Строение и функции позвоночника
Позвоночный столб является осью тела, имеет S-образную форму и по своему строению напоминает скорее пружину, нежели однородный стержень. Такая форма является необходимым условием для обеспечения прямохождения. Она придаетпозвоночнику упругость и эластичность, смягчает толчки при ходьбе, беге и сильной вибрации, позволяя сохранять сбалансированность центра тяжести тела. Прочность этой «конструкции» придают многочисленные связки и мышцы, обеспечивающие большую амплитуду вращения и сгибания туловища, по одновременно и ограничивающие те движения, которые могут нарушить ее целостность. Более того, в процессе физической работы околопозвоночные связки частично принимают на себя давление веса тела, уменьшая тем самым нагрузку, приходящуюся на позвонки.
Функции позвоночника
1.    Поддерживать голову и придавать жесткость скелету.
2.    Поддерживать тело в вертикальном положении.
3.    Защищать спинной мозг, в котором проходят нервы, соединяющие головной мозг с другими частями тела.
4.    Служить местом прикрепления мышц и ребер.
5.    Амортизировать толчки и удары.
6.    Позволять телу выполнять разнообразные движения.
Строение позвоночника

Строение позвоночника: вид сбоку

Строение позвоночника: вид cпереди 

Анатомия позвоночника  
Позвоночник состоит из 32-34 маленьких костей, которые называются позвонками. Позвонки расположены один над другим, образуя позвоночный столб. Между двумя соседними позвонками расположен межпозвонковый диск, который представляет собой круглую плоскую соединительнотканную прокладку, имеющую сложное морфологическое строение. Основной функцией дисков является амортизация статических и динамических нагрузок, которые неизбежно возникают во время физической активности. Диски служат также для соединения тел позвонков друг с другом.

Кроме того, позвонки соединяются друг с другом при помощи связок. Связки - это образования, которые соединяют кости друг с другом. Сухожилия же соединяют мышцы с костями. Между позвонками есть также суставы, строение которых схоже со строением коленного или, например, локтевого сустава. Они носят название дугоотросчатых или фасеточных суставов. Благодаря наличию фасеточных суставов, возможны движения между позвонками.

Каждый позвонок имеет отверстие в центральной части, называемое позвоночным отверстием. Эти отверстия в позвоночном столбе расположены друг над другом, образуя вместилище для спинного мозга. Спинной мозг представляет собой отдел центральной нервной системы, в котором расположены многочисленные проводящие нервные пути, передающие импульсы от органов нашего тела в головной мозг и от головного мозга к органам. От спинного мозга отходит 31 пара нервных корешков. Из позвоночного канала нервные корешки выходят через межпозвоночные (фораминарные) отверстия, которые образуются ножками и суставными отростками соседних позвонков.

В позвоночнике выделяют пять отделов: шейный, грудной, поясничный, крестцовый и копчиковый. Шейный отдел позвоночника состоит из 7 позвонков, грудной - из 12 позвонков, а поясничный отдел - из 5 позвонков. В своей нижней части поясничный отдел соединен с крестцом. Крестец является отделом позвоночника, который состоит из 5 сросшихся между собой позвонков. Крестец соединяет позвоночник с тазовыми костями. Нервные корешки, которые выходят через крестцовые отверстия иннервируют нижние конечности, промежность и тазовые органы (мочевой пузырь и прямую кишку). Копчиковый отдел — нижний отдел позвоночника человека, состоящий из трёх-пяти сросшихся позвонков.

В норме, если смотреть сбоку, позвоночный столб имеет S-образную форму. Такая форма обеспечивает позвоночнику дополнительную амортизирующую функцию. При этом шейный и поясничный отделы позвоночника представляют собой дугу, обращенную выпуклой стороной вперед, а грудной отдел - дугу, обращенную назад.

Ниже приводится описание отдельных анатомических образований, формирующихпозвоночный столб.
Позвонки

Позвонки - это кости, которые формируют позвоночный столб. Передняя часть позвонка имеет цилиндрическую форму и носит название тела позвонка. Тело позвонка несет основную опорную нагрузку, так как наш вес в основном распределяется на переднюю часть позвоночника. Сзади от тела позвонка в виде полукольца располагается дужка позвонка с несколькими отростками. Тело и дужка позвонка формируют позвонковое отверстие. В позвоночном столбе соответственно позвонковые отверстия расположены друг над другом, формируя позвоночный канал. В позвоночном канале расположен спинной мозг, кровеносные сосуды, нервные корешки, жировая клетчатка.

Позвоночный канал образован не только телами и дужками позвонков, но и связками. Наиболее важными связками являются задняя продольная и желтая связки. Задняя продольная связка в виде тяжа соединяет все тела позвонков сзади, а желтая связка соединяет соседние дуги позвонков. Она имеет желтый пигмент, от чего и получила свое название. При разрушении межпозвонковых дисков и суставов связки стремятся компенсировать повышенную патологическую подвижность позвонков(нестабильность), в результате чего происходит гипертрофия связок. Этот процесс ведет к уменьшению просвета позвоночного канала, в этом случае даже маленькиегрыжи или костные наросты (остеофиты) могут сдавливать спинной мозг и корешки. Такое состояние получило название стеноза позвоночного канала (гиперссылка на стеноз позвоночного канала на позвоночном уровне). Для расширения позвоночного канала производится операция декомпрессии нервных структур.

От дужки позвонка отходят семь отростков: непарный остистый отросток и парные поперечные, верхние и нижние суставные отростки. Остистые и поперечные отростки являются местом прикрепления связок и мышц, суставные отростки участвуют в формировании фасеточных суставов. Дужка позвонка прикрепляется к телу позвонка при помощи ножки позвонка. Позвонки по строению относятся к губчатым костям и состоят из плотного наружного кортикального слоя и внутреннего губчатого слоя. Действительно, губчатый слой напоминает костную губку, так как состоит из отдельных костных балок. Между костными балками расположены ячейки, заполненные красным костным мозгом.
Межпозвонковый диск
Межпозвонковый диск представляет собой плоскую прокладку круглой формы, расположенную между двумя соседними позвонками. Межпозвонковый диск имеет сложное строение. В центре находится пульпозное ядро, которое имеет упругие свойства и служит амортизатором вертикальной нагрузки. Вокруг ядра располагается многослойное фиброзное кольцо, которое удерживает ядро в центре и препятствует сдвиганию позвонков в сторону относительно друг друга. У взрослого человека межпозвонковый диск не имеет сосудов, и хрящ его питается путем диффузии питательных веществ и кислорода из сосудов тел соседних позвонков. Поэтому большинство лекарственных препаратов не достигает хряща диска. Наибольшим эффектом восстановления хряща диска обладает процедура лазерной термодископластики.

Фиброзное кольцо имеет множество слоев и волокон, перекрещивающихся в трех плоскостях. В норме фиброзное кольцо образовано очень прочными волокнами. Однако в результате дегенеративного заболевания дисков (остеохондроза) происходит замещение волокон фиброзного кольца на рубцовую ткань. Волокна рубцовой ткани не обладают такой прочностью и эластичностью как волокна фиброзного кольца. Это ведет к ослаблению диска и при повышении внутридискового давления может приводить к разрыву фиброзного кольца.
Фасеточные суставы

Фасетки (синонимы: дугоотросчатые, суставные отростки) отходят от позвоночной пластинки и участвуют в формировании фасеточных суставов. Два соседних позвонка соединены двумя фасеточными суставами, расположенными с двух сторон дужки симметрично относительно средней линии тела. Дугоотросчатые отростки соседнихпозвонков направлены по направлению друг к другу, а окончания их покрыты суставным хрящом. Суставной хрящ имеет очень гладкую и скользкую поверхность, благодаря чему значительно снижается трение между образующими сустав костями. Концы суставных отростков заключены в соединительнотканный герметичный мешочек, который называется суставной капсулой. Клетки внутренней оболочки суставной сумки (синовиальной мембраны), продуцируют синовиальную жидкость. Синовиальная жидкость необходима для смазки и питания суставного хряща. Благодаря наличию фасеточных суставов, между позвонками возможны разнообразные движения, а позвоночник является гибкой подвижной структурой.
Межпозвонковое (фораминальное) отверстие
Фораминарные отверстия расположены в боковых отделах позвоночного столба и образованы ножками, телами и суставными отростками двух соседних позвонков. Через фораминарные отверстия из позвоночного канала выходят нервные корешки и вены, а артерии входят в позвоночный канал для кровоснабжения нервных структур. Между каждой парой позвонков расположены два фораминарных отверстия - по одному с каждой стороны.
Спинной мозг и нервные корешки

Спинной мозг является отделом центральной нервной системы и представляет собой тяж, состоящий из миллионов нервных волокон и нервных клеток. Спинной мозгокружен тремя оболочками (мягкой, паутинной и твердой) и находится в позвоночном канале. Твердая мозговая оболочка формирует герметичный соединительнотканный мешок (дуральный мешок), в котором расположены спинной мозг и несколько сантиметров нервных корешков. Спинной мозг в дуральном мешке омывает спинномозговая жидкость (ликвор).
Спинной мозг начинается от головного мозга и заканчивается на уровне промежутка между первым и вторым поясничными позвонками. От спинного мозга отходят нервные корешки, которые ниже уровня его окончания формируют так называемый конский хвост. Корешки конского хвоста участвуют в иннервации нижней половины тела, в том числе тазовых органов. Нервные корешки на небольшом расстоянии проходят в позвоночном канале, а затем выходят из позвоночного канала через фораминарные отверстия. У человека, так же как и у других позвоночных, сохраняется сегментарная иннервация тела. Это значит, что каждый сегмент спинного мозга иннервирует определенную область организма. Например, сегментышейного отдела спинного мозга иннервируют шею и руки, грудного отдела - грудь и живот, поясничного и крестцового - ноги, промежность и органы малого таза (мочевой пузырь, прямую кишку). Врач, определяя в какой области тела, появились расстройства чувствительности или двигательной функции, может предположить, на каком уровне произошло повреждение спинного мозга.
По периферическим нервам нервные импульсы поступают от спинного мозга ко всем органам нашего тела для регуляции их функции. Информация от органов и тканей поступает в центральную нервную систему по чувствительным нервным волокнам. Большинство нервов нашего организма имеют в своем составе чувствительные, двигательные и вегетативные волокна.
Околопозвоночные мышцы
Околопозвоночными называются мышцы, расположенные около позвоночного столба. Они поддерживают позвоночник и обеспечивают такие движения как наклоны и повороты корпуса тела. К отросткам позвонков прикрепляются различные мышцы. Боль в спине бывает часто обусловлена повреждением (растяжением) околопозвоночных мышц при тяжелой физической работе, а также рефлекторныммышечным спазмом при повреждении или заболевании позвоночника. При мышечном спазме происходит сокращение мышцы, при этом она не может расслабиться. При повреждении многих позвоночных структур (дисков, связок, суставных капсул) происходит непроизвольное сокращение околопозвоночных мышц, направленное на стабилизацию поврежденного участка. При спазме мышц в них накапливается молочная кислота, представляющая собой продукт окисления глюкозы в условиях недостатка кислорода. Высокая концентрация молочной кислоты в мышцах обусловливает возникновение болевых ощущений. Молочная кислота накапливается в мышцах из-за того, что спазмированные мышечные волокна передавливают кровеносные сосуды. При расслаблении мышцы просвет сосудов восстанавливается, происходит вымывание кровью молочной кислоты из мышц и боль проходит.
Позвоночно-двигательный сегмент

В вертебрологии широко используется понятие позвоночно-двигательного сегмента, представляющего собой функциональную единицу позвоночного столба.Позвоночный сегмент состоит из двух соседних позвонков, соединенных между собой межпозвонковым диском, связками и мышцами. Благодаря фасеточным суставам, в позвоночном сегменте имеется некоторая возможность движений между позвонками. Через фораминарные отверстия, расположенные в боковых отделах позвоночного сегмента, проходят кровеносные сосуды и нервные корешки.

Позвоночно-двигательный сегмент является звеном сложной кинематической цепи. Нормальная функция позвоночника возможна только при правильной работе многих позвоночных сегментов. Нарушение функции позвоночного сегмента проявляется в виде сегментарной нестабильности или сегментарной блокады. В первом случае между позвонками возможен избыточный объём движений, что может способствовать появлению механической боли или даже динамической компрессии нервных структур. В случае сегментарной блокады движения между двумя позвонками отсутствуют. При этом движения позвоночного столба обеспечиваются за счет избыточных движений в соседних сегментах (гипермобильность), что также может способствовать развитию болевого синдрома.

При некоторых заболеваниях позвоночника происходит нарушение функции одного позвоночного сегмента, тогда как при других отмечается мультсегментарное поражение.

После описания строения основных анатомических образований, формирующих позвоночный столб, давайте познакомимся с анатомией и физиологией разных отделов позвоночника.
Шейный отдел позвоночника

Шейный отдел позвоночника является самым верхним отделом позвоночного столба. Он состоит из 7 позвонков.Шейный отдел имеет физиологический изгиб (физиологическийлордоз) в виде буквы "С", обращенной выпуклой стороной вперед. Шейный отдел является наиболее мобильным отделомпозвоночника. Такая подвижность дает нам возможность выполнять разнообразные движения шеей, а также повороты и наклоны головы. 

В поперечных отростках шейных позвонков имеются отверстия, в которых проходят позвоночные артерии. Эти кровеносные сосуды участвуют в кровоснабжении ствола мозга, мозжечка, а также затылочных долей больших полушарий. При развитии нестабильности в шейном отделе позвоночника, образовании грыж, сдавливающих позвоночную артерию, при болевых спазмах позвоночной артерии в результате раздражения поврежденных шейных дисков, появляется недостаточность кровоснабжения указанных отделов головного мозга. Это проявляется головными болями, головокружением, "мушками" перед глазами, шаткостью походки, изредка нарушением речи. Данное состояние получило название вертебро - базиллярной недостаточности.

Два верхних шейных позвонка, атлант и аксис, имеют анатомическое строение, отличное от строения всех остальных позвонков. Благодаря наличию этих позвонков, человек может совершать разнообразные повороты и наклоны головы.

                                                     АТЛАНТ (1-й шейный позвонок)

Первый шейный позвонок, атлант, не имеет тела позвонка, а состоит из передней и задней дужек. Дужки соединены между собой боковыми костными утолщениями (латеральными массами).

                                                          АКСИС (2-й шейный позвонок)

Второй шейный позвонок, аксис, имеет в передней части костный вырост, который называется зубовидным отростком. Зубовидный отросток фиксируется при помощи связок в позвонковом отверстии атланта, представляя собой ось вращения первого шейного позвонка. Такое анатомическое строение позволяет нам совершать высокоамплитудные вращательные движения атланта и головы относительно аксиса.

Шейный отдел - это наиболее уязвимая часть позвоночника в отношении травматических повреждений. Данный риск обусловлен слабым мышечным корсетом в области шеи, а также небольшими размерами и низкой механической прочностьюпозвонков шейного отдела.

 Повреждение позвоночника может произойти как в результате прямого удара в область шеи, так и при запредельном сгибательном или разгибательном движении головы. Последний механизм называется "хлыстовой травмой" при автомобильных авариях или "травмой ныряльщика" при ударе головой о дно при нырянии на мели. Этот вид травматического повреждения очень часто сопровождается повреждением спинного мозга и может стать причиной летального исхода.
Грудной отдел позвоночника

Грудной отдел позвоночника состоит из 12 позвонков. В норме он выглядит в виде буквы "С", обращенной выпуклостью назад (физиологический кифоз). Грудной отдел позвоночникаучаствует в формировании задней стенки грудной клетки. К телам и поперечным отросткам грудных позвонков при помощи суставов прикрепляются ребра. В передних отделах ребра соединяются в единый жесткий каркас при помощи грудины, формируя грудную клетку. Межпозвонковые диски в грудном отделе имеют очень небольшую высоту, что значительно уменьшает подвижность этого отдела позвоночника. Кроме того, подвижность грудного отдела ограничивают длинные остистые отростки позвонков, расположенные в виде черепицы, а также грудная клетка. Позвоночный канал в грудном отделе очень узкий, поэтому даже небольшие объёмные образования (грыжи, опухоли, остеофиты) приводят к развитию компрессии нервных корешков и спинного мозга. 
Поясничный отдел позвоночника

  Поясничный отдел позвоночника состоит из 5 самых крупныхпозвонков. У некоторых людей в поясничном отделе насчитывается 6 позвонков (люмбализация), однако в большинстве случаев такая аномалия развития не имеет клинического значения. В норме поясничный отдел имеет легкий плавный изгиб вперед (физиологический лордоз), так же как и шейный отдел позвоночника. Поясничный отдел позвоночника соединяет малоподвижный грудной отдел и неподвижный крестец. Структуры поясничного отдела испытывают значительное давление со стороны верхней половины тела. Кроме того, при подъёме и переносе тяжестей давление, воздействующее на структуры поясничного отделапозвоночника, может возрастать во много раз. Всё это является причиной наиболее частого изнашивания межпозвонковых дисков в поясничном отделе. Значительное повышение давления внутри дисков может привести к разрыву фиброзного кольца и выходу части пульпозного ядра за пределы диска. Так формируется грыжа диска(гиперссылка на страницу грыжа межпозвонкового диска), которая может приводить к сдавлению нервных структур, что приводит к появлению болевого синдрома и неврологических нарушений.