Анатомо-биомеханичке карактеристике кичме

Кичмени стуб треба посматрати са анатомске (биомеханичке) и функционалне стране.

Анатомски, кичма се састоји од 32, понекад и 33 појединачна пршљена, међусобно повезаних интервертебралним дисковима (art. intersomatica), који представљају синхондрозу, и зглобовима (art. intervertebrales). Стабилност или чврстину кичме обезбеђује моћан лигаментни апарат који повезује тела пршљенова (lig. longitudinale anterius et posterius), и капсула интервертебралних зглобова, лигаменти који повезују лукове пршљенова (lig. flava), лигаменти који повезују спинозне наставке (lig. supraspinosum et intraspinosum).

Са биомеханичке тачке гледишта, кичма је попут кинематичког ланца који се састоји од појединачних карика. Сваки пршљен се артикулише са суседним у три тачке:

На два интервертебрална зглоба позади и телима (кроз интервертебрални диск) напред.

Везе између зглобних процеса чине праве зглобове.

Смештени један изнад другог, пршљенови формирају два стуба - предњи, изграђен од тела пршљенова, и задњи, формиран од лукова и интервертебралних зглобова.

Покретљивост кичме, њена еластичност и отпорност, способност да издржи значајна оптерећења у одређеној мери обезбеђују интервертебрални дискови, који су у тесној анатомској и функционалној вези са свим структурама кичме које чине кичмени стуб.

Интервертебрални диск игра водећу улогу у биомеханици, будући да је „душа покрета“ кичме (Franceschilli, 1947). Као сложена анатомска формација, диск обавља следеће функције:

• фузија пршљенова,
• обезбеђивање покретљивости кичменог стуба,
• заштита тела пршљенова од сталне трауме (улога апсорпције удара).

ПАЖЊА! Сваки патолошки процес који слаби функцију диска ремети биомеханику кичме. Функционалне могућности кичме су такође поремећене.

Анатомски комплекс који се састоји од једног интервертебралног диска, два суседна пршљена са одговарајућим зглобовима и лигаментним апаратом на овом нивоу назива се вертебрални покретни сегмент (ВСПС).

Интервертебрални диск се састоји од две хијалине плоче које се чврсто приањају уз завршне плоче тела суседних пршљенова, нуклеус пулпосуса и фиброзног прстена (аннулус фиброзус).

Нуклеус пулпосус, као остатак дорзалне нотохорде, садржи:

• интерстицијална супстанца хондрин;
• мали број хрскавичних ћелија и испреплетених колагенских влакана која формирају неку врсту капсуле и дају јој еластичност.

ПАЖЊА! У средини нуклеус пулпосуса налази се шупљина, чија је запремина нормално 1-1,5 ^цм³.

Влакнасти прстен интервертебралног диска састоји се од густих снопова везивног ткива испреплетаних у различитим правцима.

Централни снопови фиброзног прстена су лабаво распоређени и постепено прелазе у капсулу језгра, док су периферни снопови блиско један другом и уграђени су у коштану маргиналну ивицу. Задњи полукруг прстена је слабији од предњег, посебно у лумбалној и вратној кичми. Бочни и предњи делови интервертебралног диска благо штрче изван коштаног ткива, пошто је диск нешто шири од тела суседних пршљенова.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ]

Кичмени лигаменти

Предњи уздужни лигамент, који је периостеум, чврсто је спојен са телима пршљенова и слободно прелази преко диска.

Задњи уздужни лигамент, који учествује у формирању предњег зида кичменог канала, напротив, слободно је пребачен преко површине пршљенова и сраста се са диском. Овај лигамент је добро заступљен у вратној и торакалној кичми; у лумбалној регији је сведен на уску траку, дуж које се често могу видети празнине. За разлику од предњег уздужног лигамента, веома је слабо развијен у лумбалној регији, где се најчешће примећују пролапси дискова.

Жути лигаменти (укупно 23 лигамента) налазе се сегментно, почевши од Ц пршљена до С пршљена. Ови лигаменти као да вире у кичмени канал и тиме смањују његов пречник. Због чињенице да су најразвијенији у лумбалној регији, у случајевима њихове патолошке хипертрофије могу се приметити феномени компресије коњског репа.

Механичка улога ових лигамената је различита и посебно је важна са становишта статике и кинематике кичменог стуба:

• одржавају цервикалну и лумбалну лордозу, чиме јачају деловање паравертебралних мишића;
• одредити смер кретања пршљенова, чију амплитуду контролишу интервертебрални дискови;
• штите кичмену мождину директно затварањем простора између плоча и индиректно кроз своју еластичну структуру, због чега, током екстензије трупа, ови лигаменти остају потпуно растегнути (под условом да би, ако би се контраховали, њихови набори компресовали кичмену мождину);
• заједно са паравертебралним мишићима, помажу у довођењу трупа из вентралне флексије у вертикални положај;
• имају инхибиторни ефекат на пулпозно једро (nucleus pulposus), које, путем интердискалног притиска, тежи да размакне два суседна пршљена.

Повезивање лукова и процеса суседних пршљенова врши се не само жутим, већ и интерспинозним, супраспинозним и интертрансверзалним лигаментима.

Поред дискова и уздужних лигамената, пршљенови су повезани са два интервертебрална зглоба формирана зглобним процесима који имају карактеристике у различитим пресецима. Ови процеси ограничавају интервертебралне отворе кроз које излазе нервни коренови.

Инервацију спољашњих делова фиброзног прстена, задњег уздужног лигамента, периоста, зглобне капсуле, крвних судова и мембрана кичмене мождине врши синувертебрални нерв (н. синувертебралис), који се састоји од симпатичких и соматских влакана. Исхрана диска код одрасле особе одвија се дифузијом кроз хијалинске плоче.

Наведене анатомске карактеристике, као и подаци из упоредне анатомије, омогућили су нам да интервертебрални диск посматрамо као полузглоб (Schmorl, 1932), док се nucleus pulposus, који садржи синовијалну течност (Vinogradova TP, 1951), упоређује са зглобном шупљином; крајње плоче пршљенова, прекривене хијалинском хрскавицом, упоређују се са зглобним крајевима, а фиброзни прстен се сматра зглобном капсулом и лигаментним апаратом.

Интервертебрални диск је типичан хидростатички систем. Пошто су течности практично нестиљиве, сваки притисак који делује на језгро се равномерно трансформише у свим правцима. Влакнасти прстен, затегнутошћу својих влакана, држи језгро и апсорбује већину енергије. Због еластичних својстава диска, ударци и потреси мозга који се преносе на кичму, кичмену мождину и мозак значајно се ублажавају при трчању, ходању, скакању итд.

Тургор језгра значајно варира: када се оптерећење смањи, оно се повећава и обрнуто. Значајан притисак језгра може се проценити по чињеници да након што је неколико сати у хоризонталном положају, исправљање дискова продужава кичму за више од 2 цм. Такође је познато да разлика у људској висини током дана може достићи 4 цм.

Пршљенови у различитим деловима кичме имају своје карактеристичне анатомске и функционалне карактеристике.

[ 6 ], [ 7 ], [ 8 ], [ 9 ]

Цервикална кичма

У складу са функционалним задацима потпоре, величине пршљенова се постепено повећавају од цервикалних до лумбалних региона, достижући највећу величину у S пршљеновима;

• Вратни пршљенови, за разлику од оних који се налазе испод, имају релативно ниска тела елипсоидног облика;
• Тела вратних пршљенова нису међусобно одвојена диском целом дужином. Ове издужене горње-бочне ивице тела пршљенова, назване полумесечасти или кукасти наставци (processus uncinatus), спајајући се са доњим-бочним угловима тела прекривајућих пршљенова, формирају такозвани Лушкин зглоб, или унковертебрални зглоб, према Троландовој терминологији. Између processus uncinatus и фасете горњег пршљена налази се унковертебрални размак од 2-4 мм;
• Унковертебралне зглобне површине су прекривене зглобном хрскавицом, а зглоб је споља окружен капсулом. У овом региону, вертикална влакна фиброзног прстена на бочној површини диска се дивергирају и иду у сноповима паралелно са отвором; међутим, диск се не спаја директно са овим зглобом, јер се, приближавајући унковертебралној фисури, постепено нестаје;
• анатомска карактеристика вратних пршљенова је присуство отвора у основи попречних процеса, кроз које пролази а. вертебралис;
• Интервертебрални отвори C5 _, C6 _и C7 _имају троугласти облик. Оса отвора у пресеку пролази у косој равни. Тиме се стварају услови за сужавање отвора и компресију корена унковертебралним израслима;
• спинозни наставци вратних пршљенова (осим C7 ₎ су расцепљени и спуштени;
• зглобни процеси су релативно кратки, налазе се у нагнутом положају између фронталне и хоризонталне равни, што одређује значајан волумен покрета флексије-екстензије и донекле ограничене бочне нагибе;
• ротационе покрете углавном изводе горњи вратни пршљенови због цилиндричног зглоба зубног наставка са зглобном површином Ц1 пршљена;
• спинозни процес C ₇ максимално штрчи и лако се палпира;
• вратна кичма карактерише се свим врстама покрета (флексија-екстензија, савијање удесно и лево, ротација) и у највећој запремини;
• први и други цервикални корени излазе иза атлантоокципиталног и атлантоаксијалног зглоба, а у овим областима нема интервертебралних дискова;
• У цервикалном делу, дебљина интервертебралних дискова је 1/4 висине одговарајућег пршљена.

Цервикална кичма је мање моћна и покретљивија од лумбалне кичме и генерално је подложна мањем оптерећењу. Међутим, оптерећење на 1 цм2 ^{цервикалног} диска није ништа мање, па чак и веће, него на 1 цм2 ^{лумбалне} кичме (Матијаш). Као резултат тога, дегенеративне лезије цервикалних пршљенова су једнако честе као и у лумбалној кичми.

Р. Гали и др. (1995) су показали да лигаментни апарат пружа веома малу покретљивост између тела пршљенова: хоризонтална померања суседних пршљенова никада не прелазе 3-5 мм, а угаони нагиби - 11°.

Нестабилност ПДС-а треба очекивати када је растојање веће од 3-5 мм између тела суседних пршљенова и када се угао између тела пршљенова повећа за више од 11°.

[ 10 ], [ 11 ], [ 12 ], [ 13 ]

Торакална кичма

У грудном делу, где је обим покрета кичме релативно мали, пршљенови су виши и дебљи од вратних. Од Th ₅ до Th 12 грудних пршљенова, њихова попречна величина се постепено повећава, приближавајући се величини горњих лумбалних пршљенова; интервертебрални дискови у грудном делу су мањи него у лумбалном и вратном делу; дебљина интервертебралних дискова је 1/3 висине одговарајућег пршљена; интервертебрални отвори у грудном делу су ужи него у вратном делу; кичмени канал је такође ужи него у лумбалном делу; присуство великог броја симпатичких влакана у грудним коренима не само да узрокује необичну вегетативну обојеност грудних радикулопатија, већ може изазвати и развој висцералног бола и дискинезије; релативно масивни, задебљани на крајевима попречни наставци грудних пршљенова су нагнути донекле уназад, а спинозни наставци су оштро нагнути надоле; Туберкул ребра се спаја са предњом површином задебљаног слободног краја попречног наставка, формирајући прави костотрансверзални зглоб; још један зглоб се формира између главе ребра и бочне површине тела пршљена у нивоу диска.

Ови зглобови су ојачани јаким лигаментима. Када се кичма ротира, ребра и бочне површине пршљенова са попречним процесима прате кичму, окрећући се око вертикалне осе као једна целина.

Торакална кичма има две карактеристичне карактеристике:

• нормална кифотична кривина за разлику од лордотичне кривине цервикалне и лумбалне кичме;
• зглоб сваког пршљена са паром ребара.

Стабилност и покретљивост грудне кичме

Главни стабилизациони елементи су: а) ребарни оквир; б) интервертебрални дискови; ц) фиброзни прстенови; г) лигаменти (предњи и задњи уздужни лигаменти, радијални лигамент, костотрансверзални лигамент, интертрансверзални лигаменти, жути лигамент, интер- и супраспинозни лигаменти).

Ребра са лигаментним апаратом пружају довољну стабилност и истовремено ограничавају покретљивост током покрета (флексија - екстензија, бочно савијање и ротација).

ПАЖЊА! Приликом кретања у грудном делу, ротација је најмање ограничена.

Интервертебрални дискови, заједно са влакнастим прстеном, поред амортизације, обављају стабилизујућу функцију: у овом одељку, дискови су мањи него у цервикалном и лумбалном делу, што минимизира покретљивост између тела пршљенова.

Стање лигаментног апарата одређује стабилност торакалне кичме.

Више аутора (Хелдсворт, Денис, Џам, Тејлор, итд.) је поткрепило теорију стабилности три тачке.

Кључна улога се даје задњем комплексу: његов интегритет је суштински услов за стабилност, а оштећење задњих и средњих потпорних структура манифестује се клиничком нестабилношћу.

Важан стабилизујући елемент је зглобна капсула, а анатомија зглобова такође обезбеђује интегритет структура.

Зглобови су оријентисани у фронталној равни, што ограничава флексију-екстензију и латерално савијање; стога су сублуксације и дислокације зглобова изузетно ретке у торакалном региону.

ПАЖЊА! Најнестабилније подручје је зона Th10-L1 због релативно стабилних грудних и покретљивијих лумбалних региона.

Лумбосакрална кичма

У лумбалној кичми, која подржава тежину горњег дела:

• тела пршљенова су најшира, попречни и зглобни процеси су масивни;
• Предња површина тела лумбалних пршљенова је благо конкавна у сагиталном правцу; тело L пршљена је нешто више напред него позади, што анатомски одређује формирање лумбалне лордозе. Код лордозе, оса оптерећења се помера уназад. Ово олакшава ротационе покрете око вертикалне осе тела;
• попречни наставци лумбалних пршљенова се нормално налазе фронтално; вентрални делови попречних наставака лумбалних пршљенова су неразвијени остаци одговарајућих лумбалних ребара, због чега се називају ребарни наставци (processus costarii vertebrae lumbalis). У основи ребарних наставака налазе се мањи помоћни наставци (processus accessorius);
• зглобни процеси лумбалних пршљенова приметно штрче, а њихове зглобне површине се налазе под углом у односу на сагиталну раван;
• спинозни наставци су задебљани и усмерени уназад скоро хоризонтално; на постеролатералној ивици сваког горњег зглобног наставка са десне и леве стране налази се мали конични мамиларни наставак (processus mamillaris);
• интервертебрални отвори у лумбалној регији су прилично широки. Међутим, у условима деформације кичме, дегенеративних процеса и статичких поремећаја, синдром радикуларног бола се најчешће јавља у овој регији;
• лумбални дискови, у складу са највећим оптерећењем, имају највећу висину - 1/3 висине тела;
• Најчешћа локализација протрузија и пролапса дискова одговара најоптерећенијим деловима: простор између L4 _и Ls _и, нешто ређе, између C и S1;
• Језгро пулпозус се налази на граници задње и средње трећине диска. Влакнасти прстен у овој области је знатно дебљи напред, где га подржава густи предњи уздужни лигамент, најмоћније развијен у лумбалној регији. Позади, влакнасти прстен је тањи и одвојен је од кичменог канала танким и мање развијеним задњим уздужним лигаментом, чвршће повезаним са интервертебралним дисковима него са телима пршљенова. Овај лигамент је са њима повезан растреситим везивним ткивом, у које је уграђен венски плексус, што ствара додатне услове за формирање избочина и пролапса у лумен кичменог канала.

Једна од карактеристичних особина кичменог стуба је присуство четири такозване физиолошке кривине које се налазе у сагиталној равни:

• цервикална лордоза, коју формирају сви вратни и горњи торакалне пршљенови; највећа конвексност је на нивоу _C5 и _C6;
• торакална кифоза; максимална конкавност је на нивоу Th ₆ - Th ₇;
• лумбална лордоза, формирана од последњег грудног и свих лумбалних пршљенова. Највећа закривљеност се налази у нивоу тела L ₄;
• сакрокоцигеална кифоза.

Главне врсте функционалних поремећаја у кичми развијају се или по типу изглађивања физиолошких кривина, или по типу њиховог повећања (кифоза). Кичма је један аксијални орган, њена подела на различите анатомске делове је условна, стога не може бити хиперлордозе, на пример, у цервикалној кичми са изглађивањем лордозе у лумбалној, и обрнуто.

Тренутно су систематизоване главне врсте функционалних поремећаја код изглађених и хиперлордотичних варијанти промена у кичми.

1. Када се физиолошке кривине кичме изгладе, развијају се функционални поремећаји флексибилног типа, који се карактеришу присилним положајем пацијента (у флексибилном положају) и укључују:

• ограничена покретљивост у моторним сегментима цервикалне кичме, укључујући и подручје зглобова главе;
• синдром инфериорног косог капитиса;
• лезије дубоких флексорских мишића врата и стерноклеидомастоидног мишића;
• синдром предње скалене;
• синдром скапуларне регије (синдром леватора лопатице);
• синдром предњег зида грудног коша;
• у неким случајевима - синдром скапулохумералног периартритиса;
• у неким случајевима - синдром латералне епикондилозе лакта;
• ограничена покретљивост првог ребра, у неким случајевима - I-IV ребара, кључних зглобова;
• синдром спљоштења лумбалне лордозе;
• синдром паравертебралних мишића.

Ограничење покретљивости у моторним сегментима лумбалне и доњег торакалног дела кичме: у лумбалном делу - флексија и доњем торакалном делу - екстензија:

• ограничена покретљивост у сакроилијачном зглобу;
• адукторски синдром;
• илиопсоас синдром.

2. Са повећањем физиолошких кривина у кичми, развија се екстензиони тип функционалних поремећаја, који се карактерише исправљеним „поносним“ ходом пацијента и ограниченом екстензијом у лумбалној и вратној кичми током манифестације клиничких манифестација болести. То укључује:

• ограничена покретљивост у моторним сегментима средњег дела цервикалне и цервикоторакалне кичме;
• цервикалгија мишића екстензора врата;
• у неким случајевима - синдром епикондилозе унутрашњег лакта;
• ограничена покретљивост у моторним сегментима торакалне кичме.
• синдром лумбалне хиперлордозе;
• ограничење екстензије у моторним сегментима лумбалне кичме: L1-L2 и L2 L3 _, у неким случајевима - _L3 - _L4;
• синдром тетиве колена;
• синдром абдуктора кука;
• пириформис синдром;
• синдром кокцидиније.

Дакле, када се симетрија активних напора поремети чак и под нормалним физиолошким условима, долази до промене конфигурације кичме. Због физиолошких кривина, кичмени стуб може да издржи аксијално оптерећење 18 пута веће од бетонског стуба исте дебљине. То је могуће због чињенице да се у присуству кривина сила оптерећења равномерно распоређује по целој кичми.

Кичма такође укључује свој фиксни део - сакрум и благо покретну тртичну коку.

Сакрум и пети лумбални пршљен су основа целе кичме, пружајући подршку свим њеним горњим деловима и доживљавајући највеће оптерећење.

На формирање кичме и развој њених физиолошких и патолошких кривина значајно утиче положај IV и V лумбалног пршљена и сакрума, односно однос између сакралних и надлежних делова кичме.

Нормално, сакрум се налази под углом од 30° у односу на вертикалну осу тела. Изражен нагиб карлице узрокује лумбалну лордозу ради одржавања равнотеже.

[ 14 ], [ 15 ], [ 16 ], [ 17 ]