Az emberi gerincoszlop dinamikája

A gerincoszlop váza szilárd támasztékot nyújt a testnek, és 33-34 csigolyából áll. Egy csigolya két részből áll - a csigolyatestből (elöl) és a csigolyaívből (hátul). A csigolyatest alkotja a csigolya nagy részét. A csigolyaív négy szegmensből áll. Ezek közül kettő a pedikulum, amely a tartófalakat alkotja. A másik két rész vékony lemez, amely egyfajta "tetőt" alkot. A csigolyaívből három csontnyúlvány nyúlik ki. A jobb és a bal oldali harántnyúlványok minden "pedikulum-lemez" ízületből ágaznak el. Ezenkívül a középvonalon, amikor egy személy előrehajol, egy hátrafelé kiálló tövisnyúlvány látható. Elhelyezkedéstől és funkciótól függően a különböző szakaszok csigolyáinak specifikus szerkezeti jellemzői vannak, a csigolya mozgásának irányát és mértékét pedig az ízületi nyúlványok orientációja határozza meg.

Nyakcsigolyák. Az ízületi nyúlványok laposak és ovális alakúak, és a térben 10-15°-os szöget zárnak be a frontális síkkal, 45°-os szöget a sagittális síkkal és 45°-os szöget a vízszintes síkkal. Így a felette elhelyezkedő ízület által az alsóhoz képest létrehozott bármilyen elmozdulás egyszerre három síkkal szöget zár be. A csigolyatest felső és alsó felülete homorú, és sok szerző ezt a mozgástartomány növekedéséhez hozzájáruló tényezőnek tekinti.

Mellkasi csigolyák. Az ízületi nyúlványok a frontális síkhoz 20°-os szöget, a sagittális síkhoz 60°-os szöget, a vízszintes és frontális síkhoz pedig 20°-os szöget zárnak be.

Az ízületek ilyen térbeli elrendezése lehetővé teszi a felső ízületnek az alsó ízülethez viszonyított egyidejű ventrocranialis vagy dorsocaudalis elmozdulását, kombinálva annak mediális vagy laterális elmozdulásával. Az ízületi felszínek domináns lejtéssel rendelkeznek a sagittális síkban.

Ágyéki csigolyák. Ízületi felszíneik térbeli elrendezése eltér a háti és nyaki gerincétől. Íveltek, és 45°-os szöget zárnak be a frontális síkkal, 45°-os szöget a vízszintes síkkal és 45°-os szöget a sagittális síkkal. Ez a térbeli elrendezés elősegíti a felső ízület elmozdulását az alsó ízülethez képest, mind dorsolaterálisan, mind ventromediálisan, kraniális vagy caudális elmozdulással kombinálva.

A csigolyaközi ízületek fontos szerepét a gerinc mozgásában Lesgaft (1951) jól ismert munkái is bizonyítják, amelyekben nagy figyelmet fordítanak az ízületek gömbfelületének súlypontjainak egybeesésére a C5-C7 szegmensekben. Ez magyarázza a bennük lévő domináns mozgástérfogatot. Ezenkívül az ízületi felületek egyidejű dőlése a frontális, vízszintes és függőleges síkokhoz elősegíti az egyidejű lineáris mozgást mindhárom síkban, kizárva az egysíkú mozgás lehetőségét. Ezenkívül az ízületi felületek alakja elősegíti az egyik ízület csúszását a másik síkja mentén, korlátozva az egyidejű szögmozgás lehetőségét. Ezek az elképzelések összhangban vannak White (1978) tanulmányaival, amelyek eredményeként az ívekkel ellátott ízületi nyúlványok eltávolítása után a csigolyamozgási szegmensben a szögmozgás térfogata a sagittális síkban 20-80%-kal, a frontális síkban 7-50%-kal, a vízszintes síkban pedig 22-60%-kal nőtt. Jirout (1973) radiográfiai adatai megerősítik ezeket az eredményeket.

A gerincoszlop mindenféle csontkapcsolatot tartalmaz: folytonos (szindeszmózisok, szinkondrózisok, szinosztózisok) és szakaszos (a gerincoszlop és a koponya közötti ízületek). A csigolyák testei csigolyaközi porckorongokkal kapcsolódnak egymáshoz, amelyek együttesen a gerincoszlop teljes hosszának körülbelül 'A-ját teszik ki. Elsősorban hidraulikus lengéscsillapítóként működnek.

Ismeretes, hogy a gerincoszlop bármely részének mobilitása nagymértékben függ az intervertebrális porckorongok magasságának és a gerincoszlop csontos részének arányától.

Kapandji (1987) szerint ez az arány határozza meg a gerincoszlop egy adott szegmensének mobilitását: minél nagyobb az arány, annál nagyobb a mobilitás. A nyaki gerinc rendelkezik a legnagyobb mobilitással, mivel az arány 2:5, azaz 40%. Az ágyéki gerinc kevésbé mozgékony (1:3, azaz 33%). A háti gerinc még kevésbé mozgékony (1:5, azaz 20%).

Minden porckorong úgy van felépítve, hogy kocsonyás magja és belül egy rostos gyűrűje legyen.

A zselés mag egy összenyomhatatlan, gélszerű anyagból áll, amelyet egy rugalmas "tartály" zár körül. Kémiai összetételét fehérjék és poliszacharidok képviselik. A magot erős hidrofilitás, azaz vízvonzás jellemzi.

Puschel (1930) szerint születéskor a sejtmag folyadéktartalma 88%. Az életkorral a sejtmag elveszíti vízmegkötő képességét. 70 éves korra a víztartalma 66%-ra csökken. Ennek a kiszáradásnak az okai és következményei nagy jelentőséggel bírnak. A porckorong víztartalmának csökkenése a fehérje és a poliszacharid koncentrációjának csökkenésével, valamint a sejtmag gélszerű anyagának rostos porcszövettel való fokozatos helyettesítésével magyarázható. Adams és munkatársai (1976) tanulmányainak eredményei azt mutatták, hogy az életkorral változik a proteoglikánok molekuláris mérete a nucleus pulposusban és a rostos gyűrűben. A folyadéktartalom csökken. 20 éves korra a porckorongok érellátása megszűnik. 30 éves korra a porckorongot kizárólag a csigolyák véglemezein keresztüli nyirokdiffúzió táplálja. Ez magyarázza a gerincoszlop rugalmasságának csökkenését az életkorral, valamint az idősek azon képességének romlását, hogy helyreállítsák a sérült porckorong rugalmasságát.

A nucleus pulposus felfogja a csigolyatestre ható függőleges erőket, és azokat sugárirányban elosztja a vízszintes síkban. A mechanizmus jobb megértése érdekében a nucleus-t egy mozgó csuklóízületként képzelhetjük el.

A rostos gyűrű körülbelül 20 koncentrikus rostrétegből áll, amelyek összefonódnak úgy, hogy az egyik réteg szöget zár be az előzővel. Ez a szerkezet biztosítja a mozgás kontrollját. Például nyírófeszültség hatására az egyik irányba futó ferde rostok megfeszülnek, míg az ellenkező irányba futók ellazulnak.

A nucleus pulposus funkciói (Alter, 2001)

Akció	Hajlítás	Kiterjesztés	Oldalirányú hajlítás
A felső csigolya felemelkedik	Elülső	Vissza	A hajlítási oldal felé
Ezért a korong kiegyenesedik.	Elülső	Vissza	A hajlítási oldal felé
Ezért a lemez megnő	Vissza	Elülső	A kanyarral ellentétes oldalon
Ezért a mag irányított	Előre	Vissza	A kanyarral ellentétes oldalon

A rostos gyűrű az életkorral veszít rugalmasságából és hajlékonyságából. Fiatalkorban a gyűrű fibroelasztikus szövete túlnyomórészt rugalmas. Az életkorral vagy sérülés után a rostos elemek aránya növekszik, és a porckorong veszít a rugalmasságából. A rugalmasság elvesztésével fogékonyabbá válik a sérülésekre és a károsodásra.

250 kg-os terhelés alatt minden csigolyaközi porckorong átlagosan 1 mm-rel rövidülhet magasságban, ami a teljes gerincoszlopra vetítve körülbelül 24 mm-es rövidülést eredményez. 150 kg-os terhelésnél a csigolyaközi porckorong rövidülése a T6 és T7 között 0,45 mm, 200 kg-os terhelés pedig a T11 és T12 közötti porckorong 1,15 mm-es rövidülését okozza.

Ezek a nyomás okozta porckorong-változások meglehetősen gyorsan eltűnnek. Fél óra fekvés után egy 170-180 cm magas személy testhossza 0,44 cm-rel nő. Ugyanazon személy testhossza közötti különbség reggel és este átlagosan 2 cm. Leatt, Reilly, Troup (1986) szerint a magasság 38,4%-os csökkenését figyelték meg az ébredés utáni első 1,5 órában, és 60,8%-os csökkenését az ébredés utáni első 2,5 órában. A magasság 68%-os helyreállása az éjszaka első felében történt.

Strickland és Shearin (1972) a gyermekek reggeli és délutáni magasságkülönbségét elemezve átlagosan 1,54 cm-es különbséget találtak, 0,8–2,8 cm közötti tartománnyal.

Alvás közben a gerinc terhelése minimális, a porckorongok megduzzadnak, folyadékot szívnak fel a szövetekből. Adams, Dolan és Hatton (1987) három jelentős következményt azonosítottak az ágyéki gerinc terhelésének napi változásaiból: 1 - a "duzzanat" a gerinc fokozott merevségét okozza az ébredés utáni ágyéki hajlítás során; 2 - kora reggel a gerinc porckorongjainak szalagjaira nagyobb sérülésveszély jellemző; 3 - a gerinc mozgástartománya a nap közepe felé növekszik. A testhosszbeli különbség nemcsak a porckorongok vastagságának csökkenéséből, hanem a lábboltozat magasságának változásából, és talán bizonyos mértékig az alsó végtagok ízületeinek porcszövetének vastagságának változásából is adódik.

A porckorongok alakja erőhatások hatására megváltozhat, még mielőtt az ember elérné a pubertáskort. Ekkorra a porckorongok vastagsága és alakja véglegesen kialakul, a gerincoszlop konfigurációja és a hozzá tartozó testtartás típusa állandósul. Azonban éppen azért, mert a testtartás elsősorban a porckorongok tulajdonságaitól függ, nem teljesen stabil tulajdonság, és bizonyos mértékig megváltozhat külső és belső erőhatások, különösen a testmozgás hatására, különösen fiatal korban.

A gerincoszlop dinamikus tulajdonságainak meghatározásában fontos szerepet játszanak a szalagok és más kötőszövetek. Feladatuk az ízület mozgásának korlátozása vagy módosítása.

Az elülső és hátsó hosszanti szalagok a csigolyatestek és a csigolyaközi porckorongok elülső és hátsó felszínén futnak.

A csigolyák ívei között nagyon erős, rugalmas rostokból álló szalagok találhatók, amelyek sárga színt adnak nekik, ezért magukat a szalagokat interarchnak vagy sárgának nevezik. Amikor a gerincoszlop mozog, különösen hajlításkor, ezek a szalagok megnyúlnak és megfeszülnek.

A csigolyák tövisnyúlványai között az interspinatus szalagok, a harántnyúlványok között pedig az interspinatus szalagok helyezkednek el. A tövisnyúlványok felett, a gerincoszlop teljes hosszában fut a supraspinatus szalag, amely a koponyához közeledve sagittalis irányban növekszik, és tarkószalagnak nevezik. Emberben ez a szalag széles lemez alakú, egyfajta válaszfalat képez a tarkótájék jobb és bal oldali izomcsoportjai között. A csigolyák ízületi nyúlványai ízületekkel kapcsolódnak egymáshoz, amelyek a gerincoszlop felső részén laposak, az alsó részén, különösen az ágyéki régióban, hengeres alakúak.

A nyakszirtcsont és az atlasz közötti kapcsolatnak megvannak a maga sajátosságai. Itt, akárcsak a csigolyák ízületi nyúlványai között, egy kombinált ízület található, amely két anatómiailag elkülönülő ízületből áll. Az atlanto-nyakszirt ízületi felszínének alakja ellipszis vagy ovális.

Az atlasz és az epistropheus közötti három ízület egy függőleges forgástengellyel rendelkező kombinált atlantoaxiális ízületté egyesül; ezek közül a párosítatlan ízület az epistropheus densek és az atlasz elülső íve közötti hengeres ízület, a páros ízület pedig az atlasz alsó ízületi felszíne és az epistropheus felső ízületi felszíne közötti lapos ízület.

Az atlasz felett és alatt elhelyezkedő két ízület, az atlanto-occipitalis és az atlanto-axialis, kiegészítik egymást, és olyan kapcsolatokat alkotnak, amelyek a fej mozgását biztosítják három, egymásra merőleges forgástengely körül. Mindkét ízület egyetlen kombinált ízületté egyesíthető. Amikor a fej egy függőleges tengely körül forog, az atlasz a nyakszirtcsonttal együtt mozog, egyfajta intercaláris meniszkusz szerepet töltve be a koponya és a gerincoszlop többi része között. Egy meglehetősen összetett szalagrendszer vesz részt ezen ízületek megerősítésében, amely magában foglalja a keresztszalagot és a pterygoideus szalagot. A keresztszalag viszont a harántszalagból és két lábból - a felsőből és az alsóból - áll. A harántszalag az odontoid epistropheus mögött halad, és megerősíti ennek a fognak a helyzetét a helyén, az atlasz jobb és bal oldali tömegei között nyúlva. A felső és az alsó lábszár a harántszalagból nyúlik ki. Ezek közül a felső a nyakszirtcsonthoz, az alsó pedig a második nyakcsigolya testéhez kapcsolódik. A jobb és bal oldali pterygoid szalagok a fog oldalsó felszínétől felfelé és kifelé haladnak, és a nyakszirtcsonthoz kapcsolódnak. Az atlasz és a nyakszirtcsont között két membrán található - az elülső és a hátsó -, amelyek lezárják a csontok közötti nyílást.

A keresztcsontot a farkcsonthoz szinkondrózis köti össze, melynek során a farkcsont főként anteroposterior irányban tud mozogni. A farkcsont csúcsának mozgástartománya ebben az irányban nőknél körülbelül 2 cm. A szalagrendszer is részt vesz a szinkondrózis erősítésében.

Mivel egy felnőtt gerincoszlopa két lordózisos (nyaki és ágyéki) és két kyphotikus (mellkasi és keresztcsonti) görbületet alkot, a test súlypontjából kiinduló függőleges vonal csak két helyen metszi azt, leggyakrabban a C8 és L5 csigolyák szintjén. Ezek az arányok azonban a személy testtartásának jellemzőitől függően változhatnak.

A test felső felének súlya nemcsak nyomást gyakorol a csigolyákra, hanem egyesekre erő formájában hat, amely a gerincoszlop íveit alakítja ki. A mellkasi régióban a test súlyvonala a csigolyatestek előtt halad, aminek következtében erőhatás lép fel, amelynek célja a gerincoszlop kifotikus görbületének növelése. Ezt megakadályozzák a szalagrendszere, különösen a hátsó hosszanti szalag, a csontközi szalagok, valamint a törzs feszítőizmainak tónusa.

Az ágyéki gerincben a kapcsolat fordított, a test gravitációs vonala általában úgy halad át, hogy a gravitáció hajlamos csökkenteni az ágyéki lordózist. Az életkorral mind a szalagrendszer ellenállása, mind a feszítőizmok tónusa csökken, aminek következtében a gravitáció hatására a gerinc leggyakrabban megváltoztatja konfigurációját, és egyetlen általános, előre irányuló kanyart képez.

Megállapították, hogy a test felső felének súlypontjának előretolódása számos tényező hatására következik be: a fej és a vállöv, a felső végtagok, a mellkas, a mellkasi és a hasi szervek tömege.

A frontális sík, amelyben a test súlypontja található, felnőtteknél viszonylag kis mértékben tér el előre az atlanto-occipitalis ízülettől. Kisgyermekeknél a fej tömege nagy jelentőséggel bír, mivel a teljes test tömegéhez viszonyított aránya jelentősebb, így a fej súlypontjának frontális síkja általában jobban előre van elmozdulva. Az ember felső végtagjainak tömege bizonyos mértékig befolyásolja a gerincoszlop görbületének kialakulását a vállöv előre vagy hátra elmozdulásától függően, mivel a szakemberek bizonyos összefüggést észleltek a görnyedt testtartás és a vállöv, valamint a felső végtagok előremozdulásának mértéke között. Egyenes testtartás esetén azonban a vállöv általában hátra mozdul el. Az emberi mellkas tömege annál inkább befolyásolja a törzs súlypontjának előremozdulását, minél fejlettebb az anteroposterior átmérője. Lapos mellkas esetén a tömegközéppont viszonylag közel helyezkedik el a gerincoszlophoz. A mellkasi szervek és különösen a szív nemcsak a törzs tömegközéppontjának előretolásához járulnak hozzá tömegükkel, hanem közvetlen húzóerőként is hatnak a háti gerinc koponyaszakaszára, ezáltal növelve annak kifotikus hajlását. A hasi szervek súlya az ember életkorától és alkatától függően változik.

A gerincoszlop morfológiai jellemzői határozzák meg nyomó- és szakítószilárdságát. A szakirodalomban arra utalnak, hogy körülbelül 350 kg nyomónyomást képes elviselni. A nyaki régió nyomószilárdsága körülbelül 50 kg, a háti régióé 75 kg, az ágyéki régióé pedig 125 kg. Ismert, hogy a szakítószilárdság a nyaki régióban körülbelül 113 kg, a háti régióban 210 kg, az ágyéki régióban pedig 410 kg. Az 5. ágyéki csigolya és a keresztcsont közötti ízületek 262 kg-os húzóerő alatt elszakadnak.

Az egyes csigolyák nyaki gerincre gyakorolt összenyomódási ereje hozzávetőlegesen a következő: C3 - 150 kg, C4 - 150 kg, C5 - 190 kg, C6 - 170 kg, C7 - 170 kg.

A mellkasi régióra jellemzőek a következő mutatók: 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. Az ágyéki régió körülbelül a következő terheléseket bírja: L1 - 400 kg, L2 - 425 kg, L3 - 350 kg, L4 - 400 kg, L5 - 425 kg.

Két szomszédos csigolya teste között a következő mozgástípusok lehetségesek. A függőleges tengely mentén történő mozgások a csigolyaközi porckorongok összenyomódása és nyújtása következtében. Ezek a mozgások nagyon korlátozottak, mivel az összenyomódás csak a csigolyaközi porckorongok rugalmasságán belül lehetséges, a nyújtást pedig a hosszanti szalagok gátolják. A gerincoszlop egészére nézve az összenyomódás és a nyújtás határai elhanyagolhatók.

Két szomszédos csigolya teste közötti mozgások részben függőleges tengely körüli forgás formájában történhetnek. Ezt a mozgást főként a porckorong rostos gyűrűjének koncentrikus rostjainak feszültsége gátolja.

A csigolyák között hajlítás és nyújtás során a frontális tengely körüli forgások is lehetségesek. Ezen mozgások során a csigolyaközi porckorong alakja megváltozik. Hajlításkor az elülső része összenyomódik, a hátsó része pedig megnyúlik; nyújtáskor az ellenkező jelenség figyelhető meg. Ilyenkor a kocsonyás mag megváltoztatja a helyzetét. Hajlításkor hátrafelé, nyújtáskor pedig előre, azaz a rostos gyűrű megnyúlt része felé mozdul el.

Egy másik jellegzetes mozgástípus a sagittális tengely körüli forgás, ami a törzs oldalirányú dőlését eredményezi. Ilyenkor a porckorong egyik oldalfelülete összenyomódik, míg a másik megnyúlik, és a kocsonyás mag a nyújtás, azaz a konvexitás felé mozdul el.

A két szomszédos csigolya közötti ízületekben bekövetkező mozgások az ízületi felszínek alakjától függenek, amelyek a gerincoszlop különböző részein eltérően helyezkednek el.

A nyaki régió a legmozgékonyabb. Ebben a régióban az ízületi nyúlványok lapos ízületi felszínekkel rendelkeznek, amelyek körülbelül 45-65°-os szögben hátrafelé irányulnak. Ez a fajta artikuláció három szabadsági fokot biztosít, nevezetesen: hajlító-nyújtó mozgások lehetségesek a frontális síkban, oldalirányú mozgások a sagittális síkban, és rotációs mozgások a vízszintes síkban.

A C2 és C3 csigolyák közötti térben a mozgástartomány valamivel kisebb, mint a többi csigolya között. Ez azzal magyarázható, hogy a két csigolya közötti porckorong nagyon vékony, és az epistropheum alsó szélének elülső része egy kiemelkedést képez, amely korlátozza a mozgást. A nyaki gerinc hajlító-nyújtó mozgástartománya körülbelül 90°. A nyaki gerinc elülső kontúrja által létrehozott előre konvexitás hajlítás közben konkávvá alakul. Az így kialakult konkáv sugara 16,5 cm. Ha ennek a konkávnak az elülső és hátsó végétől sugarakat húzunk, akkor 44°-os hátrafelé nyitott szöget kapunk. Maximális nyújtás esetén 124°-os előre és felfelé nyitott szöget alakítunk ki. E két ív húrjai 99°-os szögben egyesülnek. A legnagyobb mozgástartomány a C3, C4 és C5 csigolyák között figyelhető meg, valamivel kisebb a C6 és C7, és még kisebb a C7 és T1 csigolyák között.

Az első hat nyakcsigolya testei közötti oldalirányú mozgások is meglehetősen nagy amplitúdóval rendelkeznek. A C... csigolya ebben az irányban lényegesen kevésbé mozgékony.

A nyakcsigolyák testei között elhelyezkedő nyereg alakú ízületi felszínek nem kedveznek a torziós mozgásoknak. Általánosságban elmondható, hogy a különböző szerzők szerint a nyaki régióban a mozgások amplitúdója átlagosan a következő értékeket veszi fel: hajlítás - 90°, nyújtás - 90°; oldalirányú dőlés - 30°, oldalra rotáció - 45°.

Az atlanto-occipitalis ízületnek és az atlasz és az epistropheus ízületének három mozgásszabadsági foka van. Az első esetben a fej előre és hátra billentése lehetséges. A másodikban az atlasz elforgatása lehetséges a fognyúlvány körül, miközben a koponya az atlasszal együtt forog. A fej előre billentése a koponya és az atlasz ízületénél csak 20°-kal, hátra billentése 30°-kal lehetséges. A hátrafelé mozgást az elülső és hátsó atlanto-occipitalis membránok feszültsége gátolja, és a külső hallónyílás mögött és közvetlenül a halántékcsont mamilláris nyúlványai előtt elhaladó frontális tengely körül történik. A koponya 20°-nál nagyobb előrebillentése, hátra 30°-nál nagyobb billentése csak a nyaki gerinccel együtt lehetséges. Az előrebillentés addig lehetséges, amíg az áll el nem éri a szegycsontot. Ez a billentési fok csak a nyaki gerincet hajlító és a fejet a testre billentő izmok aktív összehúzódásával érhető el. Amikor a fejet a gravitáció előre húzza, az áll általában nem ér a szegycsonthoz, mivel a fejet a nyak hátsó részének megnyújtott izmainak és a tarkószalagnak a feszültsége tartja a helyén. Az előrebillentő fej súlya, amely az első osztályú emelőre hat, nem elegendő a nyak hátsó izmainak passzivitásának és a tarkószalag rugalmasságának leküzdéséhez. Amikor a sternohyoideus és a geniohyoideus izmok összehúzódnak, erejük a fej súlyával együtt a nyak hátsó részének és a tarkószalag izmainak nagyobb megnyúlását okozza, aminek következtében a fej előrebillen, amíg az áll el nem éri a szegycsontot.

Az atlasz és a csont közötti ízület 30°-kal elfordulhat jobbra és balra. Az atlasz és a csont közötti ízület elfordulását a pterygoideus szalagok feszülése korlátozza, amelyek a nyakszirtcsont condylusainak oldalsó felszínéről erednek, és a fognyúlvány oldalsó felszínéhez kapcsolódnak.

Mivel a nyakcsigolyák alsó felszíne anteroposterior irányban konkáv, a csigolyák közötti mozgások a sagittális síkban lehetségesek. A nyaki régióban a szalagrendszer a legkevésbé erős, ami szintén hozzájárul a mozgékonyságához. A nyaki régió lényegesen kevésbé van kitéve (a háti és ágyéki régiókhoz képest) a nyomó terheléseknek. Számos izom tapadási pontja, amelyek meghatározzák a fej, a gerincoszlop és a vállöv mozgását. A nyakon az izomhúzás dinamikus hatása viszonylag nagyobb a statikus terhelésekhez képest. A nyaki régió kevésbé van kitéve deformáló terheléseknek, mivel a környező izmok mintha védenék a túlzott statikus hatásoktól. A nyaki régió egyik jellemzője, hogy az ízületi nyúlványok lapos felszínei a test függőleges helyzetében 45°-os szöget zárnak be. Amikor a fej és a nyak előrehajlik, ez a szög 90°-ra nő. Ebben a helyzetben a nyaki csigolyák ízületi felszínei vízszintes irányban átfedik egymást, és az izmok hatására rögzülnek. Amikor a nyak behajlítva van, az izmok működése különösen jelentős. A behajlított nyaktartás azonban gyakori az embernél munka közben, mivel a látószervnek kell irányítania a kézmozgásokat. Sokféle munkát, akárcsak egy könyv olvasása, általában behajlított fejjel és nyakkal végzünk. Ezért az izmoknak, különösen a nyak hátsó részének, meg kell dolgozniuk, hogy a fej egyensúlyban maradjon.

A mellkasi régióban az ízületi nyúlványok szintén lapos ízületi felületekkel rendelkeznek, de ezek szinte függőlegesen helyezkednek el, és főként a frontális síkban helyezkednek el. A nyúlványok ilyen elrendezésével hajlítási és rotációs mozgások lehetségesek, a nyújtás pedig korlátozott. Az oldalirányú hajlítás csak jelentéktelen határokon belül történik.

A mellkasi régióban a gerincoszlop mobilitása a legkisebb, ami az intervertebrális porckorongok kis vastagságának köszönhető.

A felső háti régióban (az elsőtől a hetedik csigolyáig) a mobilitás elhanyagolható. Faroki irányban növekszik. A háti régióban az oldalirányú hajlás jobbra körülbelül 100°-kal, balra valamivel kevésbé lehetséges. A rotációs mozgásokat az ízületi nyúlványok helyzete korlátozza. A mozgástartomány igen jelentős: a frontális tengely körül 90°, nyújtás - 45°, rotáció - 80°.

Az ágyéki régióban az ízületi nyúlványok ízületi felszínei szinte a sagittális síkban helyezkednek el, felső-belső ízületi felszínük homorú, alsó-külső pedig domború. Az ízületi nyúlványok ilyen elrendezése kizárja kölcsönös rotációjuk lehetőségét, a mozgások csak a sagittális és a frontális síkban történnek. Ebben az esetben a nyújtás nagyobb határok között lehetséges, mint a hajlítás.

Az ágyéki régióban a különböző csigolyák közötti mobilitás mértéke nem azonos. Minden irányban a legnagyobb az L3 és L4, valamint az L4 és L5 csigolyák között. A legkisebb mobilitás az L2 és L3 között figyelhető meg.

Az ágyéki gerinc mozgékonyságát a következő paraméterek jellemzik: flexió - 23°, nyújtás - 90°, oldalirányú dőlés mindkét oldalra - 35°, rotáció - 50. Az L3 és L4 közötti csigolyaközi tér jellemzi a legnagyobb mozgékonyságot, amit össze kell hasonlítani az L3 csigolya központi helyzetével. Valójában ez a csigolya férfiaknál a hasi régió középpontjának felel meg (nőknél az L3 valamivel kaudálisabban helyezkedik el). Előfordultak olyan esetek, amikor az embereknél a keresztcsont majdnem vízszintesen helyezkedett el, és a lumbosacralis szög 100-105°-ra csökkent. Az ágyéki gerinc mozgását korlátozó tényezőket a 3.4. táblázat mutatja be.

A frontális síkban a gerinc hajlítása főként a nyaki és a felső háti régióban lehetséges; a nyújtás főként a nyaki és az ágyéki régióban történik, a háti régióban ezek a mozgások jelentéktelenek. A sagittális síkban a legnagyobb mobilitás a nyaki régióban figyelhető meg; a háti régióban jelentéktelen, majd az ágyéki gerincben ismét fokozódik. A rotáció a nyaki régióban nagy határok között lehetséges; a farokirányban az amplitúdója csökken, és az ágyéki régióban nagyon jelentéktelen.

A gerincoszlop egészének mobilitását vizsgálva nincs számtani értelme összegezni a mozgások amplitúdóját jellemző adatokat a különböző szakaszokban, mivel a gerincoszlop teljes szabad részének mozgása során (mind anatómiai preparátumokon, mind élő alanyokon) kompenzációs mozgások lépnek fel a gerincoszlop görbülete miatt. Különösen az egyik szakaszban a háti hajlítás okozhat hasi nyúlást a másikban. Ezért célszerű a különböző szakaszok mobilitásának vizsgálatát kiegészíteni a gerincoszlop egészének mobilitására vonatkozó adatokkal. Egy izolált gerincoszlop ilyen jellegű vizsgálatakor számos szerző a következő adatokat kapta: hajlítás - 225°, nyúlás - 203°, oldalra dőlés - 165°, rotáció - 125°.

A háti régióban a gerincoszlop oldalirányú hajlítása csak akkor lehetséges, ha az ízületi nyúlványok pontosan a frontális síkban helyezkednek el. Azonban kissé előre dőlnek. Ennek eredményeként csak azok a csigolyaközi ízületek vesznek részt az oldalirányú dőlésben, amelyeknek a felszínei megközelítőleg a frontális síkban helyezkednek el.

A gerincoszlop függőleges tengely körüli rotációs mozgásai a legnagyobb mértékben a nyaki régióban lehetségesek. A fej és a nyak a törzshöz képest mindkét irányban körülbelül 60-70°-kal elforgatható (azaz összesen körülbelül 140°-kal). A háti gerincben a rotáció lehetetlen. Az ágyéki gerincben gyakorlatilag nulla. A legnagyobb rotáció a háti és az ágyéki gerinc között a 17. és 18. biokinematikai párok területén lehetséges.

A gerincoszlop teljes rotációs mobilitása így 212°-kal egyenlő (132° a fej és a nyak, valamint 80° a 17. és 18. biokinematikai párok esetében).

Érdekes meghatározni a test függőleges tengelye körüli elfordulásának lehetséges mértékét. Egy lábon álláskor a félig behajlított csípőízületben 140°-os elfordulás lehetséges; mindkét lábon támaszkodva ennek a mozgásnak az amplitúdója 30°-ra csökken. Összességében ez a testünk forgási képességét két lábon álláskor körülbelül 250°-ra, egy lábon álláskor pedig 365°-ra növeli. A tetőtől talpig végzett forgó mozgások 1-2 cm-es testhossz-csökkenést okoznak. Egyes embereknél azonban ez a csökkenés jelentősen nagyobb.

A gerincoszlop torziós mozgása négy szinten történik, amelyek a különböző típusú szkoliózisos görbületekre jellemzőek. Ezen csavarodási szintek mindegyike egy adott izomcsoport működésétől függ. Az alsó rotációs szint a mellkas alsó nyílásának (a 12. hamis borda szintjének) felel meg. A rotációs mozgás ezen a szinten az egyik oldali belső ferde izom és az ellenkező oldali külső ferde izom szinergistaként működő működésének köszönhető. Ez a mozgás felfelé folytatódhat az egyik oldali belső bordaközi izmok és a másik oldali külső bordaközi izmok összehúzódása miatt. A rotációs mozgások második szintje a vállövnél található. Ha ez rögzített, a mellkas és a gerincoszlop rotációja az elülső fűrészizom és a mellizmok összehúzódásának köszönhető. A rotációt a hát egyes izmai is biztosítják - a hátsó fűrészizom (felső és alsó), az iliocostalis és a félgerincizmok. A sternocleidomastoideus izom kétoldali összehúzódása során függőleges helyzetben tartja a fejet, hátraveti, és a nyaki gerincet is hajlítja. Egyoldali összehúzódáskor a fejet oldalra billenti és az ellenkező oldalra fordítja. A splenius capitis izom nyújtja a nyaki gerincet és a fejet ugyanarra az oldalra fordítja. A splenius cervicis izom nyújtja a nyaki gerincet és a nyakat az összehúzódás oldalára fordítja.

Az oldalhajlításokat gyakran kombinálják a rotációval, mivel a csigolyaközi ízületek elhelyezkedése ezt elősegíti. A mozgás egy olyan tengely körül történik, amely nem pontosan a szagittális irányban helyezkedik el, hanem előre és lefelé dől, aminek következtében az oldalhajlítást a törzs hátraforgatása kíséri azon az oldalon, ahol a gerincoszlop konvexitása a hajlítás során kialakul. Az oldalhajlítások rotációval való kombinációja egy nagyon jelentős jellemző, amely magyarázza a szkoliózisos görbületek egyes tulajdonságait. A 17. és 18. biokinematikai párok területén a gerincoszlop oldalhajlítása a konvex vagy konkáv oldalra történő elforgatásával kombinálódik. Ebben az esetben általában a következő mozgáshármast hajtják végre: oldalhajlítás, előrehajlítás és konvexitásba történő elforgatás. Ezt a három mozgást általában szkoliózisos görbületekkel valósítják meg.

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

A gerincoszlop mozgását biztosító funkcionális izomcsoportok

Nyakcsigolya: mozgások a frontális tengely körül

Hajlítás

1. Sternocleidomastoid izom
2. Elülső szkalén izom
3. Hátsó szkalénizom
4. Hosszú colli izom
5. Longus capitis izom
6. Rectus capitis elülső izom
7. A nyak bőr alatti izma
8. Omohyoid izom
9. sternhyoideus izom
10. Szegypajzsmirigy izom
11. Pajzsmirigy-hyoid izom
12. Kéthasú
13. Sztilohioid izom
14. Mylohyoid izom
15. Geniohyoid izom

A sagittális tengely körüli mozgások

1. Hosszú colli izom
2. Elülső szkalén izom
3. Középső szkalén izom
4. Hátsó szkalénizom
5. Trapezius izom
6. Sternocleidomastoid izom
7. Az erector spinae izom
8. nyakizom felcsatolása
9. Longus capitis izom

Függőleges tengely körüli mozgások - csavarodás

1. Elülső szkalén izom
2. Középső szkalén izom
3. Hátsó szkalénizom
4. Sternocleidomastoid izom
5. Felső trapézizom
6. nyakizom felcsatolása
7. Lapockaleemelő izom

Körkörös mozgások a nyaki gerincben (körülbelüli mozgások):

Az összes izomcsoport váltakozó részvételével, amelyek a gerinc hajlítását, dőlését és meghosszabbítását eredményezik a nyaki régióban.

Ágyéki gerinc: mozgások a frontális tengely körül

Hajlítás

1. Iliopsoas izom
2. Négyzetes ágyéki izom
3. Egyenes hasizom
4. A has külső ferde izma

Kiterjesztés (mellkasi és ágyéki)

1. Az erector spinae izom
2. Haránt gerincizom
3. Interspinous izmok
4. Intertransverzális izmok
5. Bordákat emelő izmok
6. Trapezius izom
7. Széles háti izom
8. Rombusz fő izom
9. Rombusz alakú kis izom
10. Serratus posterior felső izom
11. Serratus hátsó alsó izom

Oldalirányú hajlító mozgások a sagittális tengely körül (mellkasi és ágyéki gerinc)

1. Intertransverzális izmok
2. Bordákat emelő izmok
3. A has külső ferde izma
4. A has belső ferde izma
5. Haránt hasizom
6. Egyenes hasizom
7. Négyzetes ágyéki izom
8. Trapezius izom
9. Széles háti izom
10. Rombusz fő izom
11. Serratus posterior felső izom
12. Serratus hátsó alsó izom
13. Az erector spinae izom
14. Haránt gerincizom

Függőleges tengely körüli mozgások - csavarodás

1. Iliopsoas izom
2. Bordákat emelő izmok
3. Négyzetes ágyéki izom
4. A has külső ferde izma
5. A has belső ferde izma
6. Külső bordaközi izom
7. Belső bordaközi izom
8. Trapezius izom
9. Rombusz fő izom
10. Széles háti izom
11. Serratus posterior felső izom
12. Serratus hátsó alsó izom
13. Az erector spinae izom
14. Haránt gerincizom

Körkörös forgó mozgások vegyes tengelyekkel (körülmozgás): a törzs összes izmának váltakozó összehúzódásával, ami nyúlást, szeméremcsont-hajlítást és a gerincoszlop hajlítását eredményezi.