آناتومی و فیزیولوژی ستون فقرات و عملکرد کمر و گردن

آناتومی و اجزاء ستون فقرات

انحناهای ستون فقرات

 به نقل از کلینیک درمان کمر درد امید  ، ستون فقرات انحناهایی دارد که شکلی مشابه S می‌سازد؛ عضلات قوی، ستون فقرات را در جای خود نگه می‌دارند.

اگر از طرفین به ستون فقرات یک فرد بزرگسال نگاه کنیم یک انحنای طبیعی به شکل S دارد. ناحیه گردن و پایین کمر (لومبار) یک انحنای مقعر دارد و انحنای قسمت صدری ستون فقرات کمی محدب است. منحنی‌ها شبیه یک فنر هستند که ضربات را جذب کره، تعادل را حفظ می‌کند و امکان حرکت ستون فقرات در جهات مختلف را تأمین می‌کند.

عضلات شکم و کمر، انحنای طبیعی ستون فقرات را حفظ می‌کنند. در هنگام نشستن، ایستادن، راه رفتن و دراز کشیدن باید وضعیت بدنی مناسب خود را حفظ کنید تا در هنگام حرکت کردن و انجام فعالیت‌های دیگر حداقل فشار به ستون فقرات وارد شود. وزن اضافی بدن، عضلات ضعیف و نیروهای دیگر باعث از بین رفتن تراز ستون فقرات می‌شوند.

• انحنای غیرعادی ستون فقرات کمری لوردوز است که به آن گودی کمر نیز گفته می‌شود.
• انحنای غیرطبیعی ستون فقرات صدری که به آن کیفوز یا گوژپشتی گفته می‌شود.
• انحنای غیرعادی از طرفین که به آن اسکولیوز گفته می‌شود.

عضلات

دو گروه عضلات مهم در ستون فقرات عبارتند از اکستنسورها و فلکسورها. عضلات اکستنسور به ما در ایستادن و بلند کردن اجسام کمک می‌کنند. این عضلات، کمر را به ستون فقرات متصل می‌کنند. عضلات فلکسور در جلو قرار دارند و شامل عضلات شکم هم می‌شوند. این عضلات به ما در خم شدن کمک کرده و در بلند کردن اجسام و کنترل قوس پایین کمر کمک می‌کنند.

عضلات کمر، ستون فقرات را پایدار و ثابت نگه می‌دارند. ضعف عضلات یا بزرگ بودن شکم باعث می‌شود که حالت ترازی بدن از بین برود. ناترازی فشار زیادی بر ستون فقرات وارد می‌کند و باعث بیرون زدگی یا همان فتق دیسک کمر می شود.

مهره

هر مهره از سه قسمت تشکیل شده است. بدن (بنفش)، قوس مهره (سبز) و فرایندهایی برای پیوستگی عضلانی (قهوه‌ای).

مهره‌ها شامل 33 استخوان می‌شوند که در ستون فقرات در یکدیگر قفل شده‌اند. مهره‌ها بر اساس مناطقی که در آن قرار گرفته‌اند، شماره‌گذاری و دسته‌بندی می‌شوند: گردنی، صدری، کمری، خاجی و دنبالچه. فقط 24 مهره بالای متحرک هستند، مهره‌های ساکروم و دنبالچه به یکدیگر جوش خورده‌اند. مهره‌ها در هر ناحیه، ویژگی‌های منحصربه‌فردی دارند که به انجام عملکردهای اصلی کمک می‌کنند.

ستون فقرات گردنی

عملکرد اصلی ستون فقرات گردنی حفظ وزن سر (حدود 4.5 کیلوگرم) است. هفت مهره گردنی از شماره C1 تا C7 شماره‌گذاری می‌شوند. گردن بیشترین دامنه حرکتی را دارد زیرا دو مهره به طور خاص به جمجمه متصل می‌شوند. اولین مهره گردنی (C1) اطلس حلقه‌ای شکلی است که به طور مستقیم به جمجمه متصل شده است. این مفصل امکان بالا و پایین بردن سر یا حرکت "بله " گفتن را به سر می‌دهد. دومین مهره (C2) یک محور میخی شکل با یک برآمدگی به نام اودونتوئید دارد که داخل مهره اطلس قرار می‌گیرد. این مفصل به سر برای حرکت به سمت طرفین و گفتن "نه" کمک می‌کند.

ستون فقرات صدری (قسمت میانی ستون فقرات)

عملکرد اصلی ستون فقرات صدری حفظ قفسه دندان‌ها و محافظت از قلب و ریه‌ها است. 12 مهره صدری از T1 تا T12 شماره‌گذاری می‌شوند. دامنه حرکتی در ستون فقرات صدری محدود است.

ستون فقرات کمری (قسمت پایین ستون فقرات)

عملکرد اصلی ستون فقرات کمری، تحمل وزن بدن است. 5 مهره ستون فقرات کمری از شماره L1 تا L5 شماره‌گذاری شده‌اند. این مهره‌ها به مراتب بزرگ‌تر بوده و فشار ناشی از بلند کرده و حمل اجسام سنگین را جذب می‌کنند.

استخوان ساکروم یا خاجی

عملکرد اصلی ساکروم یا استخوان خاجی، اتصال ستون فقرات به استخوان لگن (ایلیاک) است. استخوان خاجی شامل 5 مهره است که به هم جوش خورده‌اند. این استخوان‌ها همراه با استخوان‌های ایلیاک یک حلقه به نام کمربند لگنی تشکیل می‌دهند.

ناحیه دنبالچه

چهار استخوانی که به هم جوش خورده‌اند، دنبالچه را تشکیل داده و رباط‌ها و عضلات کف لگن را به هم متصل می‌کنند.

در حالی که هر مهره، ویژگی‌های خاص منطقه‌ای خود را دارد اما هر مهره شامل سه بخش عملکردی می‌شود:

• بدنه‌ای به شکل درام که برای تحمل وزن و مقابله با فشار طراحی شده است (بنفش)
• یک استخوان قوس‌دار که از نخاع محافظت می‌کند (سبز)
• فرایندهای ستاره‌ای­شکل که به عنوان پایه‌ای برای اتصالات عضلانی طراحی شده است (قهوه‌ای)

دیسک‌های بین مهره‌ای

دیسک‌ها از مرکزی ژله‌ای شکل به نام نوکلئوس و حلقه خارجی فیبروزی سخت به نام آنالوس تشکیل شده‌اند. انالوس استخوان‌های مهره را در برابر مقاومت نوکلئوس ژله‌ای به سمت یکدیگر می‌کشد.

مهره‌ها در ستون فقرات به وسیله ضربه‌گیرهایی به نام دیسک‌های بین مهره‌ای که مانع ساییدگی مهره‌ها روی یکدیگر می‌شود از هم جدا می‌شوند. دیسک‌ها شبیه به تایرهای رادیال اتومبیل‌ها هستند. حلقه خارجی که به آن انالوس گفته می‌شود از فیبرهای در هم تنیده که شبیه به تایر اتومبیل هستند تشکیل شده است. این بندها بین بدنه هر مهره قرار دارند. داخل دیسک یک ماده ژله‌ای قرار دارد که به آن نوکلئوس گفته می‌شود و بسیار شبیه به تیوب تایر است.

دیسک مانند یک فنر کویلی عمل می‌کند. فیبرهای در هم تنیده انالوس استخوان‌های مهره‌ها را در برابر مقاومت الاستیکی نوکلئوس ژله‌ای به سمت یکدیگر می‌کشد. نوکلئوس مانند یک بلبرینگ در هنگام حرکت عمل کرده و اجازه می‌دهد که بدنه مهره‌ها روی یک ژل تراکم ناپذیر حرکت کنند. بیشتر حجم نوکلئوس ژله‌ای از مایع تشکیل شده است. این مایع در هنگام شب که شما دراز می‌کشید جذب شده و در هنگام روز که شما در حال حرکت هستید بیرون می‌آید.

به گفته دکتر فرخانی متخصص ستون فقرات با افزایش سن، دیسک‌ها توانایی خود در جذب مایعات را از دست داده و خشک و مسطح می‌شوند و به همین دلیل قد ما با افزایش سن کوتاه‌تر می‌شود. همچنین ابتلا به بیماری‌هایی مانند استئو آرتریت و پوکی استخوان باعث شکل‌گیری خارهای استخوانی (استئوفیت ها) می‌شود. آسیب‌دیدگی و کشیدگی نیز باعث بیرون‌زدگی یا فتق دیسک کمر می‌شود که بیماری است که در آن نوکلئوس از آنالوس خارج شده و بر ریشه‌های عصب‌ها فشار وارد کرده و باعث ابتلا به کمر درد می‌شود.

قوس مهره و کانال نخاع

قوس مهره‌ای (سبز) کانال نخاع (آبی) را تشکیل می‌دهد که نخاع از داخل آن عبور می‌کند. هفت خار استخوانی در قوس مهره‌ای که مفاصل فاست را تشکیل داده و همچنین خارهایی برای اتصال عضلات در مهره وجود دارد.

پشت هر مهره یک برآمدگی استخوانی است که قوس مهره‌ای را تشکیل می‌دهد. قوس از دو پایه و دو لامینا تشکیل شده است. کانال ستون فقرات کانالی است که نخاع، چربی، رباط‌ها و عروق خونی از داخل آن عبور می‌کنند. زیر هر پایه پدیکول یک جفت عصب از نخاع خارج می‌شود و از طریق روزنه بین مهره‌ای به سمت قسمت‌های مختلف بدن منشعب می‌شود.

جراحان غالباً لامینای قوس مهره‌ای را برمی‌دارند (لامینکتومی) تا به نخاع و عصب‌ها برای درمان تنگی کانال نخاع، تومورها یا دیسک‌های بیرون زده دست پیدا کنند.

هفت خاری که در قوس مهره‌ای وجود دارند عبارتند از: خار اسپینوز، دو خار عرضی، دو فاست بالایی و دو فاست پایینی

 مفاصل فاست

ترجمه عکس: فاست بالایی – مفاصل فاست – فاست پایینی

فاست­های بالایی و پایین مهره‌ها را به هم وصل می‌کنند. هر مهره دارای چهار مفصل فاست است.

مفاصل فاست ستون فقرات امکان حرکت کمر را فراهم می‌سازند. هر مهره شامل چهار فاست است که یک جفت (فاست بالایی) مهره را به مهره بالایی و یک جفت (فاست پایینی) مهره را به مهره پایینی وصل می‌کند.

رباط‌ها

رباط فالووم یا رباط زرد، رباط طولی قدامی و رباط طولی خلفی در حالی که تراز استخوانی را حفظ می‌کنند به اکستنشن و فلکشن ستون فقرات نیز کمک می‌کنند.

رباط‌ها فیبرهای قوی هستند که مهره‌ها را کنار هم نگه داشته و ستون فقرات را تثبیت کرده و از دیسک‌ها نیز محافظت می‌کنند. سه رباط اصلی ستون فقرات عبارتند از رباط زرد، رباط طولی قدامی و رباط طولی خلفی. رباط طولی قدامی و رباط طولی خلفی باندهای پیوسته‌ای هستند که از بالا تا پایین ستون فقرات و در طول بدنه مهره‌ها ادامه دارند. این رباط‌ها از حرکات اضافی استخوان‌های مهره‌ها جلوگیری می‌کنند. رباط زرد یا فلاووم بین لامینای مهره‌ها قرار دارد.

نخاع

طول نخاع حدود 45 سانتی‌متر است و ضخامت آن به اندازه شصت است. نخاع از ساقه مغز آغاز شده و تا اولین مهره کمری ادامه می‌یابد و به وسیله کانال نخاع محافظت می‌شود. انتهای نخاع، فیبرهای طنابی شکل در کائودا ایکوئین جدا شده و از طریق کانال ستون فقرات به سمت دنبالچه رفته و به سمت پاها منشعب می‌شوند. نخاع مانند یک بزرگراه اطلاعات عمل کرده و پیام‌ها را بین بدن و قسمت‌های مختلف بدن انتقال می‌دهد. مغز پیام‌های حرکت را به سمت اندام‌ها ارسال کرده و بدن از طریق نخاع اجازه حرکت کردن پیدا می‌کند. اندام‌ها و بدن پیام‌های حسی در مورد این که چه حسی دارند و چه چیزی را لمس کرده‌اند را از طریق نخاع به سمت مغز ارسال می‌کنند. گاهی اوقات ممکن است نخاع بدون ارسال اطلاعات به مغز واکنش نشان دهد. این مسیرهای خاص، رفلکس‌های نخاعی نامیده می‌شوند و برای محافظت سریع از بدن در برابر آسیب‌ها طراحی شده‌اند.

هرگونه آسیب دیگی نخاعی ممکن است باعث از دست رفتن عملکردهای حسی و حرکتی در زیر محل آسیب‌دیدگی شود. به عنوان مثال، در آسیب دیگی‌های صدری یا کمری ممکن است توانایی‌های حسی و حرکتی در پاها و میان تنه از دست بروند (پاراپلاژی یا فلج). آسیب‌دیدگی در ناحیه گردن ممکن است باعث از دست رفتن توانایی‌های حسی و حرکتی در دست‌ها و پاها شود (که به آن تتراپلاژی یا فلج چهار اندامی گفته می‌شود)

عصب‌های ستون فقرات

ریشه‌های پیشین (حرکتی) و ریشه‌های پسین (حسی) به یکدیگر متصل شده و عصب نخاعی را تشکیل می‌دهند. نخاع توسط سه لایه مننژ پوشیده شده است: نرم‌شامه، عنکبوتیه و سخت‌شامه.

سی و یک جفت عصب نخاعی از نخاع انشعاب پیدا می‌کنند. عصب‌های نخاعی مانند خطوط تلفن عمل کرده و پیام‌ها را بین نخاع و بدن انتقال داده و حس‌ها و حرکات را کنترل می‌کنند. هر عصب نخاعی دو ریشه دارد. ریشه پیشین یا ونترال پالس‌های حرکتی را از مغز و ریشه پسین (دورسال)، پالس‌های حسی را به سمت مغز انتقال می‌دهند. ریشه‌های ونترال و دورسال به هم جوش خورده و عصب نخاعی را شکل می‌دهند که در طول نخاع حرکت کرده و از دهانه خروجی – سوراخ‌های بین مهره‌ای – خارج می‌شود. زمانی که عصب از سوراخ‌های بین مهره‌ای عبور می‌کند، انشعاب پیدا کرده و هر انشعاب هم شامل فیبرهای حسی و هم فیبرهای حرکتی است. انشعاب کوچک‌تر (که به آن راموس اولیه قدامی گفته می‌شود) از سمت جلو چرخیده تا عضلات و پوست قسمت جلوی بدن را کنترل کرده و اکثر عصب‌های اصلی را شکل دهد. عصب‌های نخاعی بر اساس مهره بالای که از آن خارج شده‌اند شماره‌گذاری می‌شوند. هشت عصب نخاعی گردنی از C1 تا C8، دوازده عصب نخاعی صدری از T1 تا T12 و پنج عصب نخاعی کمری از L1 تا L5 و پنج عصب نخاعی خاجی از S1 تا S5 شماره‌گذاری می‌شوند، یک عصب کوکسیال نیز در ناحیه دنبالچه قرار دارد.

عصب‌های نخاعی بخش‌های خاصی را تحریک کرده و یک الگوی خط‌دار در بدن به نام درماتوم شکل می‌دهند. پزشکان از این الگو برای تشخیص محل مشکلات نخاعی بر اساس ناحیه دردناک یا قسمت‌هایی که دچار ضعف عضلات شده‌اند استفاده می‌کنند. به عنوان مثال، درد پا (سیاتیک) معمولاً به دلیل بروز مشکل در عصب‌های L1 تا S3 است.

پوشش و فضاها

نخاع مشابه مغز توسط سه غشای به نام مننژ پوشیده شده است. غشای داخلی، نرم‌شامه است که به نخاع متصل است. غشای بعدی، عنکبوتیه است. غشای بیرونی، سخت‌شامه است. بین این غشاها فضایی برای انجام عمل‌های تشخیصی و درمانی وجود دارد. فضای بین نرم‌شامه و عنکبوتیه، فضای عریض زیرعنکبوتبه یا ساب آرکنوئید است که نخاع را احاطه کرده و حاوی مایع مغزی نخاعی است. این فضا غالباً در زمانی که پانکچر لومبار به منظور نمونه‌گیری و آزمایش مایع مغزی نخاعی یا حین میلوگرام برای تزریق ماده کنتراست انجام می‌شود مورد استفاده قرار می‌گیرد. فضای بین سخت‌شامه و استخوان، فضای اپیدورال است. این فضا غالباً به منظور تزریق ماده بیحس کننده بیهوشی مورد توجه قرار می‌گیرد که به آن عموماً اپیدورال گفته می‌شود و داروهای استروئیدی نیز در این قسمت تزریق می‌شوند.