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Salute

Caratteristiche anatomiche e biomeccaniche della colonna vertebrale

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Ultima recensione: 11.04.2020
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La colonna vertebrale deve essere vista dal lato anatomico (biomeccanico) e funzionale.

Anatomicamente, la colonna vertebrale è costituita da 32, a volte 33 vertebre separate, interconnesse da dischi intervertebrali (arte Intersomatica), che rappresentano la sincondrosi e articolazioni (arte Intervertebrale). Stabilità o stabilità spinale è fornito dai legamenti potenti, collegando la vertebra (fig. Longitudinale anterius et posterius) del corpo, e la capsula delle articolazioni intervertebrali, legamenti collegano l'arco vertebrale (fig. Flava), legamenti che collegano i processi spinosi (fig. Supraspinosum et intraspinosum).

Da un punto di vista biomeccanico, la colonna vertebrale è simile a una catena cinematica, costituita da singoli collegamenti. Ogni vertebra si articola con il vicino in tre punti:

In due articolazioni intervertebrali nella parte posteriore e corpi (attraverso il disco intervertebrale) nella parte anteriore.

Le articolazioni tra i processi articolari sono le giunture vere.

Situate una sopra l'altra, le vertebre formano due pilastri: quello anteriore, costruito a spese dei corpi vertebrali, e quello posteriore, formato dagli archi e dalle articolazioni intervertebrali.

La mobilità della colonna vertebrale, la sua elasticità ed elasticità, la capacità di sopportare carichi significativi in una certa misura sono fornite dai dischi intervertebrali, che sono in stretta connessione anatomica e funzionale con tutte le strutture della colonna vertebrale che formano la colonna vertebrale.

Il disco intervertebrale gioca un ruolo di primo piano nella biomeccanica, essendo "l'anima del movimento" della colonna vertebrale (Franceschilli, 1947). Essendo una complessa formazione anatomica, il disco svolge le seguenti funzioni:

  • collegamento delle vertebre
  • garantendo la mobilità della colonna vertebrale,
  • protezione dei corpi vertebrali da traumatizzazione permanente (ruolo di deprezzamento).

ATTENZIONE! Qualsiasi processo patologico, indebolendo la funzione del disco, viola la biomeccanica della colonna vertebrale. Anche le capacità funzionali della colonna vertebrale sono compromesse.

Il complesso anatomico costituito da un disco intervertebrale, due vertebre adiacenti con le corrispondenti articolazioni e l'apparato legamentoso a questo livello è chiamato il segmento del motore vertebrale (PDS).

Il disco intervertebrale è costituito da due placche ialine, strettamente adiacenti alle placche della piastra terminale dei corpi delle vertebre adiacenti, il nucleo pulpare (nucleo polposo) e l'anello fibroso (anulus fibrosus).

Il nucleo polposo, essendo un residuo della colonna vertebrale, contiene:

  • sostanza interstiziale condrina;
  • un piccolo numero di cellule cartilaginee e fibre intrecciate di collagene, formando una sorta di capsula e dandole elasticità.

ATTENZIONE! Nel mezzo del nucleo della polpa c'è una cavità, il cui volume è normalmente 1-1,5 cm 3.

L'anello fibroso di un disco intervertebrale è costituito da fasci di tessuto connettivo denso che si intrecciano in direzioni diverse.

I fasci centrali dell'anello fibroso sono disposti liberamente e gradualmente passano nella capsula del nucleo, mentre i fasci periferici si congiungono strettamente l'uno con l'altro e sono incorporati nel bordo marginale dell'osso. Il semicerchio posteriore dell'anello è più debole di quello anteriore, specialmente nella colonna lombare e cervicale. Le sezioni laterali e anteriori del disco intervertebrale sporgono leggermente oltre i limiti del tessuto osseo, poiché il disco è leggermente più largo dei corpi delle vertebre adiacenti.

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Legamenti vertebrali

Il legamento longitudinale anteriore, essendo il periostio, è saldamente aderito ai corpi vertebrali e si diffonde liberamente sul disco.

Il legamento longitudinale posteriore, che partecipa alla formazione della parete anteriore del canale spinale, al contrario, si diffonde liberamente sulla superficie dei corpi vertebrali ed è giuntato con il disco. Questo legamento è ben rappresentato nella colonna vertebrale cervicale e toracica; nella parte lombare, si riduce a un nastro stretto, durante il quale si possono spesso osservare anche degli spazi vuoti. A differenza del legamento longitudinale anteriore, è molto poco sviluppato nella regione lombare, in cui il prolasso del disco è più spesso notato.

I legamenti gialli (per un totale di 23 legamenti) sono segmentati, variando dalla vertebra C alla S vertebra. Questi legamenti agiscono come se fossero nel canale spinale e quindi riducono il suo diametro. A causa del fatto che sono più sviluppati nella regione lombare, nei casi della loro ipertrofia patologica, è possibile osservare fenomeni di compressione degli equiseti.

Il ruolo meccanico di questi legamenti è diverso e particolarmente importante dal punto di vista della statica e cinematica della colonna vertebrale:

  • preservano la lordosi cervicale e lombare, rafforzando così l'azione dei muscoli paravertebrali;
  • determinare la direzione di movimento dei corpi vertebrali, la cui ampiezza è controllata da dischi intervertebrali;
  • proteggere il midollo spinale direttamente chiudendo lo spazio tra le placche e indirettamente attraverso la loro struttura elastica, grazie alla quale durante l'estensione del corpo questi legamenti rimangono completamente tesi (a condizione che se fossero ridotti, le loro pieghe stringerebbero il midollo spinale);
  • insieme con i muscoli paravertebrali contribuiscono a portare il corpo dalla flessione ventrale in posizione eretta;
  • Hanno un effetto inibitorio sui nuclei pulpari, che, per mezzo della pressione interdisecolare, tendono a rimandare due corpi vertebrali adiacenti.

La connessione delle maniglie e processi delle vertebre adiacenti è effettuata non solo giallo, ma anche tra le interostasi, i hypostases ei legamenti intertrasversali.

Oltre ai dischi e ai legamenti longitudinali, le vertebre sono collegate da due articolazioni intervertebrali, formate da processi articolari con caratteristiche in parti diverse. Questi processi limitano il forame intervertebrale attraverso il quale escono le radici nervose.

L'innervazione delle divisioni esterne dell'anello fibroso, del legamento longitudinale posteriore, del periostio, della capsula delle articolazioni, dei vasi e delle membrane del midollo spinale viene eseguita dal nervo vertebrale sinusale (n. Sinuvertebralis), costituito da fibre simpatiche e somatiche. La nutrizione del disco in un adulto avviene per diffusione attraverso le piastre ialine.

Le caratteristiche anatomiche elencate, così come i dati di anatomia comparativa, hanno permesso di considerare il disco intervertebrale come un mezzo giunto (Schmorl, 1932), mentre il nucleo pulpare contenente il liquido sinoviale (Vinogradova TP, 1951) viene confrontato con la cavità articolare; la placca vertebrale, ricoperta di cartilagine ialina, è paragonata alle estremità articolari e l'anello fibroso è considerato una capsula articolare e un apparato legamentoso.

Il disco intervertebrale è un tipico sistema idrostatico. A causa del fatto che i liquidi sono praticamente incomprimibili, qualsiasi pressione che agisce sul nucleo viene trasformata uniformemente in tutte le direzioni. L'anello fibroso, energizzando le sue fibre, trattiene il nucleo e assorbe la maggior parte dell'energia. A causa delle proprietà elastiche del disco, tremori e tremori trasmessi alla colonna vertebrale, al midollo spinale e al cervello sono considerevolmente ammorbiditi quando si corre, si cammina, si salta, ecc.

Il turgore del nucleo è variabile entro limiti considerevoli: con il carico decrescente si alza e viceversa. Una pressione significativa del nucleo può essere giudicata dal fatto che, dopo essere stato in posizione orizzontale per diverse ore, il raddrizzamento dei dischi allunga la colonna di oltre 2 cm. Inoltre è noto che la differenza dell'altezza di una persona durante un giorno può raggiungere i 4 cm.

I corpi vertebrali in diverse parti della colonna hanno le loro peculiari caratteristiche anatomiche e funzionali.

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Colonna vertebrale cervicale

Secondo i compiti funzionali del supporto, le dimensioni dei corpi vertebrali aumentano gradualmente dalla cervicale alla lombare, raggiungendo la dimensione massima nelle S vertebre;

  • le vertebre cervicali, al contrario di quelle situate sotto, hanno corpi ellissoidali relativamente bassi;
  • i corpi delle vertebre cervicali sono separati l'uno dall'altro da un disco non completamente finito. Questi bordi laterali superiori allungati dei corpi vertebrali, chiamati processi semilunari o uncinati (processus uncinatus), che si collegano con gli angoli laterali inferiori dei corpi delle vertebre soprastanti, formano la cosiddetta articolazione di Lyushka, o articolazione uncardtebrale, secondo la terminologia di Troland. Tra il processus uncinatus e l'aspetto della vertebra superiore vi è una fessura uncovertebrale di 2-4 mm;
  • le superfici articolate uncovertebrali sono coperte da cartilagine articolare e all'esterno dell'articolazione è circondata da una capsula. In quest'area, le fibre verticali dell'anello fibroso sulla superficie laterale del disco divergono e scorrono in grappoli paralleli al foro; allo stesso tempo, il disco non confina direttamente con questa articolazione, poiché, mentre si avvicina alla fessura uncovertebrale, gradualmente scompare;
  • La caratteristica anatomica delle vertebre cervicali è la presenza di fori alla base dei processi trasversali, in cui a. Vertebralis;
  • i fori intervertebrali C 5, C 6 e C 7 hanno una forma triangolare. L'asse del foro nella sezione passa in un piano obliquo. Quindi, vengono create le condizioni per restringere l'apertura e comprimere la colonna vertebrale durante le crescite uncovertebrali;
  • i processi spinosi delle vertebre cervicali (eccetto C 7 ) vengono suddivisi e abbassati;
  • i processi articolari sono relativamente brevi, si trovano in una posizione inclinata tra i piani frontale e orizzontale, che determina una quantità significativa di movimenti di estensione della flessione e inclinazioni laterali piuttosto limitate;
  • i movimenti rotatori sono effettuati principalmente dalle vertebre cervicali superiori a causa della giuntura cilindrica del processo simile a un dente con la superficie articolare della vertebra C1;
  • il processo spinoso C 7 appare al massimo e facilmente palpabile;
  • tutti i tipi di movimenti (estensione della flessione, inclinazioni verso destra e sinistra, rotazione) e nella massima misura sono caratteristiche del rachide cervicale;
  • la prima e la seconda radice cervicale si estendono dietro le articolazioni atlanto-occipitale e atlanto-assiale e non vi sono dischi intervertebrali in queste aree;
  • nella colonna cervicale, lo spessore dei dischi intervertebrali è 1/4 dell'altezza della vertebra corrispondente.

La colonna vertebrale cervicale è meno potente e più mobile della colonna lombare e generalmente soggetta a meno stress. Tuttavia, il carico su 1 cm 2 del disco cervicale non è inferiore, ma anche superiore a 1 cm 2 del tratto lombare (Mathiash). Di conseguenza, le lesioni degenerative delle vertebre cervicali si verificano tanto spesso quanto nella regione lombare.

R.Galli et al. (1995) hanno dimostrato che l'apparato legamentoso fornisce una scarsa mobilità tra i corpi vertebrali: gli spostamenti orizzontali delle vertebre adiacenti non superano mai i 3-5 mm e l'inclinazione angolare è di 11 °.

L'instabilità del PDS dovrebbe essere prevista se vi è una distanza superiore a 3-5 mm tra gli interstizi delle vertebre adiacenti e con un aumento dell'angolo tra i corpi vertebrali superiore a 11 °. 

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Colonna vertebrale toracica

Nella regione toracica, dove il volume dei movimenti spinali è relativamente piccolo, le vertebre sono più alte e più spesse di quelle cervicali. Da Th 5 a TH12 della vertebra toracica, le loro dimensioni trasversali aumentano gradualmente, avvicinandosi alla dimensione delle vertebre lombari superiori; i dischi intervertebrali nella regione toracica hanno un'altezza inferiore rispetto alle regioni lombare e cervicale; lo spessore del disco intervertebrale è 1/3 dell'altezza della vertebra corrispondente; fori intervertebrali nella regione toracica più ristretti rispetto alla cervicale; il canale spinale è anche più stretto rispetto alla regione lombare; la presenza nelle radici del petto di un gran numero di fibre simpatiche non solo causa un particolare colore vegetativo della radiculopatia toracica, ma può anche causare lo sviluppo di dolore viscerale e discinesia; relativamente massiccio, ispessito alle estremità, i processi trasversali delle vertebre toraciche sono inclinati un po 'posteriormente, ei processi spinosi sono bruscamente inclinati verso il basso; la collinetta della costola confina con la superficie anteriore dell'estremità libera ispessita del processo trasversale, formando un vero giunto costale trasversale; un'altra articolazione si forma tra la testa della costola e la superficie laterale del corpo vertebrale a livello del disco.

Queste articolazioni sono rinforzate con legamenti forti. Quando la colonna vertebrale ruota, le costole e le superfici laterali dei corpi vertebrali con processi trasversali seguono la colonna vertebrale, ruotando attorno all'asse verticale nel suo complesso.

La colonna vertebrale toracica si distingue per due caratteristiche:

  • normale curvatura cifotica in contrasto con la curva lordale delle regioni cervicale e lombare;
  • articolazione di ogni vertebra con un paio di costole.

Stabilità e mobilità della colonna vertebrale toracica

I principali elementi stabilizzanti sono: a) gabbia toracica; b) dischi intervertebrali; c) anelli fibrosi; d) legamenti (legamenti longitudinali anteriori e posteriori, legamento radiante, legamento costale-trasversale, legamenti inter-trasverso, legamento giallo, legamenti inter- e sovraspinali).

Le costole con apparato legamentoso forniscono sufficiente stabilità e allo stesso tempo limitano la mobilità durante i movimenti (flessione - estensione, inclinazioni laterali e rotazione).

ATTENZIONE! Durante i movimenti nella regione toracica, la rotazione è meno limitata.

I dischi intervertebrali, insieme all'anello fibroso, oltre all'ammortamento, svolgono una funzione stabilizzante: in questa sezione i dischi sono più piccoli rispetto alle regioni cervicali e lombari, il che riduce al minimo la mobilità tra i corpi vertebrali.

La condizione dell'apparato legamentoso determina la stabilità della colonna vertebrale toracica.

Un certo numero di autori (Heldsworth, Denis, Jcham, Taylor e altri) hanno convalidato la teoria della stabilità a tre supporti.

Il ruolo chiave è giocato dal complesso posteriore: la sua integrità è una condizione indispensabile per la stabilità, e il danno alle strutture di supporto posteriori e centrali si manifesta con instabilità clinica.

Un importante elemento stabilizzante sono le borse articolari e l'anatomia delle articolazioni garantisce anche l'integrità delle strutture.

Le articolazioni sono orientate sul piano frontale, che limita l'inclinazione in flessione e le inclinazioni laterali; pertanto, nella regione toracica, le sublussazioni e le dislocazioni delle articolazioni sono estremamente rare.

ATTENZIONE! L'area più instabile è la zona Th10-L1 a causa delle regioni lombari toraciche e mobili più stabili.

Colonna vertebrale lombosacrale

Nella colonna lombare, che supporta la gravità del reparto sovrastante:

  • corpi vertebrali a livello di processi larghi, trasversali e articolari;
  • la superficie anteriore dei corpi delle vertebre lombari è leggermente concava nella direzione sagittale; il corpo della L vertebra nella parte anteriore è leggermente più alto che nella parte posteriore, che determina la formazione anatomica della lordosi lombare. In condizioni di lordosi, l'asse di carico viene spostato all'indietro. Ciò facilita i movimenti rotazionali attorno all'asse verticale del corpo;
  • i processi trasversali delle vertebre lombari sono normalmente localizzati frontalmente; le parti ventrale dei processi trasversali delle vertebre lombari sono i resti sottosviluppati delle corrispondenti costole lombari, quindi sono chiamati processi costali (processus costarii vertebra lumbalis). Alla base dei processi costali, ci sono processi incrementali più piccoli (processus accessorius);
  • i processi articolari delle vertebre lombari sporgono in modo prominente e le loro superfici articolari sono inclinate rispetto al piano sagittale;
  • i processi spinosi sono ispessiti e posteriormente quasi orizzontali; c'è un piccolo processo mastoideo conico (processus mamillaris) sul margine posteriore-laterale di ciascun processo articolare superiore a destra e a sinistra;
  • i fori intervertebrali nella colonna lombare sono piuttosto ampi. Tuttavia, in condizioni di deformità spinale, processi degenerativi, disturbi statici in questa sezione la sindrome radicolare dolore appare più spesso;
  • i dischi lombari, rispettivamente, eseguivano il carico maggiore con l'altezza maggiore - 1/3 dell'altezza del corpo;
  • la localizzazione più frequente di protrusioni e prolassi del disco corrisponde alle sezioni più sovraccariche: lo spazio tra L 4 e L s e un po 'meno frequentemente tra C e S1;
  • il nucleo pulpare si trova sul bordo della parte posteriore e del terzo medio del disco. L'anello fibroso in questa zona è molto più spesso nella parte anteriore, dove è supportato da un legamento longitudinale anteriore denso, che è più fortemente sviluppato nella regione lombare. La parte posteriore dell'anello fibroso è più sottile ed è separata dal canale spinale da un legamento longitudinale posteriore sottile e più poco sviluppato, che è più saldamente collegato ai dischi intervertebrali rispetto ai corpi vertebrali. Con quest'ultimo, questo legamento è collegato da un tessuto connettivo lasso, in cui è posto un plesso venoso, che crea condizioni aggiuntive per la formazione di protrusioni e prolassi nel lume del canale spinale.

Una delle caratteristiche della colonna vertebrale è la presenza di quattro cosiddette curvature fisiologiche situate nel piano sagittale:

  • lordosi cervicale, formata da tutte le vertebre cervicali e toraciche superiori; il più grande rigonfiamento è a livello C 5 e C 6;
  • cifosi toracica; la massima concavità è al livello di Th 6 - Th 7;
  • lordosi lombare, che è formata dall'ultima toracica e da tutte le vertebre lombari. La massima curvatura si trova al livello del corpo L 4;
  • cifosi sacro-coccigea.

I principali tipi di disturbi funzionali nella colonna vertebrale si sviluppano sia in base al tipo di levigatezza delle curve fisiologiche, sia in base al tipo di aumento (cifosi). La colonna vertebrale è un singolo organo assiale, che lo divide in diverse divisioni anatomiche condizionatamente, quindi non può esserci iperlordosi, ad esempio nel rachide cervicale con la levigatezza della lordosi nella zona lombare e viceversa.

Attualmente, i principali tipi di disturbi funzionali con varianti levigate e iperlordotiche di cambiamenti nella colonna vertebrale sono sistematizzati.

1. Quando le curvature fisiologiche della colonna vertebrale sono levigate, si sviluppa un tipo di disturbo funzionale in flessione, caratterizzato dalla posizione forzata del paziente (nella posizione di flessione) e comprendente:

  • limitazione della mobilità nei segmenti motori del rachide cervicale, anche nell'area delle articolazioni della testa;
  • sindrome del muscolo obliquo inferiore della testa;
  • lesioni dei flessori profondi dei muscoli del collo e del muscolo sternocleidomastoideo;
  • sindrome del muscolo scaleno anteriore;
  • sindrome della regione della fessura superiore (sindrome del muscolo che solleva la scapola);
  • sindrome della parete toracica anteriore;
  • in alcuni casi - la sindrome di periartrit di humeroscapular;
  • in alcuni casi, la sindrome dell'epicondilosi ulnare esterna;
  • limitazione della mobilità della 1a costola, in alcuni casi - costole I-IV, articolazioni della clavicola;
  • sindrome da lordosi lombare lombare;
  • sindrome muscolo paravertebrale.

Restrizione della mobilità nei segmenti motori della colonna vertebrale lombare e inferiore: nella regione lombare - flessione e inferiore toracica - estensione:

  • mobilità limitata nell'articolazione sacro-iliaca;
  • sindrome del muscolo surrenale;
  • sindrome del muscolo ileo-lombare.

2. Con un aumento delle flessioni fisiologiche nella colonna vertebrale, si sviluppa un tipo di danno funzionale flessuoso, caratterizzato da un'andatura "orgogliosa" raddrizzata del paziente e limitazione dell'estensione nella colonna lombare e cervicale durante la manifestazione delle manifestazioni cliniche della malattia. Include:

  • restrizione della mobilità nei segmenti motori delle ovaie mid-cervicali e cervicali della colonna vertebrale;
  • cervicalgia dei muscoli - estensori del collo;
  • in alcuni casi, la sindrome dell'epicondilosi ulnare interna;
  • restrizione della mobilità nei segmenti motori della colonna vertebrale toracica.
  • sindrome da iperlordosi lombare;
  • limitazione dell'estensione nei segmenti motori della colonna lombare: L1-L2 e L 2 -L 3, in alcuni casi - L 3 - L 4;
  • sindrome del gruppo muscolare dorsale femorale;
  • sindrome da scarica muscolare femorale;
  • sindrome piriforme;
  • sindrome da coccigodinia.

Pertanto, quando la simmetria delle forze attive viene disturbata anche in condizioni fisiologiche normali, la configurazione spinale cambia. A causa di curve fisiologiche, la colonna vertebrale può sopportare un carico assiale 18 volte maggiore di una colonna di cemento dello stesso spessore. Ciò è possibile a causa del fatto che in presenza di curve, la forza di carico è distribuita uniformemente in tutto il dorso.

La colonna vertebrale include anche la sua divisione fissa, il sacro e il coccige lento.

Il sacro e la quinta vertebra lombare sono la base dell'intera colonna vertebrale, che fornisce supporto a tutti i suoi reparti soprastanti e sperimenta il più grande sforzo.

La formazione della colonna vertebrale e la formazione delle sue pieghe fisiologiche e patologiche sono fortemente influenzate dalla posizione delle vertebre lombari IV e V e del sacro, cioè il rapporto tra la parte sacrale e la parte sovrastante della colonna vertebrale.

Normalmente, l'osso sacro rispetto all'asse verticale del corpo ha un angolo di 30 °. La pendenza pronunciata del bacino provoca la lordosi lombare per mantenere l'equilibrio.

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