Какое строение позвоночника подходит для прямоходящего человека и почему

Общее описание строения позвоночника

Позвоночный столб имеет S-образную форму, благодаря чему он обладает упругостью – поэтому человек способен принимать различные позы, нагибаться, поворачиваться и прочее. Если бы межпозвоночные диски не состояли из хрящевой ткани, которая способна быть гибкой, то человек бы постоянно был зафиксирован в одном положении.

Форма позвоночника и его строение обеспечивают сохранение баланса и прямохождение. На позвоночном столбе «держится» весь организм человека, его конечности и голова.

Позвоночник имеет S-образную форму, и поэтому обладает амортизирующим свойством и упругостью

Позвоночник представляет собой цепь позвонков, шарнирно разделяемых межпозвоночными дисками. Количество позвонков варьируется от 32 до 34 – все зависит от индивидуального развития.

Отделы позвоночника

Название	Описание	Изображение
Шейный отдел	Он состоит из семи позвонков. Является самыми подвижным, поскольку человек постоянно совершает всевозможные движения, повороты и наклоны шеи и головы. Сам этот отдел имеет форму буквы «С», и выпуклая стороны обращена вперед. Через поперечные отростки шейных позвонков проходят кровеносные сосуды, обеспечивающие кровоснабжение головного мозга и мозжечка. Если в шейном отделе возникают какие-либо повреждения, например, грыжи или переломы, естественно, кровообращение в этой области сильно нарушается, и клетки мозга из-за недостаточного поступления крови и иных питательных веществ могут отмирать, человек может терять пространственную ориентацию (поскольку в области головы находится вестибулярный аппарат), страдать от сильных головных болей, а в глазах у него часто появляются «мурашки». Верхние шейные позвонки, имеющие название Атлант и Аксис, несколько отличны по строению от всех других . Первый не имеет тела позвонка, а состоит из передней и задней дужек, которые соединены утолщениями, состоящими из костной ткани. Второй же отличается специальным костный отростком, который называется зубовидным. Благодаря нему весь шейный отдел может быть гибким, чтобы человек мог поворачивать головой.
Грудной отдел	Состоит из 12 позвонков, в которым прикрепляются ребра, образуя полную грудную клетку. Именно в этой области расположено большинство основных внутренних органов, и поэтому грудной отдел является практически неподвижным. Несмотря на это, повредить его можно, и это очень опасно: вместе с этим могут повредиться и иные системы организма. Тела позвонков имеют свойство увеличиваться, поскольку на них оказывается некоторая нагрузка – это связано с расположением органов и дыханием. Также позвонки в этом отделе отличаются тем, что они имеют специальные реберные полуямки (по две на каждый), в которые «входят» сами ребра. Внешне этот отдел также напоминает букву «С», но, в отличие от шейного, она выпуклая назад.
Поясничный отдел	Состоит из пяти позвонков. Несмотря на то что отдел довольно небольшой, он выполняет важнейшие функции во всей опорно-двигательной системе, а именно принимает практически всю нагрузку, которая оказывается на организм. И позвонки здесь наиболее крупные. Правда, случается и такое, когда происходит некая патология – люмбализация, при которой в поясничном отделе человека появляется шестой позвонок, не несущий никакой пользы, но и не мешающий нормальной жизни. Поясничный отдел имеет физиологический лордоз – это небольшой нормальный изгиб вперед. Если он превышает допустимую норму, значит, человек страдает каким-либо заболеванием. Именно поясничный отдел более всего отвечает за подвижность ног, при этом испытывая нагрузку с верхней половины туловища. Поэтому стоит быть крайне осторожным при выполнении каких-либо физических упражнений или подъеме тяжестей, потому что при неправильном выполнении этого пострадает именно поясничный отдел – в нем начинают «стираться» межпозвоночные диски, что приводит к грыжам, которые так часто возникают в этой области.
Крестцовый отдел	Состоит из пяти позвонков, которые срастаются и сформировываются в треугольную кость. Она выполняет функцию связи верхней части позвоночного столба с тазовой костью. Правда, срастаются они не сразу, а лишь к 25 годам – у грудных детей и подростков крестцовый отдел еще обладает некой подвижностью, а потому он уязвим перед травмами. Крестец обладает несколькими отверстиями, через которые проходят нервные ткани, благодаря чему нервной «чувствительностью» обладают мочевой пузырь, прямая кишка и нижние конечности.
Копчиковый отдел	Состоит из трех или пяти позвонков – в зависимости от индивидуальных особенностей. По сути он является рудиментарным, однако при этом он выполняет ряд важнейших функций. Например, у женщин он является подвижным, что помогает при вынашивании младенца и при родах. У всех людей он является связующим звеном для мышц и связок, которые участвуют в работе мочеполовой системы и кишечника. Также копчик регулирует правильное разгибание бедер и помогает правильно распределять нагрузку, особенно тогда, когда человек находится в сидячем положении: именно копчик позволяет не разрушаться позвоночнику, когда человек сидит, хотя при этом нагрузка на его позвоночник является огромной. Если бы копчиковый отдел не «перенимал» часть ее на себя, позвоночник бы легко травмировался.

Функции позвоночника

У позвоночного столба есть несколько функций:

Опорная функция. Позвоночный столб – опора для всех конечностей и головы, и именно на него оказывается наибольшее давление всего тела. Опорную функцию выполняют также диски и связки, однако позвоночник принимает на себя самый большой вес – около 2/3 от общего. Этот вес он перемещает на ноги и таз. Благодаря позвоночнику все объединяется в одно целое: и голова, и грудная клетка, и верхние и нижние конечности, а также плечевой пояс.
Защитная функция. Позвоночник выполняет важнейшую функцию – он защищает спинной мозг от различных повреждений. Он является «управляющим центром», который обеспечивает правильную работу мышц и скелета. Спинной мозг находится под сильнейшей защитой: окружен тремя костными оболочками, укреплен связками и хрящевой тканью. Спинной мозг контролирует работы нервных волокон, которые от него отходят, поэтому можно сказать, что каждый позвонок отвечает за работу определенного участка организма. Система эта очень слаженна, и если какой-либо ее компонент будет нарушен, то последствия будут отзываться и в других областях человеческого тела.

Позвоночник выполняет массу жизненно важных функций, без которых человек просто не смог бы прожить

Двигательная функция. Благодаря эластичным хрящевым межпозвоночным дискам, располагающимся между позвонками, человек имеет возможность двигаться и поворачиваться в любом направлении.
Амортизационная функция. Позвоночник благодаря своей изогнутости гасит динамические нагрузки на тело при ходьбе, прыжках или поездке в транспорте. Благодаря такой амортизации позвоночный столб создает противоположное опоре давление, и человеческий организм не страдает. Мышцы играют также немаловажную роль: если они находятся в развитом состоянии (например, благодаря регулярных занятиям спортом или физкультурой), то позвоночник испытывает меньшее давление.

Цены на ортопедическую обувь

Что из себя представляют межпозвоночные диски?

Межпозвоночные диски состоят из трех основных частей:

Фиброзное кольцо. Это костное образование, состоящее из множества слоев пластин, которые соединены при помощи коллагеновых волокон. Именно такое строение обеспечивает ему высочайшую прочность. Однако при нарушенном обмене веществ или недостаточной подвижности ткани могут истончаться, и, если на позвоночник оказывается сильное давление, фиброзное кольцо разрушается, что приводит к различным заболеваниям. Также оно обеспечивает связь с соседними позвонками и предотвращает их смещение.
Пульпозное ядро. Оно располагается внутри фиброзного кольца, которое плотно его окружает. Ядро представляет собой образование, по структуре похожее на желе. Оно помогает позвоночнику выдерживать давление и снабжает его всеми необходимыми питательными веществами и жидкостью. Также пульпозное ядро создает дополнительную амортизацию благодаря своей функции поглощения и отдачи жидкости.
При разрушении фиброзного кольца ядро может выпятиться – такой процесс в медицине называют межпозвоночной грыжей. Человек испытывает сильные боли, поскольку выпятившийся фрагмент давит на проходящие рядом нервные отростки. О симптомах и последствиях грыжи подробно рассказывается в других публикациях.
Диск снизу и сверху покрывают замыкательные пластинки, которые создают дополнительную прочность и упругость.

Строение межпозвоночного диска

Если межпозвоночный диск каким-либо образом подвергается разрушению, то связки, расположенные рядом с позвоночником и входящие в позвоночный сегмент, стараются всячески компенсировать нарушение работы – срабатывает защитная функция. Из-за этого развивается гипертрофия связок, которая может привести к сдавливанию нервных отростков и спинного мозга. Такое состояние называется стенозом позвоночного канала, и избавиться от него можно лишь оперативным методом лечения.

Фасеточные суставы

Между позвонками, кроме межпозвоночных дисков, располагаются и фасеточные суставы. Иначе их называют дугоотросчатыми. Соседние позвонки соединяются при помощи двух таких суставов – они пролегают с двух сторон дуги позвонка. Хрящ фасеточного сустава очень гладкий, благодаря чему трение позвонков значительно сокращается, и это нейтрализует возможность возникновения травм.

Расположение фасеточного сустава

Фасеточные суставы вырабатывают специальную жидкость, которая питает и сам сустав, и межпозвоночный диск, а также «смазывает» их. Она называется синовиальной.

Благодаря такой сложной системе позвонки могут свободно двигаться. Если фасеточные суставы подвергнутся разрушению, то позвонки сблизятся и подвергнутся истиранию. Поэтому важность этих суставных образования сложно переоценить.

Возможные болезни

Структура и строение позвоночника очень сложны, и если хоть что-то в нем перестанет правильно работать, то весь это отражается на здоровье всего организма. Существует масса различных болезней, способных возникнуть в позвоночнике.

Название	Изображение	Описание
Болезнь Бехтерева	Иначе это заболевание называют анкилозирующим спондилитом. Из-за попавшей в организм инфекции или активизации антигена у человека воспаляются межпозвоночные суставы, а с развитием заболевания весь позвоночник постепенно начинает покрываться кальциевыми наростами, которые со временем становятся твердой костной тканью. Человек становится словно «закованным» в костные оковы, из-за чего он не может принять любую позу – ему приходится постоянно быть в согнутом положении. Чаще всего такое заболевание возникает у мужчин, однако у женщин оно также встречается. Подробнее об этом заболевании вы сможете прочитать по ссылке, указанной в первом столбце.
Грыжа межпозвоночного диска различных отделов	Межпозвоночная грыжа может образоваться по различным причинам: например, из-за чрезмерного перенапряжения или же наоборот – из-за сидячего образа жизни при отсутствии умеренной физической нагрузки. Возникнуть она может в человека абсолютно любого возраста. Грыжа позвоночника – это выпятившееся из фиброзного кольца пульпозное ядро. Избавиться от нее можно и безоперационным методом – подробнее о лечении вы сможете прочитать по ссылке, указанной в первом столбце.
Рак позвоночника	Такое заболевание встречается не слишком часто, однако, к сожалению, оно относится к наиболее опасным. Рак позвоночника может проявляться в различных видах в зависимости от места его возникновения. Если вовремя его обнаружить и начать лечение, то избавиться от него можно будет без операции и с минимальными для здоровья потерями. Никто не застрахован от такого заболевания, однако если применять профилактические меры, то риск заболеть раком значительно уменьшается. О том, что можно сделать, чтобы вылечить такую болезнь или избежать ее, вы сможете прочитать в статье, ссылка на которую находится в первом столбце.
Остеохондроз	Остеохондроз является одной из самых распространенных заболеваний. Чаще всего он возникает у людей возрастом от 35 лет. Симптомы его наблюдаются у 9 из 10 человек. К счастью, от такого заболевания можно избавиться достаточно просто, и если сделать это максимально быстро, то неприятных последствий не будет. А чтобы его не возникло, достаточно избегать сидячего образа жизни и заниматься физкультурой как можно чаще – конечно, в умеренных дозах. Характерен остеохондроз дискомфортом в спине, нарушением осанки, слабости и некоторой потерей чувствительности.
Остеопороз	Хроническое заболевание костной ткани, которое характерно повышенной ломкостью костей. Следовательно, пациенты, страдающие остеопорозом, больше подвержены риску различных переломов и травм позвоночника. Появляется оно из-за недостатка кальция, ухудшения обмена веществ и сидячего образа жизни. У больного остеопорозом перелом может появиться даже от незначительного повреждения, например, падения или резкого поворота. Очень часто люди живут с остеопорозом и даже не подозревают, что у них есть такое заболевание, поскольку его симптомы довольно общие: быстрая утомляемость, периодические боли в спине и проблемы с ногтями и зубами. Лечением остеопороза могут стать специальные физические упражнения и прием витаминов и медикаментов.

Здоровье позвоночника

Читая о многочисленных заболеваниях, люди задаются вопросом: как сохранить свой позвоночник в здоровом состоянии? Для этого существуют определенные профилактические меры, которых советуют придерживаться людям любого возраста.

Заботьтесь о своей осанке: для этого можно 5-10 минут в день ходить с книгой на голове, а вне дома просто контролировать положение спины. Вы можете поставить себе напоминание на смартфон для того, чтобы никогда не забывать о ровной спине.
Занимайтесь физкультурой. Посещение зала пару раз в неделю или выполнение упражнений дома пойдут на пользу, если делать все правильно и умеренно.

Регулярные занятия физкультурой защитят вас от возникновения болезней позвоночника

Следите за весом. Лишний вес создает сильную нагрузку на позвоночник, и, кроме этого, приносит массу других проблем. Лучше вовремя от него избавляться и контролировать питание.
Следите за выводом токсинов. Для этого необходимо пить много воды, а также правильно питаться. Из-за накопления токсинов может замедлиться обмен веществ, что приведет к заболеваниям позвоночника.
Избегайте ненужного поднятия тяжестей. Лучше не переносить тяжелые предметы, если вы для этого не подготовлены.

Цены на пояса для спины

Источник

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 31 октября 2016; проверки требуют 16 правок.

Переход гоминид к прямохождению начался от четырёх до семи миллионов лет назад[1][2]. Этот переход привёл к морфологическим изменениям в скелете человека, в том числе к изменениям размера и расположения костей стопы, размера и формы тазобедренного и коленного суставов, длины и формы ног, а также формы позвоночника. Существует несколько теорий, объясняющих эволюцию этих изменений[3].

Энергетическая эффективность[править | править код]

Прямохождение человека на 75 % более экономично, по сравнению с передвижением шимпанзе как на четырёх, так и на двух конечностях. Некоторые гипотезы утверждают, что именно этот фактор сыграл главную роль в переходе к прямохождению[4].

Изменения скелета[править | править код]

Стопа[править | править код]

Переход к прямохождению привёл к развитию увеличенного пяточного отдела стопы, необходимого для поддержания равновесия при ходьбе и поддержанию увеличившейся массы тела[5]. Изменилась также форма стопы: большой палец на ногах, располагавшийся у ранних гоминид так же, как на руках, поменял расположение, встав на одну линию с другими пальцами[6]. Кроме того, образовался свод стопы в отличие от плоских стоп других гоминид[6]. Все эти изменения способствуют экономии энергии во время передвижения[1][7].

Бедро[править | править код]

Тазобедренный сустав человека существенно больше[прояснить], чем у гоминид, что обеспечивает поддержку тела большего веса[6]. Эти[какие?] изменения приблизили позвоночник к тазу, что увеличило устойчивость при прямохождении[8] и сократило расход энергии на поддержание равновесия при ходьбе[6][1][9].

Форма подвздошной кости изменилась с длинной и узкой на короткую и широкую, при этом крылья подвздошной кости расположились горизонтально. В совокупности эти изменения обеспечивают увеличение площади крепления ягодичных мышц, что помогает стабилизировать торс при стоянии на одной ноге. Крестец также увеличился в ширину, что привело к увеличению диаметра родового канала и облегчило роды. Седалищные кости увеличились, что улучшило крепление связок, поддерживающих брюшную полость при прямохождении.

Колено[править | править код]

Коленные суставы увеличились по той же причине, что и суставы бедра, а именно, для поддержания увеличенного веса тела[6]. Угол разгибания колена (угол между бедром и голенью, образуемый при ходьбе) уменьшился. Изменение формы коленного сустава позволило уменьшить потери энергии на вертикальное перемещение центра тяжести при передвижении[1][6].

Конечности[править | править код]

Увеличение длины ног по мере развития прямохождения привело к изменениям в работе мышц. Усилие, необходимое при ходьбе, передаётся от мышц ног через лодыжку. Длинные ноги позволяют использовать при ходьбе естественное колебательное движение конечностей, поэтому не требуются дополнительные мышцы для передвижения вперёд другой ноги для следующего шага[6].

Верхние (передние) конечности, исключённые из процесса передвижения, видоизменились таким образом, что их стало возможно использовать для удержания предметов и тонких манипуляций с предметами[10]. Это привело к снижению относительной силы верхних конечностей человека по сравнению с другими гоминидами[11][12][13]. С переходом к прямохождению увеличилась роль ягодичных мышц, ставших одной из самых крупных мышц в организме человека. У шимпанзе эти мышцы намного меньше, что доказывает важную роль этой группы мышц в прямохождении. Ягодицы также препятсуют опрокидыванию корпуса вперёд во время бега[9].

Череп[править | править код]

Человеческий череп уравновешен на позвоночнике: большое затылочное отверстие находится в нижней части черепа, что переносит значительную часть веса головы назад. Кроме того, плоская форма человеческого лица помогает сохранять равновесие черепа на затылочных мыщелках, благодаря чему поддержание головы возможно без дополнительных мышц и развитых надбровных дуг, наблюдаемых у человекообразных обезьян. В результате у человека мышцы лба используются исключительно для мимики[10].

Важнейшую роль в эволюции человека сыграло увеличение размера головного мозга, начавшееся примерно 2,4 миллиона лет назад[прим. 1]. Современных размеров мозг достиг не позднее 500 тысяч лет назад. В результате, мозг человека в три-четыре раза превышает по размеру мозг ближайшего эволюционного предшественника – шимпанзе[14].

Позвоночник[править | править код]

С переходом к прямохождению позвоночник человека получил двойной изгиб: верхний (грудной) отдел выгнут назад, а нижний (поясничный) – вперёд. Без поясничного изгиба позвоночник постоянно наклонялся бы вперёд, что требовало бы гораздо больших мышечных усилий для поддержания равновесия[8]. Наличие же двойного изгиба помещает проекцию центра тяжести тела прямо между ступнями[6], что даёт экономию энергии при ходьбе[1].

Последствия[править | править код]

Даже с учётом многочисленных морфологических изменений, скелет человека до сих пор остаётся слабо приспособленным к прямохождению, что приводит к многочисленным заболеваниям опорно-двигательного аппарата[15]. Так, у большого числа людей с возрастом начинаются проблемы с поясничным отделом позвоночника и коленными суставами: по некоторым данным, боль в пояснице является ведущей причиной потерянных рабочих дней[16]. Артрит стал проблемой сразу после перехода гоминид к прямохождению: учёные обнаружили его следы в позвонках доисторических охотников-собирателей[16][прим. 2]. Дальнейшие изменения суставов, которые могли бы исправить положение, невозможны из-за противоречия в требованиях устойчивости и эффективности передвижения[6].

Предполагается, что в результате перехода к прямохождению таз женщин должен был сузиться, чтобы они могли передвигаться на двух ногах. Из-за этого родовой канал изогнулся, что усложнило процесс рождения детей. Также в результате увеличения объема головного мозга у младенцев, которых они вынашивали, увеличилась голова, усложняя процесс их прохождения через и без того узкие родовые пути. Роды стали очень болезненными и опасными. В 1960 году антрополог Шервуд Уошберн (англ.)русск. назвал эту теорию «акушерской дилеммой (англ.)русск.»[17][18].

Однако в последнее время эта теория оспаривается некоторыми учёными. Они утверждают, что в ранних обществах охотников-собирателей роды не были тяжёлыми. Однако после перехода людей к земледелию произошли изменения в строении тела людей: земледельцы, как свидетельствуют археологические находки, были значительно ниже ростом, чем охотники-собиратели. При этом чем меньше рост женщины, тем более узкие у нее бедра, то есть переход к земледелию усложнил процесс деторождения. С другой стороны, более богатый углеводами рацион земледельцев привёл к тому, что младенцы в утробе матери начали быстрее набирать вес, а большого ребенка родить гораздо труднее[17].

См. также[править | править код]

Смещение позвонка

Примечания[править | править код]

Примечания

↑ По результатам последних исследований, развитие мозга гоминид было вызвано необходимостью адаптации к глобальным изменениям климата.
↑ Первым предположение о связи заболеваний позвоночника с прямохождением высказал Уилтон Крогман[en], специалист по судебно-медицинской антропологии из Пенсильванского университета в своей книге «Шрамы человеческой эволюции» (1951).

Сноски

↑ 1 2 3 4 5 Kondō, Shirō (1985)
↑ Staff (August 14, 2016)
↑ Kwang Hyun, Ko (2015).
↑ Rodman, Peter S.; McHenry, Henry M. (1980).
↑ Harcourt-Smith, W.E.H.; Aiello, L.C. (2004)
↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Aiello,Leslie and Christopher Dean (1990)
↑ Lar B, Lovejoy CO (March 1989)
↑ 1 2 Wang W, Crompton RH, Carey TS, et al
↑ 1 2 Lovejoy CO (November 1988)
↑ 1 2 Saladin, Kenneth S. (2003). 3rd, ed
↑ Ruff Christopher (October 2003)
↑ Thorpe SK, Holder RL, Crompton RH (June 2007)
↑ Saladin, Kenneth S. «Chapter 8.»
↑ Wittman, Anna Blackburn; Wall, L. Lewis (2007)
↑ Тейлор, 2016, с. 114.
↑ 1 2 Jacob C. Koella; Stearns, Stephen K. (2008)
↑ 1 2 Почему роды – это так тяжело и опасно
↑ Почему роды в древности проходили намного легче?

Литература[править | править код]

Джереми Тейлор. Здоровье по Дарвину: Почему мы болеем и как это связано с эволюцией = Jeremy Taylor “Body by Darwin: How Evolution Shapes Our Health and Transforms Medicine”. – М.: Альпина Паблишер, 2016. – 333 p. – ISBN 978-5-9614-5881-7.

Grabowski M. W., Polk J. D., Roseman C. C. Divergent patterns of integration and reduced constraint in the human hip and the origins of bipedalism. (англ.) // Evolution : journal. – Wiley-VCH, 2011. – Vol. 65, no. 5. – P. 1336-1356. – doi:10.1111/j.1558-5646.2011.01226.x. – PMID 21521191.
Crompton R. H., Sellers W. I., Thorpe S. K. Arboreality, terrestriality and bipedalism. (неопр.) // Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci.. – 2010. – Т. 365, № 1556. – С. 3301-3314. – doi:10.1098/rstb.2010.0035. – PMID 20855304.

Ссылки[править | править код]

Human line (Interactive) – Smithsonian (August 2016).

Источник