Oblikovanje hrbtenice in vertikalne drže človeškega telesa v ontogenezi

Človeška hrbtenica zaporedoma prehaja skozi membranske, hrustančne in kostne faze razvoja. Njeni elementi se pojavijo v zgodnjih fazah embrionalnega razvoja. Sprva so začetki vretenc nameščeni daleč drug od drugega, ločeni s plastmi embrionalnega mezenhima. Nato se začnejo razvijati vretenčni loki, oblikujejo se prečni in sklepni odrastki, nato se vretenca skoraj popolnoma diferencirajo, spinozni odrastki pa so še vedno odsotni.

Tetiva v zarodku je reducirana in ohranjena le v obliki želatinastega jedra medvretenčnih ploščic. Značilnost hrbtenice v zgodnji fazi intrauterinega razvoja je podobnost vretenc v njihovi obliki. Ob koncu drugega meseca intrauterinega razvoja se velikost vratnih vretenc močno poveča. Povečanja teles ledvenih in križnih vretenc ne opazimo niti pri novorojenčkih zaradi odsotnosti intrauterinih gravitacijskih učinkov.

Vzdolžni ligament se pri zarodkih položi na hrbtni površini vretenc. Medvretenčna ploščica pri zarodkih nastane iz mezenhima. Središča osifikacije v embrionalni hrbtenici se najprej pojavijo v spodnjih prsnih in zgornjih ledvenih vretencih, nato pa jih zasledimo tudi v drugih delih.

Po rojstvu se otrok takoj začne spopadati s številnimi zunanjimi vplivi. In najpomembnejši dražljaj, ki bo oblikoval njegovo držo, je gravitacija. Od trenutka rojstva do oblikovanja drže, ki je lastna odraslemu človeku, vsak otrok, po mnenju A. Potapčuka in M. Didurja (2001), prehaja skozi naslednje stopnje oblikovanja gibanja:

• raven A - otrok, ki leži na trebuhu, dvigne glavo. Hkrati se zaradi cervikalno-toničnih refleksov oblikuje raven, ki zagotavlja ravnovesje telesa in osnovni prag mišične napetosti;
• stopnja B - oblikovanje mišično-sklepnih povezav, ki vnaprej določajo razvoj avtomatizma motoričnih ciklov. To obdobje ustreza fazi učenja plazenja in sedenja; začne se oblikovati mehanizem enostranskega in nato večstranskega vključevanja mišic okončin, kar posledično zagotavlja oblikovanje optimalnega stereotipa hoje in stanja;
• stopnja C - se oblikuje do konca prvega leta življenja in otroku omogoča hitro navigacijo v prostoru z uporabo obstoječega arzenala motoričnih sposobnosti;
• Stopnja D - ustvari se navpična telesna drža, pri kateri je mišično ravnovesje v stoječem položaju zagotovljeno z minimalnim mišičnim naporom. S spreminjanjem stopenj oblikovanja gibanja se spreminja tudi oblika hrbtenice. Znano je, da hrbtenica novorojenčka, z izjemo majhne sakralne ukrivljenosti, skoraj nima fizioloških krivin. Višina glave je v tem obdobju približno enaka dolžini telesa. Težišče glave pri dojenčkih se nahaja neposredno pred sinhondrozo med sfenoidno in okcipitalno kostjo ter na relativno veliki razdalji pred sklepom med lobanjo in atlasom. Zadnje vratne mišice so še slabo razvite. Zato težka, velika (glede na preostali del telesa) glava visi naprej in je novorojenček ne more dvigniti. Poskusi dvigovanja glave po 6-7 tednih vodijo do nastanka vratne lordoze, ki se vzpostavi v naslednjih mesecih kot posledica prizadevanj, namenjenih ohranjanju ravnovesja telesa v sedečem položaju. Cervikalno lordozo tvorijo vsa vratna vretenca in dva zgornja prsna vretenca, njen vrh pa je na ravni petega do šestega vratnega vretenca.

Pri 6 mesecih, ko otrok začne sedeti, se v prsnem predelu oblikuje ukrivljenost z izboklino proti nazaj (kifoza). V prvem letu, ko otrok začne stati in hoditi, se oblikuje ukrivljenost v ledvenem predelu, usmerjena naprej (lordoza).

Lumbalna lordoza vključuje XI-XII prsna in vsa ledvena vretenca, njen vrh pa ustreza tretjemu do četrtemu ledvenemu vretencem. Nastanek ledvene lordoze spremeni položaj medenice in prispeva k premiku splošnega težišča (GG) človeškega telesa za osjo kolčnega sklepa, s čimer preprečuje, da bi telo padlo v pokončen položaj. Oblika hrbtenice pri otroku, starem 2-3 leta, je značilna po nezadostno izraženi ledveni lordozi, ki doseže največji razvoj pri odraslem.

Sakrokokcigealna krivina se pojavi že pri zarodkih. Vendar se začne razvijati šele s prvimi poskusi pokončne hoje in s pojavom ledvene lordoze. Na nastanek te krivine vplivata sila gravitacije, ki se prenaša na bazo križnice skozi prosti del hrbtenice in teži, da križnico zagozdi med iliakalnima kostema, ter sila natezanja vezi, ki se nahajajo med križnico in sednično kostjo. Te vezi pritrdijo spodnji del križnice na tuberkul in trn sednične kosti. Interakcija teh dveh sil je glavni dejavnik, ki določa razvoj sakrokokcigealne krivine.

Z oblikovanjem fizioloških krivulj hrbtenice se spreminja tudi oblika medvretenčnih ploščic. Če so ploščice novorojenčka enako visoke spredaj in zadaj, se z nastankom krivulj spremeni njihova oblika in hrustanec v sagitalnem prerezu dobi nekoliko klinasto obliko. V predelu lordoze je večja višina tega klina obrnjena naprej, manjša pa nazaj. V predelu prsne kifoze pa je, nasprotno, večja višina zadaj in manjša spredaj. V sakralnem in trtičnem delu ima hrbtenica krivuljo, obrnjeno nazaj. Medvretenčne ploščice sakralnega dela imajo začasen pomen in jih pri starosti 17–25 let nadomesti kostno tkivo, zaradi česar postane gibljivost sakralnih vretenc med seboj nemogoča.

Rast hrbtenice je še posebej intenzivna v prvih dveh letih življenja. Njena dolžina doseže 30–34 % končne velikosti. Različni deli hrbtenice rastejo neenakomerno. Najbolj intenzivno raste ledveni del, nato najmanj križnični, vratni, prsni in trtični del. Od 1,5 do 3 let se rast vratnih in zgornjih prsnih vretenc relativno upočasni. Nadaljnja rast hrbtenice se opazi pri 7–9 letih. Pri 10 letih hitro rastejo ledvena in spodnja prsna vretenca. Povečanje hitrosti rasti hrbtenice opazimo tudi med puberteto.

Do 2. leta starosti se skupna dolžina kostnega in hrustančnega dela hrbtenice povečuje z enako intenzivnostjo; nato se rast hrustančnega dela relativno upočasni.

Vretenčna telesa novorojenčka so relativno širša in krajša od vretenc odraslega. Pri otrocih, starih od 3 do 15 let, se velikosti posameznih vretenc, tako v višino kot v širino, povečujejo od zgoraj navzdol, od zgornjega prsnega do spodnjega ledvenega dela. Te razlike (vsaj tiste, ki so povezane z rastjo v širino) so odvisne od povečanja teže, ki jo doživljajo spodaj ležeča vretenca. Do 6. leta starosti so v zgornjem in spodnjem delu vretenc ter na koncih trnastih in transverzalnih odrastkov neodvisne točke osifikacije.

Skupna rast vretenc v povprečju od 3. do 6. leta poteka z enako intenzivnostjo v višino in širino. Pri 5. do 7. letu starosti povečanje širine vretenc nekoliko zaostaja za povečanjem višine, v naslednjih starostnih obdobjih pa se povečanje vretenc v vseh smereh poveča.

Proces okostenitve hrbtenice poteka v fazah. V 1. do 2. letu se obe polovici lokov združita, v 3. letu pa se loki združijo z vretenci. Pri 6. do 9. letu se na zgornji in spodnji površini vretenc ter na koncih trnastih in prečnih odrastkov oblikujejo neodvisna središča okostenitve. Do 14. leta starosti se srednji deli vretenc okostenijo. Popolna okostenitev posameznih vretenc se konča do 21. do 23. leta starosti.

Z oblikovanjem krivulj hrbtenice se povečata velikost prsnega koša in medeničnega dela, kar posledično pomaga ohranjati pokončno držo in izboljšati vzmetne lastnosti hrbtenice pri hoji in skakanju.

Po mnenju mnogih avtorjev na oblikovanje človeške hrbtenice in njeno navpično držo vpliva višina splošnega težišča telesa.

Starostne značilnosti lokacije skupnega težišča so posledica neenakomernih sprememb velikosti bioloških povezav, sprememb razmerja mas teh telesnih povezav med obdobjem rasti. Povezane so tudi z značilnimi lastnostmi, pridobljenimi v vsakem starostnem obdobju, začenši od trenutka, ko otrok prvič stoji, in konča s starostjo, ko se zaradi senilne involucije biomehanične spremembe pojavijo hkrati z morfološkimi.

Po G. Kozyrevu (1947) se splošno težišče novorojenčkov nahaja na ravni V-VI prsnih vretenc (določeno v položaju največje možne iztegnjenosti spodnjih okončin s povijanjem). To kranialno lokacijo splošnega težišča pojasnjujejo značilne proporce telesa novorojenčkov.

Ko otrok raste, se težišče postopoma zmanjšuje. Tako se pri 6-mesečnem otroku nahaja na ravni 10. prsnega vretenca. Pri 9 mesecih starosti, ko večina otrok že lahko samostojno stoji, se težišče spusti na raven 11.–12. prsnega vretenca.

V biomehaničnem smislu je najbolj zanimiv proces prehod v navpični položaj telesa. Za prvo stanje je značilna prekomerna napetost vseh mišic, ne le tistih, ki neposredno držijo telo v navpičnem položaju, temveč tudi tistih, ki ne igrajo vloge pri dejanju stanja ali imajo le posreden učinek. To kaže na nezadostno diferenciacijo mišic in odsotnost potrebne regulacije tonusa. Poleg tega nestabilnost povzročata tudi visok položaj težišča in majhna oporna površina, ki otežujeta ohranjanje ravnotežja.

9-mesečni otrok ima v sagitalni ravnini svojevrstno držo. Zanjo je značilno, da so otrokove spodnje okončine v pol-upognjenem položaju (kot upogiba kolenskega sklepa pri 9-mesečnem otroku doseže 162°, pri enoletniku pa 165°), telo pa je rahlo nagnjeno naprej glede na navpično os (7–10°). Pol-upognjen položaj spodnjih okončin ni posledica nagiba medenice ali omejitve iztegovanja v kolčnih sklepih, temveč dejstva, da se otrok prilagodi ohranjanju telesa v takšnem ravnovesju, da je izključena možnost njegove nepričakovane kršitve in zagotovljena varnost padca. Pojav svojevrstne drže v tej starosti je predvsem posledica pomanjkanja ustaljene spretnosti stanja. Ko se takšna spretnost pridobi, postopoma izgine negotovost glede statične stabilnosti telesa.

Do drugega leta starosti otrok stoji bolj samozavestno in veliko bolj svobodno premika težišče znotraj podpornega območja. Višina splošnega težišča telesa se nahaja na ravni prvega ledvenega vretenca. Napol pokrčene spodnje okončine postopoma izginejo (kot upogiba v kolenskih sklepih doseže 170°).

Drža triletnega otroka v stanju stoji je značilna po navpičnem položaju telesa in rahli upogibi spodnjih okončin (kot upogiba v kolenskem sklepu je 175°). V predelu hrbtenice sta jasno vidni torakalna kifoza in nastajajoča ledvena lordoza. Vodoravna ravnina splošnega težišča telesa se nahaja v višini drugega ledvenega vretenca. Vzdolžni osi stopal tvorita kot približno 25–30°, tako kot pri odraslih.

V drži petletnih otrok ni več znakov polfleksije spodnjih okončin (kot v kolenskem sklepu je 180°). Horizontalna ravnina splošnega težišča se nahaja na ravni tretjega ledvenega vretenca. V naslednjih letih so spremembe v lokalizaciji težišča telesa predvsem v njegovem postopnem zmanjševanju in stabilnejši regulaciji v sagitalni ravnini.

Zaradi staranja telesa se v mišično-skeletnem sistemu pojavljajo tako anatomske, fiziološke kot biomehanske spremembe.

G. Kozyrev (1947) je opredelil tri glavne tipe drže z najbolj značilnimi morfološkimi in biomehanskimi značilnostmi.

Za prvo vrsto senilne drže je značilen oster premik težišča naprej – tako zelo, da se sagitalna ravnina nahaja pred središči treh glavnih sklepov spodnjih okončin. Opora je predvsem sprednji del stopal, glava je nagnjena naprej, cervikalna lordoza je sploščena. V spodnjem delu vratnega in prsnega dela je ostra kifoza. Spodnje okončine niso popolnoma iztegnjene v kolenskem sklepu (kot upogiba se giblje od 172 do 177°).

Za drugo vrsto senilne drže je značilen posteriorni premik težišča. Njegova sagitalna ravnina poteka za središčem kolčnega sklepa in slednjega pasivno zapira, pri čemer za to uporablja napetost iliofemoralne vezi. Trup je nagnjen nazaj, spuščen trebuh pa je potisnjen naprej. Hrbtenica ima obliko "okroglega hrbta".

Za tretjo vrsto drže je značilno splošno povešanje telesa brez nagiba trupa naprej ali nazaj. Zdi se, kot da bi gravitacija stisnila telo vzdolž navpične osi; posledično se zdi, da se je vrat zaradi povečanja cervikalne krivine skrajšal, trup zaradi povečanja prsne kifoze krajši, spodnji okončine pa zaradi upogiba v treh glavnih sklepih. Sagitalna ravnina splošnega težišča poteka posteriorno od središča kolčnega sklepa in ga pasivno zapira od zadaj ali skozi središče kolenskega sklepa. Posledično se zadnja dva sklepa lahko zapreta le aktivno.

Pri pregledu starejše ali senilne osebe najprej pritegne pozornost njena drža, za katero je pogosto značilna izrazita cervikalna, ledvena lordoza in torakalna kifoza.

Pri starejših in senilnih ljudeh se poveča kifoza hrbtenice, postopoma se oblikuje okrogel hrbet, povečata pa se tudi cervikalna in ledvena lordoza. Tudi pri normalni statični obremenitvi se prsna kifoza v življenju nekoliko poveča. Pri dolgotrajnih statičnih obremenitvah (preobremenitvah) na strani konkavnosti pride do spremembe medvretenčnih ploščic in razvoja fiksne ukrivljenosti (starostna hiperkifoza) z vsemi posledicami. Pet vrst drže, ki so značilne za starost, sta na podlagi analize rentgenskih posnetkov fizioloških krivulj hrbtenice opredelila Podrushnyak in Ostapchuk (1972):

1. nespremenjen, kot ukrivljenosti prsnega koša večji od 159°;
2. sključena, kot prsne hrbtenice 159–151°;
3. kifoza, kot ukrivljenosti prsnega dela je manjši od 151°, ledvenega - 155-164°;
4. kifotično-lordotična, kot ukrivljenosti prsnega predela je manjši od 151 %, ledvenega predela - manjši od 155°;
5. kifotično-sploščena, kot ukrivljenosti prsnega predela je manjši od 15°, ledvenega - večji od 164°.

Avtorji so ugotovili, da so s staranjem najbolj izrazite spremembe ukrivljenosti v sagitalni ravnini prsne hrbtenice, precej jasno v vratni hrbtenici in nekoliko manj v ledveni hrbtenici.

Do 60. leta starosti se pri ženskah pogosteje odkrijejo skolioza, torakalna kifoza, cervikalna in ledvena lordoza. Z naraščajočo starostjo se število ljudi z nespremenjeno držo v pokončnem položaju močno zmanjša, število ljudi s kifozo pa poveča.

Med različnimi spremembami v strukturi in funkciji hrbtenice, ki se razvijejo med procesom staranja, imajo premiki ali torzije vretenc posebno mesto, saj se njihova pogostost odkrivanja in resnost s staranjem povečujeta.

Po Ostapčuku (1974) se torzijske ukrivljenosti prsne in ledvene hrbtenice pojavljajo pri več kot polovici praktično zdravih ljudi obeh spolov in se pogosteje odkrivajo s starostjo. Pri večini ljudi je torzija hrbtenice kombinirana z ukrivljenostjo v čelni ravnini, njena smer pa je tesno povezana z obliko skolioze.

Torzija, ki se razvije s staranjem, je tesno povezana z disfunkcijo mišice longissimus. Poslabša jo kombinacija torzije in lateralne ukrivljenosti hrbtenice. Torzija in disfunkcija mišice longissimus se razvijeta na ozadju distrofično-destruktivnih procesov hrbtenice, kar s staranjem povečuje negativen vpliv na statiko in dinamiko človeka.

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