ديناميكيات العمود الفقري البشري

يُعد هيكل العمود الفقري دعامة متينة للجسم، ويتكون من 33-34 فقرة. تتكون الفقرة من جزأين: جسم الفقرة (في الأمام) وقوس الفقرة (في الخلف). يُشكل جسم الفقرة الجزء الأكبر من الفقرة. يتكون قوس الفقرة من أربعة أجزاء. اثنان منها هما السويقات، اللتان تُشكلان الجدران الداعمة. أما الجزءان الآخران فهما صفائح رقيقة تُشكل ما يشبه "سقفًا". تمتد ثلاث نتوءات عظمية من قوس الفقرة. تتفرع النتوءات المستعرضة اليمنى واليسرى من كل مفصل "سويقي-صفيحي". بالإضافة إلى ذلك، عند انحناء الشخص للأمام، يُمكن رؤية نتوء شوكيّ بارز للخلف على خط الوسط. تختلف فقرات الأقسام المختلفة باختلاف موقعها ووظيفتها، ويحدد اتجاه ودرجة حركة الفقرة اتجاه النتوءات المفصلية.

الفقرات العنقية. تتميز النتوءات المفصلية بشكلها المسطح والبيضاوي، وتقع في الفراغ بزاوية 10-15 درجة مع المستوى الأمامي، و45 درجة مع المستوى السهمي، و45 درجة مع المستوى الأفقي. وبالتالي، فإن أي إزاحة ناتجة عن المفصل العلوي بالنسبة للمفصل السفلي ستحدث بزاوية مع ثلاثة مستويات في آن واحد. يتميز جسم الفقرة بتقعّر في السطحين العلوي والسفلي، ويعتبره العديد من الباحثين عاملاً مساهماً في زيادة مدى الحركة.

الفقرات الصدرية. تميل النتوءات المفصلية نحو المستوى الأمامي بزاوية ٢٠ درجة، والمستوى السهمي بزاوية ٦٠ درجة، والمستوى الأفقي والأمامي بزاوية ٢٠ درجة.

يُسهّل هذا الترتيب المكاني للمفاصل إزاحة المفصل العلوي بالنسبة للمفصل السفلي، سواءً في آنٍ واحدٍ من الناحية القحفية البطنية أو الظهرية الذابلية، بالتزامن مع إزاحته الإنسيّة أو الجانبية. وتميل الأسطح المفصلية بشكلٍ كبيرٍ في المستوى السهمي.

الفقرات القطنية. يختلف الترتيب المكاني لأسطحها المفصلية عن ترتيب الفقرات الصدرية والرقبية. فهي مقوسة ومتموضعة بزاوية 45 درجة مع المستوى الأمامي، و45 درجة مع المستوى الأفقي، و45 درجة مع المستوى السهمي. يُسهّل هذا الترتيب المكاني إزاحة المفصل العلوي بالنسبة للمفصل السفلي، ظهريًا وجانبيًا وبطنيًا، بالتزامن مع إزاحة قحفية أو ذيلية.

يتضح الدور المهم للمفاصل الفقرية في حركة العمود الفقري من خلال أعمال ليسغافت الشهيرة (1951)، حيث أولت اهتمامًا كبيرًا لتطابق مراكز ثقل السطح الكروي للمفاصل في الفقرات C5-C7. وهذا يفسر حجم الحركة السائد فيها. بالإضافة إلى ذلك، فإن ميل الأسطح المفصلية في وقت واحد إلى المستويات الأمامية والأفقية والرأسية يعزز الحركة الخطية المتزامنة في كل من هذه المستويات الثلاثة، مما يستبعد إمكانية الحركة في مستوى واحد. بالإضافة إلى ذلك، يعزز شكل الأسطح المفصلية انزلاق مفصل واحد على طول مستوى مفصل آخر، مما يحد من إمكانية الحركة الزاوية المتزامنة. تتوافق هذه الأفكار مع دراسات وايت (1978)، والتي أظهرت أنه بعد إزالة النتوءات المفصلية ذات الأقواس، ازداد حجم الحركة الزاوية في مقطع الحركة الفقرية في المستوى السهمي بنسبة 20-80%، وفي المستوى الأمامي بنسبة 7-50%، وفي المستوى الأفقي بنسبة 22-60%. وتؤكد بيانات التصوير الشعاعي لجيروت (1973) هذه النتائج.

يحتوي العمود الفقري على جميع أنواع الوصلات العظمية: متصلة (التحامات غضروفية، التحامات غضروفية، التحامات عظمية) ومتقطعة (مفاصل بين العمود الفقري والجمجمة). تتصل أجسام الفقرات ببعضها البعض بواسطة أقراص فقرية، تُشكل معًا حوالي 'A من طول العمود الفقري. تعمل هذه الأقراص بشكل أساسي كممتصات صدمات هيدروليكية.

ومن المعروف أن مقدار الحركة في أي جزء من العمود الفقري يعتمد إلى حد كبير على نسبة ارتفاع الأقراص الفقرية والجزء العظمي من العمود الفقري.

وفقًا لكاباندجي (1987)، تُحدد هذه النسبة مدى حركة جزء مُحدد من العمود الفقري: فكلما زادت النسبة، زادت الحركة. يتمتع العمود الفقري العنقي بأعلى قدر من الحركة، إذ تبلغ النسبة 2:5، أي 40%. أما العمود القطني، فهو أقل حركة (النسبة 1:3، أي 33%). كما أن العمود الصدري أقل حركة (النسبة 1:5، أي 20%).

يتم إنشاء كل قرص بطريقة تجعله يحتوي على قلب جيلاتيني وحلقة ليفية في الداخل.

تتكون النواة الجيلاتينية من مادة هلامية غير قابلة للانضغاط، محاطة بغلاف مرن. يتكون تركيبها الكيميائي من بروتينات وسكريات متعددة. تتميز النواة بانجذابها الشديد للماء.

وفقًا لبوشيل (1930)، يبلغ محتوى السوائل في النواة عند الولادة 88٪. مع التقدم في السن، تفقد النواة قدرتها على ربط الماء. وبحلول سن 70، ينخفض محتوى الماء إلى 66٪. أسباب وعواقب هذا الجفاف ذات أهمية كبيرة. يمكن تفسير انخفاض محتوى الماء في القرص بانخفاض تركيز البروتين، عديد السكاريد، وأيضًا بالاستبدال التدريجي للمادة الشبيهة بالهلام في النواة بأنسجة غضروفية ليفية. أظهرت نتائج الدراسات التي أجراها آدامز وآخرون (1976) أنه مع التقدم في السن يحدث تغيير في الحجم الجزيئي للبروتيوغليكان في النواة اللبية والحلقة الليفية. ينخفض محتوى السوائل. وبحلول سن 20، يختفي الإمداد الوعائي للأقراص. وبحلول سن 30، يتغذى القرص حصريًا عن طريق الانتشار اللمفاوي من خلال الصفائح الطرفية للفقرات. وهذا ما يفسر فقدان مرونة العمود الفقري مع التقدم في السن، وكذلك ضعف قدرة كبار السن على استعادة مرونة القرص المصاب.

تستقبل النواة اللبية القوى الرأسية المؤثرة على جسم الفقرة، وتوزعها شعاعيًا في المستوى الأفقي. لفهم هذه الآلية بشكل أفضل، يمكن تخيل النواة كمفصل مفصلي متحرك.

تتكون الحلقة الليفية من حوالي 20 طبقة متحدة المركز من الألياف، متشابكة بحيث تكون إحدى الطبقات بزاوية مع سابقتها. يوفر هذا الهيكل التحكم في الحركة. على سبيل المثال، تحت تأثير إجهاد القص، تتقلص الألياف المائلة التي تسير في اتجاه واحد، بينما تسترخي تلك التي تسير في الاتجاه المعاكس.

وظائف النواة اللبية (Alter, 2001)

فعل	الانحناء	امتداد	الانثناء الجانبي
يتم رفع الفقرة العلوية	أمام	خلف	نحو الجانب المنحني
وبالتالي، يتم تقويم القرص.	أمام	خلف	نحو الجانب المنحني
وبالتالي، يزيد القرص	خلف	أمام	إلى الجانب المقابل للانحناء
لذلك يتم توجيه النواة	إلى الأمام	خلف	إلى الجانب المقابل للانحناء

تفقد الحلقة الليفية مرونتها ومرونتها مع التقدم في السن. في الشباب، يكون النسيج الليفي المرن للحلقة مرنًا في الغالب. مع التقدم في السن أو بعد الإصابة، تزداد نسبة العناصر الليفية ويفقد القرص مرونته. بفقدان المرونة، يصبح أكثر عرضة للإصابة والتلف.

يمكن أن يقصر طول كل قرص فقري بمقدار 1 مم في المتوسط تحت حمل وزنه 250 كجم، مما يؤدي إلى قصر يبلغ حوالي 24 مم في العمود الفقري بأكمله. عند حمل وزنه 150 كجم، يبلغ قصر القرص الفقري بين الفقرتين T6 وT7 0.45 مم، بينما يؤدي حمل وزنه 200 كجم إلى قصر القرص بين الفقرتين T11 وT12 بمقدار 1.15 مم.

تختفي هذه التغيرات في الأقراص الناتجة عن الضغط بسرعة كبيرة. عند الاستلقاء لمدة نصف ساعة، يزداد طول جسم شخص يتراوح طوله بين 170 و180 سم بمقدار 0.44 سم. ويُحدد الفرق في طول جسم الشخص نفسه صباحًا ومساءً بمتوسط 2 سم. ووفقًا لليت ورايلي وتروب (1986)، لوحظ انخفاض في الطول بنسبة 38.4% في أول ساعة ونصف بعد الاستيقاظ، وبنسبة 60.8% في أول ساعتين ونصف بعد الاستيقاظ. واستعاد الطول بنسبة 68% في النصف الأول من الليل.

وفي تحليل الفرق في الطول بين الأطفال في الصباح وبعد الظهر، وجد ستريك لاند وشيرين (1972) فرقًا متوسطًا قدره 1.54 سم، مع نطاق يتراوح بين 0.8-2.8 سم.

أثناء النوم، يكون الحمل على العمود الفقري ضئيلاً، وتنتفخ الأقراص الفقرية، ما يؤدي إلى امتصاص السوائل من الأنسجة. وقد حدد آدامز ودولان وهاتون (1987) ثلاث عواقب مهمة للتغيرات اليومية في الحمل على العمود الفقري القطني: 1- يؤدي "التورم" إلى زيادة تيبس العمود الفقري أثناء ثنيه بعد الاستيقاظ؛ 2- تتميز أربطة أقراص العمود الفقري في الصباح الباكر بارتفاع خطر الإصابة؛ 3- يزداد نطاق حركة العمود الفقري مع اقتراب منتصف النهار. ولا يعود اختلاف طول الجسم إلى انخفاض سمك الأقراص الفقرية فحسب، بل أيضاً إلى تغير في ارتفاع قوس القدم، وربما أيضاً إلى حد ما إلى تغير في سمك غضاريف مفاصل الأطراف السفلية.

قد يتغير شكل الأقراص الفقرية تحت تأثير القوى قبل سن البلوغ. في هذه المرحلة، يتحدد سمك الأقراص وشكلها بشكل نهائي، ويصبح شكل العمود الفقري والوضعية المرتبطة به ثابتين. ومع ذلك، ولأن الوضعية تعتمد بشكل أساسي على خصائص الأقراص الفقرية، فهي ليست سمة ثابتة تمامًا، وقد تتغير إلى حد ما تحت تأثير القوى الخارجية والداخلية، وخاصةً التمارين الرياضية، وخاصةً في سن مبكرة.

تلعب الأربطة والأنسجة الضامة الأخرى دورًا هامًا في تحديد الخصائص الديناميكية للعمود الفقري. وتتمثل مهمتها في الحد من حركة المفصل أو تعديلها.

الأربطة الطولية الأمامية والخلفية تمتد على طول السطحين الأمامي والخلفي للأجسام الفقرية والأقراص الفقرية.

بين أقواس الفقرات، توجد أربطة قوية جدًا تتكون من ألياف مرنة، تُعطيها لونًا أصفر، ولذلك تُسمى هذه الأربطة "بين قوسين" أو "أصفر". عند حركة العمود الفقري، وخاصةً عند الانحناء، تتمدد هذه الأربطة وتصبح مشدودة.

بين النتوءات الشوكية للفقرات توجد أربطة بين الأشواك، وبين النتوءات المستعرضة توجد أربطة بين المستعرضات. وفوق النتوءات الشوكية، يمتد على طول العمود الفقري، الرباط فوق الشوكي، الذي يزداد عند اقترابه من الجمجمة في اتجاه سهمي، ويُسمى الرباط القفوي. يشبه هذا الرباط عند البشر صفيحة عريضة، ويشكل حاجزًا بين مجموعتي العضلات اليمنى واليسرى في منطقة القفوية. تتصل النتوءات المفصلية للفقرات ببعضها البعض بواسطة مفاصل، تكون في الأجزاء العلوية من العمود الفقري مسطحة، وفي الأجزاء السفلية، وخاصة في منطقة أسفل الظهر، تكون أسطوانية.

للوصلة بين العظم القذالي والعظم الأطلس خصائصها الخاصة. فهنا، كما هو الحال بين النتوءات المفصلية للفقرات، يوجد مفصل مشترك يتكون من مفصلين منفصلين تشريحيًا. ويكون شكل الأسطح المفصلية للمفصل الأطلس القذالي بيضاويًا أو بيضاويًا.

تتحد ثلاثة مفاصل بين الأطلس والعظم الفكي العلوي في مفصل أطلسي محوري مشترك مع محور دوران رأسي واحد؛ ومن بين هذه المفاصل، المفصل غير المزدوج هو المفصل الأسطواني بين أوكار العظم الفكي العلوي والقوس الأمامي للأطلس، والمفصل المزدوج هو المفصل المسطح بين السطح المفصلي السفلي للأطلس والسطح المفصلي العلوي للأطلس.

مفصلان، المفصل الأطلسي القذالي والمفصل الأطلسي المحوري، يقعان أعلى وأسفل عظمة الأطلس، ويكمل كل منهما الآخر لتشكيل اتصالات توفر للرأس القدرة على الحركة حول ثلاثة محاور دوران متعامدة بشكل متبادل. يمكن دمج كلا المفصلين في مفصل واحد مشترك. عندما يدور الرأس حول محور عمودي، يتحرك عظمة الأطلس مع العظم القذالي، ويلعب دور نوع من الغضروف الهلالي الداخلي بين الجمجمة وبقية العمود الفقري. يشارك جهاز رباطي معقد إلى حد ما في تقوية هذه المفاصل، والذي يتضمن الرباط الصليبي والرباط الجناحي. يتكون الرباط الصليبي بدوره من الرباط المستعرض وساقين - علوية وسفلية. يمر الرباط المستعرض خلف العظمة السنية ويقوي موضع هذه السن في مكانها، حيث يتم شده بين الكتلتين الجانبيتين اليمنى واليسرى لعظمة الأطلس. تمتد عظام الفخذ العلوية والسفلية من الرباط المستعرض. يتصل الرباط العلوي بالعظم القذالي، بينما يتصل الرباط السفلي بجسم الفقرة العنقية الثانية. يمتد الرباطان الجناحيان، الأيمن والأيسر، من الأسطح الجانبية للسن إلى الأعلى وإلى الخارج، متصلين بالعظم القذالي. بين عظمة الأطلس والعظم القذالي، يوجد غشاءان - أمامي وخلفي - يغلقان الفتحة بين هاتين العظمتين.

يتصل العجز بالعصعص عن طريق التحام غضروفي، حيث يتحرك العصعص بشكل رئيسي في الاتجاه الأمامي الخلفي. يبلغ مدى حركة قمة العصعص في هذا الاتجاه عند النساء حوالي 2 سم. كما يساهم الجهاز الرباطي في تقوية هذا التحام الغضروفي.

لأن العمود الفقري للبالغين يُشكّل منحنيين رقبيين (عنقي وقطني) ومنحنيين حدابيين (صدري وعجزي عصعصي)، فإن الخط العمودي المنبعث من مركز ثقل الجسم لا يتقاطع معه إلا في موضعين، غالبًا عند مستوى الفقرتين C8 وL5. مع ذلك، قد تختلف هذه النسب تبعًا لخصائص وضعية الشخص.

لا يقتصر ضغط وزن النصف العلوي من الجسم على الفقرات فحسب، بل يؤثر أيضًا على بعضها كقوة تُشكّل انحناءات العمود الفقري. في المنطقة الصدرية، يمر خط ثقل الجسم أمام الفقرات، مما يُحدث تأثيرًا قويًا يهدف إلى زيادة الانحناء الحدابي للعمود الفقري. ويمنع ذلك الجهاز الرباطي، وخاصةً الرباط الطولي الخلفي، والأربطة بين العظام، بالإضافة إلى قوة عضلات الجذع الباسطة.

في العمود الفقري القطني، تنعكس العلاقة، فعادةً ما يمر خط ثقل الجسم بطريقة تُقلل من انحناء العمود الفقري القطني. مع التقدم في السن، تتراجع مقاومة الأربطة وتوتر العضلات الباسطة، مما يؤدي، تحت تأثير الجاذبية، إلى تغيير شكل العمود الفقري في أغلب الأحيان، ويشكل انحناءً عامًا واحدًا متجهًا للأمام.

لقد ثبت أن التحول الأمامي لمركز الثقل في النصف العلوي من الجسم يحدث تحت تأثير عدد من العوامل: كتلة الرأس وحزام الكتف والأطراف العلوية والصدر والأعضاء الصدرية والبطنية.

ينحرف المستوى الأمامي، الذي يقع فيه مركز ثقل الجسم، للأمام عن المفصل الأطلسي القذالي بشكل طفيف نسبيًا لدى البالغين. لدى الأطفال الصغار، تُعد كتلة الرأس ذات أهمية كبيرة نظرًا لارتفاع نسبتها إلى كتلة الجسم ككل، لذا عادةً ما يكون المستوى الأمامي لمركز ثقل الرأس أكثر انزياحًا للأمام. تؤثر كتلة الأطراف العلوية للإنسان إلى حد ما على تكوين انحناء العمود الفقري، وذلك تبعًا لإزاحة حزام الكتف للأمام أو للخلف، حيث لاحظ المتخصصون وجود علاقة بين الانحناء ودرجة انزياح حزام الكتف والأطراف العلوية للأمام. ومع ذلك، مع استقامة الجسم، عادةً ما ينزاح حزام الكتف للخلف. تؤثر كتلة صدر الإنسان على انزياح مركز ثقل الجذع للأمام كلما زاد قطره الأمامي الخلفي. في الصدر المسطح، يكون مركز كتلته قريبًا نسبيًا من العمود الفقري. لا تُسهم أعضاء الصدر، وخاصةً القلب، في إزاحة مركز ثقل الجذع للأمام بكتلتها فحسب، بل تُشكّل أيضًا شدًا مباشرًا للجزء القحفي من العمود الفقري الصدري، مما يزيد من انحناءه الحدابي. يختلف وزن أعضاء البطن باختلاف عمر الشخص وبنيته الجسدية.

تُحدد السمات المورفولوجية للعمود الفقري مقاومته للضغط والشد. وتشير الدراسات المتخصصة إلى أنه يتحمل ضغطًا ضاغطًا يبلغ حوالي 350 كجم. تبلغ مقاومة الضغط في منطقة العنق حوالي 50 كجم، وفي منطقة الصدر 75 كجم، وفي منطقة أسفل الظهر 125 كجم. ومن المعروف أن مقاومة الشد تبلغ حوالي 113 كجم في منطقة العنق، و210 كجم في منطقة الصدر، و410 كجم في منطقة أسفل الظهر. تتمزق المفاصل بين الفقرة القطنية الخامسة والعجز تحت تأثير شد يبلغ 262 كجم.

قوة الفقرات الفردية للضغط على العمود الفقري العنقي هي تقريبًا كما يلي: C3 - 150 كجم، C4 - 150 كجم، C5 - 190 كجم، C6 - 170 كجم، C7 - 170 كجم.

المؤشرات التالية نموذجية لمنطقة الصدر: T1 - 200 كجم، T5 - 200 كجم، T3 - 190 كجم، T4 - 210 كجم، T5 - 210 كجم، T6 - 220 كجم، T7 - 250 كجم، T8 - 250 كجم، T9 - 320 كجم، T10 - 360 كجم، T11 - 400 كجم، T12 - 375 كجم. تتحمل منطقة أسفل الظهر الأحمال التالية تقريبًا: L1 - 400 كجم، L2 - 425 كجم، L3 - 350 كجم، L4 - 400 كجم، L5 - 425 كجم.

هناك أنواعٌ من الحركات ممكنة بين فقرتين متجاورتين: حركاتٌ على طول المحور الرأسي نتيجةً لانضغاط الأقراص الفقرية وتمددها. هذه الحركات محدودةٌ جدًا، إذ لا يحدث الانضغاط إلا ضمن مرونة الأقراص الفقرية، وتُثبّط الأربطة الطولية عملية التمدد. أما بالنسبة للعمود الفقري ككل، فإن حدود الانضغاط والتمدد ضئيلة.

قد تحدث الحركات بين أجسام فقرتين متجاورتين جزئيًا على شكل دوران حول محور عمودي. تُثبّط هذه الحركة بشكل رئيسي بشد الألياف المتحدة المركز للحلقة الليفية للقرص الفقري.

من الممكن أيضًا حدوث دوران حول المحور الأمامي بين الفقرات أثناء الانثناء والبسط. خلال هذه الحركات، يتغير شكل القرص الفقري. أثناء الانثناء، ينضغط الجزء الأمامي منه ويتمدد الجزء الخلفي؛ بينما يحدث العكس أثناء البسط. في هذه الحالة، تغير النواة الجيلاتينية موضعها. أثناء الانثناء، تتحرك للخلف، وأثناء البسط، تتحرك للأمام، أي نحو الجزء المتمدد من الحلقة الليفية.

هناك نوع آخر مميز من الحركة وهو الدوران حول المحور السهمي، مما يؤدي إلى ميلان جانبي للجذع. في هذه الحالة، ينضغط أحد الأسطح الجانبية للقرص، بينما يتمدد الآخر، وتتحرك النواة الجيلاتينية نحو التمدد، أي نحو التحدب.

تعتمد الحركات التي تحدث في المفاصل بين فقرتين متجاورتين على شكل الأسطح المفصلية، والتي تقع بشكل مختلف في أجزاء مختلفة من العمود الفقري.

المنطقة العنقية هي الأكثر حركة. في هذه المنطقة، تتميز النتوءات المفصلية بأسطح مفصلية مسطحة موجهة للخلف بزاوية تتراوح بين 45 و65 درجة تقريبًا. يوفر هذا النوع من المفصل ثلاث درجات من الحرية، وهي: حركات الثني والبسط ممكنة في المستوى الأمامي، والحركات الجانبية في المستوى السهمي، والحركات الدورانية في المستوى الأفقي.

في الفراغ بين الفقرتين C2 و C3، يكون نطاق الحركة أصغر إلى حد ما من بين الفقرات الأخرى. ويفسر ذلك حقيقة أن القرص الفقري بين هاتين الفقرتين رقيق للغاية وأن الجزء الأمامي من الحافة السفلية للغطاء الخارجي يشكل نتوءًا يحد من الحركة. يبلغ نطاق حركة الانثناء والبسط في العمود الفقري العنقي حوالي 90 درجة. يتغير التحدب الأمامي الذي يشكله المحيط الأمامي للعمود الفقري العنقي إلى تقعر أثناء الانثناء. ويبلغ نصف قطر التقعر المتشكل بهذه الطريقة 16.5 سم. إذا تم رسم أنصاف أقطار من الطرفين الأمامي والخلفي لهذا التقعر، يتم الحصول على زاوية مفتوحة للخلف تساوي 44 درجة. مع أقصى امتداد، يتم تكوين زاوية مفتوحة للأمام وللأعلى تساوي 124 درجة. يتصل أوتار هذين القوسين بزاوية 99 درجة. يُلاحظ أكبر مدى للحركة بين الفقرات C3 وC4 وC5، وأقل إلى حد ما بين C6 وC7 وحتى أقل بين الفقرات C7 وT1.

الحركات الجانبية بين أجسام الفقرات العنقية الست الأولى لها أيضًا سعة كبيرة نسبيًا. الفقرة ج... أقل حركة بشكل ملحوظ في هذا الاتجاه.

لا تُساعد الأسطح المفصلية السرجية بين أجسام الفقرات العنقية على حركات الالتواء. وبشكل عام، ووفقًا لمؤلفين مختلفين، يبلغ متوسط سعة الحركات في منطقة العنق القيم التالية: الانثناء - 90 درجة، البسط - 90 درجة؛ الميل الجانبي - 30 درجة، الدوران إلى جانب واحد - 45 درجة.

يتمتع المفصل الأطلسي القذالي والمفصل بين الأطلس والعظم الفكي بثلاث درجات من حرية الحركة. في الدرجة الأولى، يكون إمالة الرأس للأمام والخلف ممكنة. في الدرجة الثانية، يكون دوران الأطلس حول الناتئ السني ممكنًا، مع دوران الجمجمة مع الأطلس. لا يمكن إمالة الرأس للأمام عند المفصل بين الجمجمة والأطلس إلا بمقدار 20 درجة، وإمالة للخلف بمقدار 30 درجة. يتم تثبيط الحركة للخلف عن طريق شد الأغشية الأطلسية القذالية الأمامية والخلفية وتحدث حول المحور الأمامي المار خلف الفتحة السمعية الخارجية وأمام النتوءات الحلمية للعظم الصدغي مباشرةً. لا يمكن إمالة الجمجمة للأمام بدرجة تزيد عن 20 درجة و30 درجة للخلف إلا مع العمود الفقري العنقي. يكون الإمالة للأمام ممكنة حتى تلمس الذقن عظم القص. لا يتحقق هذا الميل إلا بالانقباض النشط للعضلات التي تثني العمود الفقري العنقي وتميل الرأس على الجسم. عندما يتم سحب الرأس للأمام بفعل الجاذبية، لا يلمس الذقن عظم القص عادةً لأن الرأس يُثبت في مكانه بواسطة شد عضلات الجزء الخلفي من الرقبة والرباط القفوي. لا يكفي وزن الرأس المائل للأمام المؤثر على الرافعة من الدرجة الأولى للتغلب على سلبية عضلات الجزء الخلفي من الرقبة ومرونة الرباط القفوي. عندما تنقبض عضلتا القص اللامي والذقن اللامي، فإن قوتهما، إلى جانب وزن الرأس، تسبب تمددًا أكبر لعضلات الجزء الخلفي من الرقبة والرباط القفوي، مما يتسبب في إمالة الرأس للأمام حتى يلامس الذقن عظم القص.

يمكن للمفصل بين الأطلس والعظمي أن يدور بزاوية 30 درجة يمينًا ويسارًا. ويحد من دوران المفصل بين الأطلس والعظمي شد الأربطة الجناحية، التي تنشأ على الأسطح الجانبية للقمات العظم القذالي وتلتصق بالأسطح الجانبية للناتئ السنّي.

نظرًا لأن السطح السفلي للفقرات العنقية مقعر في الاتجاه الأمامي الخلفي، فإن الحركات بين الفقرات في المستوى السهمي ممكنة. في منطقة العنق، يكون الجهاز الرباطي هو الأقل قوة، مما يساهم أيضًا في حركته. منطقة العنق أقل تعرضًا بشكل ملحوظ (مقارنة بالمناطق الصدرية والقطنية) لعمل الأحمال الانضغاطية. إنها نقطة التعلق لعدد كبير من العضلات التي تحدد حركات الرأس والعمود الفقري وحزام الكتف. على الرقبة، يكون التأثير الديناميكي لشد العضلات أكبر نسبيًا مقارنة بعمل الأحمال الساكنة. منطقة العنق أقل تعرضًا للأحمال المشوهة، حيث يبدو أن العضلات المحيطة تحميها من التأثيرات الساكنة المفرطة. إحدى السمات المميزة لمنطقة العنق هي أن الأسطح المسطحة للعمليات المفصلية في الوضع الرأسي للجسم تكون بزاوية 45 درجة. عند إمالة الرأس والرقبة للأمام، تزداد هذه الزاوية إلى 90 درجة. في هذه الوضعية، تتداخل الأسطح المفصلية للفقرات العنقية أفقيًا، وتثبت بفضل حركة العضلات. عند ثني الرقبة، يكون لحركة العضلات تأثيرٌ بالغ الأهمية. ومع ذلك، يُعد ثني الرقبة أمرًا شائعًا أثناء العمل، إذ يجب على حاسة البصر التحكم في حركات اليدين. عادةً ما تُؤدى العديد من أنواع العمل، بما في ذلك قراءة كتاب، مع ثني الرأس والرقبة. لذلك، يجب أن تعمل العضلات، وخاصةً عضلات مؤخرة الرقبة، للحفاظ على توازن الرأس.

في منطقة الصدر، تتميز النتوءات المفصلية أيضًا بأسطح مفصلية مسطحة، لكنها تتجه عموديًا تقريبًا وتقع بشكل رئيسي في المستوى الأمامي. مع هذا الترتيب للنتوءات، تكون حركات الثني والدوران ممكنة، ويكون الامتداد محدودًا. ولا يُجرى الانحناء الجانبي إلا في حدود ضئيلة.

في المنطقة الصدرية تكون حركة العمود الفقري أقل ما يمكن، وذلك بسبب صغر سمك الأقراص الفقرية.

الحركة في المنطقة الصدرية العلوية (من الفقرة الأولى إلى الفقرة السابعة) ضئيلة، وتزداد في الاتجاه الذنبي. يمكن حدوث انحناء جانبي في المنطقة الصدرية بحوالي 100 درجة إلى اليمين، وبدرجة أقل إلى اليسار. تُحدَّد الحركات الدورانية بموضع النتوءات المفصلية. مدى الحركة كبير جدًا: 90 درجة حول المحور الأمامي، و45 درجة للامتداد، و80 درجة للدوران.

في منطقة أسفل الظهر، تتميز النتوءات المفصلية بأسطح مفصلية موجهة تقريبًا في المستوى السهمي، حيث يكون سطحها المفصلي العلوي الداخلي مقعرًا والسطح المفصلي السفلي الخارجي محدبًا. هذا الترتيب للنتوءات المفصلية يستبعد إمكانية دورانها المتبادل، وتتم الحركات فقط في المستويين السهمي والأمامي. في هذه الحالة، تكون حركة التمديد ممكنة ضمن حدود أكبر من حركة الثني.

في منطقة أسفل الظهر، تختلف درجة الحركة بين الفقرات المختلفة. في جميع الاتجاهات، تكون الحركة في أقصاها بين الفقرتين L3 وL4، وبين L4 وL5. وتُلاحظ أقل حركة بين L2 وL3.

تتميز حركة العمود الفقري القطني بالمعايير التالية: الانثناء - ٢٣ درجة، البسط - ٩٠ درجة، الميل الجانبي لكل جانب - ٣٥ درجة، الدوران - ٥٠ درجة. يتميز الحيز الفقري بين الفقرتين القطنيتين الثالثة والرابعة بأكبر قدر من الحركة، وهو ما يُقارن بالموقع المركزي للفقرة القطنية الثالثة. في الواقع، تُمثل هذه الفقرة مركز منطقة البطن لدى الرجال (أما لدى النساء، فتقع الفقرة القطنية الثالثة في موضع ذيلي أكثر). هناك حالات كان فيها العجز عند البشر شبه أفقي، وانخفضت زاوية العجز القطني إلى ١٠٠-١٠٥ درجة. يُوضح الجدول ٣.٤ العوامل التي تُحد من حركة العمود الفقري القطني.

في المستوى الأمامي، يكون ثني العمود الفقري ممكنًا بشكل رئيسي في منطقتي العنق والصدر العلوي؛ بينما يحدث التمدد بشكل رئيسي في منطقتي العنق والقطني، وتكون هذه الحركات ضئيلة في منطقة الصدر. في المستوى السهمي، تُلاحظ أكبر حركة في منطقة العنق؛ وتكون ضئيلة في منطقة الصدر، ثم تزداد مجددًا في الجزء القطني من العمود الفقري. يكون الدوران ممكنًا ضمن حدود كبيرة في منطقة العنق؛ بينما يتناقص في الاتجاه الذنبي ويكون ضئيلًا جدًا في منطقة القطني.

عند دراسة حركة العمود الفقري ككل، لا معنى حسابيًا لتلخيص الأرقام التي تميز سعة الحركات في أقسام مختلفة، لأنه أثناء حركات الجزء الحر بأكمله من العمود الفقري (سواء على المستحضرات التشريحية أو على الكائنات الحية)، تحدث حركات تعويضية بسبب انحناء العمود الفقري. على وجه الخصوص، يمكن أن يؤدي الثني الظهري في قسم واحد إلى تمدد بطني في قسم آخر. لذلك، يُنصح باستكمال دراسة حركة الأقسام المختلفة ببيانات حول حركة العمود الفقري ككل. عند دراسة عمود فقري معزول في هذا الصدد، حصل عدد من المؤلفين على البيانات التالية: الثني - 225 درجة، التمديد - 203 درجة، الميل الجانبي - 165 درجة، الدوران - 125 درجة.

في منطقة الصدر، لا يمكن ثني العمود الفقري جانبيًا إلا عندما تكون النتوءات المفصلية متوضعة تمامًا في المستوى الأمامي. ومع ذلك، فهي مائلة قليلًا للأمام. ونتيجةً لذلك، لا تشارك في الميل الجانبي إلا المفاصل الفقرية التي تتجه أوجهها تقريبًا في المستوى الأمامي.

تكون الحركات الدورانية للعمود الفقري حول المحور الرأسي ممكنةً بأقصى حد في منطقة الرقبة. يمكن تدوير الرأس والرقبة بالنسبة للجذع بزاوية 60-70 درجة تقريبًا في كلا الاتجاهين (أي ما يعادل حوالي 140 درجة إجمالًا). يستحيل الدوران في العمود الفقري الصدري، بينما يكون الدوران شبه معدوم في العمود الفقري القطني. يكون الدوران الأقصى ممكنًا بين العمودين الصدري والقطني في منطقة الزوجين الحركيين الحيويين السابع عشر والثامن عشر.

وبالتالي فإن الحركة الدورانية الكلية للعمود الفقري ككل تساوي 212 درجة (132 درجة للرأس والرقبة و80 درجة للأزواج الحيوية الحركية 17 و18).

من المهم تحديد درجة دوران الجسم حول محوره الرأسي. عند الوقوف على ساق واحدة، يكون الدوران في مفصل الورك شبه المثني 140 درجة؛ وعند الاستناد على كلتا الساقين، تنخفض سعة هذه الحركة إلى 30 درجة. إجمالاً، يزيد هذا من قدرة الجسم على الدوران إلى حوالي 250 درجة عند الوقوف على ساقين، وإلى 365 درجة عند الوقوف على ساق واحدة. تُسبب الحركات الدورانية من الرأس إلى أصابع القدمين انخفاضًا في طول الجسم بمقدار 1-2 سم. ومع ذلك، يكون هذا الانخفاض أكبر بكثير لدى بعض الأشخاص.

تتم الحركة الالتوائية للعمود الفقري على أربعة مستويات، وهي سمة مميزة لأنواع مختلفة من الانحناءات الجنفية. يعتمد كل مستوى من مستويات الالتواء هذه على وظيفة مجموعة عضلية معينة. يتوافق المستوى الأدنى للدوران مع الفتحة السفلية (مستوى الضلع الكاذب الثاني عشر) للصدر. ترجع الحركة الدورانية في هذا المستوى إلى وظيفة العضلة المائلة الداخلية من جانب واحد والعضلة المائلة الخارجية من الجانب الآخر، حيث تعملان كمؤازرين. يمكن أن تستمر هذه الحركة لأعلى بسبب تقلص عضلات الورب الداخلية من جانب وعضلات الورب الخارجية من الجانب الآخر. المستوى الثاني من الحركات الدورانية يكون عند حزام الكتف. إذا كان ثابتًا، فإن دوران الصدر والعمود الفقري يرجع إلى تقلص العضلة المسننة الأمامية والعضلات الصدرية. يتم توفير الدوران أيضًا من قبل بعض عضلات الظهر - العضلة المسننة الخلفية (العلوية والسفلية) والعضلة الحرقفية الضلعية والعضلة شبه الشوكية. عند انقباضها ثنائيًا، تُثبّت العضلة القصية الترقوية الخشائية الرأس في وضعية عمودية، وتُرجعه إلى الخلف، وتُثني العمود الفقري العنقي. أما عند انقباضها أحادي الجانب، فإنها تُميل الرأس إلى جانبه وتُديره إلى الجانب الآخر. تُمدّد العضلة الطحالية الرأسية العمود الفقري العنقي وتُدير الرأس إلى نفس الجانب. أما العضلة الطحالية العنقية، فتُمدّد العمود الفقري العنقي وتُدير الرقبة إلى جانب الانقباض.

غالبًا ما يتم دمج الانحناءات الجانبية مع دورانها، لأن موقع المفاصل الفقرية يفضل ذلك. تتم الحركة حول محور غير موجود تمامًا في الاتجاه السهمي، ولكنه مائل للأمام وللأسفل، ونتيجة لذلك يكون الانحناء الجانبي مصحوبًا بدوران الجذع للخلف على الجانب الذي يتشكل فيه تحدب العمود الفقري أثناء الانحناء. يعد الجمع بين الانحناءات الجانبية والدوران سمة مهمة للغاية تشرح بعض خصائص الانحناءات الجنفية. في منطقة الأزواج الحيوية الحركية 17 و18، يتم دمج الانحناءات الجانبية للعمود الفقري مع دورانه إلى الجانب المحدب أو المقعر. في هذه الحالة، يتم عادةً تنفيذ الثلاثية التالية من الحركات: الانحناء الجانبي، والانحناء للأمام، والدوران إلى التحدب. تتحقق هذه الحركات الثلاث عادةً مع الانحناءات الجنفية.

[ 1 ]، [ 2 ]، [ 3 ]، [ 4 ]، [ 5 ]

المجموعات العضلية الوظيفية التي توفر حركة العمود الفقري

العمود الفقري العنقي: الحركات حول المحور الأمامي

الانحناء

1. العضلة القصية الترقوية الخشائية
2. العضلة الأخمصية الأمامية
3. العضلة الأخمصية الخلفية
4. العضلة الطويلة الكولي
5. عضلة الرأس الطويلة
6. التهاب العضلة المستقيمة الرأسية الأمامية
7. العضلة تحت الجلد في الرقبة
8. العضلة اللامية
9. العضلة القصية اللامية
10. عضلة القص الدرقية
11. العضلة الدرقية اللامية
12. ثنائي المعدة
13. العضلة الإبرية اللامية
14. العضلة الضرسية اللامية
15. العضلة الذقنية اللامية

الحركات حول المحور السهمي

1. العضلة الطويلة الكولي
2. العضلة الأخمصية الأمامية
3. العضلة الأخمصية الوسطى
4. العضلة الأخمصية الخلفية
5. العضلة شبه المنحرفة
6. العضلة القصية الترقوية الخشائية
7. العضلة المنتصبة للعمود الفقري
8. عضلة العنق الشريطية
9. عضلة الرأس الطويلة

الحركات حول المحور الرأسي - الالتواء

1. العضلة الأخمصية الأمامية
2. العضلة الأخمصية الوسطى
3. العضلة الأخمصية الخلفية
4. العضلة القصية الترقوية الخشائية
5. العضلة شبه المنحرفة العلوية
6. عضلة العنق الشريطية
7. عضلة رافعة للكتف

الحركات الدائرية في العمود الفقري العنقي (الدوران):

مع المشاركة المتبادلة لجميع مجموعات العضلات التي تنتج الانثناء والانحناء وتمديد العمود الفقري في منطقة عنق الرحم.

العمود الفقري القطني: الحركات حول المحور الأمامي

الانحناء

1. العضلة الحرقفية القطنية
2. العضلة المربعة القطنية
3. عضلة البطن المستقيمة
4. العضلة المائلة الخارجية للبطن

الامتداد (الصدري والقطني)

1. العضلة المنتصبة للعمود الفقري
2. العضلة الشوكية المستعرضة
3. العضلات بين الأشواك
4. العضلات المستعرضة
5. العضلات التي ترفع الأضلاع
6. العضلة شبه المنحرفة
7. العضلة الظهرية العريضة
8. العضلة المعينية الكبرى
9. العضلة المعينية الصغرى
10. العضلة المنشارية الخلفية العلوية
11. العضلة المنشارية الخلفية السفلية

حركات الانثناء الجانبية حول المحور السهمي (العمود الفقري الصدري والقطني)

1. العضلات المستعرضة
2. العضلات التي ترفع الأضلاع
3. العضلة المائلة الخارجية للبطن
4. العضلة المائلة الداخلية للبطن
5. العضلة البطنية المستعرضة
6. عضلة البطن المستقيمة
7. العضلة المربعة القطنية
8. العضلة شبه المنحرفة
9. العضلة الظهرية العريضة
10. العضلة المعينية الكبرى
11. العضلة المنشارية الخلفية العلوية
12. العضلة المنشارية الخلفية السفلية
13. العضلة المنتصبة للعمود الفقري
14. العضلة الشوكية المستعرضة

الحركات حول المحور الرأسي - الالتواء

1. العضلة الحرقفية القطنية
2. العضلات التي ترفع الأضلاع
3. العضلة المربعة القطنية
4. العضلة المائلة الخارجية للبطن
5. العضلة المائلة الداخلية للبطن
6. العضلة الوربية الخارجية
7. العضلة الوربية الداخلية
8. العضلة شبه المنحرفة
9. العضلة المعينية الكبرى
10. العضلة الظهرية العريضة
11. العضلة المنشارية الخلفية العلوية
12. العضلة المنشارية الخلفية السفلية
13. العضلة المنتصبة للعمود الفقري
14. العضلة الشوكية المستعرضة

الحركات الدورانية الدائرية ذات المحاور المختلطة (الدوران): مع انقباض متبادل لجميع عضلات الجذع، مما ينتج عنه تمدد وثني العانة وثني العمود الفقري.