Рис. 1.16. Расположенные друг напротив друга и покрытые хрящом поверхности костей соединяются, как две прижатые друг к другу ладони

Капсулы дугоотростчатых суставов необычайно прочны. При наклоне вперед они обеспечивают такую же сдерживающую силу, как и диски при соединении позвоночных сегментов. Лабораторные исследования показали, что даже при отсутствии дисков суставные капсулы могут удерживать удвоенный вес тела. Это не просто капсулы для суставов, они скорее напоминают связки; их часто называют суставными сумками.

Противоположные суставные поверхности в каждом дугоотростчатом суставе точно подогнаны одна к другой. Они удобно соединяются, как две сложенные вместе ладони: впадины на одной поверхности точно соответствуют выпуклостям на другой. Поверхности противолежащих костей покрыты блестящим гиалиновым хрящом – гладким и очень прочным буфером.

Хрящ позволяет костям скользить одна вдоль другой, он одновременно и упруг, и прочен, как пластик, и незаметно деформируется в местах соприкосновения костей. При сильном нажатии из него выделяется жидкость, но, когда давление ослабевает и вмятины на хряще распрямляются, он вновь всасывает влагу. Таким способом лишенный кровоснабжения хрящ поддерживает себя в здоровом состоянии, создавая систему для всасывания питательных веществ и выведения продуктов метаболизма.

Хрящевые поверхности в местах соприкосновения смачиваются синовиальной жидкостью примерно так же, как глаза слезами. Суставная капсула поддерживает жидкость под давлением, благодаря чему противолежащие суставные поверхности раздвигаются и удары одной кости о другую смягчаются. То есть сустав работает в своеобразной водяной подушке (или в гидравлическом мешке), которая делает движения плавными и поглощает толчки.

Рис. 1.17. Углубление на нижней суставной поверхности скрепляет позвонки и способствует только наклонам вперед

Синовиальная жидкость также очищает суставные поверхности, смывая частицы разрушенного хряща. Синовиальная мембрана высвобождает в суставную полость огромные клетки, которые окружают каждую частичку хряща, как амеба свою добычу, и растворяют ее. Этот процесс самоочищения жизненно необходим. Иначе бы суставы засорились хрящевым «песком», который, действуя наподобие металлической мочалки для посуды, полностью бы стер суставные поверхности.

Цепь из дугоотростчатых суставов по всей длине позвоночника обеспечивает элементарное сцепление сегментов. Верхняя суставная поверхность выпуклая, а нижняя – вогнутая. Благодаря этому верхний позвонок закрепляется на месте, когда его выступ плотно вставляется в углубление на нижнем.

Если бы не было дугоотростчатых суставов, позвонки бы свободно вращались на дисках, а спинной мозг завязывался бы узлами, подобно индийскому йогу. Однако точная регулировка поясничных дугоотростчатых суставов дает возможность нижнему отделу позвоночника свободно сгибаться только вперед. Их строение позволяет позвонкам двигаться только вперед и назад, как колесам поезда по рельсам, не сворачивая ни вправо, ни влево (хотя они все же могут незначительно отклониться в сторону).

Благодаря такому ограничивающему действию суставов весь позвоночник не так сильно изнашивается. Вращательное движение в нижней части спины особенно тяжело сказывается на дисках. Оно выявляет слабость, присущую их стенкам, особенно если поворот сопровождается подъемом тяжестей. Сопротивление будет оказывать только один из каждой пары чередующихся слоев фиброзного кольца, волокна остальных слоев будут расслаблены и бесполезны. Поэтому вращение может быть весьма опасным.

Спина при наклоне

Хотя человеческая спина достаточно сильна, наклоны вперед с последующим разгибанием – это своеобразная угроза ее физическому состоянию. О мышцах туловшца и спины, контролирующих движение, будет подробно рассказано далее. Однако наклон становится возможным еще и благодаря некоторым анатомическим особенностям, действующим в качестве тормоза, предохраняющего нас от падения, когда мы наклоняемся вперед.

Рис. 1.18. Когда мы наклоняемся, позвонки скользят вверх к «стопорному механизму», усиливая напряжение между сегментами и защищая спину

Первый их этих анатомических механизмов мы уже обсуждали: это прочная стенка диска, связывающая тела позвонков. Благодаря ей движение сегмента вперед контролируется примерно на 29 %. Когда сегмент соскальзывает вперед, жестко переплетенные волокна стенки замедляют его первоначальное движение. Когда позвоночный сегмент затем наклоняется вперед и зазоры между позвонками увеличиваются, те же самые диагонально переплетенные волокна осаживают их назад.

Рис. 1.19. Когда мы округляем спину при наклоне, максимальное напряжение создается в желтых связках и в капсулах дугоотростчатых суставов, что и удерживает весь сегмент стабильным

Однако при наклоне более важную роль играет задний комплекс позвоночника. Дугоотростчатые суставы вносят в это свою лепту двумя способами: с помощью наклонных «стопорных механизмов», образованных поверхностями суставов, и с помощью удивительно прочных суставных капсул. Если смотреть сбоку, нижняя суставная поверхность скошена вверх по направлению к переднему комплексу позвоночника. Это означает, что при наклоне верхняя суставная поверхность должна двигаться не только вперед, но и вверх.

Рис. 1.20. Поскольку сдвиг вперед недостаточно контролируется, то безопаснее всего при сгибании округлять спину, чтобы задействовать механизмы, контролирующие наклон. Это позволит нам одновременно ограничить и наклон, и сдвиг

В позвоночнике нарастающее напряжение мягких тканей постепенно останавливает верхний позвонок; к этому моменту суставные поверхности плотно прижаты друг к другу, а желтая связка и суставная капсула натянуты до предела. Это удивительный механизм, в котором действия костей и мягких тканей дополняют друг друга.

Когда мы наклоняемся дальше, верхний позвонок тоже наклоняется, опираясь на свой передний край, а его отростки направлены вверх. Этот второй этап движения ограничивается главным образом суставными капсулами. Они сдерживают движение примерно на 39 %. Желтая связка вносит свои 13 % на начальном этапе. В целом дугоотростчатые суставы на 52 % ограничивают наклон вперед. Поскольку сдвиг вперед не достаточно контролируется, то безопаснее всего при сгибании округлять спину, чтобы задействовать механизмы, контролирующие наклон. Это позволит нам одновременно ограничить и наклон, и сдвиг. Не удивительно, что они выдерживают удвоенный вес человеческого тела.