Анатомическое определение позвоночника: опорная рессора, состоящая из костных сегментов, прочно связанных между собой межпозвонковыми дисками и мощным связочным аппаратом (Тагер И.Л., Дьяченко В.А., 1971). Это определение позвоночного скелета. Если же рассматривать позвоночник как анатомо-физиологический комплекс, такое определение должно включать в себя и его мышечный аппарат и может быть сформулировано следующим образом: позвоночник — это орган опоры, движения и защиты, состоящий из сегментарно организованных костных и соединительнотканных структур, стато-динамическая функция которых обеспечивается рессорным и нервномышечным аппаратом.
Тело каждого нижележащего позвонка шире и выше вышележащего (за исключением высоты тела IV поясничного позвонка). По направлению вниз нарастает также высота межпозвонковых дисков. Исключение составляет V поясничный диск, как бы сплющенный в задних отделах. Также и тело V поясничного позвонка наиболее изменчиво: сзади оно ниже, чем спереди. Губчатое вещество его построено сложнее, чем в других позвонках: пластинки массивнее, а ячейки крупнее (Фортушнов Д.И., 1955). Верхние и нижние покрытия тел позвонков — плотный кортикальный слой, слегка вогнуты.
Фиброзное кольцо эмбриогенетически связано с сосудами надкостницы (Бут Н.И., 1959). Оно состоит у детей и юношей из внутреннего и наружного слоев крестообразно пересекающихся волокон, которые своими концами — так называемыми шарпеевскими волокнами — проникают в вещество краевой каемки тела позвонка. К отроческо-юношескому возрасту студенистое ядро как остаток хорды исчезает, и его начинает продуцировать третий, внутренний слой фиброзного кольца, а мукополисахариды синтезируются хондробластами (Сак Н.Н., 1991). С годами волокна фиброзного кольца теряют эластичность, и к 60 годам оно представлено фиброзно-хрящевой тканью.
Гиалиновые пластинки прикрывают замыкающие пластинки тел позвонков и как бы вправлены (как часовые стекла) в краевые каемки («лимбусы») прилегающих тел позвонков. За счет гиалиновых пластинок, по энхондральному типу, до юношеского возраста осуществляется рост позвонков в высоту. Через эти пластинки путем диффузии происходит питание студенистого ядра (Ubermuth Н., 1930; Виноградова Г.П., 1959). Быстрота обмена жидкости в бессосудистом диске значительна: контрастное вещество, введенное в нормальный диск, исчезает из него через 20 минут (Cloward L., BuzaidR., 1958; Осна A.M., 1979).
Студенистое ядро образуется из остатка хорды и остается таковым до юношеского возраста, затем продуцируется внутренним слоем фиброзного кольца. Оно представляет собой эллипсоидное бессосудистое (а в первые два года также и бесклеточное) образование эластической консистенции. Благодаря тургору диска давление его равномерно передается на фиброзное кольцо и гиалиновые пластинки. Пульпозное ядро (пульпозный комплекс) диска преобразует вертикально действующие силы в радиальные.
Это определяет динамику коллагеновых структур в течение онтогенеза: пластинчатые структуры с эллиптическими подушкообразными пластинками, которые и обеспечивают амортизационные функции (Franceschini М., 1960). В положении человека лежа внутридисковое давление составляет 2-3,5 кг/см2 (Цивь-янЯ.Л., Райхинштейн В.Х., 1981). Оно максимально повышается в положении сидя — 6-10 кг/см2 и относительно уменьшается в положении стоя (на 25%) и лежа (на 50%). При динамических пробах (натуживание и пр.) внутридисковое давление несколько повышается, а при наличии поясничных болей обнаруживает большую вариабельность.
Бесцветное в первое десятилетие жизни, с преобладанием несульфатированных форм гликозаминогликанов и желатинообразное по консистенции пульпозное ядро с годами становится белым и менее эластичным, фиброзно-желатинозным. Оно состоит из отдельных хрящевых и соединительнотканных клеток, слабо дифференцированных коллагеновых волокон и межклеточного вещества. Оно содержит протеины и мукополисахариды, в том числе гиалуроновую кислоту (Silven В., 1947; Silven В., Paulson S., 1951; Hirsch С, Snellman О., 1951). Высокая способность связывать воду объясняется наличием полярных гидроксильных групп полисахаридов.
Обладая высокими имбибиционной и гидрофильной способностями (Раудам Э.М. и соавт., 1952), студенистое ядро у новорожденного содержит 88% воды. У пожилых людей количество воды в ядре уменьшается до 70%, как и влагосвязывающая способность (Паймре P.M., 1973). С годами гиалуроновая кислота и другие кислые мукополисахариды под влиянием гиалуронидазы деполимеризуются, студенистая ткань теряет свои окисляющие свойства и вязкость, диск высыхает и лишается тургора (Bercovici S., Parechivesco E., 1958).
Для понимания этих процессов важны сведения о биохимии пульпозного ядра. Его полисахаридный комплекс представлен кислыми мукополисахаридами (гликозаминогликаны по новой терминологии) двух видов: хондроитинсульфатом и кератинсульфатом.
Хондроитинсульфат продуцируется хондроцитами и разрушается в щелочной среде при коллагенозах, артритах и других процессах в хряще. Это разрушение происходит под влиянием протеолитических ферментов хондроцитов, фибробластов и других клеток (Patridge S., 1948). В распаде мукополисахаридов участвуют гидролитические ферменты: гликозидаза, сульфатаза, пентиугидролаза.
Дезинтеграции молекул белково-углеводного комплекса с истощением хондроитинсульфата придают большое значение в возникновении дистрофического процесса в дисках. Признавая важную роль гиалуронидазы, под чьим влиянием происходит деполимеризация мукополисахаридов, Н.А.Чудновский (1966) считает, что более грубые и более специфические изменения в пульпозном ядре вызывает другой фермент — папаин.
Специфическое воздействие папаина на пульпозное ядро впервые показал L.Smith (1964). Под влиянием гидролиза белкового компонента мукополисахаридно-белкового комплекса высвобождается хондроитинсульфат. Подобное действие оказывают и другие протеолитические ферменты, экстрагируемые из тканей животного (катепсины); их общность показали А.Барто, В.Грасман (1938), А.В.Благовещенский (1940). В условиях разрушения клеток при макро-и микротравматизации, при определенных гуморальных сдвигах хондрокатепсины разрушают белки хряща и вымывают хондроитинсульфат, при этом увеличивается и количество хондрокатепсинов.
Этот механизм особенно важен в период протеолиза, некробиотических процессов, сменяющихся процессами репаративными. На первых же порах в стадии отека основного вещества большую роль играет, видимо, гиалуронидаза. В последующем положение о роли лизосомальных ферментов в патогенезе дистрофического процесса в диске было подтверждено результатами биохимических исследований А.И.Верес и соавт. (1981).
Оказалось также, что уменьшению устойчивости диска к действию лизосомальных ферментов способствует исчезновение из него гепарина. E.Budecke et al. (1964) дали количественную характеристику возрастной динамики содержания мукополисахаридов в диске, что точнее гистохимических исследований B.Silven (1947, 1948), И.Г.Фалька и В.П.Модяе-ва (1963), Н.А.Чудновского (1965, 1966), А.В.Мельниченко и соавт. (1965) и др.
Было установлено не только возникающее с возрастом общее снижение концентрации хондроитинсульфатов, т.е. уменьшение способности диска связывать воду, но оказалось, что с возрастом в нем доминирует хондроитин-6-сульфат, тогда как у детей преобладает хондроитин-4-сульфат.
С возрастом снижается и содержание гексозаминов в студенистом ядре (Слуцкий Л.Н., Осна А.И., 1966). Н.И.Хвисюк и соавт. (1976) показали, что некоторые биохимические сдвиги в диске (обеднение гиалуроновой кислотой, неколлагеновыми белками, гексозаминами) особенно выражены у лиц, заболевших до 20 лет. Мы полагаем, что в этих процессах крайне важную роль, наряду с микро-травматизацией (чрезмерные статико-динамические нагрузки на диск), играют патологические импульсы из вне-позвоночных тканей.
В заключительной главе приведены новые материалы, согласно которым остеохондроз развивается не в пульпозном ядре детей, а в пульпозном комплексе взрослого. Он сменяет пульпозное ядро, подвергшееся редукции к периоду пубертата (Сак Н.Н., 1991). Если эта редукция задерживается, позвоночный сегмент оказывается гипермобильным (Кадырова Л.А., личное сообщение).
Пружинящие свойства позвоночника определяются главным образом относительной высотой дисков. Чем толще эти амортизирующие прокладки, тем сильнее эффект гашения силы давления. Гибкость позвоночника в каждом направлении прямо пропорциональна квадрату высоты диска и обратно пропорциональна 4-й степени его диаметра (Иск R., 1911). У взрослого высота диска составляет в среднем 1/3 высоты примыкающего тела позвонка (в шейном — 1/4, в грудном — 1/5).
Эластометрические исследования Ф.Ф.Огиенко (1970) показали, что сжимаемость всех поясничных дисков под влиянием груза, подвешенного к поясу, в среднем составляет около 4 мм. Согласно результатам исследований А.И.Саблина и Л.К.Семеновой (1973), у женщин диски более упруги и выдерживают большую нагрузку, чем у мужчин. В 20-30 лет диски выдерживают нагрузку до 2500 кг, а в 70 лет — до 110 кг.
С годами и в патологии фиброзные кольца лишаются способности растягиваться и передавать упругие воздействия студенистого комплекса, они только выпячиваются. Исчезает передача и трансформация нагрузок. Величина касательных напряжений в неизмененных дисках в 1,5-2,5 раза больше, чем в дистрофически измененных дисках (Фищенко В.Д. и соавт., 1989). Дело к тому же не только в механических дефектах, студенистое ядро не мертвое неорганическое образование, не резиновая шайба, а сложный орган (см. «Заключительные суждения»).
Каждая пара смежных позвонков соприкасается в трех точках. Эти точки лежат в вершинах треугольника, стороны которого соединяют между собой пульпозное ядро и два межпозвонковых дугоотростчатых сустава. При такой связи звеньев кинематической пары подвижность в ней определяется не только формой и ориентацией суставных фасеток, но и степенью эластичности диска и суставных капсул. На спондилограммах в боковой и прямой проекциях удается определить прямоугольные контуры тел позвонков.
При слегка косом ходе луча краниальная и каудальная замыкающие пластинки двухконтурны. Вогнутые контуры более плотные — это суммарное изображение замыкающих пластинок, истинные контуры их вогнутостей. По выпуклому же, более тонкому, нельзя судить о вогнутости всей пластинки — это тень отдаленной от кассеты краевой каемки тела позвонка, лимбуса.
Два смежных позвонка вместе с соединяющими их диском, фиброзными образованиями (капсула суставов, связки) и межпозвонковыми мышцами составляют один двигательный сегмент позвоночника (Schmorl G., Junghans H., 1932) — позвоночно-двигательный сегмент (ПДС). Для грудного отдела сюда входят два смежных ребра (Sagebiel L., 1984). В течение жизни это звено, по существу межпозвонковый симфиз, трансформируется в синдесмоз.
Из фиброзных образований важное значение придают связкам, в первую очередь передней продольной, покрывающей передние и боковые поверхности тел позвонков и дисков, задней продольной, покрывающей соответствующие задние поверхности, межостистым и надостной. Передняя продольная связка, весьма плоская в поясничном и грудном отделах, тонка на шейном уровне.
Задняя продольная связка не играет существенной роли в фиксации позвонков при кифозировании. Эта функция — прерогатива задних отделов: связок, мышц и суставов. Задняя связка, в отличие от передней, плотно прикреплена не к позвонкам, а к дискам. Согласно исследованиям Л.Г.Плеханова (личное сообщение), это не очень мощное образование является по существу стенкой надхрящницы и надкостницы — наружной стенки твердой мозговой оболочки.
В пределах одного двигательного сегмента промежутки между дужками и суставными отростками позвонков (см. выше) заполнены желтыми связками. В отличие от других связок позвоночника они состоят не из коллагеновых, а из эластических волокон. Связки эти весьма толсты, особенно между V поясничным позвонком и крестцом (от 2 до 7 мм: Friberg S., 1941; Саруханян В.О., 1955).
Сближая позвонки, они противодействуют обратно направленной силе упругости студенистого ядра, стремящегося увеличить расстояние между позвонками. По мнению P.Hanraets (1959), они также препятствуют «раздуванию» дурального мешка в вертикальном положении тела и травматизации нервных элементов позвоночного канала. Желтая связка отсутствует в промежутке между дугами атланта и аксиса. Аналогичные образования между этими дугами называются атлантоаксиальной мембраной.
Между этой мембраной и задней поверхностью суставного отростка остается отверстие, пропускающее второй шейный нерв. Существует группа связок между затылочной костью и 1-П шейными позвонками, которая, вместе со специальными суставами этой области, способствует подвижности головы.
Между поперечными отростками натянута довольно развитая на поясничном уровне межпоперечная связка.
Остистые отростки соединяются межостистыми связками, на которые падает особенно большая нагрузка, особенно значительная в области между V поясничным позвонком и крестцом, т.к. длинная связка, соединяющая вершины остистых отростков (надостистая), на этом уровне часто обрывается (Risanen P., 1960).
Для патологии пояснично-крестцового отдела имеет значение проходящая здесь особая связка. Мы считаем целесообразным назвать ее люмбосакральной трансфораминальной связкой. Выделенная А.И.Борисевич и А.И.Фор-тушновым (1955) более чем у половины обследованных трупов, она делит указанное отверстие пополам, причем под ней проходит Si поясничный корешок, а над ней — вена. Через 14 лет B.Golub и B.Silkerman (1969), не будучи тогда знакомы с русской публикацией, вновь описали эту связку. Начинаясь от переднебоковой поверхности тела и нижнего края основания поперечного отростка V поясничного позвонка и пересекая упомянутое межпозвонковое отверстие, связка прикрепляется к боковой массе крестца.
Подвздошно-поясничная связка развивается лишь к 10 годам как часть квадратной мышцы поясницы, а позже метаплазирует в коллагеновые волокна. К старости происходит ее гиалинизация. Она тянется от поперечного отростка IV и V поясничных позвонков до гребня подвздошной кости то к средней линии, то к внутренней губе (Кадырова Л.А., Изосимова Ш.С., 1977) сантиметров на 6-7 кнаружи от верхней задней ости. Группа крестцово-подвздошных связок укрепляет крестцово-подвздошное сочленение. Т.к. упомянутые связки или некоторые места их прикрепления к костным выступам могут быть прощупаны, их болезненность и соответствующие отраженные явления весьма важны как в диагностике, так и в выборе мест терапевтических воздействий.
При первом типе таза по Гутману, при котором высоко поставленный крестец располагается почти вертикально, а поперечные отростки каудального поясничного позвонка относительно тонкие, подвздошно-поясничная связка развита слабо и направляется от подвздошной кости по направлению вверх к указанному поперечному отростку. При втором же типе таза, при котором крестец расположен ниже и горизонтальнее, связка и поперечные отростки каудального позвонка гораздо более мощные.
Крестцово-поясничный синхондроз укрепляется связками, которые в филогенезе были мышцами и которые будут представлены детальнее при описании связанных с ними патологических проявлений. Это передняя и задняя крестцово-подвздошные, крестцово-остистая и крестцово-бу-горная связки.
Суставные капсулы (сумки) являются продолжением надкостницы эпифизов или метафизов смежных костей. Наружный слой — внесуставные плотные связки с их продольными, круговыми и косыми связками. Внутренний слой — синовиальная оболочка. Она выпячивается в форме синовиальных сумок из-под наружного слоя и окутывает близлежащие сухожилия, мышцы. Транссудатом синовиальной оболочки является синовиальная жидкость, включающая и продукты десквамации ее поверхностных слоев, а также суставных хрящей.
Та часть синовиальной оболочки, которая по периферии суставной щели вдается в форме кольца, содержит хрящевые клетки (Dorr W.M., 1962) и называется менискоидом (FickR., 1904; Santo К, 1935; Veraguth О., 1940; Tondury G., 1940, 1958; Zuckschwerdt L. et al, 1955; Brocher J., 1958; Penning
