Dinamica della colonna vertebrale umana

Lo scheletro della colonna vertebrale funge da solido supporto per il corpo ed è costituito da 33-34 vertebre. Una vertebra è composta da due parti: il corpo vertebrale (anteriore) e l'arco vertebrale (posteriore). Il corpo vertebrale costituisce la maggior parte della vertebra. L'arco vertebrale è costituito da quattro segmenti. Due di essi sono i peduncoli, che formano le pareti di sostegno. Le altre due parti sono sottili lamine, che formano una sorta di "tetto". Dall'arco vertebrale si estendono tre processi ossei. I processi trasversi destro e sinistro si diramano da ciascuna articolazione "peduncolo-placca". Inoltre, sulla linea mediana, quando una persona si piega in avanti, è possibile vedere un processo spinoso che sporge posteriormente. A seconda della posizione e della funzione, le vertebre delle diverse sezioni presentano caratteristiche strutturali specifiche, e la direzione e il grado di movimento della vertebra sono determinati dall'orientamento dei processi articolari.

Vertebre cervicali. I processi articolari sono piatti e di forma ovale e sono disposti nello spazio con un'angolazione di 10-15° rispetto al piano frontale, di 45° rispetto al piano sagittale e di 45° rispetto al piano orizzontale. Pertanto, qualsiasi spostamento prodotto dall'articolazione situata superiormente rispetto a quella inferiore si verificherà contemporaneamente con un'angolazione rispetto a tre piani. Il corpo vertebrale presenta una concavità delle superfici superiore e inferiore ed è considerato da molti autori un fattore che contribuisce all'aumento dell'ampiezza del movimento.

Vertebre toraciche. I processi articolari sono inclinati di 20° rispetto al piano frontale, di 60° rispetto al piano sagittale e di 20° rispetto al piano orizzontale e frontale.

Tale disposizione spaziale delle articolazioni facilita lo spostamento dell'articolazione superiore rispetto a quella inferiore, simultaneamente in senso ventrocraniale o dorsocaudale, in combinazione con il suo spostamento mediale o laterale. Le superfici articolari presentano un'inclinazione predominante sul piano sagittale.

Vertebre lombari. La disposizione spaziale delle loro superfici articolari differisce da quella delle vertebre toraciche e cervicali. Sono arcuate e posizionate a un angolo di 45° rispetto al piano frontale, a un angolo di 45° rispetto al piano orizzontale e a un angolo di 45° rispetto al piano sagittale. Questa disposizione spaziale facilita lo spostamento dell'articolazione superiore rispetto a quella inferiore, sia dorsolateralmente che ventromedialmente, in combinazione con lo spostamento craniale o caudale.

L'importante ruolo delle articolazioni intervertebrali nel movimento della colonna vertebrale è testimoniato anche dai noti lavori di Lesgaft (1951), in cui si presta grande attenzione alla coincidenza dei centri di gravità della superficie sferica delle articolazioni nei segmenti C5-C7. Ciò spiega il volume di movimento predominante in essi. Inoltre, l'inclinazione delle superfici articolari contemporaneamente ai piani frontale, orizzontale e verticale promuove un movimento lineare simultaneo in ciascuno di questi tre piani, escludendo la possibilità di un movimento monoplanare. Inoltre, la forma delle superfici articolari favorisce lo scorrimento di un'articolazione lungo il piano di un'altra, limitando la possibilità di un movimento angolare simultaneo. Queste idee sono coerenti con gli studi di White (1978), in seguito ai quali, dopo la rimozione dei processi articolari con archi, il volume di movimento angolare nel segmento di movimento vertebrale è aumentato del 20-80% sul piano sagittale, del 7-50% sul piano frontale e del 22-60% sul piano orizzontale. I dati radiografici di Jirout (1973) confermano questi risultati.

La colonna vertebrale contiene tutti i tipi di connessioni ossee: continue (sindesmosi, sincondrosi, sinostosi) e discontinue (articolazioni tra la colonna vertebrale e il cranio). I corpi delle vertebre sono collegati tra loro da dischi intervertebrali, che insieme costituiscono circa 'A' dell'intera lunghezza della colonna vertebrale. Essi fungono principalmente da ammortizzatori idraulici.

È noto che il grado di mobilità di una qualsiasi parte della colonna vertebrale dipende in larga misura dal rapporto tra l'altezza dei dischi intervertebrali e la parte ossea della colonna vertebrale.

Secondo Kapandji (1987), questo rapporto determina la mobilità di un particolare segmento della colonna vertebrale: più alto è il rapporto, maggiore è la mobilità. La colonna cervicale presenta la maggiore mobilità, poiché il rapporto è di 2:5, ovvero il 40%. La colonna lombare è meno mobile (rapporto 1:3, ovvero il 33%). La colonna toracica è ancora meno mobile (rapporto 1:5, ovvero il 20%).

Ogni disco è costruito in modo tale da avere un nucleo gelatinoso e un anello fibroso al suo interno.

Il nucleo gelatinoso è costituito da un materiale gelatinoso non comprimibile racchiuso in un "contenitore" elastico. La sua composizione chimica è rappresentata da proteine e polisaccaridi. Il nucleo è caratterizzato da una forte idrofilia, ovvero attrazione per l'acqua.

Secondo Puschel (1930), alla nascita il contenuto di liquidi nel nucleo è pari all'88%. Con l'età, il nucleo perde la sua capacità di legare l'acqua. All'età di 70 anni, il suo contenuto di acqua si riduce al 66%. Le cause e le conseguenze di questa disidratazione sono di grande importanza. La riduzione del contenuto di acqua nel disco può essere spiegata da una diminuzione della concentrazione di proteine e polisaccaridi, nonché da una graduale sostituzione del materiale gelatinoso del nucleo con tessuto cartilagineo fibroso. I risultati degli studi di Adams et al. (1976) hanno dimostrato che con l'età si verifica una variazione delle dimensioni molecolari dei proteoglicani nel nucleo polposo e nell'anello fibroso. Il contenuto di liquidi diminuisce. All'età di 20 anni, l'apporto vascolare dei dischi scompare. All'età di 30 anni, il disco è nutrito esclusivamente dalla diffusione linfatica attraverso le placche terminali delle vertebre. Ciò spiega la perdita di flessibilità della colonna vertebrale con l'età, nonché la ridotta capacità degli anziani di ripristinare l'elasticità di un disco danneggiato.

Il nucleo polposo riceve le forze verticali che agiscono sul corpo vertebrale e le distribuisce radialmente sul piano orizzontale. Per comprendere meglio questo meccanismo, si può immaginare il nucleo come un'articolazione a cerniera mobile.

L'anello fibroso è costituito da circa 20 strati concentrici di fibre, intrecciati in modo che uno strato formi un angolo rispetto al precedente. Questa struttura garantisce il controllo del movimento. Ad esempio, sotto sforzo di taglio, le fibre oblique che corrono in una direzione si tendono, mentre quelle che corrono nella direzione opposta si rilassano.

Funzioni del nucleo polposo (Alter, 2001)

Azione	Piegatura	Estensione	Flessione laterale
La vertebra superiore viene sollevata	Fronte	Indietro	Verso il lato piegato
Pertanto il disco viene raddrizzato.	Fronte	Indietro	Verso il lato piegato
Pertanto il disco aumenta	Indietro	Fronte	Dal lato opposto alla curva
Pertanto, il nucleo è diretto	Inoltrare	Indietro	Dal lato opposto alla curva

L'anello fibroso perde elasticità e flessibilità con l'età. In gioventù, il tessuto fibroelastico dell'anello è prevalentemente elastico. Con l'età o dopo un infortunio, la percentuale di elementi fibrosi aumenta e il disco perde elasticità. Man mano che l'elasticità si perde, diventa più suscettibile a lesioni e danni.

Ogni disco intervertebrale può accorciarsi in altezza in media di 1 mm sotto un carico di 250 kg, il che si traduce in un accorciamento di circa 24 mm per l'intera colonna vertebrale. Con un carico di 150 kg, l'accorciamento del disco intervertebrale tra T6 e T7 è di 0,45 mm, mentre con un carico di 200 kg si accorcia di 1,15 mm tra T11 e T12.

Queste alterazioni dei dischi dovute alla pressione scompaiono piuttosto rapidamente. Sdraiati per mezz'ora, la lunghezza del corpo di una persona alta 170-180 cm aumenta di 0,44 cm. La differenza nella lunghezza del corpo della stessa persona al mattino e alla sera è determinata in media da 2 cm. Secondo Leatt, Reilly, Troup (1986), è stata osservata una diminuzione dell'altezza del 38,4% nelle prime 1,5 ore dopo il risveglio e del 60,8% nelle prime 2,5 ore dopo il risveglio. Il ripristino dell'altezza del 68% si è verificato nella prima metà della notte.

In un'analisi della differenza di altezza tra i bambini al mattino e al pomeriggio, Strickland e Shearin (1972) hanno riscontrato una differenza media di 1,54 cm, con un intervallo di 0,8-2,8 cm.

Durante il sonno, il carico sulla colonna vertebrale è minimo e i dischi si gonfiano, assorbendo liquidi dai tessuti. Adams, Dolan e Hatton (1987) hanno identificato tre conseguenze significative delle variazioni giornaliere del carico sulla colonna lombare: 1 - il "gonfiore" causa una maggiore rigidità della colonna vertebrale durante la flessione lombare dopo il risveglio; 2 - al mattino presto, i legamenti dei dischi della colonna vertebrale sono caratterizzati da un rischio maggiore di lesioni; 3 - l'ampiezza del movimento della colonna vertebrale aumenta verso metà giornata. La differenza di lunghezza del corpo è dovuta non solo a una diminuzione dello spessore dei dischi intervertebrali, ma anche a una variazione dell'altezza dell'arco plantare e forse anche, in una certa misura, a una variazione dello spessore della cartilagine delle articolazioni degli arti inferiori.

I dischi intervertebrali possono cambiare forma sotto l'azione di forze esterne prima che una persona raggiunga la pubertà. A questo punto, lo spessore e la forma dei dischi sono definitivamente definitivi, e la configurazione della colonna vertebrale e il tipo di postura associato diventano permanenti. Tuttavia, proprio perché la postura dipende principalmente dalle caratteristiche dei dischi intervertebrali, non è una caratteristica completamente stabile e può modificarsi in una certa misura sotto l'azione di forze esterne e interne, in particolare l'esercizio fisico, soprattutto in giovane età.

Le strutture legamentose e altri tessuti connettivi svolgono un ruolo importante nel determinare le proprietà dinamiche della colonna vertebrale. Il loro compito è limitare o modificare il movimento dell'articolazione.

I legamenti longitudinali anteriore e posteriore corrono lungo le superfici anteriore e posteriore dei corpi vertebrali e dei dischi intervertebrali.

Tra gli archi delle vertebre si trovano legamenti molto resistenti costituiti da fibre elastiche, che conferiscono loro un colore giallo, per cui i legamenti stessi sono chiamati interarcate o gialle. Quando la colonna vertebrale si muove, soprattutto quando si piega, questi legamenti si allungano e si tendono.

Tra i processi spinosi delle vertebre si trovano i legamenti interspinosi, mentre tra i processi trasversi si trovano i legamenti intertrasversali. Sopra i processi spinosi, lungo tutta la lunghezza della colonna vertebrale, corre il legamento sopraspinoso, che, avvicinandosi al cranio, si allarga in direzione sagittale ed è chiamato legamento nucale. Nell'uomo, questo legamento ha l'aspetto di un'ampia lamina, formando una sorta di setto tra i gruppi muscolari destro e sinistro della regione nucale. I processi articolari delle vertebre sono collegati tra loro da articolazioni, che nelle parti superiori della colonna vertebrale hanno una forma piatta, mentre in quelle inferiori, in particolare nella regione lombare, sono cilindriche.

La connessione tra l'osso occipitale e l'atlante presenta caratteristiche peculiari. Qui, come tra i processi articolari delle vertebre, si forma un'articolazione combinata composta da due articolazioni anatomicamente separate. La forma delle superfici articolari dell'articolazione atlanto-occipitale è ellittica o ovoidale.

Tre articolazioni tra l'atlante e l'epistrofeo si combinano in un'articolazione atlanto-assiale combinata con un asse di rotazione verticale; di queste, l'articolazione impari è l'articolazione cilindrica tra il dente dell'epistrofeo e l'arco anteriore dell'atlante, e l'articolazione pari è l'articolazione piatta tra la superficie articolare inferiore dell'atlante e la superficie articolare superiore dell'epistrofeo.

Due articolazioni, l'atlanto-occipitale e l'atlanto-assiale, situate sopra e sotto l'atlante, si completano a vicenda formando connessioni che forniscono alla testa mobilità attorno a tre assi di rotazione reciprocamente perpendicolari. Entrambe queste articolazioni possono essere combinate in un'unica articolazione combinata. Quando la testa ruota attorno a un asse verticale, l'atlante si muove insieme all'osso occipitale, svolgendo il ruolo di una sorta di menisco intercalare tra il cranio e il resto della colonna vertebrale. Un apparato legamentoso piuttosto complesso contribuisce al rafforzamento di queste articolazioni, che include i legamenti crociato e pterigoideo. A sua volta, il legamento crociato è costituito dal legamento trasverso e da due stinchi, superiore e inferiore. Il legamento trasverso passa dietro l'epistrofeo odontoideo e rafforza la posizione di questo dente al suo posto, essendo teso tra le masse laterali destra e sinistra dell'atlante. Gli stinchi superiori e inferiori si estendono dal legamento trasverso. Di questi, quello superiore si attacca all'osso occipitale e quello inferiore al corpo della seconda vertebra cervicale. I legamenti pterigoidei, destro e sinistro, partono dalle superfici laterali del dente verso l'alto e verso l'esterno, attaccandosi all'osso occipitale. Tra l'atlante e l'osso occipitale ci sono due membrane, una anteriore e una posteriore, che chiudono l'apertura tra queste ossa.

Il sacro è collegato al coccige tramite una sincondrosi, che consente al coccige di muoversi principalmente in direzione anteroposteriore. L'ampiezza della mobilità dell'apice del coccige in questa direzione nelle donne è di circa 2 cm. Anche l'apparato legamentoso contribuisce al rafforzamento di questa sincondrosi.

Poiché la colonna vertebrale di un adulto forma due curve lordotiche (cervicale e lombare) e due cifotiche (toracica e sacrococcigea), la linea verticale che parte dal baricentro del corpo la interseca solo in due punti, il più delle volte a livello delle vertebre C8 e L5. Questi rapporti, tuttavia, possono variare a seconda delle caratteristiche posturali di una persona.

Il peso della metà superiore del corpo non solo esercita una pressione sulle vertebre, ma agisce anche su alcune di esse sotto forma di una forza che determina la curvatura della colonna vertebrale. Nella regione toracica, la linea di gravità del corpo passa davanti ai corpi vertebrali, generando un effetto di forza che aumenta la curvatura cifotica della colonna vertebrale. Ciò è impedito dall'apparato legamentoso, in particolare dal legamento longitudinale posteriore, dai legamenti interossei e dal tono dei muscoli estensori del tronco.

Nella colonna lombare, il rapporto è invertito: la linea di gravità del corpo di solito passa in modo tale che la gravità tende a ridurre la lordosi lombare. Con l'età, sia la resistenza dell'apparato legamentoso che il tono dei muscoli estensori diminuiscono, per cui, sotto l'influenza della gravità, la colonna vertebrale cambia spesso la sua configurazione e forma un'unica flessione generale rivolta in avanti.

È stato accertato che lo spostamento in avanti del baricentro della metà superiore del corpo avviene sotto l'influenza di una serie di fattori: la massa della testa e della cintura scapolare, degli arti superiori, del torace, degli organi toracici e addominali.

Il piano frontale, in cui si trova il baricentro del corpo, devia relativamente poco in avanti dall'articolazione atlanto-occipitale negli adulti. Nei bambini piccoli, la massa della testa è di grande importanza perché il suo rapporto con la massa dell'intero corpo è più significativo, quindi il piano frontale del baricentro della testa è solitamente più spostato in avanti. La massa degli arti superiori di una persona influenza in una certa misura la formazione della curvatura della colonna vertebrale a seconda dello spostamento in avanti o indietro del cingolo scapolare, poiché gli specialisti hanno notato una certa correlazione tra la posizione curva e il grado di spostamento in avanti del cingolo scapolare e degli arti superiori. Tuttavia, con una postura eretta, il cingolo scapolare è solitamente spostato all'indietro. La massa del torace umano influenza lo spostamento in avanti del baricentro del tronco tanto più quanto più è sviluppato il suo diametro anteroposteriore. Con un torace piatto, il suo baricentro si trova relativamente vicino alla colonna vertebrale. Gli organi del torace, e in particolare il cuore, non solo contribuiscono con la loro massa allo spostamento in avanti del baricentro del tronco, ma agiscono anche come una trazione diretta sulla parte craniale della colonna toracica, aumentandone così la curvatura cifotica. Il peso degli organi addominali varia a seconda dell'età e della costituzione della persona.

Le caratteristiche morfologiche della colonna vertebrale ne determinano la resistenza a compressione e trazione. La letteratura specialistica riporta che può sopportare una pressione di compressione di circa 350 kg. La resistenza a compressione per la regione cervicale è di circa 50 kg, per la regione toracica di 75 kg e per la regione lombare di 125 kg. È noto che la resistenza a trazione è di circa 113 kg per la regione cervicale, 210 kg per la regione toracica e 410 kg per la regione lombare. Le articolazioni tra la quinta vertebra lombare e l'osso sacro vengono lesionate sotto una trazione di 262 kg.

La resistenza delle singole vertebre alla compressione della colonna cervicale è approssimativamente la seguente: C3 - 150 kg, C4 - 150 kg, C5 - 190 kg, C6 - 170 kg, C7 - 170 kg.

I seguenti indicatori sono tipici per la regione toracica: T1 - 200 kg, T5 - 200 kg, T3 - 190 kg, T4 - 210 kg, T5 - 210 kg, T6 - 220 kg, T7 - 250 kg, T8 - 250 kg, T9 - 320 kg, T10 - 360 kg, T11 - 400 kg, T12 - 375 kg. La regione lombare può sopportare approssimativamente i seguenti carichi: L1 - 400 kg, L2 - 425 kg, L3 - 350 kg, L4 - 400 kg, L5 - 425 kg.

I seguenti tipi di movimenti sono possibili tra i corpi di due vertebre adiacenti. Movimenti lungo l'asse verticale dovuti alla compressione e all'allungamento dei dischi intervertebrali. Questi movimenti sono molto limitati, poiché la compressione è possibile solo entro i limiti dell'elasticità dei dischi intervertebrali e l'allungamento è inibito dai legamenti longitudinali. Per la colonna vertebrale nel suo complesso, i limiti di compressione e allungamento sono insignificanti.

I movimenti tra i corpi di due vertebre adiacenti possono verificarsi in parte sotto forma di rotazione attorno a un asse verticale. Questo movimento è inibito principalmente dalla tensione delle fibre concentriche dell'anello fibroso del disco intervertebrale.

Durante la flessione e l'estensione, sono possibili anche rotazioni attorno all'asse frontale tra le vertebre. Durante questi movimenti, la forma del disco intervertebrale cambia. Durante la flessione, la sua parte anteriore viene compressa e quella posteriore si allunga; durante l'estensione, si osserva il fenomeno opposto. In questo caso, il nucleo gelatinoso cambia posizione. Durante la flessione, si sposta all'indietro, mentre durante l'estensione, si sposta in avanti, cioè verso la parte allungata dell'anello fibroso.

Un altro tipo di movimento distinto è la rotazione attorno all'asse sagittale, che provoca un'inclinazione laterale del tronco. In questo caso, una superficie laterale del disco viene compressa, mentre l'altra viene allungata, e il nucleo gelatinoso si muove verso l'allungamento, cioè verso la convessità.

I movimenti che avvengono nelle articolazioni tra due vertebre adiacenti dipendono dalla forma delle superfici articolari, che sono posizionate diversamente nelle diverse parti della colonna vertebrale.

La regione cervicale è la più mobile. In questa regione, i processi articolari presentano superfici articolari piatte, rivolte all'indietro con un angolo di circa 45-65°. Questo tipo di articolazione offre tre gradi di libertà, ovvero: movimenti di flesso-estensione sul piano frontale, movimenti laterali sul piano sagittale e movimenti di rotazione sul piano orizzontale.

Nello spazio tra le vertebre C2 e C3, l'ampiezza del movimento è leggermente inferiore rispetto alle altre vertebre. Ciò è dovuto al fatto che il disco intervertebrale tra queste due vertebre è molto sottile e che la parte anteriore del bordo inferiore dell'epistrofeo forma una protrusione che limita il movimento. L'ampiezza del movimento di flesso-estensione nella colonna cervicale è di circa 90°. La convessità anteriore formata dal contorno anteriore della colonna cervicale si trasforma in concavità durante la flessione. La concavità così formata ha un raggio di 16,5 cm. Tracciando dei raggi dalle estremità anteriore e posteriore di questa concavità, si ottiene un angolo aperto all'indietro pari a 44°. Con la massima estensione, si forma un angolo aperto in avanti e verso l'alto pari a 124°. Le corde di questi due archi si uniscono formando un angolo di 99°. La maggiore ampiezza di movimento si osserva tra le vertebre C3, C4 e C5, un po' meno tra C6 e C7 e ancora meno tra C7 e T1.

Anche i movimenti laterali tra i corpi delle prime sei vertebre cervicali hanno un'ampiezza piuttosto ampia. La vertebra C... è significativamente meno mobile in questa direzione.

Le superfici articolari a forma di sella tra i corpi delle vertebre cervicali non favoriscono i movimenti torsionali. In generale, secondo diversi autori, l'ampiezza dei movimenti nella regione cervicale si attesta in media sui seguenti valori: flessione - 90°, estensione - 90°; inclinazione laterale - 30°, rotazione laterale - 45°.

L'articolazione atlanto-occipitale e l'articolazione tra l'atlante e l'epistrofeo hanno tre gradi di libertà di movimento. Nel primo caso, sono possibili inclinazioni anteriori e posteriori della testa. Nel secondo, è possibile la rotazione dell'atlante attorno al processo odontoideo, con il cranio che ruota insieme all'atlante. L'inclinazione anteriore della testa a livello dell'articolazione tra il cranio e l'atlante è possibile solo di 20°, l'inclinazione posteriore di 30°. Il movimento posteriore è inibito dalla tensione delle membrane atlanto-occipitali anteriore e posteriore e avviene attorno all'asse frontale che passa dietro l'orifizio uditivo esterno e immediatamente davanti ai processi mammillari dell'osso temporale. Un grado di inclinazione anteriore del cranio superiore a 20° e 30° all'indietro è possibile solo in presenza della colonna cervicale. L'inclinazione anteriore è possibile fino a quando il mento non tocca lo sterno. Questo grado di inclinazione si ottiene solo con la contrazione attiva dei muscoli che flettono la colonna cervicale e inclinano la testa sul corpo. Quando la testa viene tirata in avanti dalla forza di gravità, il mento di solito non tocca lo sterno perché la testa è mantenuta in posizione dalla tensione dei muscoli posteriori del collo e del legamento nucale. Il peso della testa che si inclina in avanti e che agisce sulla leva di primo genere non è sufficiente a vincere la passività dei muscoli posteriori del collo e l'elasticità del legamento nucale. Quando i muscoli sternoioideo e genioioideo si contraggono, la loro forza, unita al peso della testa, provoca un maggiore allungamento dei muscoli posteriori del collo e del legamento nucale, facendo sì che la testa si inclini in avanti fino a toccare lo sterno con il mento.

L'articolazione tra l'atlante e l'osso occipitale può ruotare di 30° verso destra e verso sinistra. La rotazione nell'articolazione tra l'atlante e l'osso occipitale è limitata dalla tensione dei legamenti pterigoidei, che originano dalle superfici laterali dei condili dell'osso occipitale e si inseriscono sulle superfici laterali del processo odontoideo.

Grazie alla concavità anteroposteriore della superficie inferiore delle vertebre cervicali, sono possibili movimenti tra le vertebre sul piano sagittale. Nella regione cervicale, l'apparato legamentoso è meno potente, il che contribuisce anche alla sua mobilità. La regione cervicale è significativamente meno esposta (rispetto alle regioni toracica e lombare) all'azione dei carichi compressivi. È il punto di inserzione di un gran numero di muscoli che determinano i movimenti della testa, della colonna vertebrale e del cingolo scapolare. Sul collo, l'azione dinamica della trazione muscolare è relativamente maggiore rispetto all'azione dei carichi statici. La regione cervicale è poco esposta ai carichi deformanti, poiché i muscoli circostanti sembrano proteggerla da eccessivi effetti statici. Una delle caratteristiche della regione cervicale è che le superfici piane dei processi articolari in posizione verticale del corpo formano un angolo di 45°. Quando la testa e il collo sono inclinati in avanti, questo angolo aumenta fino a 90°. In questa posizione, le superfici articolari delle vertebre cervicali si sovrappongono orizzontalmente e sono fisse grazie all'azione dei muscoli. Quando il collo è piegato, l'azione dei muscoli è particolarmente significativa. Tuttavia, una posizione con il collo piegato è comune per una persona durante il lavoro, poiché l'organo della vista deve controllare i movimenti delle mani. Molti tipi di lavoro, come la lettura di un libro, vengono solitamente svolti con la testa e il collo piegati. Pertanto, i muscoli, in particolare quelli della parte posteriore del collo, devono lavorare per mantenere la testa in equilibrio.

Nella regione toracica, i processi articolari presentano anch'essi superfici articolari piatte, ma sono orientati quasi verticalmente e si trovano principalmente sul piano frontale. Con questa disposizione dei processi, sono possibili movimenti di flessione e rotazione, mentre l'estensione è limitata. La flessione laterale avviene solo entro limiti insignificanti.

Nella regione toracica la mobilità della colonna vertebrale è minima, il che è dovuto al ridotto spessore dei dischi intervertebrali.

La mobilità nella regione toracica superiore (dalla prima alla settima vertebra) è insignificante. Aumenta in direzione caudale. La flessione laterale nella regione toracica è possibile di circa 100° a destra e un po' meno a sinistra. I movimenti di rotazione sono limitati dalla posizione dei processi articolari. L'arco di movimento è piuttosto significativo: attorno all'asse frontale è di 90°, in estensione di 45°, in rotazione di 80°.

Nella regione lombare, i processi articolari presentano superfici articolari orientate pressoché sul piano sagittale, con la superficie articolare superiore-interna concava e quella inferiore-esterna convessa. Questa disposizione dei processi articolari esclude la possibilità di una loro reciproca rotazione e i movimenti vengono eseguiti solo sul piano sagittale e frontale. In questo caso, il movimento di estensione è possibile entro limiti maggiori rispetto alla flessione.

Nella regione lombare, il grado di mobilità tra le diverse vertebre non è lo stesso. In tutte le direzioni, è massimo tra le vertebre L3 e L4 e tra L4 e L5. La mobilità minima si osserva tra L2 e L3.

La mobilità della colonna lombare è caratterizzata dai seguenti parametri: flessione - 23°, estensione - 90°, inclinazione laterale su ciascun lato - 35°, rotazione - 50°. Lo spazio intervertebrale tra L3 e L4 è caratterizzato dalla massima mobilità, che deve essere confrontata con la posizione centrale della vertebra L3. Infatti, questa vertebra corrisponde al centro della regione addominale negli uomini (nelle donne, L3 è situata leggermente più caudalmente). Ci sono casi in cui l'osso sacro nell'uomo era situato quasi orizzontalmente e l'angolo lombosacrale si riduceva a 100-105°. I fattori che limitano i movimenti della colonna lombare sono presentati nella Tabella 3.4.

Sul piano frontale, la flessione della colonna vertebrale è possibile principalmente nella regione cervicale e toracica superiore; l'estensione avviene principalmente nella regione cervicale e lombare, mentre nella regione toracica questi movimenti sono insignificanti. Sul piano sagittale, la maggiore mobilità si osserva nella regione cervicale; nella regione toracica è insignificante e aumenta nuovamente nella parte lombare della colonna vertebrale. La rotazione è possibile entro ampi limiti nella regione cervicale; in direzione caudale la sua ampiezza diminuisce ed è molto insignificante nella regione lombare.

Quando si studia la mobilità della colonna vertebrale nel suo complesso, non ha senso aritmetico sommare i dati che caratterizzano l'ampiezza dei movimenti nelle diverse sezioni, poiché durante i movimenti dell'intera parte libera della colonna vertebrale (sia su preparati anatomici che su soggetti viventi), si verificano movimenti compensatori dovuti alla curvatura della colonna vertebrale. In particolare, la flessione dorsale in una sezione può causare un'estensione ventrale in un'altra. Pertanto, è consigliabile integrare lo studio della mobilità delle diverse sezioni con dati sulla mobilità della colonna vertebrale nel suo complesso. Studiando una colonna vertebrale isolata a questo proposito, diversi autori hanno ottenuto i seguenti dati: flessione - 225°, estensione - 203°, inclinazione laterale - 165°, rotazione - 125°.

Nella regione toracica, la flessione laterale della colonna vertebrale è possibile solo quando i processi articolari si trovano esattamente sul piano frontale. Tuttavia, sono leggermente inclinati in avanti. Di conseguenza, solo le articolazioni intervertebrali le cui faccette sono orientate approssimativamente sul piano frontale partecipano all'inclinazione laterale.

I movimenti di rotazione della colonna vertebrale attorno all'asse verticale sono possibili al massimo nella zona del collo. La testa e il collo possono ruotare rispetto al tronco di circa 60-70° in entrambe le direzioni (ovvero, circa 140° in totale). La rotazione è impossibile nella colonna toracica. Nella colonna lombare, è praticamente nulla. La rotazione massima possibile tra la colonna toracica e quella lombare è possibile nell'area della 17a e 18a coppia biocinematica.

La mobilità rotazionale totale dell'intera colonna vertebrale è quindi pari a 212° (132° per testa e collo e 80° per la 17a e 18a coppia biocinematica).

Di interesse è la determinazione del possibile grado di rotazione del corpo attorno al suo asse verticale. Stando in piedi su una gamba, è possibile una rotazione dell'articolazione dell'anca semiflessa di 140°; appoggiandosi su entrambe le gambe, l'ampiezza di questo movimento diminuisce a 30°. In totale, questo aumenta la capacità di rotazione del nostro corpo a circa 250° stando in piedi su due gambe e a 365° stando in piedi su una gamba. I movimenti di rotazione eseguiti dalla testa ai piedi causano una riduzione della lunghezza del corpo di 1-2 cm. Tuttavia, in alcune persone questa riduzione è significativamente maggiore.

Il movimento di torsione della colonna vertebrale si svolge a quattro livelli, caratteristici di diversi tipi di curve scoliotiche. Ciascuno di questi livelli di torsione dipende dalla funzione di un determinato gruppo muscolare. Il livello inferiore di rotazione corrisponde all'apertura inferiore (livello della dodicesima falsa costa) del torace. Il movimento rotatorio a questo livello è dovuto alla funzione del muscolo obliquo interno di un lato e del muscolo obliquo esterno del lato opposto, che agiscono in sinergia. Questo movimento può essere continuato verso l'alto grazie alla contrazione dei muscoli intercostali interni da un lato e dei muscoli intercostali esterni dall'altro. Il secondo livello di movimenti rotazionali è a livello del cingolo scapolare. Se è fisso, la rotazione del torace e della colonna vertebrale è dovuta alla contrazione del dentato anteriore e dei muscoli pettorali. La rotazione è anche fornita da alcuni muscoli della schiena: il dentato posteriore (superiore e inferiore), l'ileocostale e il semispinale. Il muscolo sternocleidomastoideo, contraendosi bilateralmente, mantiene la testa in posizione verticale, la proietta all'indietro e flette la colonna cervicale. Contraendosi unilateralmente, inclina la testa lateralmente e la ruota dal lato opposto. Il muscolo splenio della testa estende la colonna cervicale e ruota la testa dallo stesso lato. Il muscolo splenio del collo estende la colonna cervicale e ruota il collo dal lato di contrazione.

Le flessioni laterali sono spesso combinate con la rotazione, poiché la posizione delle articolazioni intervertebrali lo favorisce. Il movimento viene eseguito attorno a un asse che non si trova esattamente in direzione sagittale, ma è inclinato in avanti e verso il basso, per cui la flessione laterale è accompagnata dalla rotazione del tronco all'indietro sul lato in cui si forma la convessità della colonna vertebrale durante la flessione. La combinazione di flessioni laterali con rotazione è una caratteristica molto significativa che spiega alcune proprietà delle curve scoliotiche. Nell'area delle coppie biocinematiche 17 e 18, le flessioni laterali della colonna vertebrale sono combinate con la sua rotazione verso il lato convesso o concavo. In questo caso, viene solitamente eseguita la seguente triade di movimenti: flessione laterale, flessione in avanti e rotazione verso la convessità. Questi tre movimenti sono solitamente realizzati con curve scoliotiche.

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

Gruppi muscolari funzionali che forniscono il movimento della colonna vertebrale

Colonna cervicale: movimenti attorno all'asse frontale

Piegatura

1. muscolo sternocleidomastoideo
2. Muscolo scaleno anteriore
3. Muscolo scaleno posteriore
4. muscolo lungo del collo
5. muscolo lungo del capo
6. Muscolo retto anteriore del capo
7. Muscolo sottocutaneo del collo
8. muscolo omoioideo
9. muscolo sternoioideo
10. muscolo sternotiroideo
11. muscolo tiroioideo
12. Digastrico
13. Muscolo stiloioideo
14. muscolo miloioideo
15. muscolo genioioideo

Movimenti attorno all'asse sagittale

1. muscolo lungo del collo
2. Muscolo scaleno anteriore
3. muscolo scaleno medio
4. Muscolo scaleno posteriore
5. muscolo trapezio
6. muscolo sternocleidomastoideo
7. Il muscolo erettore spinale
8. muscolo cervicale dello strapon
9. muscolo lungo del capo

Movimenti attorno all'asse verticale - torsione

1. Muscolo scaleno anteriore
2. muscolo scaleno medio
3. Muscolo scaleno posteriore
4. muscolo sternocleidomastoideo
5. Muscolo trapezio superiore
6. muscolo cervicale dello strapon
7. Muscolo elevatore della scapola

Movimenti circolari della colonna cervicale (circonduzione):

Con la partecipazione alternata di tutti i gruppi muscolari che producono flessione, inclinazione ed estensione della colonna vertebrale nella regione cervicale.

Colonna lombare: movimenti attorno all'asse frontale

Piegatura

1. muscolo ileopsoas
2. Muscolo quadrato dei lombi
3. muscolo retto dell'addome
4. Muscolo obliquo esterno dell'addome

Estensione (toracica e lombare)

1. Il muscolo erettore spinale
2. muscolo spinale trasverso
3. Muscoli interspinosi
4. Muscoli intertrasversali
5. Muscoli che sollevano le costole
6. muscolo trapezio
7. Gran dorsale
8. muscolo grande romboide
9. muscolo romboide minore
10. Muscolo dentato posteriore superiore
11. Muscolo dentato posteriore inferiore

Movimenti di flessione laterale attorno all'asse sagittale (colonna toracica e lombare)

1. Muscoli intertrasversali
2. Muscoli che sollevano le costole
3. Muscolo obliquo esterno dell'addome
4. Muscolo obliquo interno dell'addome
5. Muscolo addominale trasverso
6. muscolo retto dell'addome
7. Muscolo quadrato dei lombi
8. muscolo trapezio
9. Gran dorsale
10. muscolo grande romboide
11. Muscolo dentato posteriore superiore
12. Muscolo dentato posteriore inferiore
13. Il muscolo erettore spinale
14. muscolo spinale trasverso

Movimenti attorno all'asse verticale - torsione

1. muscolo ileopsoas
2. Muscoli che sollevano le costole
3. Muscolo quadrato dei lombi
4. Muscolo obliquo esterno dell'addome
5. Muscolo obliquo interno dell'addome
6. Muscolo intercostale esterno
7. Muscolo intercostale interno
8. muscolo trapezio
9. muscolo grande romboide
10. Gran dorsale
11. Muscolo dentato posteriore superiore
12. Muscolo dentato posteriore inferiore
13. Il muscolo erettore spinale
14. muscolo spinale trasverso

Movimenti circolari di rotazione ad assi misti (circonduzione): con contrazione alternata di tutti i muscoli del tronco, producendo estensione, flessione del pube e flessione della colonna vertebrale.