Kregosłup

ROZDZIAŁ I
ANATOMIA I BIOMECHANIKA KRĘGOSŁUPA W ODCINKU LĘDŹWIOWO-KRZYŻOWYM
1.1. Budowa anatomiczna odcinka lędźwiowo-krzyżowego
Kręgosłup człowieka stanowi osiowy kościec ciała. Łączy się od góry z podstawą czaszki a od dołu z kośćmi biodrowymi. Tego swego rodzaju kolumna zbudowana jest z 33-34 kręgów, położonych jeden pod drugim. W związku z odmienną budową kręgów, kręgosłup dzieli się na pięć odcinków. Dzieli się je na odcinek: szyjny, piersiowy, lędźwiowy, krzyżowy i guziczny. Ilość kręgów w każdym odcinku jest różna i wynosi odpowiednio w odcinku szyjnym siedem, w odcinku piersiowym dwanaście, w odcinku lędźwiowym i krzyżowym pięć, natomiast w odcinku guzicznym od trzech do czterech kręgów. Połączenia kręgów stanowią połączenia ścisłe i ruchome [6].
Kręgosłup człowieka nie tworzy struktury ułożonej w osi pionowej, jednakże posiada wężowate wygięcia, w głównej mierze w płaszczyźnie pośrodkowej, co związane jest z przyjęciem przez człowieka postawy pionowej. Wyznacza się dwa rodzaje krzywizn: kifozę i lordozę, które charakteryzują poszczególne odcinki kręgosłupa. Krzywizna skierowana wypukłością do przodu zwana lordozą, występuje w odcinku szyjnym i lędźwiowym kręgosłupa, z kolei krzywizny odcinka piersiowego i krzyżowego, zwrócone są wypukłością do tyłu, tworząc kifozę. Krzywizny te, są rezultatem obciążeń i efektem pracujących mięśni, dlatego też, nie występują u płodu i noworodka [7].


Ryc.1. Budowa kręgosłupa
Źródło: http://www.indyspinemd.com/Normal/nsalumbar.asp 15.11.2013 godz. 1823

1.1.1. Kręgi lędźwiowe
Pięć kręgów lędźwiowych, podobnie jak kręgi pozostałych odcinków kręgosłupa, zbudowane są z trzonu kręgu, znajdującego się z brzusznej strony oraz łuku kręgu położonego, po stronie grzbietowej. Konstruują one otwór kręgowy, w którym znajduje się rdzeń kręgowy. Kręgi lędźwiowe różnią się od innych kręgów, znacznie większą wielkością oraz masywnym trzonem o kształcie nerkowatym. Elementami wchodzącymi w skład ich budowy są wyrostki dodatkowe oraz suteczkowate. Wyrostki stawowe ustawione są niemal w płaszczyźnie strzałkowej, a otwory kręgowe są głównie trójkątne, czasami owalne [6].
Na szczególny wzgląd zasługuje piąty krąg lędźwiowy, odznaczający się wyższą wysokością trzonu w części brzusznej, niż w grzbietowej.

Ryc. 2: Budowa kręgu lędźwiowego
Źródło: Putza R., Pabsta R. Atlas anatomii człowieka Sobotta Tom 2

1.1.2. Kość krzyżowa
W efekcie zrośnięcia pięciu kręgów odcinka krzyżowego kręgosłupa, powstaje kość krzyżowa, co ma miejsce w wieku od dwudziestu do dwudziestu pięciu lat. Kształt kości przypomina klin lub trójkąt, który skierowany jest podstawą ku górze, a wierzchołkiem w dół i ku przodowi. Podstawa kości krzyżowej zawiera wszystkie elementy typowe dla kręgu. Na powierzchni przedniej kości znajduje się podwójny szereg otworów krzyżowych miednicznych, między którymi leżą kresy poprzeczne, będące pozostałościami po krążkach międzykręgowych. Na powierzchni grzbietowej, znajdują się otwory krzyżowe grzbietowe, a także grzebień krzyżowy pośrodkowy, będący pozostałością po zrośniętych wyrostkach kolczystych kręgów krzyżowych. Wierzchołek posiada owalną powierzchnię, która łączy się z kością guziczną.
Powierzchnia uchowata kości krzyżowej i biodrowej razem budują staw krzyżowo-biodrowy. Silnie napięta i krótka torebka stawowa, a także aparat więzadłowy, czyli więzadła krzyżowo-biodrowe brzuszne, grzbietowe i międzykostne, powodują ograniczenie dla ruchów w tym stawie [6,8].


Ryc.3. Budowa kości krzyżowej i kości guzicznej
Źródło: http://classroom.sdmesa.edu/eschmid/Chapter6-Zoo145.htm
15.11.2013 godz. 1830

1.1.3. Połączenia kręgów lędźwiowych
Połączenia kręgów lędźwiowych można podzielić na połączenia ścisłe i ruchome. Do tych pierwszych należą chrząstkozrosty, które łączą trzony kręgów, a także więzozrosty łączące: trzony oraz pozostałe kostne elementy kręgów, czyli łuki i wyrostki. Połączenia ruchome stanowią stawy międzykręgowe oraz stawy międzywyrostkowe. Połączenia kręgosłupa można podzielić również ze względu na długość. Wyróżniamy więc połączenia krótkie i długie, łączące odpowiednio dwa lub więcej kręgów. Do połączeń długich należy: więzadło nadkolcowe, więzadło podłużne przednie, więzadło podłużne tylne. Połączenia krótkie to stawy międzykręgowe, więzadło żółte (międzyłukowe), najsilniej rozwinięte pomiędzy łukami kręgosłupa lędźwiowego oraz więzadła międzykolcowe i krążki międzykręgowe [4].

Ryc. 4. Więzadła kręgosłupa
Źródło: http://www.elemiah.pl/homo.php 16.11.2013 godz.1902

Trzony pojedynczych kręgów łączą się ze sobą za pomocą krążków międzykręgowych. Krążek międzykręgowy kolokwialnie nazywany dyskiem, jest płaską płytką chrzęstną, leżącą między trzonami dwóch kręgów, leżących jeden pod drugim. Jest nieco szerszy od sąsiadujących trzonów, a jego wysokość rośnie do ogonowo, co oznacza, że najwyższe krążki znajdują się w odcinku lędźwiowym kręgosłupa. Część środkowa to jądra miażdżyste, które zlokalizowane jest bliżej brzegu tylnego krążka. Sztywniejsza część obwodowa - pierścień włóknisty oraz płytki chrzęstne łączące krążek powierzchnią trzonów kręgów, również wchodzą w skład budowy krążka. U osób dorosłych dysk nie posiada naczyń krwionośnych, dlatego transport metabolitów zachodzi przez dyfuzję [9].
Pierścień włóknisty o elastycznej i silnej strukturze, dzięki precyzyjnie prostopadle ułożonym włóknom kolagenowym, umożliwia hamowanie nadmiernych rozciągnięć dysku.
Jądro miażdżyste zajmując jedną trzecią objętości krążka, o budowie galaretowatej i wodnistej, stanowi bardziej ruchomą częścią dysku. Jest ono pewnego rodzaju kulistą poduszką wodną (za Bochenkiem), w której panuje podwyższone ciśnienie.
Prawidłowo zbudowany krążek międzykręgowy pełni rolę amortyzującą i dystrybującą siły mechaniczne, działające na kręgosłup [9].


Ryc. 5 Prawidłowo zbudowany krążek międzykręgowy
Źródło: http://www.fridamedical.pl/KGL.htm 16.11.2013 godz. 1215

1.1.4. Połączenia lędźwiowego odcinka kręgosłupa z kością krzyżową
Piąty krąg lędźwiowy łączy się z kością krzyżową, podobnie jak sąsiadujące kręgi pozostałych odcinków kręgosłupa. Do elementów scalających należą: wyrostki stawowe tworzące stawy międzykręgowe, więzadło międzykolcowe i nadkolcowe, więzadło żółte, przedłużenie więzadła podłużnego przedniego i tylnego oraz krążek międzykręgowy. Ponadto występuje więzadło biodrowo-lędźwiowe, będące silną strukturą wzmacniającą to połączenie, łącząc miednicę z kręgosłupem [6].

1.2 Biomechanika dolnego odcinka kręgosłupa
Kręgosłup człowieka to zespół biomechaniczny w postaci segmentarnej. Poszczególny segment ruchowy, innymi słowy jednostka czynnościowa i mechaniczna kręgosłupa, skonstruowana jest z przylegających dwóch sąsiednich kręgów, a także ze wszystkich miękkich zespoleń pomiędzy nimi. Przednia część jednostki funkcjonalnej, dźwiga masę ciała, natomiast część tylna, kieruje ruchami.
Grubość krążka międzykręgowego ma wpływ na ruchomość kręgosłupa. W odcinku lędźwiowym uzyskuje największą wysokość, bo ok. dziesięciu milimetrów [10]. Najbardziej masywne krążki warunkują największy zakres ruchu, zatem ruchomość kręgosłupa wzrasta od kręgów L1 i L2 do L4 i L5.
Kręgi lędźwiowe osiągają największą ruchomość w płaszczyźnie strzałkowej i czołowej. Ruchy zgięcia zyskują większy zakres, w porównaniu z ruchami wyprostnymi. Dominacja tych ruchów obejmuje głównie środkowe segmenty kręgosłupa [11]. W trakcie zgięcia tułowia, jądro miażdżyste krążka międzykręgowego, przesuwa się ku tyłowi, natomiast włókna tylne pierścienia oraz więzadło podłużne tylne, więzadło żółte i więzadło kolczyste, silnie się napinają. Odwrotna sytuacja występuje w wyproście, gdy krążek zwęża się od tyłu. Podczas tych ruchów, dochodzi do zwiększenia ciśnienia w jądrze krążka [9]. Skłony boczne, które zachodzą wokół osi strzałkowej, ograniczane są przez więzadła łączące wyrostki poprzeczne i włókna boczne pierścienia. Śladowe ruchy zachodzą na poziomie L5-S1, a na pozostałych segmentach w granicach sześciu stopni. Ruchy rotacyjne zaś, są najbardziej ograniczonymi ruchami. Spowodowane jest to pionowym ustawieniem stawów miedzywyrostkowych w odcinku dolnym kręgosłupa, a także przebiegiem osi podłużnej dla tych ruchów, przez jedną trzecią tylną krążków międzykręgowych. Największe ruchy rotacji występują w segmencie L5-S1.
Odcinek lędźwiowy kręgosłupa narażony jest na przenoszenie największych sił. Istotnym elementem jest więc zachowanie stabilności kręgosłupa. Do tego zadania przystosowane są krążki międzykręgowe, układ więzadłowy i powięź piersiowo-lędźwiowa. Ponadto rolę stabilizatora pełnią także mięśnie tułowia i kręgosłupa oraz jama brzuszna i klatka piersiowa [12,13].
Prawidłowy dysk międzykręgowy, chroni kręgosłup przed przenoszeniem ruchów z jednego kręgu, na drugi. Z wiekiem krążki ulegają postępującej degeneracji, zwłaszcza poprzez utratę wody i płynów, a także zmiany zawartości białka, w wyniku czego stają się bardziej zwłókniałe. U noworodka jądro zawiera ok. osiemdziesiąt osiem procent wody, w wieku 18 lat osiemdziesiąt procent, a w wieku starczym już tylko sześćdziesiąt dziewięć [10].
W czasie przerywanego nacisku na krążek, obrona przed zniszczeniem, polega na magazynowaniu wody. Gdy nacisk jest stały i nadmierny jądro miażdżyste ulega zniszczeniu. Funkcja krążków jest nieustanna, a największe wartości pracy osiąga w pozycji siedzącej i stojącej oraz przy podnoszeniu ciężarów, gdy obciążenia na kręgosłup są największe.
Odcinek lędźwiowy kręgosłupa w porównaniu z pozostałymi segmentami kręgosłupa, charakteryzuje się największą ruchomością, dlatego też narażony jest na największe obciążenia. Siły skurczów mięśni, ciężar tułowia i wykonywany wysiłek fizyczny oraz ruch, wchodzą skład ciężaru generowanego na kręgosłup [9].
Pozycja siedząca najczęściej przyjmowana przez współczesnego człowieka, przyczynia się do zaburzenia równowagi pomiędzy mięśniami odpowiedzialnymi za stabilizację kręgosłupa, a mięśniami wykonującymi ruch [14]. Prowadzi to do zmian degeneracyjnych pozostałych struktur miękkich kręgosłupa, a w efekcie do pojawiania się zespołów bólowych odcinka lędźwiowo-krzyżowego kręgosłupa.