Два позвонка, соединенные между собой двумя межпозвонковыми суставами и межпозвонковым диском и защищающие участок спинного мозга – сегмент, в медицине названы позвоночным сегментом (рис. 3). Всего существует 31 позвоночный сегмент (по количеству сегментов спинного мозга).

Рис. 3. Позвоночный двигательный сегмент

В постоянном движении участвуют лишь 24 сегмента, так как в позвоночном столбе насчитывается 23 межпозвонковых диска (их нет между первым и вторым позвонками шейного отдела, которые образуют шаровидный сустав; кроме того, 5 позвонков сращены вместе и образуют крестец). Поэтому вместе с головой и костями таза в движении позвоночного столба участвуют 24 позвоночных двигательных сегмента, называемых сокращенно ПДС.

Как обеспечивается движение позвоночного столба? В движении участвуют две группы мышц: мышцы спины и живота.

Мышцы живота работают при наклоне позвоночного столба вперед и поворотах вправо и влево (последнее главным образом касается нижнегрудного и поясничного отделов).

Мышцы спины делятся на поверхностные и глубокие. Поверхностные мышцы спины находятся сверху. К ним относятся широчайшая мышца спины, трапецевидная мышца, ромбовидная мышца, мышца, поднимающая лопатку, и задние верхние и нижние зубчатые мышцы. Все эти мышцы участвуют в движении плечевого пояса и в незначительной степени помогают нам выпрямляться.

Под поверхностными мышцами находятся глубокие мышцы, основные выпрямители спины, которые образуются из двух трактов – латерального и медиального. Эти тракты состоят из мышц, разных по размеру. Одни мышцы длинные – они перекидываются через весь позвоночный столб, прикрепляясь к крестцу и затылочным буграм черепа. Другие мышцы короче – они перекидываются через 5–6 позвонков. Третьи мышцы перекидываются через 3–4 позвонка. И, наконец, мышцы самого глубокого слоя прикрепляются к отросткам смежных позвонков, которые вращают позвонки относительно друг друга и наклоняют их вправо и влево. Мышцы последнего вида ярко выражены только в наиболее подвижных отделах позвоночника – шейном и поясничном.

В организме человека насчитывается до 457 мышц. Их основные параметры – сила, резкость и выносливость.

Известно, что чем длиннее мышца, тем она выносливее. Она сокращается медленнее, но способна работать дольше. Чем короче мышца, тем она сильнее, тем резче ее движения, но тем быстрее она устает. Неслучайно крупные люди двигаются медленнее, а маленькие быстрее.

Если это важнейшее наблюдение перенести на мышцы спины, то самые маленькие, а значит, самые сильные и резкие мышцы – это мышцы, натянутые между соседними позвонками, которые вращают позвонки и наклоняют их вправо и влево. Как уже говорилось, эти мышцы выражены в наиболее подвижных отделах позвоночника – шейном и поясничном.

Межпозвонковый диск – сложное анатомическое образование, напоминающее по форме диск и находящееся между позвонками (рис. 4). Он обеспечивает подвижность позвоночника, его эластичность, упругость, способность выдерживать большие нагрузки, играет ведущую роль в биомеханике движения позвоночного столба.

Рис. 4. Межпозвонковый диск

Диск состоит из пульпозного ядра, напоминающего по форме двояковыпуклую чечевицу, которое находится в центре диска. Объем ядра в норме составляет 1–1,5 см³.

Ядро заполнено студенистым веществом, состоящим из гликозамингликанов, которым принадлежит основная роль в поддержании внутридискового давления. Благодаря свойству гликозамингликанов быстро забирать и отдавать воду пульпозное ядро способно увеличивать свой объем в 2 раза. Когда давление на позвоночный столб возрастает (например, при поднятии тяжестей), молекулы гликозамингликанов забирают воду. Ядро диска становится упругим и компенсирует нагрузку на позвоночник.

Вода забирается до тех пор, пока не уравновесится давление на диск. Когда же нагрузка на позвоночник снижается, идет обратный процесс. Гликозамингликаны отдают воду, упругость ядра уменьшается, и наступает динамическое равновесие. В этом и заключается основная функция межпозвонкового диска – амортизирующая.

Ядро имеет капсулу из небольшого количества хрящевых клеток и коллагеновых волокон, придающих ему эластичность, и окружено фиброзным кольцом, которое образовано плотными соединительными пучками. Спереди и с боков фиброзное кольцо жестко срастается со смежными позвонками.

Сверху и снизу пульпозное ядро с фиброзным кольцом покрыто гиалиновой пластинкой, играющей большую роль в транспортировке воды и питательных веществ к пульпозному ядру и выведении продуктов обмена. Гиалиновая пластинка очень плотно прилегает к замыкательным пластинкам, которые жестко срастаются с телами смежных позвонков, защищая их губчатое вещество от чрезмерных нагрузок. Известно, что пока наш организм растет (до 20–25 лет), межпозвонковый диск имеет сосудистую сеть, то есть питается через сосуды, которые проходят через тела позвонков, но к 20–25 годам жизни запустевают (облитерируются).

Питание диска у взрослого человека происходит путем диффузии (пропитывания) из смежных позвонков через замыкательные и гиалиновые пластинки. Межпозвонковый диск несколько шире смежных позвонков, поэтому боковые и передние отделы его слегка выступают за пределы костной ткани.

Общая высота всех межпозвонковых дисков у новорожденного составляет 50 % от высоты позвоночного столба. Вот почему новорожденные очень гибкие. С ростом человека высота дисков уменьшается. У взрослого она составляет уже только 25 % от высоты позвоночного столба. Толщина межпозвонкового диска зависит от уровня его расположения и подвижности соответствующего отдела позвоночника.

В наименее подвижном грудном отделе толщина дисков составляет 3–4 мм, в шейном отделе, обладающем большей подвижностью, – 5–6 мм, в поясничном отделе толщина дисков доходит до 10–12 мм, поскольку на этот отдел приходится самая большая нагрузка по оси.

Межпозвонковый диск выполняет важнейшие функции:

• соединяет позвонки между собой (очень жестко и плотно);

• обеспечивает подвижность позвоночного столба;

• работает как амортизатор.

Рассмотрим эти функции более подробно.

• Соединение позвонков. За счет плавного перехода фиброзного кольца в гиалиновые пластинки (а они в свою очередь переходят в замыкательныепластинки), которые плотно сращены с телами позвонков, происходит очень жесткое и плотное соединение позвонков и дисков между собой.

В месте соединения диска с телом позвонка нет движения, а значит, нет и трения. Поэтому диски никогда не стираются и, более того, никогда не выскакивают (если, конечно, мы говорим не о последствиях травмы).

• Обеспечение подвижности позвоночного столба.

Благодаря межпозвонковым дискам позвоночник очень подвижен. Всего в позвоночнике 23 межпозвонковых диска, следовательно, 24 двигательных сегмента.

Движения отдельных позвонков в сумме определяют движение всего позвоночника. Наиболее подвижны шейный и поясничный отделы позвоночника, а наименее подвижен грудной отдел вследствие его соединения с ребрами. Подвижность крестцового отдела также минимальна.

• Амортизация. Благодаря свойствам гликозамингликанов (они были описаны выше), межпозвонковый диск работает как амортизатор.

Перефразировать старый коммунистический лозунг можно следующим образом: «Головной мозг сказал – спинной мозг ответил: “Есть!”».

Спинной и головной мозг являются настоящими руководителями нашего организма!