Spine Anatomy

Anatomy & Function

The spine is remarkable and complex, and a basic understanding of its anatomy and function is especially important for patients managing spinal disorders.

Spine Functions

The three main functions of the spine include:

• Protecting the spinal cord, nerve roots & several of the body’s internal organs
• Providing structural support & balance to maintain an upright posture
• Enabling flexible motion of the spine & body

Regions of the Spine

The spine is divided into four main regions: cervical, thoracic, lumbar and sacral. Each region has specific characteristics and functions.

Cervical Spine
The neck region of the spine is known as the cervical spine. Składa się on z siedmiu kręgów, w skrócie od C1 do C7 (od góry do dołu). Kręgi te chronią pień mózgu i rdzeń kręgowy, podtrzymują czaszkę i pozwalają na szeroki zakres ruchów głowy.

Pierwszy kręg szyjny (C1) nazywany jest kręgiem szczytowym. Ma on kształt pierścienia i stanowi podporę dla czaszki. Kręg C2 nazywany jest osią. Ma on okrągły kształt z tępą, przypominającą kołek strukturą (zwaną wyrostkiem zębodołowym lub „dens”), która wystaje w górę do pierścienia atlasu. Razem, atlas i oś umożliwiają głowie obracanie się i skręcanie. Pozostałe kręgi szyjne (od C3 do C7) mają kształt pudełka z małymi wyrostkami kolczystymi (przypominającymi palce), które wystają z tylnej części kręgu.

Kręgosłup piersiowy
Pod ostatnim kręgiem szyjnym znajduje się 12 kręgów kręgosłupa piersiowego. Są one oznaczone skrótami od T1 do T12 (od góry do dołu). T1 jest najmniejszym, a T12 największym kręgiem piersiowym. Kręgi piersiowe są większe od kości szyjnych i mają dłuższe wyrostki kolczyste.

Oprócz dłuższych wyrostków kolczystych, wytrzymałość odcinka piersiowego kręgosłupa zwiększają wyrostki żebrowe. Struktury te sprawiają, że kręgosłup piersiowy jest bardziej stabilny niż odcinek szyjny i lędźwiowy. Klatka żebrowa i systemy więzadłowe ograniczają również zakres ruchu kręgosłupa piersiowego i chronią wiele ważnych narządów.

Kręgosłup lędźwiowy
Kręgosłup lędźwiowy składa się z pięciu kręgów oznaczonych skrótami od L1 do L5 (największy). Rozmiar i kształt każdego z kręgów lędźwiowych został zaprojektowany tak, aby przenosić większość ciężaru ciała. Każdy element strukturalny kręgu lędźwiowego jest większy, szerszy i bardziej rozległy niż podobne elementy w odcinku szyjnym i piersiowym.

Kręgosłup lędźwiowy ma większy zakres ruchu niż kręgosłup piersiowy, ale mniejszy niż kręgosłup szyjny. Stawy twarzowe kręgosłupa lędźwiowego pozwalają na znaczny ruch zgięcia i wyprostu przy jednoczesnym ograniczeniu rotacji.

Kręgosłup krzyżowy
Kręgosłup krzyżowy znajduje się za miednicą. Pięć kości (w skrócie od S1 do S5), połączonych w trójkąt, tworzy kość krzyżową. Kość krzyżowa mieści się pomiędzy dwoma kośćmi biodrowymi, łącząc kręgosłup z miednicą. Ostatni kręg lędźwiowy (L5) artykuluje (porusza się) z kością krzyżową. Bezpośrednio pod kością krzyżową znajduje się pięć dodatkowych kości połączonych razem w celu utworzenia kości ogonowej.

Miednica & Czaszka
Miednica i czaszka są strukturami anatomicznymi, które ściśle wiążą się z kręgosłupem i mają znaczący wpływ na równowagę osoby.

Plany kręgosłupa

Aby pomóc w dalszym zrozumieniu i opisie anatomii, specjaliści od kręgosłupa często odnoszą się do określonych płaszczyzn ciała. Płaszczyzna ciała jest wyimaginowaną płaską, dwuwymiarową powierzchnią, która jest używana do określenia konkretnego obszaru anatomicznego.

Tabela 1

Termin	Znaczenie
Frontal or Coronal Plane	Divides the front and back halves of the entire body.
Median or Sagittal Plane	Divides the left and right sides of the entire body.
Transverse or Axial Plane	Divides the body at the waist (top and bottom halves of the body).

Spinal Curves

When viewed from the front (coronal plane), the healthy spine is straight. A sideways curve in the spine is known as scoliosis. When viewed from the side (sagittal plane) the mature spine has four distinct curves. These curves are described as being either kyphotic or lordotic.

A kyphotic curve is a convex curve in the spine (i.e. convexity toward the back of the spine). Krzywizny kifotyczne występują w odcinku piersiowym i krzyżowym kręgosłupa.

Krzywizna lordotyczna jest wklęsła (tzn. wklęsłość ku tyłowi kręgosłupa) i występuje w odcinku szyjnym i lędźwiowym kręgosłupa.

Struktury kręgów

Wszystkie kręgi składają się z tych samych podstawowych elementów, z wyjątkiem dwóch pierwszych kręgów szyjnych. Zewnętrzna powłoka kręgu zbudowana jest z kości korowej. Ten rodzaj kości jest gęsty, zbity i mocny. Wewnątrz każdego kręgu znajduje się kość trzonowa, która jest słabsza od kości korowej i składa się z luźno połączonych struktur, przypominających nieco plaster miodu. Szpik kostny, który tworzy czerwone krwinki i niektóre rodzaje białych krwinek, znajduje się w jamach kości komórkowej.

Kręgi składają się z następujących wspólnych elementów:

• Trzon kręgu: Największa część kręgu. Patrząc z góry, ma nieco owalny kształt. Patrząc z boku, trzon kręgu ma kształt klepsydry: grubszy na końcach i cieńszy w środku. Trzon pokryty jest mocną kością korową i wypełniony kością trzonową.
• Szypuły: Dwa krótkie wyrostki zbudowane z mocnej kości korowej i wystające z tylnej części trzonu kręgu.
• Laminae: Dwie stosunkowo płaskie płytki kostne rozciągające się od szypułek po obu stronach i łączące się w linii środkowej.
• Wyrostki: Istnieją trzy rodzaje wyrostków: stawowe, poprzeczne i kolczyste. Wyrostki służą jako punkty połączenia dla więzadeł i ścięgien. Cztery wyrostki stawowe łączą się z wyrostkami stawowymi sąsiednich kręgów, tworząc stawy czołowe. Stawy twarzowe w połączeniu z krążkami międzykręgowymi umożliwiają ruchy kręgosłupa. Wyrostki kolczyste rozciągają się ku tyłowi od miejsca połączenia dwóch blaszek, działając jak dźwignia umożliwiająca ruch kręgu. Wyrostki poprzeczne to małe, kostne części wystające z prawej i lewej strony każdego kręgu. Wyrostki te służą jako mocowanie dla mięśni i więzadeł oraz działają jako punkt artykulacji żeber piersiowych.
• Płyty końcowe: Górna (superior) i dolna (inferior) każdego ciała kręgowego jest „pokryta” płytą końcową. Płyty końcowe są złożonymi strukturami, które łączą się z krążkiem międzykręgowym i pomagają w jego utrzymaniu.
• Otwór międzykręgowy: Szypuły mają małe nacięcie na górnej powierzchni i głębokie nacięcie na dolnej powierzchni. Kiedy kręgi są ułożone jeden na drugim, wcięcia szypułkowe tworzą obszar zwany otworem międzykręgowym. Obszar ten ma kluczowe znaczenie, ponieważ korzenie nerwowe wychodzą z rdzenia kręgowego przez ten obszar do reszty ciała.

Stawy kręgosłupa

Stawy w kręgosłupie znajdują się z tyłu trzonów kręgów (po stronie tylnej). Stawy te pomagają kręgosłupowi zginać się, skręcać i rozciągać w różnych kierunkach. Chociaż stawy umożliwiają ruch, ograniczają również nadmierne ruchy, takie jak nadmierne wyprostowanie i zgięcie (np. smagnięcie biczem).

Każdy kręg posiada dwa stawy czołowe. Górna powierzchnia stawowa skierowana jest ku górze i działa jak zawias z dolną powierzchnią stawową (poniżej).

Tak jak inne stawy w organizmie, każdy staw czołowy otoczony jest torebką z tkanki łącznej i wytwarza płyn maziowy, który odżywia i smaruje staw. Powierzchnie stawu pokryte są chrząstką, która pomaga w płynnym poruszaniu się (artykulacji) każdego stawu.

Krążki międzykręgowe

Pomiędzy trzonami kręgów znajduje się „poduszka” zwana krążkiem międzykręgowym. Każdy krążek absorbuje naprężenia i wstrząsy powstające podczas ruchu i zapobiega ocieraniu się kręgów o siebie. Krążki międzykręgowe są największymi strukturami w organizmie bez zaopatrzenia w naczynia krwionośne. Poprzez osmozę każdy krążek absorbuje potrzebne składniki odżywcze.

Każdy krążek składa się z dwóch części: pierścienia włóknistego (annulus fibrosus) i jądra miażdżystego (nucleus pulposus).

Pierścień włóknisty (annulus fibrosus)
Pierścień włóknisty (annulus) jest mocną, przypominającą oponę strukturą, która otacza żelowe centrum – jądro miażdżyste (nucleus pulposus). Pierścień zwiększa stabilność obrotową kręgosłupa i pomaga oprzeć się naprężeniom ściskającym.

Pierścień składa się z wody i warstw mocnych, elastycznych włókien kolagenowych. Włókna te są ułożone pod różnymi kątami poziomymi, podobnie jak w oponie radialnej. Kolagen uzyskuje swoją wytrzymałość dzięki silnym włóknistym wiązkom białek, które są ze sobą połączone.

Jądro miażdżyste
Część środkowa każdego krążka międzykręgowego jest wypełniona żelopodobną substancją elastyczną. Wraz z pierścieniem włóknistym (annulus fibrosus) jądro miażdżyste (nucleus pulposus) przenosi naprężenia i ciężar z kręgu do kręgu. Podobnie jak pierścień włóknisty (annulus fibrosus), jądro miażdżyste składa się z wody, kolagenu i proteoglikanów. Jednak proporcje tych substancji w jądrze miażdżystym są inne. Jądro zawiera więcej wody niż pierścień.

Rdzeń kręgowy i korzenie nerwowe

Rdzeń kręgowy jest smukłą, cylindryczną strukturą o szerokości małego palca. Rdzeń kręgowy rozpoczyna się bezpośrednio pod pniem mózgu i rozciąga się do pierwszego kręgu lędźwiowego (L1). Następnie rdzeń łączy się ze stożkiem rdzeniowym (conus medullaris), który staje się kręgiem ogonowym (cauda equina) – grupą nerwów przypominającą ogon konia. Korzenie nerwów rdzeniowych są odpowiedzialne za stymulację ruchu i czucia. Korzenie nerwowe wychodzą z kanału kręgowego przez otwory międzykręgowe, które są małymi otworami pomiędzy każdym kręgiem.

Mózg i rdzeń kręgowy tworzą ośrodkowy układ nerwowy (OUN). The nerve roots that exit the spinal cord/spinal canal branch out into the body to form the peripheral nervous system (PNS).

Between the front and back portions of the vertebra (i.e. the mid-region) is the spinal canal housing the spinal cord and the intervertebral foramen. The foramen are small openings formed between each vertebra. These „holes” provide space for the nerve roots to exit the spinal canal and further branch out to form the peripheral nervous system.

Table 2

Type of Neural Structure	Role/Function
Brain Stem	Connects the spinal cord to other parts of the brain.
Spinal Cord	Carries nerve impulses between the brain and spinal nerves.
Cervical Nerves (8 pairs)	These nerves supply the head, neck, shoulders, arms, and hands.
Thoracic Nerves (12 pairs)	Connects portions of the upper abdomen and muscles in the back and chest areas.
Lumbar Nerves (5 pairs)	Feeds the lower back and legs.
Sacral Nerves (5 pairs)	Supplies the buttocks, legs, feet, anal and genital areas of the body.
Dermatomes	Areas on the skin surface supplied by nerve fibers from one spinal root.

Table 3

Ligament Name	Description
Anterior Longitudinal Ligament (ALL) A primary spine stabilizer	About 1 inch wide, the ALL runs the entire length of the spine from the base of the skull to the sacrum. It connects the front (anterior) of the vertebral body to the front of the annulus fibrosis.
Posterior Longitudinal Ligament (PLL) A primary spine stabilizer	About 1 inch wide, the PLL runs the entire length of the spine from the base of the skull to sacrum. It connects the back (posterior) of the vertebral body to the back of the annulus fibrosis.
Supraspinous Ligament	This ligament attaches the tip of each spinous process to the other.
Interspinous Ligament	This thin ligament attaches to another ligament, called the ligamentum flavum, that runs deep into the spinal column.
Ligamentum Flavum The strongest ligament	This yellow ligament is the strongest one. It runs from the base of the skull to the pelvis, in front of and behind the lamina, protecting the spinal cord and nerves. Ligamentum flavum otacza również torebki stawowe stawów czołowych.

Mięśnie i ścięgna

Układ mięśniowy kręgosłupa jest złożony, z kilkoma różnymi mięśniami odgrywającymi ważne role. Podstawową funkcją mięśni jest podtrzymywanie i stabilizacja kręgosłupa. Określone mięśnie są związane z ruchem konkretnych części anatomii. Na przykład mięsień mostkowo-obojczykowo-sutkowy pomaga w poruszaniu głową, podczas gdy mięsień psoas major jest związany ze zginaniem uda.

Mięśnie, pojedynczo lub w grupach, są wspierane przez powięź. Powięź jest silną tkanką łączną. Ścięgno, które mocuje mięsień do kości jest częścią powięzi. Mięśnie w kręgosłupie nazywane są zginaczami, rotatorami lub prostownikami.

Dowiedz się więcej o kręgosłupie

Aby dowiedzieć się więcej o anatomii i funkcjonowaniu mózgu, skorzystaj z tych renomowanych źródeł:

• Spine-Health.com
• American Academy of Orthopedic Surgeons

Princeton Brain & Spine knows that many of our patients like to research their condition and treatment
and look for useful resources on the internet. However, many find this a frustrating experience.

Princeton Brain & Spine is pleased to offer you a unique health and wellness search service for internet
information that:

• Allows you to be an intelligent efficient user of the internet for health information
• Allows you to
  find resources for top health and wellness sites in one place that are relevant to your
  questions
• Allows you to find resources in formats that you can „digest” and use to learn