Иннервация наружных отделов фиброзного кольца, задней продольной связки надкостницы, капсулы суставов, сосудов и оболочек спинного мозга осуществляется n. sinuvertebralis, состоящим из симпатических и соматических волокон. По степени насыщенности рецепторами и по богатству нервных сплетений надкостница позвонков не уступает мягкой мозговой оболочке, в которой нервные элементы наиболее обильны.
Васкуляризация диска у ребенка и юноши осуществляется сосудами, проникающими в него из губчатого вещества смежных позвонков. Уже с 12–13 лет начинается облитерация сосудов диска, которая заканчивается к 23–27 годам, то есть ко времени окончания роста позвоночника. У взрослого межпозвонковый диск бессосудист – питание его осуществляется путем диффузии через гиалиновые пластинки. Вместе с тем при разрывах диска вновь образующаяся рубцовая ткань может оказаться васкуляризованной.
Перечисленные анатомические особенности, а также данные сравнительной анатомии позволили рассматривать межпозвонковый диск как полусустав. При этом пульпозное ядро, содержащее жидкость типа синовиальной, сравнивают с полостью сустава; замыкательные пластинки позвонков, покрытые гиалиновым хрящом, уподобляют суставным концам, а фиброзное кольцо рассматривают как капсулу сустава и связочный аппарат. Эта аналогия подтверждается при дегенеративном поражении диска (остеохондроз), протекающем как типичный артроз любого сустава.
Статическая функция диска связана с амортизацией. Диски обеспечивают гибкость и плавность движений смежных позвонков и всего позвоночника в целом. Пульпозное ядро обладает значительным тургором и гидрофильностью. Оно находится под постоянным давлением в толще окружающего его по сторонам фиброзного кольца, а сверху и снизу – хрящевых пластинок. Тургор ядра изменяется в значительных пределах: при уменьшении нагрузки он повышается – и наоборот. О значительном давлении внутри ядра можно судить по тому, что после пребывания в течение нескольких часов в горизонтальном положении расплавление дисков удлиняет позвоночник больше чем на 2 см, а разница в росте человека в течение суток может достигать 4 см. Уменьшение роста в старческом возрасте (до 7 см) обусловлено потерей гидрофильности («высыханием») диска.
Давление пульпозного ядра проявляется особенно демонстративно при снижении резистентности губчатого вещества тел смежных позвонков в результате остеохондроза (например при гормональной спондилопатии) – тяжелое расстройство минерального обмена, обусловленное выключением функции половых желез.
Диски становятся настолько выпуклыми, что, приближаясь друг к другу, почти соприкасаются; тела же позвонков уменьшаются, принимая форму двояковогнутой линзы («рыбьи позвонки»).
Межпозвонковый диск – типичная гидростатическая система. Так как жидкости практически несжимаемы, то всякое давление, действующее на ядро, передается равномерно во все стороны. Фиброзное кольцо напряжением своих волокон удерживает ядро и поглощает большую часть энергии. Благодаря эластическим свойствам диска значительно смягчаются толчки и сотрясения, передаваемые на позвоночник, спинной и головной мозг при ходьбе, беге, прыжках. Стремление пульпозного ядра к расплавлению передается в виде равномерного давления на фиброзное кольцо и гиалиновые пластинки. Это давление уравновешивается напряжением фиброзного кольца, соединяющего позвонки, и тонусом мышц туловища.
В противодействии этих двух сил – ключ к пониманию дегенеративно-дистрофических процессов позвоночника. Теоретические расчеты многих авторов показали, что на поясничный отдел позвоночника действуют очень большие силы. Для ответа на многие вопросы биомеханики, имеющие не только теоретическое, но и практическое значение, необходимо было исследовать непосредственно внутридисковое давление.
В клинических условиях исследования внутридискового давления проводились у пациентов (с поясничными болями), которые были разделены на две группы (с начальными признаками остеохондроза). Для введения в диск измерительной иглы использовался «латеральный» экстрадуральный доступ. Давление измерялось в различных позах и положениях пациентов: лежа, сидя и стоя, а также в сочетании с нагрузками – удерживанием грузов, наклонами туловища, натуживанием. Внутридисковое давление у пациентов первой группы в положении лежа на боку или на животе было всегда выше, чем в нормальных или умеренно дегенерированных препаратах, и в среднем составляло 3,3 кг/см
2
При переходе в вертикальное положение на межпозвонковый диск начинает действовать масса той части тела, которая располагается выше уровня тела позвонка. Давление внутри диска в этих случаях равнялось 6,5 кг/см
2
По данным Л. П. Николаева (1947), голова представляет собой рычаг первого рода, на одном конце которого приложена ее масса (в среднем около 5 кг), а на другом – уравновешивающая сила мышц шеи. Следовательно, шейный отдел позвоночника постоянно испытывает статикодинамическое напряжение, которое резко увеличивается при максимальном сгибании и разгибании и обусловлено перегрузкой сдвигающего момента. Если учесть, что даже в нормальных условиях нагрузка на единицу площади диска в шейном отделе превышает таковую в поясничном, а также учесть больший объем движения, то становится понятной склонность к дегенеративным изменениям данного отдела позвоночника, что подтверждается клиническими наблюдениями.
Резистентность нормального диска к силам сжатия значительна. Исследования показали, что у спортсменов высокой квалификации (например, при подъеме штанги массой 100 кг) фактическое уменьшение силы сдавливания дисков происходит не только за счет значительного развития мышечного аппарата. Важным фактором является рациональный динамический стереотип упражнений, при котором создается ускорение штанги в значимый период подъема и наиболее активно участвуют мышцы брюшного пресса, а затем спортсмен использует силу иннервации.
Упругое и практически несдавливаемое ядро диска при движении перемещается в противоположную сторону: при сгибании позвоночника – кзади; при разгибании – кпереди, при боковых изгибах – в сторону выпуклости.
Одной из характерных особенностей позвоночного столба является наличие в саггитальной плоскости четырех физиологических искривлений: шейного лордоза, грудного кифоза, поясничного лордоза и крестцово-копчикового кифоза. Они обусловлены вертикальным положением туловища и развиваются лишь в постэмбриональном периоде. У новорожденного позвоночник имеет дугообразную кривизну, обращенную выпуклостью кзади, то есть тотально кифозирован и сохраняет свой рельеф и в первое время после рождения. По мере того как ребенок начинает делать попытки удерживать при сидении голову в прямом положении, у него укрепляются разгибатели шеи.
Это ведет к развитию шейного лордоза. В дальнейшем, когда ребенок начинает сидеть (и в особенности когда он начинает ходить) укрепляется система поясничных мышц и формируется поясничный лордоз. Одновременно возникают кифоз грудного отдела позвоночника, наклон таза кпереди, а также крестцово-копчиковый кифоз. Вершина шейного лордоза соответствует уровню С5 и С6; грудного кифоза – Тh6 – Тh7, поясничного лордоза – L4. В норме крестец находится под углом 300 по отношению к фронтальной оси тела. Окончательное формирование изгибов позвоночника заканчивается в 6–7 лет.