Anatomia Functionala a Coloanei Vertebrale

CAPITOLUL II. FUNDAMENTAREA TEORETICA A LUCRARII

II.1. Anatomia funcțională a coloanei vertebrale

II.1.1. Scheletul coloanei vertebrale

Fig.II.1

Coloana vertebrală este o lungă coloană mediană și posterioară, numită și rachis, formată prin suprapunerea a 33-34 de piese osoase numite vertebrele. Urmărite de sus în jos, vertebrele răspund: gâtului (vertebre cervicale), toracelui (vertebre toracice), regiunii lombare (vertebre lombare) și pelvisului (vertebre sacrale si coccigiene):

Vertebrele cervicale sunt în număr de 7 și se notează de la C1 la C7; împreună formează coloana cervicală.

Vertebrele toracice sunt în număr de 12 (se notează de la T1 la T12) formând împreună coloana toracică.

Vertebrele lombare sunt în număr de 5 (se notează de la L1 la L5) și împreună formează coloana lombară.

Vertebrele coloanei cervicale, toracice și lombare sunt oase mobile și independente; din această cauză ele se mai numesc si vertebre adevărate.

Vertebrele sacrate în număr de 5 (se notează de la S1 la S5) se sudeaza formand sacrul.

Vertebrele coccigiene – în număr de 4-5 (se notează de la CO1 la CO5) se sudează dând naștere la coccige.

Sacrul si coccigele fiind oase sudate între ele se mai numesc si vertebre false.

VERTEBRELE ADEVARATE

Sub aceasta denumire se grupeaza vertebrele ce si-au pastrat independenta si mobilitatea si anume: vertebrele cervicale, toracice si lombare.

O vertebra adevarata este constituita din doua parti: una anterioara, numita corpul vertebrei, având forma unui cilindru plin; alta posterioara, numita arcul vertebrei, cu o forma mai complicata. Arcul vertebral este format doua lame vertebrale si doi pediculi ai arcului vertebral. Corpul si arcul delimiteaza gaura vertebrala.

VERTEBRELE FALSE

Vertebrele false se sudeaza formând doua oase: sacrul si coccigele. Acestea sunt în numar de noua sau zece: 5 vertebre sacrale si 5 vertebre coccigiene.

Sacrul

Este un os median si nepereche situat în continuarea coloanei lombare, deasupra coccigelui si înfipt ca o pana între cele doua oase iliace. Este format prin sudarea a cinci vertebre sacrate.

Osul sacru al adultului prezinta, în general, diferente sexual: la barbat este mai lung, mai îngust si mai curbat anterior decât la femeie.

Coccigele

Este un os median si nepereche, format prin sudarea a patru-cinci vertebre coccigiene, ce se afla situat în continuarea sacrului.

II.1.2. Articulațiile coloanei vertebrale

Coloana vertebrala reprezinta unul din principalele segmente ale aparatului locomotor. Piesele componente ale acestuia sunt unite între ele cu ajutorul diferitelor ligamente. In acelasi timp, coloana vertebrala este articulata în sus cu capul, înainte cu coastele, iar în jos pe ambele laturi cu oasele coxale. Aceste relatii îndreptatesc împartirea articulatiilor coloanei vertebrale în:

articulatii propriu-zise, numite articulatii intrinseci;

articulatii ale coloanei cu oasele învecinate, numite articulatii extrinseci.

Fig.II.2

Articulatiile vertebrelor adevarate

Vertebrele adevarate se articuleaza între ele prin corpurile lor si prin procesele articulare. în acelasi timp, ele se unesc la distanta prin procesele spinoase, lamele vertebrale si procesele transverse.

A. Articulatiile corpurilor vertebrale sunt încadrate în grupul de articulatii numite simfize.

Suprafetele articulare. Sunt reprezentate prin fetele superioare si inferioare ale corpurilor vertebrale. Depresiunea fetelor articulare este atenuata prin prezenta unei lame fine de cartilaj hialin, care le acopera.

Mijloacele de unire sunt: discurile intervertebrale si ligamentele vertebrale longitudinale, anterior si posterior.

Discurile sau fibrocartilajele intervertebrale, au forma unor lentile biconvexe ce depasesc cu putin prin circumferinta lor, spatiul lenticular dintre suprafetele osoase; în acelasi timp adera de ligamentele vertebrale longitudinale. Inaltimea discurilor intervertebrale este variabila; ea fiind mai mica în regiunea cervicala (3 mm) decât în cea toracica (5 mm) sau lombara, unde poate atinge un maximum (9 mm). Fiecare disc intervertebral este alcatuit din doua portiuni: una periferica si alta centrala. Portiunea periferica, denumita inelul fibros este de natura fibro-cartilaginoasa. Portiunea centrala, denumita nucleul pulpos, poate hernia din inelul fibros în care este strânsa. Pâna la adolescenta, discurile dispun de vase sangvine. Acestea regreseaza în jurul vârstei de 20-25 de ani, pentru ca la adult discurile sa fie lipsite de vase, iar nutritia lor sa fie efectuata prin difuziune, datorita zonelor ciuruite ale suprafetelor articulare.

Ligamentul vertebral longitudinal anterior. Se întinde de la portiunea bazilara a occipitalului pâna la vertebra a II-a sacrata. Ligamentul longitudinal anterior adera intim de corpurile vertebrale si mai slab (lax) de discurile intervertebrale. Intre ligament, marginea vertebrei si disc se afla un spatiu ocupat de tesut conjunctiv lax, plexuri venoase si terminatiuni nervoase senzitive.

Ligamentul vertebral longitudinal posterior. Se întinde de la fata endocraniana a portiunii bazilare a occipitalului pâna la baza coccigelui. Este mai lat la nivelul vertebrelor adevarate, însa în canalul sacrat se reduce la dimensiunile unui cordon subtire, numit ligamentul sacrococcigian dorsal profund. Exceptând aceasta ultima portiune (sacrococcigiana) acest ligament se prezinta ca o panglica festonata, mai larga la nivelul discurilor intervertebrale si mai îngusta la nivelul corpurilor vertebrale.

Articulatiile unco-vertebrale sunt formate prin unirea proceselor unciforme ale vertebrelor cervicale III-VII cu santurile corespunzatoare de pe corpul vertebrelor imediat superioare. Ele sunt articulatii plane. Ca mijloace de legatura au câte o membrana fibroasa tapetata de o membrane sinoviala. Permit usoare miscari de alunecare.

B. Articulatiile proceselor articulare. Cele din regiunea cervicala si toracica sunt articulatii plane, pe când cele din regiunea lombara, trohoide. Suprafetele articulare sunt acoperite de un strat subtire de cartilaj hialin. Ca mijloace de unire se descriu: o membrana fibroasa ce se insera pe periferia suprafetelor articulare. Membranele articulatiilor din regiunea cervicala sunt mai laxe si mai subtiri, spre deosebire de cele din regiunea toracica si lombara, mai îngrosate. Fiecare membrana este tapetata pe partea interioara de un strat sinovial.

C. Unirea lamelor vertebrale. Se realizeaza cu ajutorul ligamentelor galbene. Ele au forma dreptunghiulara, ocupând spatiul ce se întinde de la procesul articular pâna la baza procesului spinos. Aceste ligamente închid în partea posterioara canalul vertebral. Extremitatile lor laterale se prelungesc pâna la gaurile intervertebrale, iar cele mediale se unesc cu cele de partea opusa la nivelul proceselor spinoase. Sunt formate din fibre elastice anastomozate între ele.

D. Unirea proceselor spinoase. Se realizeaza prin doua feluri de ligamente:

Ligamentele interspinoase sunt într-un numar egal cu acela al spatiilor interspinoase. Se prezinta ca lame sagitale situate în spatiul dintre doua procese spinoase învecinate. Prin marginile, superioara si inferioara, se insera pe procesele spinoase corespunzatoare.

Ligamentul supraspinos apare ca un cordon fibros, puternic, întins în toata regiunea coloanei vertebrale. El uneste vârful proceselor spinoase, maximum de dezvoltare a acestui ligament se afla în regiunea cervicala. La acest nivel primeste denumirea de ligament nuchal. Acesta se prezinta ca o formatiune triunghiulara, dispusa în plan sagital, ce separa muschii cefei. Se insera prin baza sa pe protuberanta occipitala externa, iar prin marginea anterioara pe procesele spinoase ale vertebrelor cervicale.

E. Unirea proceselor transverse. La aceasta contribuie o serie de formatiuni fibroase numite ligamente intertransversare. Ele sunt de dimensiuni mai reduse în regiunea cervicala si toracica, dar ajung la o dezvoltare mai mare în regiunea lombara.

Articulatiile vertebrelor false

A. Articulatia lombosacrata uneste sacrul cu vertebra a V-a lombara. Aceasta unire se face dupa tipul articulatiilor vertebrelor adevarate. In aceasta articulatie vom întâlni:

un disc intervertebral;

partea inferioara a ligamentelor vertebrale longitudinale anterior si posterior;

o capsula pentru articulatia proceselor articulare,

ligamentele galbene;

ligamentele supraspinos si interspinos.

B. Articulatia sacrococcigiana. Este o articulatie constituita dupa tipul simfizelor. Ea permite mobilizarea pasiva înapoi a vârfului coccigelui în timpul nasterii.

Suprafetele articulare sunt eliptice, având axul mare transversal. Mijloacele de unire sunt reprezentate printr-un ligament interosos si mai multe ligamente periferice.

Ligamentele periferice:

ligamentul sacrococcigian anterior sau ventral. Se întinde de la vârful sacrului la coccige;

ligamentul sacrococcigian posterior sau dorsal superficial închide hiatul sacrat;

ligamentul sacrococcigian posterior sau dorsal profund. Acesta reprezinta partea terminala a ligamentului vertebral longitudinal posterior;

ligamentele sacrococcigiene laterale câte unul de fiecare parte. Se întind de la marginile sacrului la procesul transvers al coccigelui.

C. Articulatia mediococcigiana. La copil, vertebrele coccigiene sunt independente, unite între ele prin discuri intervertebrale. La adult, aceste articulatii sunt osificate. Exceptie face doar articulatia dintre prima vertebra si restul coccigelui; aceasta situatie este mai frecventa la femeie decât la barbat.

II.1.3. Mușchii coloanei vertebrale

Fig.II.3

Un rol important în menținerea poziției verticale a corpului revine mușchilor, amplasați anterior și posterior de coloană. Fascicule musculare permit coloanei vertebrale, pe de o parte, să suporte solicitările întregului corp, iar pe de altă parte, să execute o serie de mișcări în toate planurile corpului.

Miscarile coloanei vertebrale sunt produse de un mare numar de muschi, care se insera fie pe coloana, fie la distanta de ea, cum sunt unii muschi ai gatului si muschii abdominali.

Muschii gatului: muschiul sternocleidomastoidian; muschii scaleni; muschiul drept anterior al capului; micul drept anterior al capului; lungul gatului; (pielosul gatului; splenius al gatului si al capului; fasciculul superior al marelui trapez).

Muschii abdomenului: marele drept al abdomenului; marele oblic al abdomenului; micul oblic al abdomenului; transversul abdomenului; muschii lomboiliaci (patratul lombelor, psoasul iliac).

Muschii posteriori ai trunchiului: muschiul trapez; muschiul marele dorsal; romboidul; unghiularul; micul dintat posterosuperior; micul dintat posteroinferior; muschii cefei (splenius, marele complex, micul complex, transversul gatului, marele si micul drept posterior ai gatului, marele si micul oblic posterior ai gatului); muschii spinali, se gasesc in santurile vertebrale formate din apofizele spinoase si coaste (muschii sacrospinali, paravertebrali) sunt in numar de trei: iliocostalul, lungul dorsal si spinotransversalul; muschii intertransversali si muschii interspinosi.

Cinematic, grupele musculare situate pe fața ventrală a trunchiului realizeaza flexia ventrală, iar mușchii dispuși pe fața dorsală și laterală a trunchiului realizează flexia dorsală (extensia) și mișcarea de lateralitate.

Mișcarea de extensie este realizată de patru lanțuri musculare:

Primul lanț cinematic format din mușchii superficiali, este constituit de marele dorsal, continuat de aponeuroza toraco-lombară de partea opusă și fasciculile superficiale ale fesierului mare.

Al doilea lanț este constituit de spleniusul gâtului, continuat de fasciculile semispinalului de partea opusă, de iliocostal și de oblicul extern al abdomenului.

Al treilea lanț este reprezentat de spleniusul capului, continuat de dințatul postero-superior din partea opusă și de intercostalii externi.

Al patrulea lanț este format de splenius, continuat de fasciculile spinalului toracic din partea opusă, de transversospinos și de fesierul mare de aceiași parte cu spleniusul.

Din grupul flexorilor fac parte următoarele lanțuri musculare:

Primul lanț cinematic este flexor, fiind constituit de mușchii prevertebrali cervicali –dreptul anterior al capului, dreptul lateral al capului, lungul gâtului, cât și de mușchii laterovertebrali, toraco-abdominali –stâlpii diafragmului și psoasul iliac.

Al doilea lanț cinematic, tot flexor, este format din mușchii scaleni, continuați de mușchii intercostali interni, care după o încrucișare la nivelul coloanei lombare, continuă cu fibrele psoasului iliac.

Al treilea lanț cinematic, flexor, este reprezentat de mușchii gâtului, continuat de mușchii antero-laterali ai toracelui și ai abdomenului până la pube.

II.1.4. Biomecanica coloanei vertebrale

Mobilitatea coloanei vertebrale se realizeaza în asa-numitul "segment motor" care este alcatuit din doua vertebre cu articulatiile si ligamentele dintre ele. Alternanta pieselor osoase si a elementelor de jonctiune în sens vertical permite evidentierea unui segment pasiv constituit din vertebra propriu-zisa si un segment mobil format din discul intervertebral, gaura de conjugare, articulatiile interpofizare, ligamentul galben si ligamentele interspinoase.

Determinarea directiei si amplitudine miscarii rezida în geometria corpului vertebral si forma de orientare a articulatiilor interapofizare. Prezenta discului adauga un determinant special miscarii. Nucleul pulpos, de forma sferica, poate fi asimilat unei bile intercalate intre doua planuri ale unei articulatii sferice. Ligamentele au o actiune pasiva. Când limita lor de elasticitate este atinsa, ele determina oprirea miscarii. Elementul activ este reprezentat de grupele musculare. Unitatea de actiune este miscarea intersegrnentara ce apare între cele doua vertebre adiacente. Sumarea miscarilor din numeroase segmente motoare ofera coloanei o amplitudine importanta de miscare, cu trei grade de libertate: flexie-extensie, înclinare laterala dreapta-stânga si rotatie axiala dreapta-stânga.

Miscarile coloanei vertebrale sunt urmatoarele: flexiunea, extensiunea, înclinatia laterala, circumductia si rotatia. Fiecare articulatie intervertebrala are miscarile ei proprii, care sunt reduse. Miscarile coloanei în întregime, de fapt, rezultanta miscarilor ei partiale sunt foarte întinse. Se admite ca totalitatea miscarilor executate la nivelul coloanei vertebrale se reduce la doua tipuri fundamentale, si anume: miscari de înclinare (flexiunea, extensiunea, înclinare laterala). Acestea se executa în jurul unui numar infinit de axe orizontale si transversale pentru miscarile de flexiune-extensiune; orizontale si sagitale pentru miscarile de înclinare laterala. Miscarile de rotatie se produc în jurul unui ax longitudinal, care trece chiar prin central discurilor intervertebrale.

Flexiunea este miscarea de înclinare înainte. Discurile intervertebrale sufera o mai mare apasare în partea lor anterioara, în timp ce ele se înalta posterior. Ligamentul vertebral longitudinal anterior este relaxat, celelalte, dimpotriva, sunt întinse.

Extensiunea (retroflexiunea) are drept urmare aplecarea coloanei înapoi. în aceasta miscare ligamentul vertebral longitudinal anterior este întins, iar celelalte relaxate. Discurile intervertebrale sunt turtite posterior si se înalta anterior.

Inclinarea laterala în partea dreapta sau stânga, se face prin turtirea discului de aceeasi parte si înaltarea sa în partea opusa.

Circumductia este miscarea rezultata din executarea succesiva a miscarilor precedente.

Rotatia se executa spre dreapta sau spre stânga în jurul unui ax vertical, care trece prin centrul discurilor.

In executarea acestor miscari (flexiune, extensiune, înclinare laterala), coloana vertebrala îndeplineste rolul unei pârghii de gradul III. Rezistenta se afla la extremitatea ei superioara, sprijinul la nivelul articulatiei sacrovertebrale, iar forta este reprezentata de muschii coloanei vertebrale.

Mobilitatea coloanei vertebrale difera în raport cu regiunea considerata; ea este maxima în regiunea cervicala, mai mica în regiunea lombara si mult mai redusa în cea toracica. Se admite ca în aceasta ultima regiune, miscarile sunt putin întinse; pe de o parte, din cauza dimensiunilor reduse ale discurilor intervertebrale, iar pe de alta parte, suprapunerii atât de accentuate a lamelor vertebrale si a proceselor articulare. Felul miscarilor este, de asemenea, în raport cu regiunea considerata. Astfel, în regiunea cervicala sunt posibile toate miscarile. Acest fapt este explicat prin dimensiunile mari ale discurilor intervertebrale în raport cu cele ale corpurilor vertebrale si prin directia proceselor articulare. în regiunea toracica se produc îndeosebi miscarile de înclinatie laterala. Sunt însa posibile si miscari de flexiune-extensiune. Se mai pot întâlni, de asemenea, miscari asociate de rotatie si înclinatie laterala. La omul viu, toate aceste miscari sunt limitate de prezenta coastelor. In regiunea lombara, miscarile de flexiune-extensiune sunt de amplitudine apreciabila; îndeosebi între ultimele trei vertebre. La aceasta contribuie înaltimea relativ mare a discului intervertebral si dispozitia suprafetelor articulare de pe procesele articulare . La miscarile proprii diferitelor segmente ale coloanei vertebrale presacrate se mai adauga mobilitatea întregii coloane suprasacrate (în articulatia lombosacrata) fata de sacru. Aceste miscari se executa în vecinatatea promontoriului (flexiune-extensiune, înclinatie laterala si rotatie). Posibilitatea executarii acestei miscari este data de dimensiunile mari ale celui de-al 23-lea disc intervertebral si de directia aproape frontala a ultimului process articular lombar. în general, miscarile coloanei vertebrale depind de:

grosimea discului intervertebral;

felul articulatiilor proceselor articulare.

II.1.5. Curburile coloanei vertebrale

Fig.II.4.

Coloana vertebrala nu este rectilinie, ea prezinta doua feluri de curburi: în plan sagital si în plan frontal.

1.Curburile în plan sagital. Sunt orientate fie cu convexitatea înainte, când se numesc lordoze, fie cu convexitatea înapoi, când se numesc cifoze. La coloana vertebrala aceste curburi sunt în numar de patru:

curbura cervicala cu convexitatea înainte;

curbura toracica cu convexitatea înapoi;

curbura lombara cu convexitatea înainte;

curbura sacro-coccigiana – cu convexitatea înapoi.

In timpul vietii intrauterine coloana vertebrala prezinta o singura curbura cu convexitatea înapoi. La nou-nascut, coloana vertebrala prezinta un unghi lombosacrat, ce separa cifoza cervicotoracica de cea sacrococcigiana. Lordoza cervicala apare în lunile 3-5; este rezultatul ridicarii capului de catre sugar. Lordoza lombara apare în jurul vârstei de 2 ani si se datoreaza statiunii vertical si locomotiei.

2. Curburile în plan frontal Sunt mai putin pronuntate ca cele în plan sagital. In mod obisnuit întâlnim:

curbura cervicala cu convexitatea la stânga;

curbura toracica cu convexitatea la dreapta;

curbura lombara cu convexitatea la stânga.

Curbura toracica este primara, fiind determinata de tractiunea muschilor mai dezvoltati la membrul superior drept; celelalte doua curburi sunt compensatorii, având scopul de a restabili echilibrul corporal. La „stângaci", curburile în plan frontal sunt îndreptate în sens invers.

Trecerea de la o curbura ia alta se face gradat, cu exceptia regiunii lombo-sacrate. La acest nivel, schimbarea curburii este marcata de proeminenta anterioara a unghiului format între ultima vertebra lombara si prima sacrata. Prezenta acestor curburi mareste rezistenta coloanei vertebrale la solicitarile permanente la care este supusa. Rezistenta coloanei vertebrale gratie celor trei curburi ale sale este de zece ori superioara unei coloane rectilinii.

Importanta (amplitudinea) curburilor vertebrale este legata de pozitia bazinului care include sacrul, deci în ultima instanta de oblicitatea platoului superior al primei vertebrale sacrate.

Intinarea (bascularea) anterioara sau posterioara a bazinului va accentua sau diminua oblicitatea fata de orizontala a soclului de sustinere a tijei rahidiene, si va accentua sau diminua amplitudinea curburilor vertebrale din planul sagital.

In ortostatism, echilibrul de profil (plan sagital) al bazinului pe membrele pelvine este rezultatul actiunii de doua forte de sens contrar care se aplica asupra centurii pelvine: actiunea greutati corpului care se exercita dupa verticala greutatii corpului, trecând prin treimea anterioara a platoului vertebrei si reactia solului transmisa prin membrele pelvine, aplicata în centrul articulatiilor coxo-femurale. Aceste doua forte formeaza un cuplu care produce o basculare a bazinului în raport cu centrul celei de a doua vertebre sacrale.

Coloana vertebrala nu este nici un moment în repaus. Chiar într-o pozitie de aparenta inactivitate, asupra ei se exercita forte exterioare (ale greutatii corpului) si forte musculare, care se epuizeaza în elementele elastice (discuri, ligamente) care se interpun între elementele de sustinere (vertebrele). Echilibrul coloanei este asigurat în permanenta pe de o parte de aceste elemente elastice (discuri, ligamente), care realizeaza un echilibru intrinsec, si pe de alta parte de tonicitatea si contractia numeroaselor grupe musculare care actioneaza asupra coloanei si realizeaza un echilibru extrinsec. Tonusul muscular si gravitatea mentin comprimate sistemele elastice intersomatice (discurile vertebrale) astfel încât coloana vertebrala poate fi comparata cu un resort în tensiune pe care orice forta care tinde sa-l deformeze îl gaseste în cele mai bune conditii, pentru a raspunde adecvat la solicitarile exterioare.