie. Het ligt dus voor de hand dat patiënten met discopathie vooral hun zithouding moeten beperken. "

Maar de omvang van spanningen en belastingen op de wervelkolom hangt niet alleen af ​​van de positie, maar ook in grote mate van alle activiteiten die het werk van de spieren stimuleren. Elke beweging gaat gepaard met een verandering in spierspanning en een verlenging van de hefboom van krachten die op de lumbale wervelkolom vallen. De zeer lange hefboomarm voor de lumbale wervelkolom vormt de romp en de bovenste ledematen. Het evenwicht wordt verzekerd door een korte hefboomarm van de nucleus pulposus naar de dorsale extensoren. De verhouding van deze hefbomen is 15:1, wat betekent dat een heffing van 40 kg moet worden gecompenseerd door een samentrekking van de rugspieren van ongeveer 600 kg.

De plaats waar de laatste lendenwervel samenkomt met het heiligbeenis cruciaal voor het overbrengen van de belasting op de wervelkolom. Het heeft de vorm van een naar voren gebogen wig, gemaakt van 5 wervels die samengesmolten zijn (de uiteindelijke fusie vindt meestal plaats tussen de leeftijd van 20 en 25). Samen met de twee iliacale botten vormt het heiligbeen het bekken - de basis en steiger van de wervelkolom - waarop alle belastingen worden overgedragen (door de lumbale wervelkolom en vervolgens het heiligbeen).De optimale hoek tussen de lumbale wervelkolom en de sacrale wervelkolom is 30 graden . De overdracht van lasten vindt plaats op een specifieke plaats, omdat lumbale lordose overgaat in sacrale kyfose. Het veranderen van de positie van de wervelkolom en de wigvormige, zeer hoge voorste tussenwervelschijf geven deze plek een groot bewegingsbereik. Tegelijkertijd hopen zich hier de belastingen op die door de hele wervelkolom worden overgedragen. Indaarom zijn veranderingen in positie, activiteiten en extensie van de hefboomarm in dit gebied het duidelijkst voelbaar. Een voorbeeld is Artur Dziak: “in de staande positie van een deelnemer met een gewicht van 105 kg, een lengte van 195 cm en een h alter van 150 kg op zijn borst, is de belasting op het L5-S1-gedeelte 220 kg. Bij een voorwaartse kanteling van de romp onder een hoek van 30 graden kunnen deze drukken door de verschuiving van het zwaartepunt en de extensie van de krachtarm een ​​waarde bereiken van maar liefst 990 kg. Hieraan moet worden toegevoegd dat deze kracht is verdeeld in twee componenten, waarvan er één parallel werkt aan het gewrichtsoppervlak van het heiligbeen en de andere loodrecht; bijvoorbeeld, met een helling van 52 graden van de basis van het heiligbeen, zijn deze componenten 348 en 509 kg. Hieruit volgt dat de lumbosacrale verbinding wordt onderworpen aan zeer aanzienlijke druk, waarbij één kracht de neiging heeft om de 5e lendenwervel naar voren te schuiven van het heiligbeen. "

Om overbelastingsveranderingen in het bewegingsapparaat te ontwikkelen, hebben we geen belastingen nodig die de sterkte van de weefsels overschrijden. Frequente overbelasting is voldoende. Als ze sterk en frequent genoeg zijn, zonder de drempel van weefselsterkte te overschrijden, kunnen ze zelfs de fibreuze ring breken - een pathologie die niet kan worden gestopt of ongedaan gemaakt.

Dus hoe komt het dat tijdens sommige werkzaamheden of sporten waarbij zware lasten worden getild of de hefboomarm wordt verlengd, de wervelkolom niet (of in ieder geval niet onmiddellijk) wordt beschadigd? Het blijkt datde spieren (vooral de houdingsspieren) en de in de lichaamsholten (buik, borst) opgewekte druk beschermt, verlicht en stabiliseert . Niet alleen dat, zoals Artur Dziak schrijft: “De spieractiviteit en druk in de lichaamsholten nemen toe met het gewicht van de opgetilde last. Door een deel van de druk op de wervelkolom over te nemen, kan het thoracale gedeelte met maar liefst 50 procent worden ontlast en de lumbale wervelkolom met 30 procent (gemeten op het niveau van de tussenwervelschijf L5-S2). Dit voorbeeld laat duidelijk zien hoe belangrijk een compenserende rol wordt gespeeld doorhoudingsspieren , die - voldoende sterk en fit -niet alleen de wervelkolom beschermen tegen beschadiging, maar ook gedeeltelijk overnemen zijn functies .

Bibliografie :

  • Bochenek A., Reicher M., Human Anatomy, deel I, Państwowy Zakład Wydawnictw Lekarskich, Warschau 1997 en Sobotta J., Atlas of human anatomy, deel 1: Algemene anatomische concepten. Organen van beweging. Ed. Urban & Partner, Poznań 2012.
  • Dziak A., Rugpijn en disfuncties, Medicina Sportiva,Krakau 2007.
  • Sobotta J., Atlas of Human Anatomy, Volume 1: Algemene anatomische concepten. Organen van beweging. Ed. Urban & Partner, Poznań 2012.
  • Stodolny J., Spinal overload disease, ZL-Natura, Kielce, 2000 en Dziak A., Pains and spine disfuncties, Medicina Sportiva, Kraków 2007.

Categorie:

Anatomie