Selkärangan muodostuminen ja ihmiskehon pystyasento ontogeneesissä

Ihmisen selkäranka käy läpi peräkkäin kalvomaisen, rustomaisen ja luumaisen kehitysvaiheen. Sen elementit ilmenevät alkionkehityksen alkuvaiheissa. Aluksi nikamien alkeisrakenteet sijaitsevat kaukana toisistaan, erotettuina alkion mesenkyymin kerroksilla. Sitten nikamakaaret alkavat kehittyä, poikittais- ja nivelhaarakkeet muodostuvat, minkä jälkeen nikamat erilaistuvat lähes kokonaan, ja okahaarakkeet puuttuvat edelleen.

Alkion jänne on supistunut ja säilyy vain nikamien välisten levyjen hyytelömäisenä ytimenä. Selkärangan tyypillinen piirre kohdunsisäisen kehityksen varhaisessa vaiheessa on nikamien samankaltaisuus muodoltaan. Kohdunsisäisen kehityksen toisen kuukauden lopussa kaulanikamien koko kasvaa jyrkästi. Lanne- ja ristinikamien kokoa ei havaita edes vastasyntyneillä kohdunsisäisten gravitaatiovaikutusten puuttumisen vuoksi.

Pitkittäinen nivelside sijaitsee alkioilla nikamien selkäpinnalla. Alkioiden nikamien välinen välilevy muodostuu mesenkyymistä. Alkion selkärangan luutumiskeskukset näkyvät ensin alemmissa rinta- ja ylemmissä lannerangan nikamissa, ja ne jäljitetään myöhemmin muihin osioihin.

Syntymän jälkeen lapsi alkaa välittömästi kamppailla monien ulkoisten vaikutusten kanssa. Ja tärkein ärsyke, joka muokkaa sen ryhtiä, on painovoima. Syntymästä aikuiselle ominaisen ryhdin muodostumiseen asti jokainen lapsi käy läpi A. Potapchukin ja M. Didurin (2001) mukaan seuraavat liikkeenmuodostuksen tasot:

• taso A - vatsallaan makaava lapsi nostaa päätään. Samanaikaisesti kohdunkaulan-tonisten refleksien ansiosta muodostuu taso, joka varmistaa kehon tasapainon ja lihasjännityksen peruskynnyksen;
• taso B - lihas-nivelyhteyksien muodostuminen, jotka määräävät moottoripyörien automatismin kehittymisen. Tämä ajanjakso vastaa ryömimisen ja istumisen oppimisvaihetta; alkaa muodostua raajojen lihasten yksipuolisen ja sitten monenvälisen osallisuuden mekanismi, joka myöhemmin varmistaa optimaalisen kävely- ja seisoma-asennon muodostumisen;
• taso C - muodostuu ensimmäisen elinvuoden loppuun mennessä ja antaa lapselle mahdollisuuden navigoida nopeasti avaruudessa käyttämällä olemassa olevaa motoristen taitojen arsenaalia;
• Taso D - muodostuu pystysuora vartalon asento, jossa lihastasapaino seisoma-asennossa varmistetaan minimaalisella lihasponnistuksella. Liikemuodostumisen tasojen muuttuessa myös selkärangan muoto muuttuu. On tunnettua, että vastasyntyneen selkärangassa, lukuun ottamatta pientä ristiluun kaarevuutta, ei ole juurikaan fysiologisia käyriä. Pään korkeus tänä aikana on suunnilleen yhtä suuri kuin vartalon pituus. Imeväisten pään painopiste sijaitsee suoraan kiila- ja niskakyhmyluiden välisen synkondroosin edessä ja suhteellisen suurella etäisyydellä kallon ja atlasluun välisen nivelen edessä. Takakautiset kaularangan lihakset ovat vielä heikosti kehittyneet. Siksi raskas, muuhun vartaloon nähden suuri pää roikkuu eteenpäin, eikä vastasyntynyt pysty nostamaan sitä. Yritykset nostaa päätä johtavat 6-7 viikon kuluttua kaulan lordoosin muodostumiseen, joka muodostuu seuraavien kuukausien aikana istuma-asennossa tasapainon ylläpitämiseen tähtäävien ponnistelujen seurauksena. Kohdunkaulan lordoosi muodostuu kaikista kaulanikamista ja kahdesta ylemmästä rintanikamasta, ja sen kärki on viidennen–kuudennen kaulanikaman tasolla.

Kuuden kuukauden iässä, kun lapsi alkaa istua, rintakehän alueelle muodostuu kaarevuus, joka on selkään päin kupera (kyfoosi). Ensimmäisen vuoden aikana, kun lapsi alkaa seisoa ja kävellä, lannerangan alueelle muodostuu eteenpäin suuntautuva kaarevuus (lordoosi).

Lannelordoosi käsittää XI-XII rintarangan ja kaikki lannerangan nikamat, ja sen kärki vastaa kolmatta-neljää lannerangan nikamaa. Lannelordoosin muodostuminen muuttaa lantion asentoa ja edistää ihmiskehon yleisen painopisteen (GG) siirtymistä lonkkanivelen akselin taakse, estäen siten vartalon kaatumisen pystyasentoon. 2-3-vuotiaan lapsen selkärangan muodolle on ominaista riittämättömästi ilmentynyt lannelordoosi, joka saavuttaa suurimman kehitysvaiheensa aikuisella.

Sakrokokkigeaalinen käyrä ilmenee alkioilla. Se alkaa kuitenkin kehittyä vasta ensimmäisten pystyasennossa kävelyn ja lannelordoosin ilmaantuessa. Käyrän muodostumiseen vaikuttavat painovoima, joka välittyy ristiluun tyveen selkärangan vapaan osan kautta ja pyrkii kiilaamaan ristiluun suoliluun väliin, sekä ristiluun ja istuinluun välissä sijaitsevien nivelsiteiden veto. Nämä nivelsiteet kiinnittävät ristiluun alaosan istuinluun kyhmyyn ja piikkeihin. Näiden kahden voiman vuorovaikutus on tärkein tekijä, joka määrää sakrokokkigeaalisen käyrän kehityksen.

Selkärangan fysiologisten käyrien muodostuessa myös nikamien välilevyjen muoto muuttuu. Jos vastasyntyneen välilevyt ovat saman korkuisia sekä edessä että takana, niin käyrien muodostuessa niiden muoto muuttuu ja sagittaalisen alueen rustot saavat hieman kiilamaisen muodon. Lordoosin alueella tämän kiilan suurempi osa osoittaa eteenpäin ja pienempi taaksepäin. Rintakehän kyfoosin alueella sitä vastoin suurempi korkeus on takana ja pienempi edessä. Risti- ja häntäluualueella selkärangalla on taaksepäin osoittava käyrä. Ristiluun nikamien välilevyillä on väliaikainen merkitys ja ne korvautuvat luukudoksella 17–25 vuoden iässä, minkä seurauksena ristiluunikamien liikkuvuus toisiinsa nähden tulee mahdottomaksi.

Selkärangan kasvu on erityisen voimakasta kahden ensimmäisen elinvuoden aikana. Sen pituus saavuttaa 30–34 % lopullisesta koosta. Selkärangan eri osat kasvavat epätasaisesti. Lanne kasvaa voimakkaimmin, sitten ristiluu-, kaula-, rinta- ja häntäluualueet kasvavat vähiten. 1,5–3 vuoden iässä kaulanikamien ja ylempien rintanikamien kasvu hidastuu suhteellisen paljon. Selkärangan kasvua havaitaan edelleen 7–9 vuoden iässä. 10 vuoden iässä lanne- ja alemmat rintanikamat kasvavat nopeasti. Selkärangan kasvuvauhdin kiihtymistä havaitaan myös murrosiässä.

Kahteen ikävuoteen asti selkärangan luisten ja rustoisten osien kokonaispituus kasvaa yhtä voimakkaasti; sen jälkeen rustoisten osien kasvu hidastuu suhteellisen paljon.

Vastasyntyneen nikamat ovat suhteellisen leveämmät ja lyhyemmät kuin aikuisen. 3–15-vuotiailla lapsilla yksittäisten nikamien koko sekä korkeus- että leveyssuunnassa kasvaa ylhäältä alas, ylemmästä rintarangasta alempaan lannerangaan. Nämä erot (ainakin leveyssuuntaiseen kasvuun liittyvät) riippuvat alempana sijaitsevien nikamien painokuorman kasvusta. 6 vuoden ikään mennessä nikamien ylä- ja alaosissa sekä oka- ja poikittaishaarakkeiden päissä on itsenäisiä luutumispisteitä.

Nikamien kokonaiskasvu etenee keskimäärin 3–6 vuoden iässä samalla intensiteetillä sekä korkeus- että leveyssuunnassa. 5–7 vuoden iässä nikamien leveyden kasvu on jonkin verran jäljessä pituuden kasvusta, ja seuraavissa ikäkausissa nikamien kasvu kaikkiin suuntiin kasvaa.

Selkärangan luutumisprosessi tapahtuu vaiheittain. Ensimmäisenä–toisena vuonna kaaren molemmat puoliskot yhdistyvät, kolmantena vuonna kaaret yhdistyvät nikamarunkoihin. 6–9 vuoden iässä nikamien ylä- ja alapinnoille sekä oka- ja poikittaishaarakkeiden päihin muodostuu itsenäisiä luutumiskeskuksia. 14 vuoden ikään mennessä nikamien keskiosat luutuvat. Yksittäisten nikamien täydellinen luutuminen päättyy 21–23 vuoden ikään mennessä.

Selkärangan kaartuessa rinta- ja lantio-onteloiden koko kasvaa, mikä puolestaan auttaa ylläpitämään pystyasentoa ja parantaa selkärangan jousto-ominaisuuksia kävellessä ja hypättäessä.

Monien kirjoittajien mukaan ihmisen selkärangan muodostumiseen ja sen pystysuoraan asentoon vaikuttaa kehon yleisen painopisteen korkeus.

Yhteisen painopisteen sijainnin ikään liittyvät piirteet johtuvat biolinkkien koon epätasaisista muutoksista, näiden kehon linkkien massojen suhteen muutoksista kasvukauden aikana. Ne liittyvät myös kunkin ikäkauden aikana hankittuihin ominaispiirteisiin, alkaen lapsen ensimmäisestä seisomisesta ja päättyen vanhuuteen, jolloin seniilin involuution seurauksena biomekaanisia muutoksia tapahtuu samanaikaisesti morfologisten muutosten kanssa.

G. Kozyrevin (1947) mukaan vastasyntyneiden yleinen painopiste sijaitsee V-VI rintarangan nikamien tasolla (määritettynä alaraajojen maksimaalisen suoristuksen asennossa sidonnalla). Yleisen painopisteen tämä kallonpuoleinen sijainti selittyy vastasyntyneiden kehon tyypillisillä mittasuhteilla.

Lapsen kasvaessa painopiste vähitellen laskee. Niinpä 6 kuukauden ikäisellä lapsella se sijaitsee 10. rintanikaman tasolla. 9 kuukauden iässä, kun useimmat lapset osaavat seistä itsenäisesti, painopiste laskee 11.–12. rintanikaman tasolle.

Biomekaanisesti mielenkiintoisin prosessi on siirtyminen pystysuoraan vartalon asentoon. Ensimmäiselle seisoma-asennolle on ominaista kaikkien lihasten liiallinen jännitys, ei vain niiden, jotka pitävät vartaloa suoraan pystyasennossa, vaan myös niiden, jotka eivät osallistu seisoma-asennon suorittamiseen tai joilla on vain epäsuora vaikutus. Tämä viittaa lihasten riittämättömään erilaistumiseen ja tarvittavan sävyn säätelyn puuttumiseen. Lisäksi epävakautta aiheuttavat myös painopisteen korkea sijainti ja pieni tukipinta-ala, jotka vaikeuttavat tasapainon ylläpitämistä.

9 kuukauden ikäisellä lapsella on erikoinen ryhti sagittaalitasossa. Sille on ominaista, että lapsen alaraajat ovat puolikoukussa (polvinivelen koukistuskulma 9 kuukauden ikäisellä lapsella on 162°, yksivuotiaalla 165°) ja vartalo on hieman kallistunut eteenpäin pystyakseliin nähden (7-10°). Alaraajojen puolikoukussa oleva asento ei johdu lantion kallistumisesta tai lonkkanivelten ojennuksen rajoittuneesta asennosta, vaan siitä, että lapsi sopeutuu pitämään vartalonsa sellaisessa tasapainossa, että sen odottamattoman rikkoutumisen mahdollisuus on poissuljettu ja kaatumisen turvallisuus on varmistettu. Erikoisen ryhdin syntyminen tässä iässä johtuu ensisijaisesti kiinteän seisontataidon puutteesta. Kun tällainen taito omaksutaan, vartalon staattisessa vakaudessa vallitseva epävarmuus häviää vähitellen.

Kahden vuoden ikään mennessä lapsi seisoo itsevarmemmin ja siirtää painopistettä tukialueella paljon vapaammin. Kehon yleisen painopisteen korkeus sijaitsee ensimmäisen lannenikaman tasolla. Puolikoukistuneet alaraajat katoavat vähitellen (polvinivelten koukistuskulma saavuttaa 170°).

Kolmevuotiaan lapsen seisoma-asennolle on ominaista vartalon pystysuora asento ja alaraajojen lievä koukistuma (polvinivelen koukistumakulma on 175°). Selkärangan alueella näkyvät selvästi rintarangan kyfoosi ja nouseva lannelordoosi. Vartalon yleisen painopisteen vaakasuora taso sijaitsee toisen lannenikaman tasolla. Jalkojen pituusakselit muodostavat noin 25–30°:n kulman, kuten aikuisillakin.

Viisivuotiaiden lasten ryhdissä ei enää ole merkkejä alaraajojen puolikoukistumisesta (polvinivelen kulma on 180°). Yleisen painopisteen vaakasuora taso sijaitsee kolmannen lannenikaman tasolla. Seuraavina vuosina kehon painopisteen sijainnin muutokset koostuvat pääasiassa sen asteittaisesta vähenemisestä ja vakaammasta säätelystä sagittaalitasossa.

Kehon ikääntymisen seurauksena tuki- ja liikuntaelimistössä tapahtuu sekä anatomisia, fysiologisia että biomekaanisia muutoksia.

G. Kozyrev (1947) tunnisti kolme pääasiallista ryhtityyppiä, joilla on tyypillisimmät morfologiset ja biomekaaniset ominaisuudet.

Ensimmäiselle seniiliasentotyypille on ominaista painopisteen jyrkkä siirtyminen eteenpäin – niin paljon, että sagittaalitaso sijaitsee alaraajojen kolmen päänivelen keskipisteiden edessä. Tuki on pääasiassa jalkojen etuosassa, pää on kallistunut eteenpäin, kaulan lordoosi on litistynyt. Kaula- ja rintarangan alaosissa on jyrkkä kyfoosi. Alaraajat eivät ole täysin ojennettuina polvinivelestä (fleksiokulma vaihtelee 172–177°).

Toiselle seniiliasentotyypille on ominaista painopisteen siirtyminen taaksepäin. Sen sagittaalinen taso kulkee lonkkanivelen keskipisteen takaa ja sulkee jälkimmäisen passiivisesti käyttäen tähän lonkkanivelen nivelsiteen jännitystä. Ylävartalo on kallistunut taaksepäin, vatsa on laskeutunut eteenpäin. Selkäranka on muodoltaan "pyöreäselkäinen".

Kolmannelle ryhtityypille on ominaista vartalon yleinen roikkuminen ilman vartalon kallistumista eteen- tai taaksepäin. Näyttää siltä, että painovoima on puristanut vartaloa pystysuoran akselin suuntaisesti; seurauksena niska näyttää lyhentyneen kaularangan kaarevuuden lisääntymisen vuoksi, vartalo on lyhentynyt rintarangan kyfoosin lisääntymisen vuoksi ja alaraajat kolmen päänivelen koukistuksen vuoksi. Yleisen painopisteen sagittaalinen taso kulkee lonkkanivelen keskeltä taaksepäin sulkien sen passiivisesti polvinivelen takaa tai keskeltä. Tämän seurauksena kaksi viimeistä niveltä voidaan sulkea vain aktiivisesti.

Iäkästä tai seniiliä henkilöä tutkittaessa ensimmäinen asia, joka herättää huomiota, on hänen ryhtinsä, jolle on usein ominaista voimakas kohdunkaulan, lannerangan lordoosi ja rintakehän kyfoosi.

Iäkkäillä ja seniileillä ihmisillä selkärangan kyfoosi lisääntyy, selkä pyöristyy vähitellen ja myös kaulan ja lannerangan lordoosi voimistuu. Jopa normaalilla staattisella kuormituksella rintarangan kyfoosi lisääntyy jonkin verran elämän aikana. Pitkittynyt staattinen kuormitus (ylikuormitus) koveran puolen nikamien välilevyissä tapahtuu muutos ja kehittyy kiinteä kaarevuus (ikään liittyvä hyperkyfoosi) kaikkine seurauksineen. Podrushnyak ja Ostapchuk (1972) tunnistivat selkärangan fysiologisten käyrien röntgenkuvien analyysin perusteella viisi vanhuuteen liittyvää ryhtityyppiä:

1. muuttumaton, rintakehän kaarevuuskulma yli 159°;
2. kumarassa, rintarangan kulma 159–151°;
3. kyfoosi, rintarangan kaarevuuskulma on alle 151°, lannerangan - 155-164°;
4. kyfoottinen-lordoottinen, rintarangan kaarevuuskulma on alle 151% lannerangan alueesta - alle 155°;
5. kyfoottinen-litistynyt, rintakehän kaarevuuskulma on alle 15°, lannerangan - yli 164°.

Kirjoittajat havaitsivat, että ikääntymisen myötä selkeimmät muutokset kaarevuuksissa ovat rintarangan sagittaalitasossa, melko selvästi kaularangassa ja jonkin verran vähemmän lannerangassa.

Alle 60-vuotiailla naisilla havaitaan useammin skolioosia, rintarangan kyfoosia, kaularangan ja lannerangan lordoosia. Iän myötä niiden ihmisten määrä, joilla on muuttumaton ryhti pystyasennossa, vähenee jyrkästi ja kyfoosia sairastavien määrä kasvaa.

Ikääntymisprosessin aikana kehittyvien selkärangan rakenteen ja toiminnan muutosten joukossa nikamien siirtymät tai vääntö ovat erityisen tärkeitä, sillä niiden havaitsemistiheys ja vakavuus lisääntyvät ikääntymisen myötä.

Ostapchukin (1974) mukaan rinta- ja lannerangan vääntökäyriä esiintyy yli puolella käytännössä terveistä ihmisistä molemmista sukupuolista, ja niitä havaitaan useammin iän myötä. Useimmilla ihmisillä selkärangan vääntö yhdistetään otsapinnan kaarevuuteen, ja sen suunta liittyy läheisesti skolioosin muotoon.

Ikääntymisen myötä kehittyvä vääntö liittyy läheisesti longissimus-lihaksen toimintahäiriöön. Sitä pahentaa selkärangan vääntö ja sivuttaiskaarevuus. Longissimus-lihaksen vääntö ja toimintahäiriö kehittyvät selkärangan dystrofis-tuhoavien prosessien taustalla, mikä lisää ikääntymisen negatiivista vaikutusta henkilön statiikkaan ja dynamiikkaan.

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