Лекция Основы анатомии и физиологии позвоночника

Лекция №2
ОСНОВЫ АНАТОМИИ И ФИЗИОЛОГИИ ПОЗВОНОЧНИКА С ТОЧКИ
ЗРЕНИЯ ЭРГОНОМИКИ. БИОМЕХАНИКА ДВИЖЕНИЙ ЧЕЛОВЕКА.
ПЛАН:
Анатомия позвоночника и его функции.
Воздействие различных поз на позвоночник.
Биомеханика движений человека. Понятие о центре тяжести.
1. Анатомия позвоночника и его функции
Позвоночник (лат. «columna vertebralis», синоним - позвоночный столб) Позвоночник состоит из маленьких костей, которые называются позвонками. Позвоночник состоит из 32 - 33 позвонков (7 шейных, 12 грудных, 5 поясничных, 5 крестцовых, соединенных в крестец, и 3 - 4 копчиковых). Позвонки расположены один над другим, образуя позвоночный столб. Между двумя соседними позвонками расположен межпозвоночный диск, который представляет собой круглую плоскую соединительнотканную прокладку, имеющую сложное морфологическое строение.
Межпозвоночный диск представляет собой плоскую прокладку круглой формы, расположенную между двумя соседними позвонками. В центре межпозвоночного диска находится пульпозное ядро, которое имеет упругие свойства и служит амортизатором вертикальной нагрузки. Вокруг ядра располагается многослойное фиброзное кольцо, которое удерживает ядро в центре и препятствует сдвиганию позвонков в сторону относительно друг друга. При сгибании позвоночника диски несколько уплотняются на стороне наклона, а их студенистые (пульпозные) ядра смещаются в противоположную сторону. Амортизационная способность зависит от состояния студенистого ядра, находящегося под постоянным давлением.
Межпозвоночные диски служат для соединения тел позвонков друг с другом. Кроме того, позвонки соединяются друг с другом при помощи связок.
Связки - это образования, которые соединяют кости друг с другом (не путать с сухожилиями, которые соединяют мышцы с костями). Связочно-мышечный аппарат, межпозвоночные диски, суставы соединяют позвонки между собой. Они позволяют удерживать его в вертикальном положении и обеспечивают необходимую свободу движения. При ходьбе, беге и прыжках эластичные свойства межпозвоночных дисков, значительно смягчают толчки и сотрясения, передаваемые на позвоночник, спинной и головной мозг.
Позвоночник имеет S-образную форму. Есть 2 вида изгиба позвоночника: лордоз и кифоз:
 лордоз - это те части позвоночника, которые выгнуты вентрально (вперед) - шейный и поясничный. 
кифоз - это те части позвоночника, которые выгнуты дорсально (назад) - грудной и крестцовый.
Изгибы позвоночника способствуют сохранению человеком равновесия. Во время быстрых, резких движений изгибы пружинят и смягчают толчки, испытываемые телом. Физиологические изгибы тела создают позвоночнику дополнительную упругость и помогают смягчать нагрузку на позвоночный столб.
Каждый позвонок имеет отверстие в центральной части, называемое позвоночным отверстием. Эти отверстия в позвоночном столбе расположены друг над другом, образуя вместилище для спинного мозга.
Спинной мозг представляет собой отдел центральной нервной системы, в котором расположены многочисленные проводящие нервные пути, передающие импульсы от органов нашего тела в головной мозг и от головного мозга к органам. От спинного мозга отходит 31 пара нервных корешков. Из позвоночного канала нервные корешки выходят через межпозвоночные отверстия.
Позвоночный столб выполняет функцию опоры, защиты спинного мозга и участвует в движениях туловища и головы.
За нормальное положение позвоночника отвечают также мышцы спины и брюшного пресса. Мышцы спины – важная неотъемлемая часть активной двигательной функции позвоночника.
Основные функции, которые выполняют мышцы спины:
постоянная фиксация позвонков между собой для обеспечения неподвижной опоры;
поддержание спины и шеи вертикально;
обеспечение двигательной активности всех позвоночных отделов;
удерживание естественной кривизны спины (шейного и поясничного лордозов и грудного кифоза) в нужных пределах;
амортизация позвоночника при активных движениях, приводящих к сотрясениям, толчкам и вибрациям.
Не только мышцы спины отвечают за стабилизацию туловища. Определенную роль в этом играют также мышцы брюшного пресса. Их задача вовсе не заключается в том, чтобы наклонять туловище вперед или препятствовать нашему падению назад. Как ни странно, но располагаясь спереди, мышцы брюшного пресса действуют вместе с мышцами спины, облегчая их работу и препятствуя сгибанию туловища! Вы можете сами в этом убедиться - именно при поднятии тяжести мышцы живота напряжены больше всего.
2. Воздействие различных поз на позвоночник
Систематические вертикальные нагрузки на позвоночник ведут к более быстрому «изнашиванию» межпозвоночных дисков. В первую очередь страдают те отделы позвоночника (шейный, грудной, поясничный), которые наиболее подвижны и, стало быть, испытывают наибольшую функциональную нагрузку. Физическая нагрузка может стать причиной возникновения или обострения уже имеющегося остеохондроза.
Неблагоприятное влияние на межпозвоночные диски оказывают многократные повороты туловища в стороны (поэтому вращающиеся кресла являются необходимым условием на рабочем месте, обеспечивающим предупреждение остеохондроза).
Очень важно поддерживать правильную позу во время работы, в быту и на отдыхе. Целесообразно избегать длительного пребывания в одной и той же позе, особенно с наклоном туловища вперед, учитывая опасность постурального напряжения, так как при этом почти в два раза увеличивается нагрузка на межпозвоночные диски.
Интересный факт: в положении лёжа на спине внутри дисковое давление в поясничном отделе позвоночника составляет 50 кг, в положении стоя оно увеличивается до 100 кг, а в положении сидя без опоры спиной – до 140 кг. При наклоне туловища вперёд на 20° без груза в руках давление составляет 150 кг, с грузом в каждой руке по 10кг оно возрастает до 215 кг.
3. Биомеханика движений человека. Понятие о центре тяжести
БИОМЕХАНИКА - наука, изучающая законы механического  движения в живых системах.
В самом широком смысле к живым системам в биомеханике относятся:
целостные системы, например - человек;
его органы и ткани;
объединения организмов, то есть совершающая совместные действия группа людей.
Все движения человека осуществляются в полном соответствии с законами физики, но биомеханика намного сложнее, чем механика неживых тел. Движения человека обеспечиваются совместной работой скелета, мышц, вестибулярного аппарата и нервной системы. 
Биомеханика в медицине изучает координацию усилий костно-мышечной, нервной системы и вестибулярного аппарата, направленных на поддержку равновесия и обеспечения наиболее физиологичного положения тела в покое и при движении: ходьбе, подъемах тяжестей, наклонах, в положении сидя, стоя, лежа, а также при выполнении повседневных жизненных функций.
Сохранить вертикальное положение тела в пространстве человек может только равновесие.
Одно из важных условий, обеспечивающих устойчивое равновесие тела - определенное отношение центра тяжести тела к площади опоры.
Каждое тело имеет центр тяжести. В телах правильной формы масса распределена равномерно, и центр тяжести находится в геометрическом (физическом) центре тела. Перемещение таких тел совершать намного легче (шар). У человека тело неправильной формы, поэтому в позе стоя (ноги вместе, руки опущены) центр тяжести находится на уровне 2-го крестцового позвонка. Центр тяжести способен смещаться. Например, когда человек идет, то центр тяжести от 2-го крестцового позвонка перемещается в область тазобедренного сустава.
Если человек лежит в постели на подушке, то центр тяжести смещается и находится выше его тела (т.е. вне физического тела), а если лежит без подушки, то центр тяжести находится на уровне 2-го крестцового позвонка там же где при позе «стоя». Именно поэтому, при поворотах пациента в постели, начинать поворот необходимо с поворота его таза, т.к. именно там находится центр тяжести тела.
Если человек сидит, то центр тяжести его тела тоже выходит за пределы тела, поэтому передвинуть или поднять человека, который сидит, трудно. В этом случае медицинской сестре сначала необходимо подвинуть пациента к краю стула (кровати) и только потом, наклонив его вперед (для смещения его к своему центру тяжести), поднять.
Если человек стоит на коленях, то центр тяжести его находится за ним, поэтому чтобы переместить человека к своему центру тяжести, медицинской сестре необходимо отклонить его назад, а согнутую в колене ногу поставить вперёд. Из такого положения пациент может встать сам, опираясь на свою согнутую в колене ногу.
Если человек стоит с поднятыми вверх руками, то центр его тяжести перемещается кверху, отдаляясь от физического центра, и его положение становится неустойчивым. Совершение работы в таком положении будет неэффективным и не эргономичным.
Тело человека является подвижной многозвенной системой с таким расположением звеньев, что практически относительно всех суставов в статическом положении существуют моменты сил тяжести звеньев (статические моменты). Силы тяжести звеньев создают вращающие моменты (моменты сил тяжести) относительно осей вращения в суставах, что приводит к нарушению позы (изменению межзвенных углов).
Поза будет сохранена, если нарушающие равновесие моменты сил тяжести звеньев тела будут уравновешены мышечными моментами.