На рис. 3 показано отверстие между позвонками и нерв, который отходит от спинного мозга и проходит через волокнистую боковую стенку длинного канала. Эти нервы образуют так называемый спинномозговой нерв, который тянется вдоль позвоночника от шеи до последнего позвонка. Спинномозговой канал защищает самую важную анатомическую часть тела, а вместе с ней цереброспинальную жидкость, которая омывает нервные ткани (головного и спинного мозга).
Нерв, выходящий из межпозвонкового отверстия, и спинной мозг в канале часто становятся жертвами проблем с дисками. Если диски, расположение которых является весьма уязвимым, смещаются и начинают давить на мягкую и чувствительную нервную ткань, то в зависимости от степени смещений они могут стать причиной локальной болезненности или отраженной боли, что чревато прогрессирующим ухудшением состояния или даже параличом мышц, управляемых этими нервами.
ЧТО ТАКОЕ ДИСК И ДЛЯ ЧЕГО ОН НУЖЕН?
Из рис. 3 и 4 вы получите представление о расположении и взаимоотношениях дисков и позвонков. Диски состоят из мягкого студенистого ядра, окруженного по краям очень прочной волокнистой хрящевой оболочкой, фиброзным кольцом. Волокна фиброзного кольца срастаются с костной поверхностью, но только по бокам позвонков, а не спереди. Студенистое ядро состоит из живых клеток, волокнистых нитей, которые пронизывают желеобразную массу, содержащую воду и соль. Именно это студенистое ядро поглощает 75% давления веса всех расположенных выше структур и, кроме того, смягчает ударные волны, проходящие по позвоночнику снизу вверх.
Благодаря гидравлическим свойствам своей вязкоупругой структуры шаровидное ядро оказывает противодействие этим силам и одновременно оказывает давление на продольные фиброзные пучки, выполняющие роль эластичных пружин.
У ДИСКА НЕСКОЛЬКО ФУНКЦИЙ
1. Благодаря гидростатическим свойствам своего ядра диск равномерно, во всех направлениях распределяет давление, создаваемое весом тела или грузом. Ядро обладает потрясающей способностью всасывать воду и создавать очень сильное давление внутри дискового пространства; эта сила может вдвое превышать нормальное кровяное давление. Это давление удерживает позвонки на расстоянии друг от друга, а когда нагрузка на межпозвонковый сустав становится чрезмерной, диск может скорректировать распределение сил. Именно это давление не опускает, чтобы нагрузка на хрящи небольших межпозвонковых суставов с обеих сторон позвонка превысила определенный уровень, после которого она может вызывать повреждения.
Такие повреждения могут начаться с формирования острых кромок; подобные кромки могут закрыть отверстие, через которое выходит нерв, и стать одной из причин боли. На рис. 7 видно, что кромки тела позвонков тоже могут принимать нагрузку на себя и в результате подвергаться повреждениям.
В состоянии покоя (в горизонтальном, свободном от нагрузки положении) ядро всасывает большое количество воды и становится тугим. Днем, когда тело располагается вертикально, сила веса постепенно выдавливает воду наружу. Эта вода выходит через хрящевую ткань, покрывающую ядро; кроме того, она может проходить через маленькие отверстия в теле позвонка и возвращаться в систему кровообращения.
Постоянное давление на диски связано не только с весом расположенных выше частей тела. Группы мышц впереди и позади позвоночного столба (рис. 8), отвечающие за положение туловища, вынуждены постоянно поддерживать положительный тонус. Это мышечное напряжение создает дополнительную нагрузку на диски.
Другим естественным явлением, обеспечивающим целостность всей структуры, является весьма значительная сила вакуумного сцепления, которая не дает этим структурным элементам изменить положение, предписанное им «корсетом» - мышцами и фиброзными пучками (рис. 4 и 8).
Постоянно находящиеся в тонусе мышцы вместе с фиброзными пучками и связками обеспечивают функционирование всей системы как единого целого в соответствии с положением и изгибами позвоночного столба.
Обычно ядро принимает на себя 75% давления, оказываемого на диск. На фиброзную часть диска приходится только 25% веса. Затем ядро передает часть этого давления на фиброзное кольцо, которое растягивается и удерживает ядро, а вместе с ним и всю структуру диска в туго натянутом состоянии, что позволяет распределять давление на всю поверхность.
2. Благодаря эластичности соединения с позвонками диск действует как роликовый подшипник и позволяет позвоночнику двигаться в разных направлениях.
3. Диск выполняет функцию буфера на пути силы, передающейся по позвоночнику человека вверх и вниз, а четвероногим позволяет сворачивать позвоночник в дугу и распрямлять, как пружину.
4. Нормально функционирующий диск удерживает поверхности межпозвонковых суставов по бокам позвонков на достаточном расстоянии при любых движениях позвоночника, предотвращая повреждения этих поверхностей.
5. Диск поддерживает нормальный размер межпозвонкового отверстия, обеспечивая свободное и беспрепятственное прохождение нерва (рис. 3).
6. Диски увеличивают высоту позвоночного столба примерно на 15 см. Их «усыхание» в дневное время (во время работы) приводит к уменьшению роста на полтора-два сантиметра. Если вы внимательно рассмотрите рис. 4, то заметите две продольные толстые связки, соединяющие передние и задние поверхности тел позвонков.
Сзади диск и продольная связка срастаются с верхними и нижними кромками позвонков, выполняя для диска и двух смежных позвонков функцию якоря или корсета.
Спереди диск срастается со связкой, но при этом они не срастаются с передними кромками позвонков. Связка, очень прочно прикрепленная к передним поверхностям тел позвонков, скользит вверх и вниз, не касаясь верхних и нижних кромок. Эта особенность анатомического соединения диска с позвонком определяет особую функциональную роль диска. Такой тип соединения создает между передними частями диска и позвонка определенное пространство, поскольку при отсутствии плотного сочленения тканей двух разных видов между ними возникает потенциальное анатомическое пространство.
ЗНАЧЕНИЕ СКРЫТОГО АНАТОМИЧЕСКОГО ПРОСТРАНСТВА
В царстве животных эта анатомическая особенность имеет огромное значение. Посмотрите на бегущую собаку, лошадь или оленя, и вы увидите, как они изгибают тело в дугу, отталкиваются задними ногами, а затем распрямляются, приземляясь на передние. Именно благодаря такому последовательному сгибанию и разгибанию обеспечивается быстрое продвижение: животного вперед,
Прямоходящий человек превосходно приспособил такое сгибание и разгибание к передвижению на двух ногах. Человек выставляет вперед одну ногу, опираясь на оставшуюся сзади другую, а затем переносит вес остальной части тела на переднюю ногу. Чтобы обеспечить возможность такого движения, изменяя при этом положение одних позвонков относительно других, и последовательно растягивать межпозвонковые соединения для придания плавности всему процессу, передние кромки позвонков должны быть свободными. И это потенциальное пространство должно существовать — в этом главная причина тому, что оно действительно существует. Компонентом такой последовательности движений при ходьбе является момент создания в анатомическом пространстве кратковременного вакуума.
На рис. 30 представлены типичные схемы векторов сил. Две противоположные и действующие по одной прямой силы распределяются равномерно. Две противоположные и направленные под углом силы распределяются неравномерно, и большая часть нагрузки направлена в сторону раскрытого угла.
Рис. 30. Схема векторов силы показывает распределение нагрузки, которая заставляет диск смещаться в сторону спинного мозга и спинного мозгового нерва. Обычно это происходит после длительного неправильного положения тела и/или потери ядром диска своих гидравлических свойств.
При движении в момент сгибания позвоночника значительная часть воздействующей на позвонки силы направляется назад. А поскольку сила передается через диск, то он неизбежно сместился бы назад, к спинному мозгу, если бы не был закреплен. Но так как он прикреплен к передней связке, то в момент разгибания связка выполняет роль тетивы лука, вместе с которой оттягивается назад стрела, а в нашем случае диск.
КАК СИЛА ВАКУУМА НАСЫЩАЕТ ДИСК ВОДОЙ
Образование переднего позвоночного пространства и растяжение прочной передней связки, закрывающей промежуток между двумя позвонками, увеличивают силу вакуума, постоянно находящегося между позвонками. Именно она удерживает эти структуры вместе. Сила вакуума в передней части межпозвонкового пространства, которая может быть довольно значительной, является дополнительным фактором, возвращающим диск на место. У этой силы есть еще одна функция: она должна выкачивать воду из окружающих тканей.
Очевидно, что если из диска под давлением «пресса» выжимается драгоценная вода, то такое свойство местного вакуума облегчает и усиливает эффективность осмотического процесса регидратации диска. Логично предположить, что если сила вакуума способствует полному насыщению водой тканей диска (в частности, студенистого ядра) и полному восстановлению его гидростатических свойств, то все эти тонкие процессы включены в схему движения тела.
Возможно, при определенных обстоятельствах, когда данная часть тела начинает обезвоживаться, сила вакуума может запустить процесс газоотделения и закачать в пространство между позвонками газ.
Форма позвоночного столба обсуждалась в начале этой книги. Тогда было сказано, что у нормального позвоночного столба три изгиба ( по науке четыре). В поддержку этого заявления был приведен рис. 1. Также было сказано, что позвоночный столб действует как «сжатая пружина» и обеспечивает полную поддержку головы и ее «мозговой начинки», не позволяя противодействующим силам, возникающим во время движения, передаваться в мозг. Еще было сказано, что позвоночный столб и мышцы, окружающие остистые отростки, действуют как единое целое. Другими словами, мышцы постоянно сокращаются и растягиваются, чтобы удержать туловище в вертикальном положении, в то время как фиброзные пучки и связки прочно удерживают кости на месте.
Рис. 31. Схема нормального диска с круглым студенистым ядром показывает, что выходящему из межпозвонкового отверстия нерву ничего не мешает
В процессе перехода к прямохождению тазобедренные суставы и таз человека постепенно разворачивались, а нагрузка на диски возрастала. В этих новых условиях тело сумело сохранить минимальный запас прочности. Удерживая вектор силы тяжести, воздействующей на переднюю часть тела, и одновременно поддерживая вертикальное положение туловища за счет мышц спины, телу удалось сохранить минимальное свободное пространство между передними краями позвонков — особенно в поясничном отделе. Другими словами, результирующий вектор силы направляет давление в сторону раскрытого угла, как показано на рис. 24. В результате диск удерживается на месте.
Если этот угол изменится или по причине неправильной осанки раскроется пространство в задней части позвонков, то вектор силы заставит диски и их ядра смещаться назад к спинному мозгу и нервным корешкам, выходящим из межпозвонковых отверстий.
Здесь следует отметить, что в неблагоприятных условиях воздействия на целостность любого диска объектом этого воздействия становится не только один конкретный диск.
Разумеется, основная причина болезненных симптомов заключается в одном диске, но послеоперационные проблемы, с которыми приходится сталкиваться очень часто, свидетельствуют о том, что патологическим изменениям подвергается не только тот диск, на котором проводилась операция.
На рис. 31 представлена примерная схема расположения здорового диска с круглым и упругим ядром, при котором выходящему нерву обеспечен свободный и беспрепятственный проход, а спинному мозгу — удобное положение в канале.
Рис. 32. Схема, показывающая, что в результате длительного закрытия переднего угла межпозвонкового пространства нерв оказывается прижатым к костной стенке межпозвонкового отверстия
На рис. 32 показана такая же схема, но с противоположным направлением раскрытого угла.
Вектор силы, воздействующей на диск, смещает его в сторону нервного корешка и спинного мозга. В зависимости от типа и длительности давления диск может уменьшиться в размерах и заставить заднюю связку надавить на нерв или на спинной мозг так сильно, что это вызовет боль или слабость в мышцах ноги. В некоторых случаях может произойти разрыв фиброзного кольца и выпадение мягкого ядра со всеми вытекающими последствиями.
Если диск теряет твердость, а ядро не поглощает основную часть давления, то фиброзному кольцу диска приходится принимать на себя повышенную нагрузку возникающих сил. Этот процесс может быть усугублен сцепляющими свойствами вакуума в тех ситуациях, когда при внезапном движении позвоночника верхний и нижний позвонки расходятся, и одна часть кольца может потянуться за верхним позвонком, а другая за нижним, что чревато появлением надрывов.
Рис. 33. На этой схеме показан эффект раскрытия переднего корректирующего угла, когда передняя продольная связка растягивается и действует как тетива лука, оттягивая прикрепленный к ней диск. В то же время в анатомическом пространстве возникает вакуум, который всасывает воду и тем самым способствует восстановлению гидравлических свойств ядра диска. Такая коррекция воздействует на все сместившиеся диски.
На рис. 33 представлена схема корректирующего процесса, когда раскрываются передние межпозвонковые пространства. Корректирующее воздействие раскрытия переднего угла межпозвонковых пространств приносит пропорциональную пользу всем межпозвонковым дискам данного отдела.
Цель этой схемы — проиллюстрировать тянущее усилие связки, соединенной с передним краем диска, а также процесс появления свободного пространства между телами позвонков и диском, который генерирует силу вакуума. Этот вакуум помогает диску вернуться в исходное положение и, кроме того, всасывает в пространство воду, способствуя более быстрому насыщению ядра водой, чем под воздействием осмотических сил. Существует гипотетическая возможность того, что этот вакуум способен инициировать возвращение содержимого студенистого ядра в первоначальное положение, даже если часть его уже вытекла через разрыв. Облегчение боли свидетельствует о том, что возможность обратного втягивания студенистой массы вполне реальна.
Приведенные выше объяснения создают однозначное представление об условиях, которые вызывают проблемы с дисками и патологические процессы, связанные с уменьшением дисков.
Давайте подытожим основные моменты проведенного обсуждения.
Во-первых, вода, содержащаяся внутри диска, особенно в его ядре, обеспечивает эффективность диска как опорного, буферного, суставного анатомического органа, входящего в структуру позвоночного столба. Во-вторых, постоянное давление сжимает диск и уменьшает количество содержащейся в нем воды. В-третьих, постоянная сила, действующая на диск под углом, генерирует значительное усилие, направленное в сторону раскрытого угла и заставляющее диск перемещаться в эту сторону. В-четвертых, постоянный тонус группы мышц, окружающих позвоночный столб, отвечает за удержание туловища в вертикальном положении и сохранение раскрытого угла в передней части межпозвонкового пространства, предотвращая смещение диска в результате неравномерного давления па него. В-пятых, увеличение зазора между передними кромками позвонков способствует возвращению диска на место путем непосредственного оттягивания тела диска с помощью прикрепленной к нему связки, а также под воздействием силы вакуума. Этот вакуум не только оттягивает содержимое диска, но и всасывает в свободное пространство воду, тем самым обеспечивая насыщение диска водой с большей скоростью, чем осмотические свойства ядра. И, наконец, такое возвращение и регидратация диска абсолютно необходимы для уменьшения давления веса на межпозвонковые суставы и заднюю часть тела позвонков (что со временем может привести к образованию костных шипов), а также для уменьшения давления на нервную ткань, расположенную рядом со смещенным назад диском или его ядром.
Исходя из сказанного, если мы желаем добиться облегчения боли, вызванной смещением диска, то нам в первую очередь нужно убедиться, что наш организм оптимально насыщен водой и что эта вода может покинуть основные системы кровообращения, чтобы насытить ядро диска.
Кроме того, мы должны позаботиться о том, чтобы передний угол межпозвонкового пространства был раскрыт как можно шире до тех пор, пока не закончатся корректирующие процессы восстановления свойств диска и его возвращения на место. Поскольку развитие и созревание клеток костного мозга и кроветворных клеток в теле позвонков зависят от «свободной воды», то в условиях общего обезвоживания организма приоритет потребностей этих клеток будет выше, чем у диска. Если во время общего обезвоживания организма из диска будет выдавлена вода, то эта вода поступит в костный мозг позвонков через маленькие отверстия в их плоских поверхностях, которые соприкасаются с дисками, расположенными сверху и снизу. В таком случае потерянную воду вряд ли удастся вернуть в объеме, необходимом для полной регидратации ядра диска.