Formování páteře a vertikální držení lidského těla v ontogenezi

Lidská páteř postupně prochází membránovým, chrupavčitým a kostním vývojovým stádiem. Její prvky se objevují v raných stádiích embryonálního vývoje. Zpočátku jsou základy těl obratlů umístěny daleko od sebe, oddělené vrstvami embryonálního mezenchymu. Poté se začínají vyvíjet obratlové oblouky, tvoří se příčné a kloubní výběžky, poté se obratle téměř úplně diferencují a trnové výběžky stále chybí.

Akorda u embrya je redukovaná a je zachována pouze ve formě želatinového jádra meziobratlových plotének. Charakteristickým rysem páteře v rané fázi nitroděložního vývoje je podobnost tvaru těl obratlů. Na konci druhého měsíce nitroděložního vývoje se velikost krčních obratlů prudce zvětšuje. Zvětšení těl bederních a křížových obratlů se nepozoruje ani u novorozenců kvůli absenci nitroděložních gravitačních účinků.

Podélný vaz je u embryí uložen na dorzální ploše obratlových těl. Meziobratlová ploténka se u embryí tvoří z mezenchymu. Centra osifikace v embryonální páteři se nejprve objevují v dolních hrudních a horních bederních obratlích a poté jsou sledována v dalších řezech.

Po narození se dítě okamžitě začíná potýkat s mnoha vnějšími vlivy. A nejdůležitějším podnětem, který formuje jeho držení těla, je gravitace. Od okamžiku narození až do formování držení těla vlastního dospělému prochází každé dítě podle A. Potapčuka a M. Didura (2001) následujícími úrovněmi formování pohybu:

• úroveň A - dítě ležící na břiše zvedá hlavu. Současně se díky cervikálně-tonickým reflexům vytváří úroveň, která zajišťuje rovnováhu těla a základní práh svalového napětí;
• úroveň B - formování svalově-kloubních spojení, která předurčují rozvoj automatizmu motorických cyklů. Toto období odpovídá fázi učení se plazení a sezení; začíná se formovat mechanismus jednostranného a poté mnohostranného zapojení svalů končetin, což následně zajišťuje formování optimálního stereotypu chůze a stání;
• úroveň C - tvoří se do konce prvního roku života a umožňuje dítěti rychle se orientovat v prostoru s využitím stávajícího arzenálu motorických dovedností;
• Úroveň D - vytváří se vertikální držení těla, při kterém je svalová rovnováha ve stoje zajištěna s minimální svalovou námahou. Se změnou úrovní formování pohybu se mění i tvar páteře. Je známo, že páteř novorozence, s výjimkou malého sakrálního zakřivení, nemá téměř žádné fyziologické křivky. Výška hlavy v tomto období je přibližně rovna délce těla. Těžiště hlavy u kojenců se nachází přímo před synchondrózou mezi klínovou a týlní kostí a v relativně velké vzdálenosti před kloubem mezi lebkou a atlasem. Zadní krční svaly jsou stále špatně vyvinuté. Proto těžká, velká (ve vztahu ke zbytku těla) hlava visí dopředu a novorozenec ji nemůže zvednout. Pokusy o zvednutí hlavy vedou po 6-7 týdnech k vytvoření krční lordózy, která se v následujících měsících ustavuje v důsledku úsilí zaměřeného na udržení těla v rovnováze v sedě. Cervikální lordóza je tvořena všemi krčními obratli a dvěma horními hrudními obratli a její vrchol je ve výši pátého až šestého krčního obratle.

V 6 měsících, kdy dítě začíná sedět, se vytvoří zakřivení v hrudní oblasti s konvexností směrem dozadu (kyfóza). Během prvního roku, kdy dítě začíná stát a chodit, se vytvoří zakřivení v bederní oblasti směřující dopředu (lordóza).

Bederní lordóza zahrnuje XI-XII hrudní a všechny bederní obratle a její vrchol odpovídá třetímu až čtvrtému bedernímu obratli. Vznik bederní lordózy mění polohu pánve a podporuje posun celkového těžiště (GG) lidského těla za osu kyčelního kloubu, čímž zabraňuje pádu těla do vzpřímené polohy. Tvar páteře u dítěte ve věku 2-3 let se vyznačuje nedostatečně vyjádřenou bederní lordózou, která dosahuje svého největšího vývoje u dospělého.

Sakrokokcygeální křivka se objevuje již u embryí. Začíná se však vyvíjet až s prvními pokusy o vzpřímenou chůzi a s výskytem bederní lordózy. Vznik této křivky je ovlivněn gravitační silou, která se přenáší na bázi křížové kosti přes volnou část páteře a má tendenci ji vklínit mezi kyčelní kosti, a tahem vazů umístěných mezi křížovou a sedací kostí. Tyto vazy fixují spodní část křížové kosti k hrbolku a trnu sedací kosti. Interakce těchto dvou sil je hlavním faktorem určujícím vývoj sakrokokcygeální křivky.

S formováním fyziologických zakřivení páteře se mění i tvar meziobratlových plotének. Pokud jsou ploténky novorozence stejně vysoké vpředu i vzadu, pak se s formováním zakřivení mění i jejich tvar a chrupavky v sagitálním řezu získávají poněkud klínovitý tvar. V oblasti lordózy směřuje větší výška tohoto klínu dopředu a menší dozadu. V oblasti hrudní kyfózy je naopak větší výška vzadu a menší vpředu. V sakrálním a kostrčním řezu má páteř zakřivení směřující dozadu. Meziobratlové ploténky sakrálního řezu mají dočasný význam a ve věku 17–25 let jsou nahrazovány kostní tkání, v důsledku čehož je znemožněna pohyblivost sakrálních obratlů vůči sobě navzájem.

Růst páteře je obzvláště intenzivní v prvních dvou letech života. Její délka dosahuje 30–34 % konečné velikosti. Různé části páteře rostou nerovnoměrně. Nejintenzivněji roste bederní část, nejméně pak sakrální, krční, hrudní a kostrční část. Od 1,5 do 3 let se růst krčních a horních hrudních obratlů relativně zpomaluje. Další růst páteře je pozorován v 7–9 letech. V 10 letech rychle rostou bederní a dolní hrudní obratle. Zvýšení rychlosti růstu páteře je také zaznamenáno během puberty.

Do 2 let se celková délka kostěné a chrupavčité části páteře zvětšuje stejnou intenzitou; poté se růst chrupavčité části relativně zpomaluje.

Těla obratlů novorozence jsou relativně širší a kratší než u dospělého. U dětí ve věku 3 až 15 let se velikosti jednotlivých obratlů, a to jak na výšku, tak na šířku, zvětšují odshora dolů, od horní hrudní k dolní bederní. Tyto rozdíly (alespoň ty, které se týkají růstu do šířky) závisí na zvýšení zatížení obratlů umístěných níže. Do 6 let věku se v horní a dolní části obratlů, stejně jako na koncích trnových a příčných výběžků, vyskytují nezávislé osifikační body.

Celkový růst obratlů v průměru od 3 do 6 let probíhá se stejnou intenzitou do výšky i šířky. V 5-7 letech zvětšení šířky obratlů poněkud zaostává za zvětšením výšky a v následujícím věku se zvětšení obratlů ve všech směrech zvyšuje.

Proces osifikace páteře probíhá ve fázích. V 1.-2. roce se obě poloviny oblouků srůstají, ve 3. roce se oblouky s obratli srůstají. V 6-9 letech se na horním a dolním povrchu obratlů a také na koncích trnových a příčných výběžků tvoří nezávislá centra osifikace. Do 14 let věku osifikují střední části obratlů. Úplná osifikace jednotlivých obratlů končí ve věku 21-23 let.

S formováním zakřivení páteře se zvětšuje velikost hrudní a pánevní dutiny, což pomáhá udržovat vzpřímené držení těla a zlepšuje pružné vlastnosti páteře při chůzi a skákání.

Podle mnoha autorů je formování lidské páteře a její vertikální držení těla ovlivněno výškou celkového těžiště těla.

Věkově podmíněné rysy umístění společného těžiště jsou způsobeny nerovnoměrnými změnami velikostí biovazeb, změnami poměru hmotností těchto tělesných vazeb během období růstu. Jsou také spojeny s charakteristickými rysy získanými v každém věkovém období, počínaje okamžikem, kdy se dítě poprvé postaví na nohy, a konče stářím, kdy v důsledku senilní involuce dochází současně k biomechanickým změnám a morfologickým.

Podle G. Kozyreva (1947) se celkové těžiště novorozenců nachází na úrovni V-VI hrudních obratlů (určeno v poloze maximálního možného narovnání dolních končetin bandáží). Toto lebeční umístění celkového těžiště je vysvětleno charakteristickými proporcemi těla novorozenců.

Jak dítě roste, celkové těžiště postupně klesá. U 6měsíčního dítěte se tedy nachází na úrovni 10. hrudního obratle. V 9 měsících věku, kdy většina dětí dokáže samostatně stát, celkové těžiště klesá na úroveň 11.–12. hrudního obratle.

Z biomechanického hlediska je nejzajímavějším procesem přechod do vertikální polohy těla. První stoj je charakterizován nadměrným napětím všech svalů, a to nejen těch, které přímo drží tělo ve vertikální poloze, ale i těch, které nehrají roli v aktu stoje nebo mají pouze nepřímý účinek. To svědčí o nedostatečné diferenciaci svalů a absenci potřebné regulace tonusu. Nestabilitu navíc způsobuje také vysoká poloha těžiště a malá opěrná plocha, které ztěžují udržení rovnováhy.

Devítiměsíční dítě má v sagitální rovině specifické držení těla. Vyznačuje se tím, že dolní končetiny dítěte jsou v poloohnuté poloze (úhel flexe kolenního kloubu u devítiměsíčního dítěte dosahuje 162°, u ročního dítěte 165°) a tělo je mírně nakloněno dopředu vzhledem k svislé ose (7-10°). Poloohnuté postavení dolních končetin není způsobeno nakloněním pánve ani omezením extenze v kyčelních kloubech, ale tím, že se dítě přizpůsobuje udržování těla v takové rovnováze, že je vyloučena možnost jeho neočekávaného narušení a zajištěna bezpečnost při pádu. Vznik specifického držení těla v tomto věku je způsoben především absencí pevné dovednosti pro stání. S osvojováním takové dovednosti postupně mizí nejistota ohledně statické stability těla.

Do dvou let věku dítě stojí jistěji a mnohem volněji pohybuje těžištěm v rámci opěrné plochy. Výška celkového těžiště těla se nachází ve výši prvního bederního obratle. Poloohnuté dolní končetiny postupně mizí (úhel flexe v kolenních kloubech dosahuje 170°).

Držení těla tříletého dítěte ve stoje se vyznačuje svislou polohou těla a mírným ohnutím dolních končetin (úhel ohnutí v kolenním kloubu je 175°). V oblasti páteře je jasně patrná hrudní kyfóza a vznikající bederní lordóza. Horizontální rovina celkového těžiště těla se nachází ve výši druhého bederního obratle. Podélné osy chodidel svírají úhel přibližně 25-30°, stejně jako u dospělých.

V držení těla pětiletých dětí již nejsou patrné žádné známky poloflexe dolních končetin (úhel v kolenním kloubu je 180°). Horizontální rovina celkového těžiště se nachází ve výši třetího bederního obratle. V dalších letech spočívají změny v lokalizaci těžiště těla především v jeho postupném snižování a stabilnější regulaci v sagitální rovině.

V důsledku stárnutí těla dochází v pohybovém aparátu k anatomickým, fyziologickým i biomechanickým změnám.

G. Kozyrev (1947) identifikoval tři hlavní typy držení těla s nejcharakterističtějšími morfologickými a biomechanickými rysy.

První typ stařeckého držení těla se vyznačuje prudkým posunem těžiště vpřed – natolik, že sagitální rovina se nachází před středy tří hlavních kloubů dolních končetin. Opěrou je převážně přední část chodidel, hlava je předkloněna, krční lordóza je zploštělá. V dolní části krčního a hrudního úseku je ostrá kyfóza. Dolní končetiny nejsou v kolenním kloubu plně natažené (úhel flexe se pohybuje od 172 do 177 °).

Druhý typ stařeckého držení těla je charakterizován posunem těžiště dozadu. Jeho sagitální rovina prochází za středem kyčelního kloubu a pasivně jej uzavírá, k čemuž využívá napětí iliofemorálního vazu. Trup je zakloněn dozadu, snížené břicho je tlačeno dopředu. Páteř má tvar „kulatých zad“.

Třetí typ držení těla se vyznačuje celkovým prohýbáním těla bez jakéhokoli předklonu trupu dopředu nebo dozadu. Zdá se, jako by gravitace stlačila tělo podél svislé osy; v důsledku toho se krk zdá být kratší v důsledku zvětšení krční křivky, trup se zkrátil v důsledku zvětšení hrudní kyfózy a dolní končetiny v důsledku flexe ve třech hlavních kloubech. Sagitální rovina celkového těžiště prochází dozadu od středu kyčelního kloubu a pasivně jej uzavírá zezadu nebo skrz střed kolenního kloubu. V důsledku toho lze poslední dva klouby uzavřít pouze aktivně.

Při vyšetření staršího nebo senilního člověka je první věcí, která upoutá pozornost, jeho držení těla, které se často vyznačuje výraznou krční, bederní lordózou a hrudní kyfózou.

U starších a senilních osob se zvětšuje kyfóza páteře, postupně se tvoří kulatá záda a zvětšuje se také krční a bederní lordóza. I při normální statické zátěži dochází během života k určitému zvětšení hrudní kyfózy. Při prodloužené statické zátěži (přetížení) na straně konkávnosti dochází ke změně meziobratlových plotének a k rozvoji fixního zakřivení (věkem podmíněná hyperkyfóza) se všemi důsledky. Podrushnyak a Ostapchuk (1972) na základě analýzy rentgenových snímků fyziologických křivek páteře identifikovali pět typů držení těla, které jsou vlastní stáří:

1. nezměněný, úhel zakřivení hrudníku větší než 159°;
2. shrbený, úhel hrudní páteře 159-151°;
3. kyfóza, úhel zakřivení hrudní oblasti je menší než 151°, bederní - 155-164°;
4. kyfoticko-lordotická, úhel zakřivení hrudní oblasti je menší než 151 % bederní oblasti - menší než 155°;
5. kyfotick-zploštělý, úhel zakřivení hrudní oblasti je menší než 15°, bederní - větší než 164°.

Autoři zjistili, že s věkem jsou nejvýraznější změny zakřivení v sagitální rovině hrudní páteře, zcela zřetelně v krční páteři a poněkud méně v bederní páteři.

Do 60 let věku se u žen častěji zjišťuje skolióza, hrudní kyfóza, krční a bederní lordóza. S rostoucím věkem prudce klesá počet osob s nezměněným držením těla ve vzpřímené poloze a zvyšuje se počet osob s kyfózou.

Mezi různými změnami ve struktuře a funkci páteře, které se vyvíjejí během procesu stárnutí, zaujímají dislokace nebo torze obratlů zvláštní místo, protože jejich četnost detekce a závažnost se s věkem zvyšují.

Podle Ostapčuka (1974) se torzní zakřivení hrudní a bederní páteře vyskytuje u více než poloviny prakticky zdravých lidí obou pohlaví a je častěji zjišťováno s věkem. U většiny lidí je torze páteře kombinována se zakřivením ve frontální rovině a její směr úzce souvisí s formou skoliózy.

Torze, která se vyvíjí s věkem, úzce souvisí s dysfunkcí m. longissimus. Je zhoršena kombinací torze a laterálního zakřivení páteře. Torze a dysfunkce m. longissimus se vyvíjejí na pozadí dystroficko-destruktivních procesů páteře, což zvyšuje negativní dopad na statiku a dynamiku člověka s věkem.

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