Строение спины человека

Следует помнить, что пока мы намеренно говорим именно о спине, а не позвоночнике, лопатках, пояснице, широчайших или дельтовидных мышцах... Если бы все эти детальки не входили в состав единой конструкции, в которой без одного не будет и другого, о проблемах спины в целом говорилось бы куда меньше и реже, чем сейчас.

Опорный аппарат спины

Итак, всю нашу спину можно поделить на две большие части — опорную и двигательную. Как, впрочем, и тело вообще. Хотя в теле присутствует еще одна часть — функциональная, образованная системой органов. Опорная часть спины представлена позвоночным столбом с прикрепленными к нему с разных боков костями конечностей — рук и ног.

Один торец позвоночного столба уходит в черепную коробку, а другой заканчивается копчиком — несколькими сросшимися между собой позвонками, не имеющими хрящевой прослойки между ними и оттого неподвижными.

Обратим внимание, что кости самих конечностей крепятся к позвоночнику не напрямую, а через промежуточные конструкции — крестцовые, тазовые, лопаточные кости. Для чего нам эти добавочные элементы? Ответ прост: для того же, для чего и два изгиба на самом позвоночнике — для амортизации.

Многие процессы проще всего пояснять методом от обратного — как при доказательстве аксиом. Так вот, представим себе, что кости предплечий и бедер у нас присоединены прямо к позвоночному столбу. Во-первых, тогда у нас совершенно исчезает пространство для размещения некоторых крупных органов — верхних долей легких, почек, яичников и матки у женщин, прямой кишки. Во-вторых, если мы поднимем одной рукой со стола или пола какой-нибудь умеренно тяжелый предмет, мы увидим, что сперва его вес потянул ключицу и плечо вниз. И только после мы его подняли. Крепись у нас плечо именно к позвонкам, вес потянул бы за собой не промежуточные кости, а один из позвонков. То есть либо мы вовсе не смогли бы его поднять, либо немедленно получили бы вывих в шейном отделе.

Таким образом, подвижно закрепленные промежуточные кости в этой конструкции выполняют функцию смягчения и перераспределения нагрузок при каждом нашем движении. Когда мы выполняем некую физическую работу только конечностями (работа не требует наклонов и поворотов туловища), позвоночник испытывает лишь треть всех нагрузок, с нею связанных. Потому что конечности срабатывают как своеобразный рычаг, плавно перераспределяющий давление веса на все кости верхней части спины. Когда мы поднимаем с пола или переносим с места на место тяжести, промежуточные кости плечевого пояса смягчают только само движение на подъем груза. Вес груза, находящегося в руках, уже давит непосредственно на позвонки.

Что до костей таза, то их работа в основном заключается в смягчении толчков при ходьбе, беге, прыжках. Ведь голеностопное и коленное сочленения достаточно жестки и не могут сами ни погасить, ни смягчить возникающие при этом ударные волны. Более того, погасить их полностью неспособна даже слаженная работа всех тазовых костей, включая крестец. Дело здесь в том же, в чем и при переносе тяжестей: это мы думаем, что нагрузка на нашу спину в данный момент ограничивается 5-7 кг продуктов из магазина. Мы забываем, что одновременно с нею у нас на другом плече висит еще столько же или чуть меньше килограммов, набранных косметикой, туалетной водой, мобильным телефоном и прочей походной техникой, собственным весом дорогой сумочки из натуральной кожи.

А плюс к уже учтенным 14 кг веса имеется еще вес нашего тела, самих костей, не относящихся к позвоночнику, одежды (возможно, зимней, из тяжелой кожи и меха), изменения гравитации, когда мы едем на эскалаторе или в лифте, изменения центра тяжести, когда мы балансируем при поворотах и наклонах. Подсчитав общую нагрузку на позвоночник с учетом всех мелочей, о которых мы не привыкли задумываться, мы уже не удивимся, если узнаем, что, когда мы поднимаем какой-то вес, на позвоночник приходится давление, превышающее вес этого предмета примерно втрое. Оттого когда мы еще и пытаемся ходить, прыгать, бегать с этим грузом в руках или на плечах, гравитационные толчки неизбежно будут очень сильными.

А между тем сверху наш позвоночник заканчивается головой. А в голове расположена весьма чувствительная к любым воздействиям ткань головного мозга. Она, разумеется, закреплена внутри черепа похожими на гребни разрастаниями — чтобы сделать смещение головного мозга физически невозможным. Но и просто постоянные колебания без смещения нарушают ее работу довольно заметно. Вот для гашения остаточных колебаний, передающихся вверх по позвоночнику в череп, и существует поясничный, а также шейный его изгиб.

Поясничный изгиб — это один из интегральных признаков, отличающих прямоходящего человека от похожих на него, но все же не прямоходящих приматов. Поясничные позвонки — самые толстые во всем позвоночном столбе. Зато все кости, которые мы отнесли к промежуточным, тонкие, ведь они выполняют работу только посредников, и не принимают на себя основных нагрузок. А вот кости, на которые приходятся самые тяжелые удары почти при любом движении, отличаются прочной структурой и внушительными размерами. Так и выходит, что кость крестца нельзя даже близко сравнить с большой берцовой или любым из позвонков поясничного пояса.

В самом общем виде, из нагрузок, которые прямо или косвенно передаются в позвоночник при движении, большая часть проходит через поясничный отдел и гасится именно в нем. Поэтому в пояснице прогиб позвонков заметен куда сильнее, чем на уровне груди или в шее. Тем не менее природа все равно вынуждена была позаботиться о введении добавочных «амортизаторов», которые предохраняли бы чувствительные к ударам ткани и органы от повреждений.

Именно таким амортизатором в головном мозгу выступают желудочки — полости внутри его тканей, заполненные спинномозговой жидкостью. По этой же причине почки и другие органы тела крепятся не к скелетным костям, а к окружающим их и образующим наружные контуры тела мышцам. Плюс, именно почки добавочно заключены в жировую капсулу, смягчающую для них и колебания при движении, и температурный режим. А сами позвонки разделены не только хрящевой прослойкой, но еще и межпозвонковыми дисками, в середине которых тоже находится ликвор.

Нейронный аппарат спины

Кстати, мы забыли еще об одном назначении позвоночника — кроме поддержания вертикального положения туловища и сглаживания всех последствий прямохождения. Речь идет, разумеется, о его проводящей функции. Известно, что основным мыслительным и действующим центром любого представителя фауны является головной мозг. У кого-то он устроен проще, его кора и сами полушария занимают меньшую площадь и состоят из меньшего числа нейронов. А у кого-то он больше по размерам и весу, с более развитой корой и усложненной системой взаимодействия нейронов. Так или иначе, у рыбы, человека, собаки, змеи головной мозг выполняет сходные функции: собирает информацию извне, поступающую через органы чувств, обрабатывает ее и выдает уже готовую систему действий.

Например, когда животное или человек видят глазами предмет или явление, которое можно считать опасным, они бегут. Бег — задача сложная. Успешный бег требует слаженной работы мышц и костей всего тела, поддержания равновесия туловища, а также хорошего ориентирования в пространстве. Ориентироваться нам нужно затем, чтобы не споткнуться, не налететь на препятствие, бежать из опасного места в безопасное, а не наобум. Помимо этого, разумеется, в угрожающие моменты у всех животных, включая человека, увеличивается работоспособность мышц, чувствительность органов осязания и зрения, скорость прохождения нервных сигналов на всех участках нервной системы. Словом, улучшаются все процессы, позволяющие мозгу быстрее получать информацию и отдавать команды, а организму — выполнить требования мозга.

Мы ведь не думаем, что такой сложный и подчиненный одной цели комплекс нервных реакций мог возникнуть сам по себе? Конечно нет. А ведь кроме мозга, органов, способных его сгенерировать, в организме нет. Возникает естественный вопрос: допустим, глаза, нос и уши передают пойманные ими сигналы в кору почти напрямую — ведь от них до коры, выражаясь образно, рукой подать. Но кончики наших пальцев от коры головного мозга отделяет метровая дистанция — так как же передают в кору сигнал они? Разумеется, по стволу спинного мозга.

Спинной мозг — это такое же сплетение нейронов серого и белого вещества, как и мозг головной. Только расположено оно внутри позвоночного столба и защищено от любых вмешательств извне плотной тканью позвонка и хряща. Собственный мыслительный центр — обработчик сигналов и генератор идей — у спинного мозга отсутствует.

Просто по некоторым его участкам (белое вещество) проходят быстрые, более важные сигналы — например, болевые. А по некоторым (серое вещество) идут более медленные, второстепенные по смыслу. Например, о наполнении желудка или органов выведения.

Спинной мозг выполняет функцию моста из нейронов (своего рода центрального кабеля), в который поступают и поднимаются по нему в головной мозг сигналы буквально ото всех органов тела, расположенных за пределами головы.

А все нейроны тела, в свою очередь, обладают свойством иррадиации — способностью рассылать некоторые сигналы не только в мозг, но и в окружающие нейроны. То есть когда травма задевает один нерв, он посылает основной поток импульсов вверх, в головной мозг. Однако нервные клетки всегда очень чувствительны — причем все одновременно. Потому по пути эти тревожные, непрерывные сигналы, идущие по одному стволу, могут косвенно возбуждать отростки соседних стволов и клеток. Даже если их это напрямую не касается.

Благодаря иррадиации о поражении одного органа соседние могут узнать быстрее обычного. Это особенно важно в случаях, когда другим органам следует немедленно начать компенсировать работу поврежденного элемента и времени на обдумывание положения корой практически нет. Кора непременно что-нибудь придумает, запустит сложные механизмы регулирования, организует слаженную работу целых систем... Но это все будет после. В смысле, после того, как органы-дублеры уже примут экстренные меры. Отрицательный же момент иррадиации заключается в том, что раздражение или повреждение нейронов непосредственно в стволе спинного мозга сплошь и рядом вызывает боли и нарушение работы органов, вообще не имеющих к этому отношения. Например, мышц конечностей, органов ЖКТ, систем выведения и пр.

Двигательный аппарат спины

И наконец, вопросы движения. Частично мы начали их рассмотрение только что — когда заговорили о нейронных взаимосвязях и путях прохождения
сигналов от органов к коре головного мозга. Не секрет, что сами по себе мышцы двигаться не будут. Для этого необходимо, чтобы в них поступил импульс — приказание головного мозга. Поэтому у людей с повреждениями некоторых отделов головного мозга наступают расстройства сердечного ритма, дыхания, перистальтики. А травмы позвоночника приводят к потере контроля над мышцами рук, ног, таза, легочной диафрагмы — в зависимости от отдела, в котором произошло прерывание сигнала. Поэтому движение без нервных импульсов неосуществимо даже при полностью здоровых мускулах.

Однако и без самих мускулов мы двигаться не сможем. Скелет как таковой, как лишенный мышц набор костей даже при живом головном мозге не пошевелил бы и мельчайшей фалангой пальца. Тем более он никуда не побежал бы и не пополз. Кости сами по себе к движению не приспособлены — они приспособлены только к сгибанию вслед за сокращением мышцы и под влиянием усилия, которое она к ним прилагает. Сгибаются кости лишь в суставах и в той амплитуде, которую допускает устройство этих суставов. При приложении усилия к другим участкам кости она либо выдержит его, либо сломается. Конечно, чрезмерное усилие, приложенное к суставу, сломает и его. Или, по крайней мере, вывихнет. Но при естественном порядке вещей мышцы тела расположены по отношению к скелетным костям не так, как другие органы.

Выше мы сказали, что органы тела крепятся не к костям, а к более эластичным мягким тканям, их окружающим. В конечном счете все они крепятся к мышцам — просто через то или иное количество промежуточных прослоек. Природа устроила наше тело именно так для того, чтобы органы не подвергались травмам из-за передачи им нагрузок, которые испытывают кости при движении. А вот мышцы — дело совсем другое. Мышечная ткань очень плотна и эластична. Пока она здорова и нормально развита, нагрузки ей отнюдь не вредят. Напротив, бездействие травмирует ее несравнимо больше любой активности. Поэтому все мышцы тела крепятся всеми своими головками именно к костям — самым прямым и непосредственным образом.

Количество головок у мышц может быть разным. Самый распространенный вариант крупных мышц — это двуглавая (бицепс) и трехглавая (трицепс). Такие огромные куски мяса приводят в движение конечности — руки и ноги. А более мелкие мышцы, отвечающие за отдельные, как правило, сильно ограниченные движения, могут иметь самую причудливую форму. Что до спины, то ее составляют как крупные мускульные массивы (дельтовидные, широчайшие), так и множество мышц поменьше — например, в области лопаток или вдоль всего позвоночного столба.

Итак, каждая мышца крепится к кости — за исключением отдельных волокон, окружающих такие органы, как желудок, кишечник, мочевой пузырь. Вот они обеспечивают сокращение стенок только этих органов, а вовсе не скелета. Хотя обратим внимание: мышечные волокна внутренних органов, их активность и тонус самым непосредственным образом зависят от активности и тонуса скелетных мышц.
В частности, при атонии и повреждении мышц пресса неизбежна атония и кишечника. А если женщина даст хорошую нагрузку мышцам нижнего пресса и таза, кровотечение в первые дни так называемых критических дней у нее усилится. Произойдет это потому, что мышечный слой, покрывающий и образующий внутренние органы, связан со скелетными мышцами куда теснее, чем даже с головным мозгом. Импульсы между ним передаются и распространяются волнообразно — из-за эффекта иррадиации, о котором мы упоминали выше. Поэтому спазмы в желудке или кишечнике непременно вызовут болезненное напряжение брюшины, и наоборот.

Как мы уже поняли, раз скелетные мышцы крепятся всеми своими концами к кости, значит, кровеносная и нервная система у них с ними тоже общая. Или, по крайней мере, в этой части у них существует множество вариантов для самого тесного общения. На самом деле, наша догадка полностью верна. Не секрет, что часть составляющих крови синтезируется в различных органах — свертывающие и иммунные белки плазмы, например. Но ведь основные тельца крови сплошь производятся костным мозгом — внутренней частью любой кости. Так каким бы образом Они могли попасть в кровоток, если бы между тканями, сердцем и костями не существовало общей кровеносной системы?

Кости снабжаются кровью точно так же активно, как и любая другая ткань тела. И в них, естественно, тоже происходит кровообращение. Кровь доставляет в них кальций и фосфор, а они в обмен обогащают ее лейкоцитами, тромбоцитами и эритроцитами. От сердца к костям кровеносные сосуды идут именно через мышечные головки — они входят в толщу кости в местах их креплений, как раз неподалеку от торцов кости.

Коротко подытожим все сказанное. Спина — это довольно крупный массив мышц, прикрепленных к костям скелета. С точки зрения строения ее костной и мускульной части самые сложные, образованные множеством элементов участки расположены в области поясницы (включая таз), а также плечевого пояса. С точки зрения устройства и исполняемых функций самой сложной частью спины является, несомненно, позвоночник.

В совокупности, мышечный аппарат спины относится к мышцам-разгибателям, в то время как мышцы живота и передней части туловища вообще выполняют функцию сгибателей. Позвоночник с его множеством сегментов здесь работает своеобразным стержнем, к которому крепятся хотя бы одной головкой все мышцы спины. Но не только. Внутри позвоночного столба проходит спинной мозг — один из важнейших отделов центральной нервной системы и самый крупный нервный ствол тела. Спинной мозг служит каналом, по которому в головной мозг поступают сигналы ото всех органов и тканей, расположенных за пределами черепной коробки.

Итак, позвоночник выступает органом многофункциональным. Благодаря сложному мышечному аппарату спины, существование которого без позвоночного столба было бы невозможно, человек остается единственным прямоходящим существом на планете. Благодаря его S-образному изгибу и сложности амортизационных структур поддерживается не только гибкость и высокая подвижность туловища, но и безопасность внутренних органов, на работе которых негативно сказываются любые механические воздействия. В том числе толчки при шаге, беге, прыжках. Наконец, благодаря многоуровневой организации позвоночный столб успевает успешно выполнять и еще одну принципиальную для организма функцию — взаимосвязи между периферическими нейронами и корой головного мозга.