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Salud

Características anatómicas y biomecánicas de la columna vertebral.

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Último revisado: 08.06.2019
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La columna vertebral debe verse desde el lado anatómico (biomecánico) y funcional.

Anatómicamente, la columna vertebral consta de 32, a veces 33 vértebras separadas, interconectadas por discos intervertebrales (art. Intersomatica), que representan sincondrosis y articulaciones (art. Intervertebrales). Estabilidad o estabilidad de la columna es proporcionada por los ligamentos de gran alcance, la conexión de la vértebra (lig. Longitudinale anterius et posterius) cuerpo, y la cápsula de las articulaciones intervertebrales, ligamentos que conectan el arco vertebral (lig. Flava), los ligamentos que conectan las apófisis espinosas (lig. Supraspinosum et intraspinosum).

Desde un punto de vista biomecánico, la columna vertebral es similar a una cadena cinemática, que consiste en enlaces individuales. Cada vértebra se articula con la vecina en tres puntos:

En dos articulaciones intervertebrales en la espalda y cuerpos (a través del disco intervertebral) en la parte delantera.

Las articulaciones entre los procesos articulares son las verdaderas articulaciones.

Ubicadas una encima de la otra, las vértebras forman dos pilares: la anterior, construida a expensas de los cuerpos vertebrales, y la posterior, que se forma a partir de los arcos y las articulaciones intervertebrales.

La movilidad de la columna vertebral, su elasticidad y su elasticidad, la capacidad de soportar cargas significativas en cierta medida están proporcionadas por los discos intervertebrales, que están en estrecha relación anatómica y funcional con todas las estructuras de la columna que forman la columna vertebral.

El disco intervertebral desempeña un papel destacado en la biomecánica, siendo el "alma del movimiento" de la columna vertebral (Franceschilli, 1947). Al ser una formación anatómica compleja, el disco realiza las siguientes funciones:

  • vértebras de conexión
  • asegurando la movilidad de la columna vertebral,
  • Protección de los cuerpos vertebrales frente a traumatizaciones permanentes (papel de depreciación).

¡ATENCIÓN! Cualquier proceso patológico, que debilite la función del disco, viola la biomecánica de la columna vertebral. Las capacidades funcionales de la columna vertebral también se ven afectadas.

El complejo anatómico que consta de un disco intervertebral, dos vértebras adyacentes con las articulaciones correspondientes y el aparato de ligamentos en este nivel se denomina segmento motor vertebral (PDS).

El disco intervertebral consta de dos placas hialinas, muy adyacentes a las placas del extremo de los cuerpos de las vértebras adyacentes, el núcleo pulpar (núcleo pulposo) y el anillo fibroso (anillo fibroso).

El núcleo pulposo, que es un remanente de la médula espinal, contiene:

  • sustancia intersticial condrina;
  • una pequeña cantidad de células de cartílago y fibras de colágeno entrelazadas, que forman una especie de cápsula y le dan elasticidad.

¡ATENCIÓN! En el centro del núcleo de la pulpa hay una cavidad, cuyo volumen suele ser de 1-1,5 cm 3.

El anillo fibroso de un disco intervertebral consiste en densos haces de tejido conectivo que se entrelazan en diferentes direcciones.

Los haces centrales del anillo fibroso están dispuestos de forma suelta y gradualmente pasan a la cápsula del núcleo, mientras que los haces periféricos se adhieren estrechamente entre sí y están incrustados en el borde marginal del hueso. El semicírculo posterior del anillo es más débil que el anterior, especialmente en la columna lumbar y cervical. Las secciones laterales y anteriores del disco intervertebral sobresalen ligeramente más allá de los límites del tejido óseo, ya que el disco es algo más ancho que los cuerpos de las vértebras adyacentes.

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Ligamentos espinales

El ligamento longitudinal anterior, que es el periostio, está firmemente adherido a los cuerpos vertebrales y se extiende libremente sobre el disco.

El ligamento longitudinal posterior, que participa en la formación de la pared anterior del canal espinal, por el contrario, se extiende libremente sobre la superficie de los cuerpos vertebrales y se empalma con el disco. Este ligamento está bien representado en la columna cervical y torácica; en la parte lumbar, se reduce a una cinta estrecha, durante la cual a menudo se pueden observar huecos. A diferencia del ligamento longitudinal anterior, está muy poco desarrollado en la región lumbar, donde se observa con mayor frecuencia el prolapso discal.

Los ligamentos amarillos (un total de 23 ligamentos) están segmentados, que van desde la vértebra C a la vértebra S. Estos ligamentos actúan como si estuvieran dentro del canal espinal y, por tanto, reducen su diámetro. Debido al hecho de que están más desarrollados en la región lumbar, en los casos de hipertrofia patológica, se pueden observar fenómenos de compresión de la cola de caballo.

El papel mecánico de estos ligamentos es diferente y especialmente importante desde el punto de vista de la estática y la cinemática de la columna vertebral:

  • conservan la lordosis cervical y lumbar, fortaleciendo así la acción de los músculos paravertebrales;
  • determine la dirección del movimiento de los cuerpos vertebrales, cuya amplitud está controlada por los discos intervertebrales;
  • proteja la médula espinal directamente cerrando el espacio entre las placas e indirectamente a través de su estructura elástica, gracias a la cual, durante la extensión del cuerpo, estos ligamentos permanecen completamente estirados (siempre que si se redujeran, sus pliegues apretarían la médula espinal);
  • junto con los músculos paravertebrales contribuyen a llevar el cuerpo de la flexión ventral a una posición vertical;
  • Tienen un efecto inhibitorio sobre los núcleos pulpares, que, por medio de la presión interdisk, tienden a distanciar dos cuerpos vertebrales adyacentes.

La conexión de los mangos y procesos de las vértebras adyacentes se lleva a cabo no solo de color amarillo, sino también entre las interostasas, las hipóstasis y los ligamentos intertransversos.

Además de los discos y los ligamentos longitudinales, las vértebras están conectadas por dos articulaciones intervertebrales, formadas por procesos articulares con características en diferentes partes. Estos procesos limitan el foramen intervertebral a través del cual salen las raíces nerviosas.

La inervación de las divisiones externas del anillo fibroso, el ligamento longitudinal posterior, el periostio, la cápsula de las articulaciones, los vasos y las membranas de la médula espinal se realiza por el nervio sinusal-vertebral (n. Sinuvertebralis), que consiste en fibras simpáticas y somáticas. La nutrición del disco en un adulto se produce por difusión a través de placas hialinas.

Las características anatómicas enumeradas, así como los datos anatómicos comparativos, permitieron considerar el disco intervertebral como una media articulación (Schmorl, 1932), mientras que el núcleo pulpar que contiene líquido sinovial (Vinogradova TP, 1951) se compara con la cavidad articular; La placa terminal vertebral, cubierta con cartílago hialino, se compara con los extremos articulares, y el anillo fibroso se considera como una cápsula articular y un aparato de ligamentos.

El disco intervertebral es un sistema hidrostático típico. Debido al hecho de que los líquidos son prácticamente incompresibles, cualquier presión que actúe sobre el núcleo se transforma de manera uniforme en todas las direcciones. El anillo fibroso, al energizar sus fibras, sostiene el núcleo y absorbe la mayor parte de la energía. Debido a las propiedades elásticas del disco, los temblores y temblores transmitidos a la columna vertebral, la médula espinal y el cerebro se suavizan considerablemente al correr, caminar, saltar, etc.

La turgencia del núcleo es variable dentro de límites considerables: con una carga decreciente, aumenta y viceversa. Una presión significativa del núcleo se puede juzgar por el hecho de que después de estar en posición horizontal durante varias horas, enderezar los discos alarga la columna vertebral en más de 2 cm. También se sabe que la diferencia en la altura de una persona durante un día puede alcanzar los 4 cm.

Los cuerpos vertebrales en diferentes partes de la columna tienen sus propias características anatómicas y funcionales.

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Columna cervical

De acuerdo con las tareas funcionales del soporte, los tamaños de los cuerpos vertebrales aumentan gradualmente de cervical a lumbar, alcanzando el tamaño máximo en S vértebras;

  • Las vértebras cervicales, en contraste con las que se encuentran debajo, tienen cuerpos elipsoidales relativamente bajos;
  • los cuerpos de las vértebras cervicales están separados unos de otros por un disco que no está por todas partes. Estos bordes laterales superiores alargados de los cuerpos vertebrales, llamados procesos semilunares o en forma de gancho (processus uncinatus), que se conectan con las esquinas laterales inferiores de los cuerpos de las vértebras suprayacentes, forman la llamada articulación de Lyushka, o articulación descubierta, según la terminología de Troland. Entre el processus uncinatus y la faceta de la vértebra superior hay una fisura no descubierta de 2-4 mm;
  • Las superficies articuladas descubiertas se cubren con cartílago articular, y fuera de la articulación está rodeada por una cápsula. En esta área, las fibras verticales del anillo fibroso en la superficie lateral del disco divergen y corren en racimos paralelos al agujero; al mismo tiempo, el disco no se une directamente a esta articulación, ya que, a medida que se acerca a la fisura destapadora, desaparece gradualmente;
  • La característica anatómica de las vértebras cervicales es la presencia de agujeros en la base de los procesos transversos, en los que a. Vertebralis;
  • Los orificios intervertebrales C 5, C 6 y C 7 tienen forma triangular. El eje del agujero en la sección pasa en un plano oblicuo. Por lo tanto, se crean condiciones para reducir la apertura y comprimir la columna vertebral durante los crecimientos descubiertos del cerebro;
  • los procesos espinosos de las vértebras cervicales (excepto C 7 ) se dividen y bajan;
  • los procesos articulares son relativamente cortos, están en una posición inclinada entre los planos frontal y horizontal, lo que determina una cantidad significativa de movimientos de flexión-extensión e inclinaciones laterales algo limitadas;
  • los movimientos de rotación se realizan principalmente por las vértebras cervicales superiores debido a la articulación cilíndrica del proceso similar a un diente con la superficie articular de la vértebra C1;
  • El proceso espinoso C 7 aparece palpado al máximo y fácilmente;
  • Todos los tipos de movimientos (flexión-extensión, inclinación hacia la derecha y hacia la izquierda, rotación) y en la mayor medida son característicos de la columna cervical;
  • la primera y la segunda raíces cervicales se extienden detrás de las articulaciones atlanto-occipital y atlanto-axial, y no hay discos intervertebrales en estas áreas;
  • en la columna cervical, el grosor de los discos intervertebrales es 1/4 de la altura de la vértebra correspondiente.

La columna cervical es menos potente y más móvil que la lumbar y, en general, está sujeta a menos estrés. Sin embargo, la carga en 1 cm 2 del disco cervical no es menor, sino incluso mayor a 1 cm 2 del lumbar (Mathiash). Como resultado, las lesiones degenerativas de las vértebras cervicales ocurren tan a menudo como en la región lumbar.

R. Gali et al. (1995) demostraron que el aparato de ligamentos proporciona muy poca movilidad entre los cuerpos vertebrales: los desplazamientos horizontales de las vértebras adyacentes nunca superan los 3-5 mm, y la inclinación angular es de 11 °.

La inestabilidad del PDS debe esperarse si hay una distancia de más de 3-5 mm entre los intersticios de las vértebras adyacentes y con un aumento en el ángulo entre los cuerpos vertebrales de más de 11 °. 

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Columna torácica

En la región torácica, donde el volumen de movimientos de la columna vertebral es relativamente pequeño, las vértebras son más altas y más gruesas que las cervicales. Desde Th 5 hasta TH12 de la vértebra torácica, su tamaño transversal aumenta gradualmente, acercándose al tamaño de la vértebra lumbar superior; Los discos intervertebrales en la región torácica tienen una menor altura que en las regiones lumbar y cervical; el grosor del disco intervertebral es 1/3 de la altura de la vértebra correspondiente; Agujeros intervertebrales en la región torácica más estrechos que en la cervical; el canal espinal también es más estrecho que en la región lumbar; la presencia en las raíces torácicas de una gran cantidad de fibras simpáticas no solo causa un color vegetativo peculiar de la radiculopatía torácica, sino que también puede provocar el desarrollo de dolor visceral y discinesias; relativamente masivo, engrosado en los extremos, los procesos transversales de las vértebras torácicas se inclinan un poco hacia atrás, y los procesos espinosos están fuertemente inclinados hacia abajo; el montículo de la costilla colinda con la superficie frontal del extremo libre engrosado del proceso transversal, formando una verdadera articulación costal-transversal; otra articulación se forma entre la cabeza de la costilla y la superficie lateral del cuerpo vertebral a nivel del disco.

Estas articulaciones están reforzadas con ligamentos fuertes. Cuando la columna vertebral gira, las costillas y las superficies laterales de los cuerpos vertebrales con procesos transversales siguen la columna vertebral, girando alrededor del eje vertical en su conjunto.

La columna torácica se distingue por dos características:

  • Curva cifótica normal en contraste con la curva lordal de las regiones cervical y lumbar;
  • Articulación de cada vértebra con un par de costillas.

Estabilidad y movilidad de la columna torácica.

Los principales elementos estabilizadores son: a) caja torácica; b) discos intervertebrales; c) anillos fibrosos; d) ligamentos (ligamentos longitudinales anteriores y posteriores, ligamento radiante, ligamento costal-transverso, ligamentos transversales, ligamento amarillo, ligamentos inter y supraespinoso).

Las costillas con aparato de ligamentos proporcionan una estabilidad suficiente y, al mismo tiempo, limitan la movilidad durante los movimientos (flexión - extensión, inclinaciones laterales y rotación).

¡ATENCIÓN! Durante los movimientos en la región torácica, la rotación es menos limitada.

Los discos intervertebrales, junto con el anillo fibroso, además de la depreciación, desempeñan una función estabilizadora: en esta sección los discos son más pequeños que en las regiones cervical y lumbar, lo que minimiza la movilidad entre los cuerpos vertebrales.

La condición del aparato ligamentario determina la estabilidad de la columna torácica.

Varios autores (Heldsworth, Denis, Jcham, Taylor y otros) fundamentaron la teoría de la estabilidad de tres apoyos.

El papel clave lo desempeña el complejo posterior: su integridad es una condición indispensable para la estabilidad, y el daño a las estructuras de soporte posterior y medio se manifiesta por la inestabilidad clínica.

Un elemento estabilizador importante son las bolsas articulares, y la anatomía de las articulaciones también garantiza la integridad de las estructuras.

Las articulaciones están orientadas en el plano frontal, lo que limita la flexión-extensión y las inclinaciones laterales; por lo tanto, en la región torácica, las subluxaciones y dislocaciones de las articulaciones son extremadamente raras.

¡ATENCIÓN! El área más inestable es la zona Th10-L1 debido a las regiones lumbares torácicas y más móviles relativamente estables.

Columna lumbosacra

En la columna lumbar, que soporta la gravedad del departamento suprayacente:

  • Cuerpos vertebrales anchos, transversales y procesos articulares masivos;
  • la superficie anterior de los cuerpos de las vértebras lumbares es ligeramente cóncava en la dirección sagital; El cuerpo de la vértebra L en la parte delantera es ligeramente más alto que en la espalda, lo que determina la formación anatómica de la lordosis lumbar. En condiciones de lordosis, el eje de carga se desplaza hacia atrás. Esto facilita los movimientos de rotación alrededor del eje vertical del cuerpo;
  • Los procesos transversales de las vértebras lumbares normalmente se ubican frontalmente; Las partes ventrales de los procesos transversales de las vértebras lumbares son los remanentes subdesarrollados de las costillas lumbares correspondientes, por lo que se denominan procesos de costillas (processus costarii vertebrae lumbalis). En la base de los procesos de las costillas, hay procesos incrementales más pequeños (processus accessorius);
  • Los procesos articulares de las vértebras lumbares sobresalen prominentemente, y sus superficies articulares están en ángulo con respecto al plano sagital;
  • Los procesos espinosos son engrosados y, posteriormente, casi horizontales; hay un pequeño proceso mastoideo cónico (processus mamillaris) en el margen posterior-lateral de cada proceso articular superior derecho e izquierdo;
  • Los orificios intervertebrales en la columna lumbar son bastante anchos. Sin embargo, en condiciones de deformidad de la columna vertebral, procesos degenerativos, trastornos estáticos en esta sección, con mayor frecuencia aparece el síndrome radicular;
  • Los discos lumbares, respectivamente, realizan la mayor carga, tienen la mayor altura: 1/3 de la altura del cuerpo;
  • la localización más frecuente de salientes y prolapsos del disco corresponde a las secciones más sobrecargadas: la brecha entre L 4 y L s y algo menos frecuentemente entre C y S1;
  • El núcleo pulpar se encuentra en el borde de la parte posterior y el tercio medio del disco. El anillo fibroso en esta área es mucho más grueso en la parte frontal, donde está apoyado por un denso ligamento longitudinal anterior, que está más fuertemente desarrollado en la región lumbar. La parte posterior del anillo fibroso es más delgada y está separada del canal medular por un ligamento longitudinal posterior delgado y menos desarrollado, que está más firmemente conectado a los discos intervertebrales que a los cuerpos vertebrales. Con este último, este ligamento está conectado por un tejido conectivo suelto, en el que se coloca un plexo venoso, que crea condiciones adicionales para la formación de protuberancias y prolapsos en el lumen del canal espinal.

Uno de los rasgos característicos de la columna vertebral es la presencia de cuatro denominadas curvaturas fisiológicas ubicadas en el plano sagital:

  • lordosis cervical, formada por todas las vértebras cervicales y torácicas superiores; la mayor protuberancia está en el nivel C 5 y C 6;
  • cifosis torácica; la máxima concavidad está en el nivel de Th 6 - Th 7;
  • Lordosis lumbar, que está formada por la última vértebra torácica y todas las vértebras lumbares. La curvatura más grande se ubica a nivel del cuerpo L 4;
  • Cifosis sacrococcígeo.

Los principales tipos de trastornos funcionales en la columna vertebral se desarrollan según el tipo de suavidad de las curvas fisiológicas o según el tipo de aumento (cifosis). La columna vertebral es un órgano axial único, que se divide en diferentes divisiones anatómicas condicionalmente, por lo tanto, no puede haber hiperlordosis, por ejemplo, en la columna cervical con la suavidad de la lordosis en la zona lumbar, y viceversa.

Actualmente, los principales tipos de trastornos funcionales con variantes suavizadas e hiperlordóticas de cambios en la columna vertebral están sistematizados.

1. Cuando se suavizan las curvaturas fisiológicas de la columna vertebral, se desarrolla un tipo de trastornos funcionales de flexión, que se caracteriza por la posición forzada del paciente (en la posición de flexión) e incluye:

  • restricción de la movilidad en los segmentos motores de la columna cervical, incluso en el área de las articulaciones de la cabeza;
  • síndrome del músculo oblicuo inferior de la cabeza;
  • lesiones de los flexores profundos de los músculos del cuello y del músculo esternocleidomastoideo;
  • síndrome del músculo escaleno anterior;
  • síndrome de la región de la fisura superior (síndrome del músculo que eleva la escápula);
  • síndrome de la pared torácica anterior;
  • en algunos casos - el síndrome de periartritis humeroscapular;
  • en algunos casos, síndrome de epicondilosis cubital externa;
  • restricción de la movilidad de la 1ª costilla, en algunos casos - costillas I-IV, articulaciones de la clavícula;
  • síndrome de suavidad lordosis lumbar;
  • síndrome del músculo paravertebral.

Restricción de la movilidad en los segmentos motores de la columna lumbar y torácica inferior: en la columna lumbar - flexión y torácica inferior - extensión:

  • movilidad limitada en la articulación sacroilíaca;
  • síndrome del músculo suprarrenal;
  • Síndrome del músculo ileo-lumbar.

2. Con un aumento de las curvas fisiológicas en la columna vertebral, se desarrolla un tipo de deterioro funcional de la flexión, caracterizado por una marcha “orgullosa” enderezada del paciente y una limitación de la extensión en la columna lumbar y cervical durante la manifestación de las manifestaciones clínicas de la enfermedad. Incluye:

  • restricción de la movilidad en los segmentos motores de los ovarios medio-cervicales y cervicales de la columna vertebral;
  • cervicalgia de los músculos - extensores del cuello;
  • en algunos casos, el síndrome de epicondilosis cubital interna;
  • Restricción de la movilidad en los segmentos motores de la columna torácica.
  • síndrome de hiperlordosis lumbar;
  • Limitación de la extensión en los segmentos del motor de la columna lumbar: L1-L2 y L 2 -L 3, en algunos casos - L 3 - L 4;
  • síndrome del grupo muscular de la espalda femoral;
  • síndrome de secreción muscular femoral;
  • síndrome piriforme;
  • síndrome de coccigodinia.

Por lo tanto, cuando la simetría de las fuerzas activas se altera incluso en condiciones fisiológicas normales, cambia la configuración de la columna vertebral. Debido a las curvas fisiológicas, la columna vertebral puede soportar una carga axial 18 veces mayor que una columna de concreto del mismo espesor. Esto es posible debido al hecho de que, en presencia de curvas, la fuerza de carga se distribuye uniformemente por toda la columna vertebral.

La columna vertebral también incluye su división fija, el sacro y el coxis lento.

El sacro y la quinta vértebra lumbar son la base de toda la columna vertebral, que brinda apoyo a todos sus departamentos superiores y experimenta la mayor tensión.

La formación de la columna vertebral y la formación de sus curvas fisiológicas y patológicas están muy influenciadas por la posición de las vértebras lumbares IV y V y el sacro, es decir, la proporción entre la parte sacra y la parte superior de la columna vertebral.

Normalmente, el sacro en relación con el eje vertical del cuerpo está en un ángulo de 30 °. La pronunciada pendiente de la pelvis hace que la lordosis lumbar mantenga el equilibrio.

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