Дугоотростчатые плоские суставы допускают небольшой объем движений в разных направлениях, но самым главным в функции этих суставов является то, что они ограничивают амплитуду движений в позвоночнике. В грудном отделе, где малоподвижность позвоночников обеспечивается в первую очередь ребрами, дугоотростчатые суставы позволяют лишь небольшое сгибание позвоночника вперед и небольшое отклонение назад, но не допускают вращения. В шейном отделе вращение позвонков относительно друг друга осуществляется свободнее. В поясничном отделе позвоночника дугоотростчатые суставы допускают сгибание вперед и кзади, а также, в небольшой степени, вращение. В действительности в сравнении с нашими ближайшими родичами, человекообразными обезьянами, наши поясничные позвонки очень подвижны.
В любой инженерной конструкции чаще всего ломаются и выходят из строя движущиеся детали, и суставы человеческого тела не являются исключением. Мы уже видели, как содержимое межпозвоночного диска может выдавливаться из фиброзного футляра, причиняя боль, но еще одним источником боли могут стать и дугоотростчатые плоские суставы. Когда мы спокойно сидим или лежим, мы думаем, что наш позвоночник не движется, но на самом деле это не так. Мы постоянно совершаем какие-то малозаметные движения корпусом, и поэтому наши дугоотростчатые суставы практически никогда не отдыхают. В течение жизни они постоянно испытывают нагрузку и страдают от мелких травм. Эти суставы склонны к дегенерации, причем во все большей степени по мере прогрессирования дегенерации межпозвоночных дисков. Вес тела в этой ситуации несколько смещается кзади, а это повышает нагрузку на дугоотростчатые суставы, которые на нее не рассчитаны. Постепенно гиалиновые хрящи изнашиваются и стираются, а вокруг краев сустава разрастаются костные шипы – типичный признак остеоартроза.
Сочленения позвонков осуществляются за счет межпозвоночных дисков и дугоотростчатых суставов
Дугоотростчатые суставы снабжены чувствительными нервами, ветвями спинномозговых нервов, покидающих позвоночный столб через межпозвоночные отверстия, поэтому источником боли могут быть и сами суставы. Но как можно судить, что боль в спине обусловлена по большей части именно поражением дугоотростчатых суставов? Американские анестезиологи выполнили исследование, по ходу которого 500 больным, страдающим от боли в спине, вводили анестетики в области фасеток дугоотростчатых суставов. Было выяснено, что боль проходит у половины больных, у которых она была локализована в шейном отделе; немного меньше, чем в половине случаев, улучшение наступает при боли в грудном отделе позвоночника и приблизительно в трети случаев при локализации боли в поясничном отделе. Кроме того, фасеточный синдром отмечается у значительной части больных, перенесших перелом по типу хлыста в шейном отделе.
Помимо этого, дугоотростчатые суставы кое-что открывают нам относительно самой природы боли. Дело в том, что не всегда легко понять, откуда исходит боль. Если происходит травма или ранение поверхности тела, то обычно мы можем легко и точно указать источник боли. Когда вас в последний раз кусал комар? Это очень легкое повреждение, но вы сразу смогли точно определить место укуса и даже успели прихлопнуть надоедливое насекомое. Наружная поверхность тела представлена подробной картой на сенсорной (чувствительной) коре мозга, и каждый фрагмент входящей информации очень точно отмечается на этой карте.
Намного труднее локализовать боль, исходящую из внутренних органов. Внутренности снабжены различными наборами чувствительных нейронов; одни из них обеспечивают мозг информацией на подсознательном уровне, что позволяет отправлять физиологические функции внутренних органов без какого-либо участия сознания. Действительно, если бы это было не так, то мы бы не имели времени думать ни о чем, кроме работы внутренних органов. У нас нет необходимости осознанно увеличивать частоту сердечных сокращений при беге или произвольно опорожнять желчный пузырь во время еды. Это невероятное везение, потому что, если бы нам приходилось постоянно думать о подобных вещах, мы не могли бы поддерживать беседу, решать задачи и читать книги. Однако в случаях, когда сенсорные сигналы, исходящие от внутренностей, достигают определенной интенсивности, они (сигналы) начинают проникать в сознание. Мы при этом ощущаем дискомфорт или боль, но нам трудно точно определить, откуда именно эти сигналы исходят. Иногда боль бывает диффузной и неопределенной. В некоторых случаях все происходит так, словно в мозге перепутаны сигнальные провода, и боль ощущается в месте, весьма отдаленном от истинного ее источника. В медицине этот феномен называют «отраженной болью». Мозгу бывает очень трудно различать сигналы, поступающие в спинной мозг на одном уровне, и эта трудность напрямую обусловлена первоначальной сегментацией тела в эмбриональном периоде.
Каждый из сомитов (похожих на бусины бугорков, расположенных вдоль тела развивающегося эмбриона) содержит группы клеток, которым впоследствии суждено стать костями скелета, мышцами и кожей. Неважно, где именно окажутся впоследствии эти зачатки, важно, что они будут помнить о своем «родном» сомите благодаря спинномозговым нервам, которые будут их иннервировать. Например, четвертый спинномозговой нерв поясничного отдела (L4) будет иннервировать части позвоночника, участки определенных мышц нижней конечности, а также кожу поясницы и нижней конечности, то есть все структуры, которые произошли в эмбриональном периоде из четвертого поясничного сомита. Боль в дугоотростчатом (фасеточном) суставе, который иннервируется спинномозговыми нервами, исходящими из L4, может ощущаться не только в спине, где находится ее истинный источник, но и ниже, в пояснице, в ягодице и в задней части бедра, а иногда даже в голени или стопе, то есть в областях, которые тоже иннервируются четвертым поясничным спинномозговым нервом.
Инъекции местного анестетика в фасеточный сустав могут принести пользу, как обезболивающее мероприятие и как диагностический метод, позволяющий установить место возникновения боли. Если у вас появилась боль в пояснице, то лучшее, что вы можете сделать, – это заняться йогой.
Вероятно, если бы у нас был более устойчивый позвоночник, такой, например, как у шимпанзе или гориллы, то, наверное, мы были бы избавлены от боли в спине. Но гибкий поясничный отдел позвоночника – это один из тех признаков, которые делают нас людьми. Такой позвоночник позволяет нам разнообразные, присущие человеку движения.
Удлинение поясничного отдела позвоночника
У шимпанзе и горилл, как правило, 7 шейных позвонков, 13 грудных, 4 поясничных и 4 крестцовых. Итак, в сравнении с африканскими человекообразными обезьянами мы, люди, обладаем сравнительно длинным поясничным отделом позвоночника. Тем не менее по своей гибкости и длине поясничный отдел нашего позвоночника не идет ни в какое сравнение с поясничным отделом других обезьян Старого Света, например мартышек. У этих обезьян число поясничных позвонков равно семи.
Если мы углубимся в наше эволюционное прошлое, то найдем и там предков, у которых был длинный, подвижный поясничный отдел позвоночника, такой же как у мартышек. Например, у ископаемых останков эпиплиопитеков (Epipliopithecus vindobonensis), а возможно, и у их близких родственников плиопитеков, человекообразных обезьян, живших около 15 миллионов лет назад, был очень гибкий поясничный отдел позвоночника, состоявший из шести или семи позвонков, относительно короткий крестец и длинный хвост. Таким образом, возникает два вопроса, и первый: когда у нас укоротился позвоночник? И второй: почему он не стал таким же коротким, как у шимпанзе или гориллы?
Оказывается, укорочение поясничного отдела позвоночника было частью анатомических изменений, которые произошли, когда из низших узконосых обезьян развились человекообразные, причем этот процесс сопровождался практически полной утратой хвостовых позвонков. Утрата хвоста представляется весьма загадочным событием, потому что хвосты очень полезны для существ, обитающих на деревьях. Хвост помогает сохранять равновесие. Когда такая крупная, как, например, павиан, обезьяна идет на четвереньках по горизонтальному суку дерева, смещения хвоста из стороны в сторону помогают сохранить равновесие и не упасть. Предки человекообразных обезьян передвигались по ветвям таким же образом, опираясь на ладони рук и подошвы стоп. Однако самая древняя из этих ископаемых обезьян, проконсул, уже была бесхвостой. Несмотря на то что обезьяны компенсировали потерю хвоста повышением силы и гибкости конечностей, мощными локтями, а также кистями и стопами, которые обладали большей хватательной силой, чем кисти и стопы их предков, все равно остается не вполне понятным, почему человекообразные обезьяны утратили хвост. Я горжусь своим обезьяньим наследием, но иногда мне становится грустно оттого, что эволюция лишила нас анатомической структуры, которой до сих пор от души наслаждаются наши родичи-приматы – такие, как кошачий лемур, паукообразная обезьяна, павиан и другие.
У крупных животных – будь они хвостатыми или бесхвостыми – возникает одна серьезная проблема: хождение по ветвям деревьев на четвереньках становится для них слишком рискованным. Намного безопаснее повиснуть на ветке, уцепившись за нее конечностями, или встать на нижние конечности и двигаться по ветвям в вертикальном положении, держась передними за другие ветки. Это обстоятельство создает фундаментальную разницу между низшими узконосыми обезьянами, такими как мартышки, и человекообразными обезьянами: мартышка передвигается по деревьям на четвереньках, а ее туловище при этом ориентировано горизонтально; человекообразная обезьяна, например шимпанзе, карабкается и взбирается на деревья, висит и раскачивается на ветвях, и при этом ее туловище ориентировано вертикально. Однако в этом последнем случае гибкий позвоночник становится весьма уязвимым. Подвижный позвоночник будет при таком образе жизни предрасположен к травмам, в то время как более жесткий, без поясничного прогиба, позвоночник поможет поддерживать туловище при попытках перебраться с дерева на дерево и при попытке дотянуться с ветки одного дерева до ветки другого. Теперь ясно, почему у горилл и шимпанзе короткий и малоподвижный позвоночник. При этом позвоночник у них не только короче, но и устойчивее. Верхние отделы тазовых костей отрастают очень высоко и, охватывая поясничный отдел позвоночника, делают его практически неподвижным.