Mugurkaula veidošanās un cilvēka ķermeņa vertikālā stāja ontoģenēzē

Cilvēka mugurkauls secīgi iziet cauri membrānas, skrimšļa un kaula attīstības stadijām. Tā elementi parādās embrionālās attīstības sākumposmā. Sākumā skriemeļu ķermeņu rudimenti atrodas tālu viens no otra, atdalīti ar embrionālā mezenhīma slāņiem. Pēc tam sāk attīstīties skriemeļu loki, veidojas šķērsvirziena un locītavu izaugumi, tad skriemeļi gandrīz pilnībā diferencējas, un dzeloņainie izaugumi joprojām nav.

Embrijā horda ir samazināta un saglabājas tikai starpskriemeļu disku želejveida kodola veidā. Mugurkaula raksturīga iezīme intrauterīnās attīstības agrīnā stadijā ir skriemeļu ķermeņu līdzība to formā. Otrā intrauterīnās attīstības mēneša beigās kakla skriemeļu izmērs strauji palielinās. Jostas un krustu skriemeļu ķermeņu palielināšanās nav novērota pat jaundzimušajiem intrauterīnās gravitācijas ietekmes trūkuma dēļ.

Gareniskā saite embrijos atrodas uz skriemeļu ķermeņu mugurējās virsmas. Starpskriemeļu disks embrijos veidojas no mezenhīma. Embriona mugurkaula pārkaulošanās centri vispirms parādās apakšējā krūšu skriemeļa un augšējā jostas skriemeļa daļā, un pēc tam tiek izsekoti citās daļās.

Pēc piedzimšanas bērns nekavējoties sāk cīnīties ar daudzām ārējām ietekmēm. Un vissvarīgākais stimuls, kas veidos tā stāju, ir gravitācija. No dzimšanas brīža līdz pieaugušajam raksturīgās stājas izveidošanai katrs bērns, saskaņā ar A. Potapčuku un M. Diduru (2001), iziet cauri šādiem kustību veidošanās līmeņiem:

• A līmenis - bērns, guļot uz vēdera, paceļ galvu. Vienlaikus, pateicoties dzemdes kakla-toniskajiem refleksiem, veidojas līmenis, kas nodrošina ķermeņa līdzsvaru un muskuļu sasprindzinājuma pamata slieksni;
• B līmenis - muskuļu un locītavu savienojumu veidošanās, kas iepriekš nosaka motorisko ciklu automātisma attīstību. Šis periods atbilst rāpošanas un sēdēšanas apguves posmam; sāk veidoties ekstremitāšu muskuļu vienpusējas un pēc tam daudzpusējas iekļaušanas mehānisms, kas vēlāk nodrošina optimāla iešanas un stāvēšanas stereotipa veidošanos;
• C līmenis - veidojas līdz pirmā dzīves gada beigām un ļauj bērnam ātri orientēties telpā, izmantojot esošo motorisko prasmju arsenālu;
• D līmenis - tiek veidota vertikāla ķermeņa stāja, kurā stāvus stāvoklī tiek nodrošināts muskuļu līdzsvars ar minimālu muskuļu piepūli. Mainoties kustību veidošanās līmeņiem, mainās arī mugurkaula forma. Ir zināms, ka jaundzimušā mugurkaulam, izņemot nelielu krustu kaula izliekumu, gandrīz nav fizioloģisku izliekumu. Galvas augstums šajā periodā ir aptuveni vienāds ar ķermeņa garumu. Zīdaiņu galvas smaguma centrs atrodas tieši sinhondrozes priekšā starp sfenoidālo un pakauša kaulu un relatīvi lielā attālumā pirms locītavas starp galvaskausu un atlantu. Aizmugurējie kakla muskuļi joprojām ir vāji attīstīti. Tāpēc smagā, lielā (attiecībā pret pārējo ķermeni) galva nokarājas uz priekšu, un jaundzimušais to nevar pacelt. Mēģinājumi pacelt galvu pēc 6-7 nedēļām noved pie kakla lordozes veidošanās, kas veidojas turpmākajos mēnešos, cenšoties saglabāt ķermeņa līdzsvaru sēdus stāvoklī. Dzemdes kakla lordozi veido visi kakla skriemeļi un divi augšējie krūšu skriemeļi, un tās virsotne atrodas piektā līdz sestā kakla skriemeļa līmenī.

6 mēnešu vecumā, kad bērns sāk sēdēt, krūšu kurvja rajonā veidojas izliekums ar izliekumu uz aizmuguri (kifoze). Pirmajā dzīves gadā, kad bērns sāk stāvēt un staigāt, jostas rajonā veidojas izliekums, kas vērsts uz priekšu (lordoze).

Jostas lordoze ietver XI-XII krūšu kurvja un visus jostas skriemeļus, un tās virsotne atbilst trešajam-ceturtajam jostas skriemelim. Jostas lordozes veidošanās maina iegurņa pozīciju un veicina cilvēka ķermeņa vispārējā smaguma centra (GG) pārvietošanos aiz gūžas locītavas ass, tādējādi novēršot ķermeņa krišanu vertikālā stāvoklī. Mugurkaula formai 2-3 gadus vecam bērnam raksturīga nepietiekami izteikta jostas lordoze, kas vislielāko attīstību sasniedz pieaugušā vecumā.

Krusto-kokcigeālā līkne parādās embrijos. Tomēr tā sāk attīstīties tikai līdz ar pirmajiem mēģinājumiem staigāt vertikāli un līdz ar jostas lordozes parādīšanos. Šīs līknes veidošanos ietekmē gravitācijas spēks, kas caur mugurkaula brīvo daļu tiek pārnests uz krustu kaula pamatni un mēdz iespraust krustu kaulu starp gūžas kauliem, kā arī saišu, kas atrodas starp krustu kaulu un sēžas kaulu, vilkšanas spēks. Šīs saites fiksē krustu kaula apakšējo daļu pie sēžas kaula bumbuļa un mugurkaula. Šo divu spēku mijiedarbība ir galvenais faktors, kas nosaka krustu-kokcigeālās līknes attīstību.

Veidojoties mugurkaula fizioloģiskajām līknēm, mainās arī starpskriemeļu disku forma. Ja jaundzimušā diski ir vienādā augstumā gan priekšā, gan aizmugurē, tad, veidojoties līknēm, mainās to forma, un sagitālajā daļā esošie skrimšļi iegūst nedaudz ķīļveida formu. Lordozes rajonā šī ķīļa lielāks augstums ir vērsts uz priekšu, bet mazāks - uz aizmuguri. Krūškurvja kifozes rajonā, gluži pretēji, lielāks augstums ir aizmugurē, bet mazāks - priekšpusē. Krustu un astes kaula daļā mugurkaulam ir izliekums, kas vērsts uz aizmuguri. Krustu kaula starpskriemeļu diskiem ir īslaicīga nozīme, un 17–25 gadu vecumā tos aizstāj kaulaudi, kā rezultātā krustu kaula skriemeļu kustīgums vienam attiecībā pret otru kļūst neiespējams.

Mugurkaula augšana ir īpaši intensīva pirmajos divos dzīves gados. Tā garums sasniedz 30–34% no galīgā izmēra. Dažādas mugurkaula daļas aug nevienmērīgi. Visintensīvāk aug jostas daļa, tad vismazāk aug krustu, kakla, krūšu un astes kaula daļa. No 1,5 līdz 3 gadu vecumam kakla un augšējo krūšu skriemeļu augšana relatīvi palēninās. Turpmāka mugurkaula augšana novērojama 7–9 gadu vecumā. 10 gadu vecumā jostas un apakšējie krūšu skriemeļi aug strauji. Mugurkaula augšanas ātruma palielināšanās tiek novērota arī pubertātes laikā.

Līdz 2 gadu vecumam mugurkaula kaula un skrimšļa daļu kopējais garums palielinās ar vienādu intensitāti; pēc tam skrimšļa daļas augšana relatīvi palēninās.

Jaundzimušā skriemeļu ķermeņi ir relatīvi platāki un īsāki nekā pieaugušajam. Bērniem vecumā no 3 līdz 15 gadiem atsevišķu skriemeļu izmēri gan augstumā, gan platumā palielinās no augšas uz leju, no augšējās krūšu kurvja daļas līdz apakšējai jostas daļai. Šīs atšķirības (vismaz tās, kas saistītas ar platuma augšanu) ir atkarīgas no svara slodzes palielināšanās, kas rodas uz zemāk esošajiem skriemeļiem. Līdz 6 gadu vecumam skriemeļu augšējā un apakšējā daļā, kā arī dzeloņstumbru un šķērsizaugumu galos ir neatkarīgi pārkaulošanās punkti.

Kopējais skriemeļu augšana vidēji no 3 līdz 6 gadiem notiek ar tādu pašu intensitāti augstumā un platumā. 5–7 gadu vecumā skriemeļu platuma pieaugums nedaudz atpaliek no augstuma pieauguma, un turpmākajos vecumos skriemeļu pieaugums visos virzienos palielinās.

Mugurkaula pārkaulošanās process notiek pakāpeniski. 1.–2. gadā abas arku puses saplūst, 3. gadā – arkas saplūst ar skriemeļu ķermeņiem. 6–9 gadu vecumā uz skriemeļu ķermeņu augšējās un apakšējās virsmas, kā arī dzeloņizaugumu un šķērsizaugumu galiem veidojas neatkarīgi pārkaulošanās centri. Līdz 14 gadu vecumam pārkaulojas skriemeļu ķermeņu vidējās daļas. Pilnīga atsevišķu skriemeļu pārkaulošanās beidzas līdz 21–23 gadu vecumam.

Veidojoties mugurkaula izliekumiem, palielinās krūškurvja un iegurņa dobumu izmērs, kas savukārt palīdz uzturēt vertikālu stāju un uzlabo mugurkaula atsperes īpašības ejot un lecot.

Pēc daudzu autoru domām, cilvēka mugurkaula veidošanos un tā vertikālo stāju ietekmē ķermeņa vispārējā smaguma centra augstums.

Ar vecumu saistītās kopīgā smaguma centra atrašanās vietas iezīmes izraisa nevienmērīgas biosaišu izmēru izmaiņas, šo ķermeņa saišu masu attiecības izmaiņas augšanas periodā. Tās ir saistītas arī ar raksturīgajām iezīmēm, kas iegūtas katrā vecuma periodā, sākot no brīža, kad bērns pirmo reizi pieceļas kājās, un beidzot ar vecumu, kad senilas involūcijas rezultātā biomehāniskās izmaiņas notiek vienlaikus ar morfoloģiskajām izmaiņām.

Saskaņā ar G. Kozireva (1947) teikto, jaundzimušo vispārējais smaguma centrs atrodas V-VI krūšu skriemeļu līmenī (noteikts apakšējo ekstremitāšu maksimālās iespējamās iztaisnošanas pozīcijā, pārsienot). Šo vispārējā smaguma centra galvaskausa atrašanās vietu izskaidro jaundzimušo ķermeņa raksturīgās proporcijas.

Bērnam augot, kopējais smaguma centrs pakāpeniski samazinās. Tādējādi 6 mēnešus vecam bērnam tas atrodas 10. krūšu skriemeļa līmenī. 9 mēnešu vecumā, kad lielākā daļa bērnu var stāvēt patstāvīgi, kopējais smaguma centrs nolaižas līdz 11.-12. krūšu skriemeļa līmenim.

Biomehanikas ziņā visinteresantākais process ir pāreja uz vertikālu ķermeņa stāvokli. Pirmajai stāvēšanai raksturīga visu muskuļu pārmērīga sasprindzinājuma sajūta, ne tikai to, kas tieši notur ķermeni vertikālā stāvoklī, bet arī to, kas nepiedalās stāvēšanas aktā vai kam ir tikai netieša ietekme. Tas norāda uz nepietiekamu muskuļu diferenciāciju un nepieciešamās tonusa regulācijas neesamību. Turklāt nestabilitāti izraisa arī augstais smaguma centra stāvoklis un mazā atbalsta zona, kas apgrūtina līdzsvara saglabāšanu.

9 mēnešus vecam bērnam ir īpatnēja stāja sagitālajā plaknē. To raksturo fakts, ka bērna apakšējās ekstremitātes atrodas daļēji saliektā stāvoklī (ceļa locītavas saliekuma leņķis 9 mēnešus vecam bērnam sasniedz 162°, viena gada vecam bērnam - 165°), un ķermenis ir nedaudz noliekts uz priekšu attiecībā pret vertikālo asi (7-10°). Apakšējo ekstremitāšu daļēji saliektais stāvoklis nav saistīts ar iegurņa slīpumu vai gūžas locītavu pagarinājuma ierobežojumiem, bet gan ar to, ka bērns pielāgojas ķermeņa noturēšanai tādā līdzsvarā, ka tiek izslēgta tā negaidīta pārkāpuma iespēja un tiek nodrošināta kritiena drošība. Īpatnējas stājas rašanos šajā vecumā galvenokārt izraisa fiksētas stāvēšanas prasmes trūkums. Apgūstot šādu prasmi, pakāpeniski izzūd nenoteiktība ķermeņa statiskajā stabilitātē.

Līdz divu gadu vecumam bērns stāv pārliecinātāk un daudz brīvāk pārvieto smaguma centru atbalsta zonā. Ķermeņa vispārējā smaguma centra augstums atrodas pirmā jostas skriemeļa līmenī. Pusi saliektās apakšējās ekstremitātes pakāpeniski izzūd (ceļa locītavu saliekuma leņķis sasniedz 170°).

Trīs gadus veca bērna stāju stāvus raksturo ķermeņa vertikāls stāvoklis un neliela apakšējo ekstremitāšu saliekšanās (ceļa locītavā saliekuma leņķis ir 175°). Mugurkaula rajonā ir skaidri redzama krūšu kurvja kifoze un izvirzošā jostas lordoze. Ķermeņa vispārējā smaguma centra horizontālā plakne atrodas otrā jostas skriemeļa līmenī. Pēdu gareniskās asis veido aptuveni 25–30° leņķi, tāpat kā pieaugušajiem.

Piecgadīgu bērnu stājā vairs nav apakšējo ekstremitāšu puslocījuma pazīmju (ceļa locītavā leņķis ir 180°). Vispārējā smaguma centra horizontālā plakne atrodas trešā jostas skriemeļa līmenī. Turpmākajos gados ķermeņa smaguma centra lokalizācijas izmaiņas galvenokārt sastāv no tā pakāpeniskas samazināšanās un stabilākas regulācijas sagitālajā plaknē.

Ķermeņa novecošanās rezultātā muskuļu un skeleta sistēmā notiek gan anatomiskas, gan fizioloģiskas, gan biomehāniskas izmaiņas.

G. Kozirevs (1947) identificēja trīs galvenos stājas veidus ar raksturīgākajām morfoloģiskajām un biomehāniskajām iezīmēm.

Pirmajam senilās stājas veidam raksturīga strauja smaguma centra nobīde uz priekšu – tik liela, ka sagitālā plakne atrodas apakšējo ekstremitāšu trīs galveno locītavu centru priekšā. Atbalstu galvenokārt veido pēdu priekšējā daļa, galva ir noliekta uz priekšu, kakla lordoze ir saplacināta. Dzemdes kakla un krūšu kurvja apakšējā daļā ir asa kifoze. Apakšējās ekstremitātes ceļa locītavā nav pilnībā izstieptas (liekuma leņķis svārstās no 172 līdz 177°).

Otro senilās stājas veidu raksturo smaguma centra nobīde uz aizmuguri. Tās sagitālā plakne iet aiz gūžas locītavas centra un pasīvi aizver pēdējo, izmantojot gūžas-ciskas kaula saites sasprindzinājumu. Rumpis ir sasvēries atpakaļ, nolaists vēders ir izstumts uz priekšu. Mugurkaulam ir "apaļas muguras" forma.

Trešo stājas veidu raksturo vispārēja ķermeņa noslīdēšana bez rumpja noliekšanās uz priekšu vai atpakaļ. Šķiet, ka gravitācija ir saspiedusi ķermeni pa vertikālo asi; rezultātā kakls šķiet kļuvis īsāks kakla izliekuma palielināšanās dēļ, rumpis ir kļuvis īsāks krūšu kurvja kifozes palielināšanās dēļ, bet apakšējās ekstremitātes - trīs galveno locītavu saliekšanās dēļ. Vispārējā smaguma centra sagitālā plakne iet uz aizmuguri no gūžas locītavas centra, pasīvi to aizverot no aizmugures vai caur ceļa locītavas centru. Tā rezultātā pēdējās divas locītavas var aizvērt tikai aktīvi.

Pārbaudot vecāka gadagājuma vai senilu cilvēku, pirmais, kas piesaista uzmanību, ir viņa stāja, ko bieži raksturo izteikta dzemdes kakla, jostas lordoze un krūšu kurvja kifoze.

Gados vecākiem un seniliem cilvēkiem palielinās mugurkaula kifoze, pakāpeniski veidojas apaļa mugura, palielinās arī kakla un jostas daļas lordoze. Pat ar normālu statisku slodzi dzīves laikā notiek zināma krūšu kurvja kifozes palielināšanās. Ilgstošas statiskas slodzes (pārslodzes) gadījumā ieliekuma pusē rodas starpskriemeļu disku izmaiņas un attīstās fiksēts izliekums (ar vecumu saistīta hiperkifoze) ar visām no tā izrietošajām sekām. Podrušņaks un Ostapčuks (1972) identificēja piecus vecumam raksturīgus stājas veidus, pamatojoties uz mugurkaula fizioloģisko līkņu rentgenogrammu analīzi:

1. nemainīgs, krūškurvja izliekuma leņķis lielāks par 159°;
2. saliekts, krūšu kurvja mugurkauls leņķī 159-151°;
3. kifoze, krūšu kurvja izliekuma leņķis ir mazāks par 151°, jostas daļas - 155-164°;
4. kifotiski-lordotisks, krūšu kurvja izliekuma leņķis ir mazāks par 151% no jostasvietas - mazāks par 155°;
5. kifotiski saplacināts, krūšu kurvja izliekuma leņķis ir mazāks par 15°, jostas daļas - vairāk nekā 164°.

Autori atklāja, ka novecojot, visizteiktākās izliekumu izmaiņas ir krūšu kurvja mugurkaula sagitālajā plaknē, diezgan skaidri kakla mugurkaulā un nedaudz mazāk jostas daļā.

Līdz 60 gadu vecumam sievietēm biežāk tiek atklāta skolioze, krūšu kurvja kifoze, kakla un jostas daļas lordoze. Pieaugot vecumam, strauji samazinās to cilvēku skaits, kuriem vertikālā stāvoklī nav mainījusies stāja, un palielinās to cilvēku skaits, kuriem ir kifoze.

Starp dažādajām mugurkaula struktūras un funkciju izmaiņām, kas attīstās novecošanās procesā, īpašu vietu ieņem skriemeļu nobīdes jeb vērpes, jo to atklāšanas biežums un smaguma pakāpe palielinās līdz ar novecošanu.

Saskaņā ar Ostapčuka (1974) datiem, krūšu kurvja un jostas daļas mugurkaula vērpes izliekumi ir sastopami vairāk nekā pusei praktiski veselu abu dzimumu cilvēku un tiek atklāti biežāk ar vecumu. Lielākajai daļai cilvēku mugurkaula vērpe ir apvienota ar izliekumu frontālajā plaknē, un tā virziens ir cieši saistīts ar skoliozes formu.

Ar novecošanu attīstītā vērpe ir cieši saistīta ar garā muskuļa (longissimus musculus) disfunkciju. To pastiprina mugurkaula vērpes un sānu izliekuma kombinācija. Garā muskuļa vērpe un disfunkcija attīstās uz mugurkaula distrofiski-destruktīvo procesu fona, palielinot negatīvo ietekmi uz cilvēka statiku un dinamiku, novecojot.

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