З’єднання кісток тулуба

З’єднання хребтового стовпа

Хребтовий стовп, або хребет (columna vertebralis), утворений з розташованих один на одному хребців, що зв’язані між собою різними видами з’єднань: міжхребцевих дисків і симфізів, суглобів і зв’язок . У хребті людини є понад 122 суглоби, 365 зв’язок і 26 хрящових з’єднань. Хребет виконує опорну функцію, є гнучкою віссю тулуба, бере участь в утворенні задньої стінки грудної і  черевної  порожнин,  таза,  служить  вмістилищем і захистом для спинного мозку, що розташований у хребтовому каналі (canаlis vertebrаlis).

Хребцеві отвори, накладаючись один на один, формують хребтовий канал, площа перетину якого в дорослої людини складає від 2,2 до 3,2 см2. Канал найвужчий у грудному відділі хребта, де він має круглу форму, а найширший він у поперековому відділі, де його перетин за формою наближений до трикутника. Хребцеві вирізки суміжних хребців утворюють симетричні міжхребцеві отвори (foramina intervertebralia), у яких залягають спинномозкові вузли, проходять відповідні спинномозкові нерви і кровоносні судини. У  хребтовому каналі розташований спинний мозок, що вкритий трьома оболонами, його передні і задні корінці, венозні сплетення і жирова тканина. М’язи, що прикріплюються до хребців, скорочуючись, змінюють положення хребтового стовпа в цілому або окремих його частин. Відростки хребців є кістковими важелями. Між собою з’єднуються тіла, дуги і відростки хребців.

З’єднання тіл хребців. Тіла хребців сполучаються  синхондрозами  і  синдесмозами.  Між   тілами хребців розташовані хрящові міжхребцеві диски (dіsci intervertebrаles), товщина яких коливається від 3–4 мм у грудному відділі, до 5–6 мм у шийному, а в поперековому (найбільш рухомому) відділі досягає 10–12 мм.  Перший  диск  розташований  між  тілами ІІ і III шийних хребців, останній – між тілами V поперекового і I крижового хребців. Кожен диск має двоопуклу форму. Він складається з розташованого в центрі драглистого ядра (nucleus pulpоsus), оточеного волокнистим кільцем (аnulus fibrоsus), утвореним волокнистим хрящем. Усередині драглистого ядра часто є горизонтальна щілина, що дає підставу називати таке з’єднання міжхребцевим симфізом (symphysis intervertebralis). Оскільки діаметр міжхребцевого диска більший за діаметр тіл хребців, міжхребцеві диски дещо виступають за межі країв тіл суміжних хребців.

Волокнисте кільце міцно зростається з тілами обох хребців. Воно складається з упорядкованих колових пластин, утворених переважно колагеном І іII типів. Товсті колагенові волокна (діаметром приблизно 70 нм) сусідніх шарів, що перетинаються між собою під кутом 60°, проникають у гіаліновий хрящ і окістя хребців. Окрім колагену, в основній речовині волокнистого кільця ще є інші макромолекули – еластин, протеоглікани, гіалуронова кислота. Ці молекули також чітко орієнтовані майже паралельними рядами подібно до колагену, а неколагенові білки орієнтовані  перпендикулярно  до  них.  Нечисленні хондроцити у волокнистому кільці розташовані між пучками колагенових волокон у вигляді ізогенних груп. Хондроцити еліпсоїдної форми мають діаметр 15–20 мкм і кулясте ядро, хроматин якого частково конденсований. У хондроцитах розвинені гранулярна ендоплазматична сітка і комплекс Гольджі, мітохондрій мало, але є численні гранули протеогліканів.

Драглисте ядро, у якому відсутні кровоносні судини, утворене хрящовою тканиною, у якій мало хондроцитів. Кількість колагенових волокон у ньому (колаген типу II) збільшується у напрямку від центра до периферії. У центрі ядра колагенових волокон небагато і вони не мають чіткої орієнтації. На периферії ядра колагенові волокна розташовані колоподібно, частина з них проходить безпосередньо в тканину волокнистого кільця. Завдяки великій кількості протеогліканів, які перебувають в неагрегованому стані, у драглистому ядрі є багато води, що й обумовлює його драглисту консистенцію. У центрі ядра розташовані клітини двох типів. Одні клітини мають відростки і невелике ядро, що містить в основному деконденсований хроматин, цитоплазма світла, органел небагато. Клітини другого типу круглі, великі з великим ядром, у якому конденсований хроматин розташований по периферії. У цих клітинах добре розвинені гранулярна ендоплазматична сітка і комплекс Гольджі, багато рибосом і полірибосом. Саме ці клітини синтезують білки і протеоглікани. Живлення драглистого ядра здійснюється шляхом дифузії.

Структура міжхребцевих дисків ідеально пристосована для виконання функцій рухливості й амортизації. Диски пружні, а хребці, що з’єднуються ними, мають деяку рухливість.

З’єднані між собою хрящовими дисками тіла хребців ще укріплені міцними зв’язками – передньою і задньою поздовжніми зв’язками, що утворені зі щільної волокнистої оформленої сполучної тканини. Передня поздовжня зв’язка (lig. longіtudinаle antеrius) проходить по передній поверхні тіл усіх хребців, міцно зростається з ними і з міжхребцевими дисками. Вона починається від глоткового горбка потиличної кістки і переднього горбка передньої дуги атланта і закінчується на 2–3-й поперечних лініях тазової поверхні крижової кістки. Між атлантом і потиличною кісткою передня поздовжня зв’язка стовщена і утворює передню атланто-потиличну перетинку (membrana atlantooccipitalis anterior), що прикріплюється вгорі до переднього краю великого отвору потиличної кістки, а знизу до передньої дуги атланта. Задня поздовжня зв’язка (lig. longitudinаle postеrіus) проходить уздовж задньої поверхні тіл хребців у хребтовому каналі. Від нижнього краю схилу потиличної кістки вона проходить позаду зчленування I і II шийних хребців і далі вниз до I куприкового хребця. Зв’язка міцно зростається з міжхребцевими дисками, але з тілами хребців вона з’єднана слабо. На рівні серединного атланто-осьового суглоба задня поздовжня зв’язка розширюється і зростається з пучками хрестоподібної зв’язки атланта, що розташована попереду від неї, а догори вона продовжується вже під назвою – покрівельна перетинка (membrana tectoria), яка прикріплюється до нижнього краю потиличної кістки.

З’єднання дуг хребців.

Дуги хребців з’єднані між собою міцними жовтими зв’язками (ligg. flаvа), що розташовані в проміжках  між  дугами  хребців. Ці зв’язки утворені з еластичної сполучної тканини, що має жовтуватий колір. Жовті зв’язки складаються з рівнобіжних еластичних волокон, які переплітаються з ретикулярними і колагеновими волокнами. Ці зв’язки протидіють надмірному згинанню хребтового стовпа вперед. Їх еластичний опір протистоїть силі, що прагне нахилити тулуб вперед, а також сприяє розгинанню хребтового стовпа.

З’єднання відростків хребців. Верхні  і  нижні суглобові відростки сусідніх хребців з’єднані між собою дуговідростковими суглобами (articulationes zygapophysiales).

Плоскі суглобові поверхні суглобових відростків, у тому числі нижніх суглобових відростків V поперекового і верхніх суглобових відростків I крижового хребців, покриті суглобовим хрящем. Суглобова капсула прикріплена до країв суглобових поверхонь і укріплена тонкими пучками сполучнотканинних волокон. Ці суглоби плоскі, багатоосьові, комбіновані, малорухомі. У них здійснюються згинання і розгинання хребта, його нахили праворуч і ліворуч, а також обертання навколо вертикальної осі.

Площини суглобових поверхонь суглобових відростків шийних хребців розташовані майже під кутом 45° до лобової площини. Поступово донизу ці поверхні змінюють напрямок, і в поперековому відділі хребта  вони  вже розташовані  майже  паралельно до стрілової площини. Така морфологічна особливість орієнтації суглобових поверхонь збільшує біомеханічні властивості хребта.

Остисті відростки хребців з’єднані між собою міжостьовими і надостьовими зв’язками. Міжостьові зв’язки (ligg. interspinаlia) з’єднують між собою остисті відростки сусідніх хребців, вони утворені щільною оформленою сполучною тканиною. У шийному відділі хребтового стовпа ці зв’язки дуже тонкі і значно товщі в поперековому відділі. Надостьова  зв’язка (lig. supraspinаle) представлена довгим волокнистим тяжем, що прикріплюється до верхівок остистих відростків усіх хребців. Верхня стовщена частина надостьової зв’язки, що натягнута між зовнішнім потиличним гребенем і остистими відростками шийних хребців, називається карковою зв’язкою (lig. nuchae). Це дуже міцна сполучнотканинна трикутна пластинка, що сполучає потиличну кістку з хребтом. Поперечні відростки з’єднані між собою міжпоперечними зв’язками (ligg. intertransversаlia), що натягнуті між верхівками поперечних відростків сусідніх хребців. Ці зв’язки відсутні в шийному відділі хребтового стовпа.

З’єднання крижової кістки з куприком називається крижово-куприковим суглобом (articulatio sacrococcygea).  Верхівка  крижової  кістки  з’єднана з I куприковим хребцем за допомогою хрящового міжхребцевого диска, а також декількома зв’язками. У міжхребцевому диску, як правило, є щілина, що заростаєвлюдейстарше50років.Збоківцьогоз’єднання розташована парна бічна крижово-куприкова зв’язка (lig. sacrococcygeum laterаle), що починається на нижньому краї бічного крижового гребеня і прикріплюється    до    рудимента    поперечного    відростка I куприкового хребця. Ця зв’язка за походженням і розташуванням є аналогом міжпоперечних зв’язок хребтового стовпа. Передня крижово-куприкова зв’язка (lig. sacrococcygeum  anterius)  розташована на передній поверхні верхівки крижової кістки і куприка, вона є продовженням передньої поздовжньої зв’язки.

Поверхнева задня крижово-куприкова зв’язка (lig. sacrococcygeum postеrіus superficiаle) починається від країв крижового розтвору і прикріплюється до задньої поверхні куприка. За будовою ця зв’язка подібна до надостьової і жовтих зв’язок, вона майже цілком закриває крижовий розтвір. Глибока задня крижово-куприкова зв’язка (lig. sacrococcygeum postеrіus profundum)  розташована   на   задній   поверхні   тіл I куприкового і V крижового хребців, є продовженням задньої поздовжньої зв’язки. Крижові і куприкові роги з’єднані між собою за допомогою синдесмозів. Куприк у молодому віці дуже рухливий, зокрема, у жінок під час пологів він значно відхиляється назад.

З’єднання хребтового стовпа з черепом. Хребтовий стовп з’єднується з черепом атланто-потиличним, серединним і бічними атланто-осьовими суглобами, що укріплені зв’язками.

Атланто-потиличний суглоб (articulаtio atlantooccipitаlis) парний, комбінований, двовиростковий за формою. Утворений суглобовими поверхнями потиличного виростка і верхньою суглобовою поверхнею атланта, що вкриті суглобовим хрящем.

Кожен суглоб оточений широкою суглобовою капсулою,  яка  прикріплюється  до  країв  суглобових поверхонь.  Обидві  капсули  укріплені  передньою і задньою атланто-потиличними перетинками. Передня    атланто-потилична    перетинка    (membrаna atlantooccipitаlis  anterior)  натягнута  між  основною частиною потиличної кістки і верхнім краєм передньої  дуги  атланта.  Задня атланто-потилична перетинка  (membrаna  atlantooccipitаlis  posterior)  тонша, але ширша від передньої. Вона натягнута між заднім півколом великого отвору потиличної кістки і верхнім краєм задньої дуги атланта. Через цю мембрану в хребтовий канал проходить хребтова артерія, що направляється в порожнину черепа для кровопостачання  головного  мозку.  Суглобова  поверхня кожного потиличного виростка має еліпсоїдну форму, тому рухи у цьому комбінованому суглобі відбуваються навколо лобової (фронтальної) і стрілової (сагітальної) осей: згинання до 20° і розгинання до 30°, нахили голови убік до 15–20°.

Серединний атланто-осьовий суглоб (articulаtio atlantoaxiаlis mediаna) складається з двох самостійних суглобів, утворених передньою і задньою суглобовими поверхнями зуба II шийного хребця. В утворенні переднього з цих суглобів бере участь ямка зуба на задній поверхні передньої дуги атланта. Задній суглоб утворений задньою суглобовою поверхнею зуба і ямкою на передній поверхні поперечної зв’язки атланта (lig. transvеrsum atlаntis). Ця зв’язка натягнута за зубом осьового хребця між внутрішніми поверхнями бічних мас атланта. Переднє і заднє зчленування зуба мають власні суглобові порожнини й суглобові капсули.

Серединний суглоб ще укріплений декількома зв’язками, що міцно утримують зуб. Непарна тонка зв’язка верхівки зуба (lig. аpicis dеntis) натягнута між заднім краєм переднього півкола великого отвору потиличної кістки і верхівкою зуба. Дві міцні крилоподібні зв’язки (ligg. alаriа) обмежують надмірне обертання голови вправо і вліво в серединному атланто-осьовому суглобі. Кожна зв’язка починається від бічної поверхні зуба,  прямує  косо  догори  і  вбік,  прикріплюється до внутрішньої поверхні відповідного потиличного виростка. Серединний атланто-осьовий суглоб циліндричний за формою, одноосьовий. У ньому відбувається обертання атланта навколо зуба (вертикальної осі) на 30–40° у кожний бік.

Парний комбінований плоский за формою бічний атланто-осьовий суглоб (articulаtio atlantoaxiаlis laterаlis) утворений нижніми суглобовими поверхнями атланта і верхніми суглобовими поверхнями осьового хребця. Правий і лівий суглоби мають окремі суглобові капсули, що прикріплені до країв суглобових поверхонь. Усі три суглоби укріплені хрестоподібною зв’язкою атланта (lig. crucifоrme atlаntis), що утворена поперечною зв’язкою атланта і волокнистими поздовжніми пучками (fasciculi longitudinales), які йдуть догори і донизу від поперечної зв’язки атланта. Верхній пучок розташовується позаду зв’язки верхівки зуба і закінчується на переднім півколі великого отвору потиличної кістки. Нижній пучок направляється вниз і прикріплюється до задньої поверхні тіла осьового хребця. Ці два суглоби малорухомі, у них відбувається тільки ковзання.

Позаду,  з  боку  хребтового  каналу,  серединний і бічні атланто-осьові суглоби з їх зв’язками вкриті широкою і міцною волокнистою пластинкою – покрівельною    перетинкою    (membrana     tectoria). Ця перетинка від тіла осьового хребця продовжується донизу в задню поздовжну зв’язку, а угорі закінчується на краю внутрішньої поверхні схилу потиличної кістки.

Ковзаючі рухи в правому і лівому бічних атлантоосьових суглобах здійснюються одночасно з обертанням атланта навколо зуба осьового хребця в серединному  атланто-осьовому  суглобі.

З’єднання хребтового стовпа кровопостачається у шийному відділі гілками хребтової артерії. У грудному відділі до хребта підходять гілки задніх міжребрових артерій, у поперековому – гілки поперекових артерій, у крижовому – гілки бічних крижових артерій. Венозна кров від хребта відтікає у хребтові венозні сплетення, а від них – відповідно в потиличні, завушні, глибокі шийні, задні міжреброві, поперекові і крижові вени. Іннервація з’єднань хребта здійснюється чутливими волокнами задніх гілок відповідних спинномозкових нервів.

Вікові особливості хребта. Довжина хребтового стовпа у немовлят складає 40 % від довжини всього тіла. У перші 2 роки життя його довжина збільшується майже вдвічі. До 1,5 року усі відділи хребта ростуть інтенсивно, особливо помітний ріст у ширину. Від 1,5 до 3 років ріст хребців сповільнюється в шийному і верхньогрудному відділах хребта. У віці від 3 до 5 років інтенсивно ростуть поперековий і нижньогрудний відділи хребтового стовпа, а ріст шийного й верхньогрудного відділу хребта сповільнюється. У віці від 5 до 10 років весь хребет росте повільно, але рівномірно у довжину і в ширину. Від 10 до 17 років швидко росте весь хребет, але переважно поперековий і нижньогрудний відділи, а грудні хребці – у ширину. У віці від 17 до 24 років ріст шийного і грудного відділів хребта уповільнюється, а ріст поперекового  і нижньогрудного відділів прискорюється. До 16–17 років поперекові хребці ростуть переважно у ширину і лише після 17 років швидше ростуть в довжину. Ріст хребта завершується приблизно до 23–25 років.

У дорослих людей хребтовий стовп приблизно в 3,5 рази довший за хребет немовлят і досягає в дорослих чоловіків 60–75 см, у жінок – від 60 до 65 см, що складає приблизно 2/5 довжини тіла  дорослої людини. У старечому віці довжина хребтового стовпа зменшується приблизно на 5 см внаслідок збільшення вигинів хребта і зменшення товщини міжхребцевих дисків. На рівні крижової кістки хребет має найбільші поперечні розміри –  10–12  см. VII шийний і I грудний хребці дещо ширші від сусідніх, бо це обумовлено прикріпленням на цьому рівні верхніх кінцівок.

У немовлят порівнянно з дітьми і дорослими міжхребцеві диски мають відносно більші розміри, зокрема товщину. Добре виражені суглобові відростки хребців, а тіла хребців, поперечні й остисті відростки менш розвинені. Волокнисте кільце дисків добре виражене, чітко відмежоване від драглистого ядра. Міжхребцеві диски у дітей інтенсивно кровопостачаються. Артеріоли анастомозють між собою в товщі диска, а на його периферії – з артеріолами окістя. Скостеніння крайової зони хребців у підлітків та юнаків призводить до зменшення кількості кровоносних судин у міжхребцевих дисках. З віком товщина міжхребцевих дисків, як і висота тіл хребців, зменшується, вони стають менш еластичними. До 50 років драглисте ядро поступово зменшується. Внутрішня частина волокнистого кільця, що оточує драглисте ядро, ніколи не костеніє. Периферійні зони волокнистого кільця частково заміщаються хрящем і навіть відбувається його скостеніння. У похилому і старечому віці еластичність міжхребцевих дисків значно зменшується, виникають вогнища вапнування в зонах зрощення передньої поздовжньої зв’язки з переднім краєм хребця.

Вигини хребтового стовпа. Хребет людини має декілька фізіологічних вигинів. Вигини хребтового стовпа вперед називаються лордозами, вигини назад – кіфозами, вигини вправо або вліво – сколіозами. Шийний лордоз переходить у грудний кіфоз, що змінюється поперековим лордозом, потім крижово-куприковим кіфозом. Грудний кіфоз і поперековий лордоз виражені більше в жінок, ніж у чоловіків. Фізіологічні лордози і кіфози є постійними утвореннями. Аортальний сколіоз, що виражений в 30 % людей на рівні III–V грудних хребців у вигляді невеликого вигину вправо, зумовлений розташуванням на цьому рівні грудного відділу аорти.

Функціональна роль вигинів дуже велика. Завдяки їм поштовхи і струси, що передаються хребту при різних рухах, падінні, послаблюються – амортизуються і захищають головний мозок від надмірних струсів. У горизонтальному положенні тіла вигини хребта трохи розпрямляються, у вертикальному положенні вони більш виражені, а при збільшенні навантаження збільшуються пропорційно до його величини. Ранком після нічного сну вигини хребта зменшуються, а довжина хребта відповідно збільшується. Увечері, навпаки, кривизна вигинів збільшується, а довжина хребтового стовпа зменшується. Постава людини впливає на форму і величину вигинів хребта. При зігнутій голові і сутулості збільшується грудний кіфоз, а шийний і поперековий лордози  зменшуються.

Хребтовий стовп зародка людини і плода має форму дуги, з вигином назад. У немовлят хребет вигинів не має, вони виникають поступово і обумовлені ростом хребта, положенням тіла і розвитком м’язів. Шийний лордоз формується приблизно на 3 місяці життя, коли дитина починає тримати голову, грудний кіфоз – на 6 місяці, коли дитина починає сідати, поперековий лордоз – наприкінці року, коли дитина починає стояти. При цьому центр ваги тіла переміщається назад. Остаточно формуються  вигини до 6–7 років.

Від фізіологічних вигинів хребтового стовпа потрібно відрізняти деякі його патологічні скривлення. До них належать передусім бічне скривлення сколіоз. Якщо не зважати на притаманну всім людям незначну асиметрію хребтового стовпа, яка виявляється у ледь помітному правосторонньому сколіозі, зумовленому більшим розвитком м’язів пояса верхньої кінцівки, то решта видів сколіозу, що виникають звичайно у дитячому і ранньому юнацькому віці, розцінюються як патологічні й потребують уважного ставлення лікаря. Це тим  більш  важливо, що за значного сколіозу змінюється  положення, а отже, і функція більшості внутрішніх органів.

Змінюється також нахил таза. що в жінок може призводити до ускладнень під час пологів. Серед дітей і підлітків найчастіше розвивається шкільний сколіоз, зумовлений звичним неправильним сидінням за партою. Сколіоз іноді виникає внаслідок укорочення нижньої кінцівки, що також потребує раннього виявлення його для призначення ортопедичного взуття. У старечому віці збільшується грудний кіфоз (“старечий горб”), що пов’язано з віковими дегенеративно-дистрофічними змінами міжхребцевих дисків і тіл хребців та послабленням тонусу м’язів спини. Фіналом таких змін може бути тотальний кіфоз (хребет при цьому має дугоподібну форму).

Хребтовий стовп у рентгенівському зображенні. На рентгенограмах у передньо-задній проекції в ділянках тіл хребців видні звуження – “талії”. Верхні і нижні краї тіл хребців мають форму кутів із закругленими краями. На тлі крижової кістки видно крижові отвори. На місцях міжхребцевих дисків є темні проміжки. Ніжки дуг хребців мають форму овалів, що нашаровуються на тіла хребців. На зображення тіл хребців накладаються також дуги хребців. Остисті відростки, що розташовані у стріловій площині, мають вигляд “падаючої краплі” на тлі тіл хребців. Зображення нижніх суглобових відростків накладаються на контури верхніх відростків. На поперечні відростки грудних хребців нашаровуються головка і шийка відповідного ребра.

На рентгенограмах у бічній проекції видна дуга I шийного хребця, зуб осьового хребця, контури атланто-потиличного й атланто-осьового суглобів. В інших відділах хребтового стовпа визначаються дуги хребців, остисті і суглобові відростки, суглобові щілини, міжхребцеві отвори.

Дуже інформативним є сучасний метод магнітнорезонансної томографії (МРТ), за допомогою якого можна досліджувати структурні особливості не тільки кісток, зокрема хребта у тривимірних координатах, але й м’яких тканин і органів.

Рухи хребтового стовпа. Хребтовий стовп людини дуже рухливий. Цьому сприяють пружні товсті міжхребцеві диски, конструкція хребців, зокрема, суглобових відростків, зв’язок і м’язів. Хоча рухи між сусідніми хребцями незначні за обсягом, але вони “підсумовуються”, що дозволяє хребтовому стовпу в цілому робити великі за обсягом рухи навколо 3 осей:

– навколо лобової (фронтальної) осі здійснюється згинання хребта вперед (flexio) і розгинання назад (extensio). Амплітуда цих рухів досягає 170–245°. При згинанні тулуба тіла хребців нахиляються вперед, остисті відростки віддаляються один від одного. Передня поздовжня зв’язка хребтового стовпа розслаблюється, а задня поздовжня, жовті, міжостьові і надостьові зв’язки, навпаки, натягуються і перешкоджають цьому руху. При розгинанні хребтового стовпа всі його зв’язки, окрім передньої поздовжньої розслаблюються. Передня поздовжня зв’язка, натягуючись, обмежує розгинання хребтового стовпа. Товщина міжхребцевих дисків при згинанні і розгинанні зменшується з боку нахилу хребтового стовпа і збільшується на протилежному боці;

– навколо стрілової (сагітальної) осі виконується бічне згинання праворуч і ліворуч, загальний розмах рухів досягає 165°. Ці рухи відбуваються в основному у поперековому відділі хребта. При цьому жовті і міжпоперечні зв’язки, а також капсули дуговідросткових суглобів, що розташовані на протилежному боці, натягаються і обмежують рух;

– навколо  вертикальної  осі  відбуваються  оберто-

ві рухи (rotatio), із загальним розмахом до 120°. При обертанні драглисте ядро міжхребцевих дисків виконує роль суглобової головки, волокнисті кільця міжхребцевих дисків і жовті зв’язки, натягаючись, обмежують цей рух;

– колове обертання хребтового стовпа – верхній кінець хребтового стовпа вільно переміщається в просторі, описуючи конус, верхівка якого розташована на рівні попереково-крижового з’єднання.

Обсяг і напрямок рухів у кожному відділі хребтового стовпа неоднакові.

У шийному і поперековому відділах хребта розмах рухів найбільший. Обсяг рухів у шийному відділі складає при згинанні 70–75°, при розгинанні – 95–105°, при обертанні – 80–85°. У грудному відділі хребта рухливість невелика, бо рухи обмежені ребрами і грудниною, тонкими міжхребцевими дисками і частково спрямованими косо вниз остистими відростками: згинання – до 35°, розгинання – до 50°, обертання – до 20°. У поперековому відділі товсті міжхребцеві диски сприяють більшій рухливості – згинання до 60°, розгинання до 45–50°. Особлива будова і розташування суглобових відростків поперекових хребців обмежує обертання і бічні рухи хребта.

Рухливість   у   всіх   відділах   хребта   найбільша у підлітків. Після 50–60 років рухливість хребтового стовпа зменшується. Отже, рухливість хребта залежить у першу чергу від будови міжхребцевих дисків. З віком збільшується товщина і кількість колагенових пучків у волокнистих кільцях. Порушується їх архітектоніка, пучки деформуються, багато колагенових волокон руйнується і гіалінізується. Одночасно змінюються і еластичні волокна – вони стають товщими,  звивистими,  фрагментованими. У драглистому ядрі, починаючи з 5–6-літнього віку, збільшується кількість хондроцитів і колагенових волокон. До 20–22 років драглисте ядро заміщається волокнистим хрящем.

З’єднання ребер з хребтом і грудниною. Грудна клітка

Грудна клітка є скелетом стінок грудної порожнини (cаvitas thorаcis), у якій розташовані внутрішні органи (серце, легені, трахея, стравохід, великі кровоносні судини тощо).

Грудна клітка (compаges thorаcis) утворена з’єднаними між собою грудними хребцями,  ребрами  і  грудниною.  Ребра  зчленовуються  з  хребцями за допомогою реброво-хребцевих суглобів, а також із грудниною.

До складу реброво-хребцевих суглобів (articulationes costovertebrales) входять суглоби головки ребра і реброво-поперечні суглоби. Суглоб головки ребра (articulаtio cаpitis cоstae) утворений суглобовими поверхнями головки ребра і ребрових ямок I–XII грудних хребців. Кожна така реброва ямка для ІІ–X ребер утворена верхньою та нижньою ребровими ямками (пів’ямками) сусідніх грудних хребців. За формою суглобових поверхонь цей суглоб є кулястим. Суглобова капсула прикріплюється до країв суглобових поверхонь. У кожному суглобі головок II–X ребер є внутрішньосуглобова зв’язка головки  ребра  (lig.  cаpitis  cоstae   intraarticulаrae), що починається від гребеня головки ребра і прикріплюється до міжхребцевого диска, що розділяє суглобові пів’ямки двох суміжних хребців.  Суглоби I, XI і XII ребер не мають внутрішньосуглобової зв’язки головки ребра, тому що вони утворені головками цих ребер і цілими ребровими ямками на тілах I, XI і XII грудних хребців. Ззовні капсула кожного суглоба головки ребра укріплена променистою зв’язкою головки ребра (lig. cаpitis  cоstae  radiаtum), що починається на передній поверхні головки ребра і прикріплюється до міжхребцевого диска і тіл прилеглих хребців.

Реброво-поперечний  суглоб  (articulаtio  costotransversаriа)   утворений   суглобовою   поверхнею горбка ребра і ребровою ямкою поперечного відростка І–Х грудних хребців. За формою ці суглоби є  плоскими.  Суглобова  капсула  прикріплюється до  країв  суглобових  поверхонь.  Капсули  цих  суглобів зміцнюють 3 зв’язки. Це реброво-поперечна зв’язка  (lig.  costotransversаrium),  що  з’єднує  задню частину шийки ребра з передньою частиною відповідного поперечного відростка. Друга зв’язка – верхня реброво-поперечна зв’язка (lig. costo transversarium superius) з’єднує шийку ребра з розташованим вище поперечним  відростком.  Третьою  зв’язкою  реброво-поперечного  суглоба  є  бічна реброво-поперечна зв’язка (lig. costotransversarium laterale), що  з’єднує горбок ребра з кінцем поперечного відростка.

Суглоб головки ребра і реброво-поперечний суглоб разом утворюють комбінований одноосьовий обертовий реброво-хребцевий суглоб. Вісь  обертання ребра, навколо якої підіймаються й опускаються ребра, проходить через обидва суглоби.

З грудниною сполучаються І–VII ребра за допомогою суглобів і синхондрозів. Груднинно-реброві суглоби (articulatiоnes sternocostаles) утворені суглобовими поверхнями передніх кінців ребрових хрящів II–VII ребер і ребрових вирізок груднини. Ребровий хрящ I ребра утворює з грудниною синхондроз першого ребра (synchondrosis costae primae). Ці суглоби за формою наближені до кулястих, але вони малорухомі. Капсули груднинно-ребрових суглобів є продовженням охрястя ребрових хрящів, що переходить в окістя груднини. Зміцнюють суглобову капсулу на передній і задній поверхнях суглобів променисті груднинно-реброві зв’язки (ligg. sternocostаlia radiаtа). Попереду променисті груднинно-реброві зв’язки зростаються з окістям груднини і утворюють щільну перетинку груднини (membrana sterni). У суглобі II ребра є внутрішньосуглобова груднинно-реброва зв’язка (lig. sternocostаle intraarticulаre).

Реброві хрящі несправжніх ребер (VIII–X ребра) із грудниною безпосередньо не з’єднуються. Вони зростаються між собою, а хрящ VIII ребра – із хрящем VII ребра, і утворюють реброву дугу (аrcus costаlis). Іноді між хрящовими кінцями нижніх ребер виникають міжхрящові суглоби (articulatiоnes interchondrаles), суглобовою сумкою яких є охрястя. Права і ліва реброві дуги утворюють між собою підгруднинний кут (angulus infrasternalis).

Частини груднини з’єднуються між собою груднинними синхондрозами (synchondroses  sternales): ручка груднини сполучається з тілом ручко-груднинним симфізом (symphysis manubriosternalis), а мечоподібний відросток з тілом – груднинним мечоподібним симфізом (symphysis xiphosternalis).

Передні частини всіх ребер з’єднані один з одним за допомогою зовнішньої міжребрової перетинки (membrаna intercostаlis extеrna), волокна якої спрямовані косо зверху донизу і вперед. Між задніми частинами ребер натягнута внутрішня міжреброва перетинка (membrаna intercostаlis intеrnа), волокна якої йдуть знизу догори і назад. Завдяки суглобам і міжхрящовим з’єднанням грудна клітка має значну рухливість. При вдиху і видиху відбувається обертання задніх кінців ребер у реброво-хребцевих суглобах. Одночасно підіймається і опускається разом з ребрами груднина. При вдиху передні кінці ребер і груднина піднімаються, міжреброві проміжки розширюються, розміри грудної порожнини (поперечний і передньозадній) збільшуються. При видиху передні кінці ребер і груднина опускаються, міжреброві проміжки звужуються й об’єм грудної порожнини зменшується. Ребра опускаються не тільки завдяки скороченню спеціальних м’язів, що опускають ребра, але й за рахунок еластичності ребрових хрящів і зв’язок та маси грудної клітки.

З’єднання ребер із хребцями кровопостачають задні міжреброві артерії. Кров відтікає у венозне хребтове сплетення, а з нього – у міжреброві вени. Лімфа відтікає в міжреброві лімфатичні вузли, що розташовані поблизу від хребта. Іннервація здійснюється задніми гілками грудних спинномозкових нервів. Груднинно-реброві з’єднання кровопостачаються гілками внутрішньої грудної артерії, кров відтікає в однойменні вени. Лімфа відтікає у пригруднинні і глибокі шийні лімфатичні вузли. Іннервація здійснюється передніми гілками міжребрових нервів.

Грудна клітка (compages thoracis). Грудна клітка людини має бочкоподібну форму, що розширена в поперечному напрямку і сплощена в передньо-задньому. Залежно від типу статури виділяють три форми грудної клітки. У людей брахіморфного типу статури грудна клітка має форму зрізаного конуса, нижня частина якого значно ширша за верхню. Підгруднинний кут тупий, ребра дещо нахилені донизу, а передньо-задній і поперечний розміри майже рівні. У людей доліхоморфного типу статури грудна клітка плоска, вона значно сплощена в передньо-задньому напрямку, ребра сильно нахилені донизу, підгруднинний кут гострий. У людей мезоморфного типу статури грудна клітка має циліндричну форму.

Грудна клітка має 4 стінки і 2 отвори. Передня стінка утворена грудниною і ребровими хрящами,  бічні –  ребрами,  задня –  грудними  хребцями і задніми кінцями ребер. Ребра розділені міжребровими просторами (spаtium intercostаle), у яких розташовані міжреброві м’язи і перетинки, проходять судини і нерви. Верхній отвір грудної клітки (apertura thoracis superior) обмежений I грудним хребцем, першою парою ребер і яремною вирізкою груднини. Через цей отвір проходять трахея, стравохід, великі кровоносні і лімфатичні судини, нерви. Площина верхнього отвору грудної клітки нахилена вперед і донизу. Яремна вирізка груднини розташована на рівні міжхребцевого диска між II і III грудними хребцями. Нижній отвір грудної клітки (apertura thoracis inferior) обмежений XII грудним хребцем, XI ребрами, ребровими дугами і мечоподібним відростком груднини. Цей отвір закритий діафрагмою, через отвори якої проходять аорта, стравохід, нижня порожниста вена, висхідні поперекові вени, грудна протока і нерви.

Права  і  ліва  реброві  дуги  обмежують   з   боків відкритий донизу підгруднинний кут (аngulus infrasternаlis), вершиною якого на рівні IX грудного хребця є мечоподібний відросток. Грудна клітка попереду коротша, ніж позаду, тому що груднина значно коротша від грудного відділу хребта. Ззаду в грудну порожнину виступають вперед тіла грудних хребців, тому з обох боків від грудного відділу хребта розташовані орієнтовані вертикально глибокі западини – легеневі борозни (sulci pulmonales), у яких розміщені заокруглені задні краї легень.

Форма і розміри грудної клітки змінюються з віком, окрім того, є індивідуальні особливості будови грудної клітки. У таблиці 25 приведені середні розміри грудної клітки у дорослих чоловіків.

У зародка людини грудна клітка стиснута з боків, її передньозадній розмір більший за поперечний. У немовляти вона за формою нагадує дзвін. Розміри грудної клітки новонароджених хлопчиків на 0,5–1 см більші, ніж у дівчаток. Окружність грудей у хлопчика на рівні VI–VII ребер дорівнює 30–35 см, передньозадній розмір – 7,5–10,5 см, поперечний – 7–11 см. Величина підгруднинного кута коливається в широких межах – від 75° до 120°. Площина верхнього отвору грудної клітки майже горизонтальна (у дорослої людини вона нахилена вниз і вперед). Яремна вирізка груднини у немовлят проектується на рівні I грудного хребця. Довга і тонка реброва дуга сформована хрящами VIII і IX ребер, у дорослої людини – VIII–X ребрами.

На першому році життя у дитини поперечний розмір грудної клітки дещо збільшується внаслідок опускання ребер, міжреброві простори розширені, підгруднинний кут зменшується до 85–90°. До 7-річного віку грудна клітка видовжена. До кінця періоду раннього дитинства передньозадній і поперечний розміри грудної клітки однакові, збільшується кут нахилу ребер, підгруднинний кут зменшується до 60°–70°. Яремна вирізка груднини проектується на рівні II грудного хребця. Тільки до кінця періоду другого дитинства (8–12 років) поперечний розмір грудної клітки переважає над передньозаднім. До 15 років збільшується поперечний розмір грудної клітки. У підлітків остаточно формується грудна клітка, яремна вирізка проектується на рівні III грудного хребця.

Скостеніння ребрових хрящів у похилому і старечому віці приводить до зменшення пружності й амплітуди рухів грудної клітки. У старих людей грудна клітка сплощена в передньозадньому напрямку і видовжена. У жінок грудна клітка коротша, ніж у чоловіків.

До моменту народження дитини суглоби грудної клітки вже сформовані, але їх розвиток продовжується й у постнатальному періоді. У грудному і ранньому дитячому віці формуються суглобові поверхні, розвиваються суглобова капсула і зв’язки. Суглоби грудної клітки остаточно формуються у підлітків.

Форма грудної клітки може змінюватися залежно від умов праці, захворювань, фізичних навантажень. Наприклад, при рахіті груднина значно виступає вперед унаслідок збільшення передньозаднього розміру (“курячі груди”). Музиканти, що грають на духових інструментах, і склодуви мають широку й опуклу грудну клітку.

Рухи грудної клітки

Грудна клітка під час дихання ритмічно змінює свою форму та об’єм, що спричинюється рухом ребер (частково груднини і грудного відділу хребтового стовпа) у їхніх суглобах, а також еластичністю ребрових хрящів і зв’язкового апарату.

Осі руху всіх ребер проходять через центри суглобів головок ребер відповідно до поздовжніх осей їхніх шийок, розташованих похило щодо горизонтальної площини. Цей нахил залежить від віку, статі й конституції. Крім того, нахил шийок, а отже й осей обертання ребер, може змінюватись під впливом зміни форми і ступеня грудного кіфозу.

Осі обертання різних ребер розташовані в різних площинах. Так, вісь обертання І ребра проходить майже у лобовій площині, а в наступних ребрах вона все більше відхиляється вбік і в нижніх ребрах займає проміжне положення між лобовою й стріловою площинами. Оскільки  обертання кожного ребра відбувається перпендикулярно до осі руху, то в разі повертання ребер переміщення їх передніх кінців також здійснюється в різних площинах, а саме: перших ребер у площині, наближеній до стрілової, а в наступних ближче до лобової. Через це збільшення і зменшення розмірів грудної клітки у верхніх відділах відбувається в  передньозадньому,  а  в  нижніх  —  у  поперечному напрямках.

Амплітуда руху ребер визначається їхньою довжиною і розміром кутів нахилу щодо хребта: чим довші ребра і чим більший їх нахил, тим більша амплітуда руху їхніх передніх кінців.

Участь  ребрових  хрящів  і  зв’язкового   апарату в русі грудної клітки визначається тим, що їхня еластичність, не перешкоджаючи збільшенню місткості грудної клітки, значною мірою пасивно сприяє її спаданню. У зв’язку з цим втрати ними еластичності (кальцинація або скостеніння реберних хрящів і зв’язок), що спостерігається у старечому віці, а також при звичному поверховому диханні (незручна робоча поза) та порушенні обміну речовин, як правило, призводить до значного зменшення або цілковитої втрати дихальних екскурсій грудної клітки.