Formarea coloanei vertebrale și a posturii verticale a corpului uman în ontogeneză

Coloana vertebrală umană trece succesiv prin stadiile de dezvoltare membranosă, cartilaginoasă și osoasă. Elementele sale apar în stadiile incipiente ale dezvoltării embrionare. La început, rudimentele corpurilor vertebrale sunt situate departe unele de altele, separate de straturi de mezenchim embrionar. Apoi, arcurile vertebrale încep să se dezvolte, se formează procesele transversale și articulare, apoi vertebrele se diferențiază aproape complet, iar procesele spinoase sunt încă absente.

Coarda din embrion este redusă și se păstrează doar sub forma unui miez gelatinos al discurilor intervertebrale. O trăsătură caracteristică a coloanei vertebrale în stadiul incipient al dezvoltării intrauterine este asemănarea corpurilor vertebrale în ceea ce privește forma lor. La sfârșitul celei de-a doua luni de dezvoltare intrauterină, dimensiunea vertebrelor cervicale crește brusc. O creștere a corpurilor vertebrelor lombare și sacrale nu se observă nici măcar la nou-născuți din cauza absenței efectelor gravitaționale intrauterine.

Ligamentul longitudinal este așezat la embrioni pe suprafața dorsală a corpurilor vertebrale. Discul intervertebral la embrioni este format din mezenchim. Centrele de osificare din coloana vertebrală embrionară apar mai întâi în vertebrele toracice inferioare și lombare superioare, apoi sunt urmărite în alte secțiuni.

După naștere, copilul începe imediat să se lupte cu numeroase influențe externe. Iar cel mai important stimul care îi va forma postura este gravitația. Din momentul nașterii până la formarea posturii inerente unui adult, fiecare copil, conform lui A. Potapchuk și M. Didur (2001), trece prin următoarele niveluri de formare a mișcării:

• nivelul A - copilul, întins pe burtă, își ridică capul. În același timp, datorită reflexelor cervico-tonice, se formează un nivel care asigură echilibrul corpului și pragul de bază al tensiunii musculare;
• Nivelul B - formarea conexiunilor musculo-articulare care predetermină dezvoltarea automatismului ciclurilor motorii. Această perioadă corespunde etapei de învățare a mersului de târâre și așezare; începe să se formeze mecanismul de includere unilaterală și apoi multilaterală a mușchilor membrelor, ceea ce asigură ulterior formarea unui stereotip optim de mers și stat în picioare;
• nivelul C - se formează până la sfârșitul primului an de viață și permite copilului să se orienteze rapid în spațiu folosind arsenalul de abilități motorii existente;
• Nivelul D - se creează o postură verticală a corpului, în care echilibrul muscular în poziție verticală este asigurat cu un efort muscular minim. Pe măsură ce nivelurile de formare a mișcării se schimbă, se schimbă și forma coloanei vertebrale. Se știe că coloana vertebrală a unui nou-născut, cu excepția unei mici curburi sacrale, aproape că nu are curburi fiziologice. Înălțimea capului în această perioadă este aproximativ egală cu lungimea corpului. Centrul de greutate al capului la sugari este situat direct în fața sincondrozei dintre oasele sfenoid și occipital și la o distanță relativ mare în fața articulației dintre craniu și atlas. Mușchii cervicali posteriori sunt încă slab dezvoltați. Prin urmare, capul greu, mare (în raport cu restul corpului) atârnă înainte, iar nou-născutul nu îl poate ridica. Încercările de a ridica capul duc după 6-7 săptămâni la formarea lordozei cervicale, care se instalează în lunile următoare ca urmare a eforturilor care vizează menținerea corpului în echilibru în poziție așezată. Lordoza cervicală este formată din toate vertebrele cervicale și cele două vertebre toracice superioare, iar vârful său se află la nivelul vertebrelor cervicale a cincea până la a șasea.

La 6 luni, când copilul începe să stea jos, se formează o curbură în regiunea toracică cu o convexitate spre spate (cifoză). În primul an, când copilul începe să stea în picioare și să meargă, se formează o curbură în regiunea lombară, îndreptată înainte (lordoză).

Lordoza lombară include vertebrele toracice XI-XII și toate lombare, iar vârful său corespunde vertebrelor lombare a treia-patra. Formarea lordozei lombare modifică poziția pelvisului și promovează deplasarea centrului general de greutate (GG) al corpului uman posterior față de axa articulației șoldului, împiedicând astfel corpul să cadă în poziție verticală. Forma coloanei vertebrale la un copil cu vârsta cuprinsă între 2 și 3 ani este caracterizată de o lordoză lombară insuficient exprimată, care atinge cea mai mare dezvoltare la adult.

Curbura sacrococcigiană apare la embrioni. Cu toate acestea, începe să se dezvolte abia odată cu primele încercări de mers în poziție verticală și odată cu apariția lordozei lombare. Formarea acestei curburi este influențată de forța gravitațională, transmisă la baza sacrului prin secțiunea liberă a coloanei vertebrale și care tinde să blocheze sacrul între oasele iliace, și de tracțiunea ligamentelor situate între sacrum și ischium. Aceste ligamente fixează partea inferioară a sacrului de tuberculul și spina ischiumului. Interacțiunea acestor două forțe este principalul factor care determină dezvoltarea curburii sacrococcigiane.

Pe măsură ce se formează curburile fiziologice ale coloanei vertebrale, se modifică și forma discurilor intervertebrale. Dacă discurile unui nou-născut au aceeași înălțime atât în față, cât și în spate, atunci odată cu formarea curburilor, forma lor se schimbă, iar cartilajele din secțiunea sagitală capătă o formă oarecum pană. În zona lordozei, înălțimea mai mare a acestei pene este orientată înainte, iar cea mai mică este orientată înapoi. În zona cifozei toracice, dimpotrivă, înălțimea mai mare este în spate, iar cea mai mică în față. În secțiunile sacrală și coccigiană, coloana vertebrală are o curbură orientată înapoi. Discurile intervertebrale din secțiunea sacrală au o semnificație temporară și sunt înlocuite cu țesut osos la vârsta de 17-25 de ani, drept urmare mobilitatea vertebrelor sacrale una față de cealaltă devine imposibilă.

Creșterea coloanei vertebrale este deosebit de intensă în primii doi ani de viață. Lungimea sa atinge 30-34% din dimensiunea finală. Diferite secțiuni ale coloanei vertebrale cresc neuniform. Secțiunea lombară crește cel mai intens, apoi secțiunea sacrală, cervicală, toracică și coccigiană crește cel mai puțin. De la 1,5 la 3 ani, creșterea vertebrelor cervicale și toracice superioare încetinește relativ. Creșterea ulterioară a coloanei vertebrale se observă la 7-9 ani. La 10 ani, vertebrele lombare și toracice inferioare cresc rapid. O creștere a ratei de creștere a coloanei vertebrale se observă și în timpul pubertății.

Până la 2 ani, lungimea totală a porțiunilor osoase și cartilaginoase ale coloanei vertebrale crește cu intensitate egală; apoi creșterea porțiunii cartilaginoase încetinește relativ.

Corpurile vertebrale ale unui nou-născut sunt relativ mai late și mai scurte decât cele ale unui adult. La copiii cu vârsta cuprinsă între 3 și 15 ani, dimensiunile vertebrelor individuale, atât în înălțime, cât și în lățime, cresc de sus în jos, de la partea toracică superioară la cea lombară inferioară. Aceste diferențe (cel puțin cele legate de creșterea în lățime) depind de creșterea încărcăturii în greutate suportate de vertebrele situate dedesubt. Până la vârsta de 6 ani, există puncte de osificare independente în părțile superioare și inferioare ale vertebrelor, precum și la capetele proceselor spinoase și transverse.

Creșterea generală a vertebrelor, în medie, de la 3 la 6 ani, are loc cu aceeași intensitate în înălțime și lățime. La 5-7 ani, creșterea în lățime a vertebrelor este oarecum în urma creșterii în înălțime, iar la vârstele ulterioare, creșterea vertebrelor în toate direcțiile crește.

Procesul de osificare a coloanei vertebrale are loc în etape. În anul 1-2, ambele jumătăți ale arcurilor se unesc, iar în anul 3 - arcurile cu corpurile vertebrale. La 6-9 ani, se formează centre de osificare independente pe suprafețele superioare și inferioare ale corpurilor vertebrale, precum și la capetele proceselor spinoase și transverse. Până la vârsta de 14 ani, părțile medii ale corpurilor vertebrale se osifică. Osificarea completă a vertebrelor individuale se încheie până la vârsta de 21-23 de ani.

Pe măsură ce se curbează coloana vertebrală, dimensiunea cavităților toracice și pelvine crește, ceea ce, la rândul său, ajută la menținerea unei posturi verticale și la îmbunătățirea proprietăților elastice ale coloanei vertebrale la mers și sărituri.

Conform multor autori, formarea coloanei vertebrale umane și postura sa verticală sunt influențate de înălțimea centrului general de greutate al corpului.

Caracteristicile legate de vârstă ale amplasării centrului comun de greutate sunt cauzate de modificări inegale ale dimensiunilor biolinkurilor, modificări ale raportului dintre masele acestor legături corporale în timpul perioadei de creștere. De asemenea, acestea sunt asociate cu trăsături caracteristice dobândite în fiecare perioadă de vârstă, începând din momentul în care copilul se ridică pentru prima dată și terminând cu vârsta înaintată, când, ca urmare a involuției senile, apar modificări biomecanice simultan cu cele morfologice.

Conform lui G. Kozyrev (1947), centrul general de greutate al nou-născuților este situat la nivelul vertebrelor toracice V-VI (determinat în poziția de îndreptare maximă posibilă a membrelor inferioare prin bandajare). Această amplasare craniană a centrului general de greutate se explică prin proporțiile caracteristice ale corpului nou-născuților.

Pe măsură ce copilul crește, centrul de greutate general scade treptat. Astfel, la un copil de 6 luni, acesta este situat la nivelul vertebrei toracice a 10-a. La vârsta de 9 luni, când majoritatea copiilor pot sta în picioare independent, centrul de greutate general scade la nivelul vertebrelor toracice a 11-a-12-a.

Din punct de vedere biomecanic, cel mai interesant proces este trecerea la o poziție verticală a corpului. Prima ridicare în picioare se caracterizează prin tensiunea excesivă a tuturor mușchilor, nu doar a celor care mențin direct corpul în poziție verticală, ci și a celor care nu joacă un rol în actul ridicării în picioare sau au doar un efect indirect. Aceasta indică o diferențiere insuficientă a mușchilor și absența reglării necesare a tonusului muscular. În plus, instabilitatea este cauzată și de poziția înaltă a CG și de zona mică de sprijin, care îngreunează menținerea echilibrului.

Un copil de 9 luni are o postură particulară în plan sagital. Aceasta se caracterizează prin faptul că membrele inferioare ale copilului sunt într-o poziție semi-îndoită (unghiul de flexie al articulației genunchiului la un copil de 9 luni ajunge la 162°, la un copil de un an - 165°), iar corpul este ușor înclinat înainte față de axa verticală (7-10°). Poziția semi-îndoită a membrelor inferioare nu se datorează înclinării pelvisului sau limitării extensiei articulațiilor șoldului, ci faptului că copilul se adaptează la menținerea corpului într-un astfel de echilibru încât posibilitatea încălcării sale neașteptate este exclusă și siguranța în caz de cădere este asigurată. Apariția unei posturi particulare la această vârstă este cauzată în primul rând de lipsa unei abilități fixe de stat în picioare. Pe măsură ce se dobândește o astfel de abilitate, incertitudinea în stabilitatea statică a corpului dispare treptat.

Până la vârsta de doi ani, copilul stă în picioare cu mai multă încredere și își mișcă centrul de greutate în cadrul zonei de sprijin mult mai liber. Înălțimea centrului general de greutate al corpului este situată la nivelul primei vertebre lombare. Membrele inferioare semi-îndoite dispar treptat (unghiul de flexie în articulațiile genunchiului ajunge la 170°).

Postura unui copil de trei ani în picioare este caracterizată printr-o poziție verticală a corpului și o ușoară îndoire a membrelor inferioare (unghiul de îndoire în articulația genunchiului este de 175°). În zona coloanei vertebrale, cifoza toracică și lordoza lombară emergentă sunt clar vizibile. Planul orizontal al centrului general de greutate al corpului este situat la nivelul celei de-a doua vertebre lombare. Axele longitudinale ale picioarelor formează un unghi de aproximativ 25-30°, ca la adulți.

În postura copiilor de cinci ani nu mai există semne de semiflexie a membrelor inferioare (unghiul în articulația genunchiului este de 180°). Planul orizontal al centrului general de greutate este situat la nivelul celei de-a treia vertebre lombare. În anii următori, modificările în localizarea CG-ului corpului constau în principal în scăderea treptată a acestuia și o reglare mai stabilă în planul sagital.

Ca urmare a îmbătrânirii organismului, la nivelul sistemului musculo-scheletic apar modificări atât anatomice, fiziologice, cât și biomecanice.

G. Kozyrev (1947) a identificat trei tipuri principale de postură cu cele mai caracteristice trăsături morfologice și biomecanice.

Primul tip de postură senilă se caracterizează printr-o deplasare bruscă înainte a centrului de greutate - atât de mult încât planul sagital este situat în fața centrelor celor trei articulații principale ale membrelor inferioare. Partea anterioară a picioarelor se sprijină în principal, capul este înclinat înainte, lordoza cervicală este aplatizată. În partea inferioară a secțiunilor cervicale și toracice există o cifoză accentuată. Membrele inferioare nu sunt complet extinse la nivelul articulației genunchiului (unghiul de flexie variază de la 172 la 177°).

Al doilea tip de postură senilă se caracterizează printr-o deplasare posterioară a centrului de greutate. Planul său sagital trece prin spatele centrului articulației șoldului și o închide pasiv, folosind pentru aceasta tensiunea ligamentului iliofemural. Trunchiul este înclinat înapoi, abdomenul coborât este împins înainte. Coloana vertebrală are forma unui „spate rotund”.

Al treilea tip de postură se caracterizează printr-o lăsare generală a corpului, fără nicio înclinare a trunchiului înainte sau înapoi. Se pare că gravitația a comprimat corpul de-a lungul axei verticale; ca urmare, gâtul pare să fi devenit mai scurt din cauza creșterii curburii cervicale, trunchiul a devenit mai scurt din cauza creșterii cifozei toracice, iar membrele inferioare - din cauza flexiei celor trei articulații principale. Planul sagital al centrului general de greutate trece posterior de centrul articulației șoldului, închizând-o pasiv din spate sau prin centrul articulației genunchiului. Drept urmare, ultimele două articulații pot fi închise doar activ.

Când examinăm o persoană în vârstă sau senilă, primul lucru care atrage atenția este postura sa, care este adesea caracterizată prin lordoză cervicală, lombară și cifoză toracică pronunțate.

La persoanele în vârstă și senile, cifoza coloanei vertebrale crește, se formează treptat o formă rotunjită a spatelui, iar lordoza cervicală și lombară crește și ea. Chiar și cu o sarcină statică normală, în timpul vieții apare o oarecare creștere a cifozei toracice. Cu sarcini statice prelungite (suprasarcini) pe partea concavității, apare o modificare a discurilor intervertebrale și se dezvoltă o curbură fixă (hipercifoză legată de vârstă) cu toate consecințele. Cinci tipuri de postură inerente vârstei înaintate, bazate pe analiza radiografiilor curburilor fiziologice ale coloanei vertebrale, au fost identificate de Podrushnyak și Ostapchuk (1972):

1. neschimbat, unghiul de curbură toracică mai mare de 159°;
2. aplecat, unghiul coloanei toracice 159-151°;
3. cifoză, unghiul de curbură al regiunii toracice este mai mic de 151°, lombară - 155-164°;
4. cifotic-lordotic, unghiul de curbură al regiunii toracice este mai mic de 151% din cel al regiunii lombare - mai mic de 155°;
5. cifotic-aplatizat, unghiul de curbură al regiunii toracice este mai mic de 15°, lombar - mai mare de 164°.

Autorii au descoperit că, odată cu înaintarea în vârstă, cele mai pronunțate modificări ale curburii sunt în planul sagital al coloanei toracice, destul de clar în coloana cervicală și ceva mai puțin în coloana lombară.

Până la vârsta de 60 de ani, scolioza, cifoza toracică, lordoza cervicală și lombară sunt mai des detectate la femei. Odată cu înaintarea în vârstă, numărul persoanelor cu postură neschimbată în poziție verticală scade brusc, iar numărul persoanelor cu cifoză crește.

Printre diversele modificări ale structurii și funcției coloanei vertebrale care se dezvoltă în timpul procesului de îmbătrânire, deplasările sau torsiunile vertebrale ocupă un loc special, deoarece frecvența de detectare și severitatea lor cresc odată cu înaintarea în vârstă.

Conform lui Ostapchuk (1974), curburile torsionale ale coloanei vertebrale toracice și lombare se întâlnesc la mai mult de jumătate dintre persoanele practic sănătoase de ambele sexe și sunt detectate mai des odată cu înaintarea în vârstă. La majoritatea oamenilor, torsiunea coloanei vertebrale este combinată cu o curbură în plan frontal, iar direcția acesteia este strâns legată de forma scoliozei.

Torsiunea care se dezvoltă odată cu înaintarea în vârstă este strâns legată de disfuncția mușchiului longissimus. Aceasta este agravată de o combinație de torsiune și curbură laterală a coloanei vertebrale. Torsiunea și disfuncția mușchiului longissimus se dezvoltă pe fondul proceselor distrofico-distructive ale coloanei vertebrale, sporind impactul negativ asupra staticii și dinamicii unei persoane odată cu înaintarea în vârstă.

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