تكوين العمود الفقري والوضعية العمودية لجسم الإنسان في مرحلة التكوين

يمر العمود الفقري البشري بمراحل نمو غشائية وغضروفية وعظمية متتالية. وتظهر عناصره في المراحل المبكرة من التطور الجنيني. في البداية، تكون بدايات أجسام الفقرات متباعدة، مفصولة بطبقات من اللحمة المتوسطة الجنينية. ثم تبدأ الأقواس الفقرية بالتطور، وتتشكل النتوءات العرضية والمفصلية، ثم تتمايز الفقرات بشكل شبه كامل، بينما تظل النتوءات الشوكية غائبة.

يتقلص الحبل الشوكي في الجنين، ويبقى محفوظًا فقط على شكل نواة هلامية للأقراص الفقرية. من السمات المميزة للعمود الفقري في المرحلة المبكرة من النمو داخل الرحم تشابه شكل أجسام الفقرات. في نهاية الشهر الثاني من النمو داخل الرحم، يزداد حجم الفقرات العنقية بشكل حاد. لا يُلاحظ أي زيادة في أجسام الفقرات القطنية والعجزية حتى لدى حديثي الولادة، نظرًا لغياب تأثير الجاذبية داخل الرحم.

يقع الرباط الطولي في الأجنة على السطح الظهري للفقرات. يتكون القرص الفقري في الأجنة من اللحمة المتوسطة. تظهر مراكز التعظم في العمود الفقري الجنيني أولًا في الفقرات الصدرية السفلية والقطنية العلوية، ثم تُتتبع في أقسام أخرى.

بعد الولادة، يبدأ الطفل فورًا بمواجهة العديد من المؤثرات الخارجية. وأهم مُحفِّز يُشكِّل وضعيته هو الجاذبية. منذ لحظة الولادة وحتى تكوُّن الوضعية الطبيعية للبالغين، يمر كل طفل، وفقًا لأ. بوتابشوك وم. ديدور (٢٠٠١)، بالمستويات التالية من تكوين الحركة:

• المستوى أ - يستلقي الطفل على بطنه ويرفع رأسه. في الوقت نفسه، وبفضل ردود الفعل العنقية المنشّطة، يتشكل مستوى يضمن توازن الجسم والحد الأدنى لشد العضلات.
• المستوى ب - تكوّن الروابط العضلية المفصلية التي تُحدّد مسبقًا تطوّر أتمتة الدراجات النارية. تُوافق هذه الفترة مرحلة تعلّم الزحف والجلوس؛ حيث تبدأ آلية التضمين الأحادي، ثم المتعدد الأطراف، لعضلات الأطراف بالتشكل، مما يضمن لاحقًا تكوّن نمط مثالي للمشي والوقوف.
• المستوى ج - يتشكل في نهاية السنة الأولى من العمر ويسمح للطفل بالتنقل بسرعة في الفضاء باستخدام ترسانة المهارات الحركية الموجودة؛
• المستوى د - يتم إنشاء وضعية الجسم العمودية، حيث يتم ضمان التوازن العضلي في وضع الوقوف بأقل جهد عضلي. مع تغير مستويات تكوين الحركة، يتغير أيضًا شكل العمود الفقري. من المعروف أن العمود الفقري للمولود الجديد، باستثناء انحناء صغير في العجز، لا يحتوي على أي انحناءات فسيولوجية تقريبًا. يكون ارتفاع الرأس خلال هذه الفترة مساويًا تقريبًا لطول الجسم. يقع مركز ثقل الرأس عند الرضع مباشرة أمام الالتحام الغضروفي بين العظم الوتدي والعظم القذالي وعلى مسافة كبيرة نسبيًا أمام المفصل بين الجمجمة والعظم الأطلس. لا تزال عضلات العنق الخلفية ضعيفة النمو. لذلك، يتدلى الرأس الثقيل والكبير (بالنسبة لبقية الجسم) إلى الأمام، ولا يستطيع المولود الجديد رفعه. تؤدي محاولات رفع الرأس بعد 6-7 أسابيع إلى تكوّن انحناء عنق الرحم (اللوردوز) الذي ينشأ في الأشهر التالية نتيجةً لجهود الحفاظ على توازن الجسم في وضعية الجلوس. يتكون الانحناء العنقي من جميع الفقرات العنقية والفقرتين الصدريتين العلويتين، وتقع قمته عند مستوى الفقرتين العنقيتين الخامسة والسادسة.

في عمر ستة أشهر، عندما يبدأ الطفل بالجلوس، يتشكل انحناء في منطقة الصدر مع تحدب باتجاه الظهر (حداب). خلال السنة الأولى، عندما يبدأ الطفل بالوقوف والمشي، يتشكل انحناء في منطقة أسفل الظهر، متجهًا للأمام (لوردوزيس).

يشمل الانحناء القطني الفقرات الصدرية الحادية عشرة والثانية عشرة وجميع الفقرات القطنية، وتتوافق قمته مع الفقرتين القطنيتين الثالثة والرابعة. يُغيّر تكوّن الانحناء القطني وضع الحوض، ويُعزّز إزاحة مركز الثقل العام (GG) لجسم الإنسان خلف محور مفصل الورك، مما يمنع الجسم من السقوط في وضعية مستقيمة. يتميز شكل العمود الفقري لدى الطفل الذي يتراوح عمره بين سنتين وثلاث سنوات بانحناء قطني غير كافٍ، ويصل إلى ذروته عند البالغين.

يظهر الانحناء العجزي العصعصي لدى الأجنة. إلا أنه لا يبدأ بالتطور إلا مع المحاولات الأولى للمشي منتصبًا وظهور انحناء العمود الفقري القطني. يتأثر تشكل هذا الانحناء بقوة الجاذبية، التي تنتقل إلى قاعدة العجز عبر الجزء الحر من العمود الفقري، وتميل إلى حشر العجز بين عظام الحرقفة، وقوة شد الأربطة الواقعة بين العجز وعظم الإسك. تُثبّت هذه الأربطة الجزء السفلي من العجز بحديبة وشوكة عظم الإسك. ويُعد تفاعل هاتين القوتين العامل الرئيسي المُحدد لتطور الانحناء العجزي العصعصي.

مع تشكل المنحنيات الفسيولوجية للعمود الفقري، يتغير شكل الأقراص الفقرية أيضًا. إذا كانت أقراص حديثي الولادة بنفس الارتفاع في الأمام والخلف، فمع تشكل المنحنيات يتغير شكلها، وتكتسب الغضاريف في المقطع السهمي شكلًا إسفينيًا إلى حد ما. في منطقة اللوردوز، يكون الارتفاع الأكبر لهذا الإسفين مواجهًا للأمام، والأصغر مواجهًا للخلف. على العكس من ذلك، في منطقة الحداب الصدري، يكون الارتفاع الأكبر في الخلف والأصغر في الأمام. في المقاطع العجزية والعصعصية، يكون للعمود الفقري انحناء متجهًا للخلف. للأقراص الفقرية في المقطع العجزي أهمية مؤقتة ويتم استبدالها بأنسجة عظمية في سن 17-25، ونتيجة لذلك تصبح حركة الفقرات العجزية بالنسبة لبعضها البعض مستحيلة.

يكون نمو العمود الفقري مكثفًا بشكل خاص في أول عامين من العمر، حيث يصل طوله إلى 30-34% من حجمه النهائي. تنمو أجزاء مختلفة من العمود الفقري بشكل غير متساوٍ. ينمو القسم القطني بكثافة أكبر، يليه القسم العجزي، ثم العنقي، ثم الصدري، ثم العصعص. يتباطأ نمو الفقرات العنقية والصدرية العلوية نسبيًا بين سنة ونصف وثلاث سنوات. ويلاحظ المزيد من نمو العمود الفقري في عمر 7-9 سنوات. وفي عمر 10 سنوات، تنمو الفقرات القطنية والصدرية السفلية بسرعة. كما يُلاحظ زيادة في معدل نمو العمود الفقري خلال فترة البلوغ.

حتى عمر السنتين يزداد الطول الإجمالي للأجزاء العظمية والغضروفية من العمود الفقري بنفس الكثافة، ثم يتباطأ نمو الجزء الغضروفي نسبيًا.

تكون أجسام فقرات حديثي الولادة أوسع وأقصر نسبيًا من أجسام فقرات البالغين. في الأطفال الذين تتراوح أعمارهم بين 3 و15 عامًا، يزداد حجم كل فقرة من حيث الطول والعرض من الأعلى إلى الأسفل، من أعلى فقرة صدرية إلى أسفل فقرة قطنية. تعتمد هذه الاختلافات (على الأقل تلك المتعلقة بنمو العرض) على زيادة الحمل على الفقرات الواقعة أسفلها. في سن السادسة، تظهر نقاط تعظم مستقلة في الأجزاء العلوية والسفلية من الفقرات، وكذلك في نهايات النتوءات الشوكية والعرضية.

يستمر النمو الكلي للفقرات في المتوسط من عمر 3 إلى 6 سنوات بنفس الكثافة في الطول والعرض. في عمر 5 إلى 7 سنوات، يتأخر ازدياد عرض الفقرات قليلاً عن ازدياد الطول، وفي الأعمار التالية، يزداد ازدياد الفقرات في جميع الاتجاهات.

تتم عملية تعظم العمود الفقري على مراحل. في السنة الأولى والثانية، يندمج نصفا الأقواس الفقرية، وفي السنة الثالثة، تندمج الأقواس مع أجسام الفقرات. في عمر 6-9 سنوات، تتكون مراكز تعظم مستقلة على السطحين العلوي والسفلي لأجسام الفقرات، وكذلك على نهايات النتوءات الشوكية والعرضية. في سن الرابعة عشرة، تتعظم الأجزاء الوسطى من أجسام الفقرات. وينتهي التعظم الكامل لكل فقرة على حدة في عمر 21-23 عامًا.

مع تشكل انحناءات العمود الفقري، يزداد حجم تجاويف الصدر والحوض، مما يساعد بدوره في الحفاظ على الوضع المستقيم وتحسين خصائص الربيع للعمود الفقري عند المشي والقفز.

يرى العديد من المؤلفين أن تكوين العمود الفقري للإنسان ووضعيته الرأسية يتأثر بارتفاع مركز الثقل العام للجسم.

تنجم السمات العمرية لموقع مركز الثقل المشترك عن تغيرات غير متساوية في أحجام الروابط الحيوية، أي تغيرات في نسبة كتل هذه الروابط خلال فترة النمو. كما ترتبط هذه السمات بخصائص مميزة مكتسبة في كل مرحلة عمرية، بدءًا من لحظة وقوف الطفل وحتى الشيخوخة، حيث تتزامن التغيرات البيوميكانيكية مع التغيرات المورفولوجية نتيجةً للتراجع الشيخوخي.

وفقًا لـ ج. كوزيريف (1947)، يقع مركز الثقل العام للمواليد الجدد عند مستوى الفقرات الصدرية الخامسة والسادسة (يُحدَّد في وضع أقصى استقامة ممكنة للأطراف السفلية عن طريق الضمادات). ويُفسَّر هذا الموقع القحفي لمركز الثقل العام بالنسب المميزة لأجسام المواليد الجدد.

مع نمو الطفل، يتناقص مركز الثقل الكلي تدريجيًا. ففي عمر ستة أشهر، يكون مركز الثقل الكلي عند مستوى الفقرة الصدرية العاشرة. وفي عمر تسعة أشهر، عندما يتمكن معظم الأطفال من الوقوف بشكل مستقل، ينخفض مركز الثقل الكلي إلى مستوى الفقرتين الصدرية الحادية عشرة والثانية عشرة.

من الناحية البيوميكانيكية، تُعدّ عملية الانتقال إلى وضعية الجسم العمودية العملية الأكثر إثارة للاهتمام. تتميز الوقوفة الأولى بتوتر مفرط في جميع العضلات، ليس فقط تلك التي تُثبّت الجسم في وضعية عمودية، بل أيضًا تلك التي لا تلعب دورًا في عملية الوقوف أو التي يكون لها تأثير غير مباشر فقط. هذا يُشير إلى عدم كفاية تمايز العضلات وغياب التنظيم اللازم لشدّها. بالإضافة إلى ذلك، يُسبب ارتفاع مركز الثقل وصغر مساحة الدعم عدم الاستقرار، مما يُصعّب الحفاظ على التوازن.

يتمتع الطفل البالغ من العمر 9 أشهر بوضعية جسمانية غريبة في المستوى السهمي. تتميز هذه الوضعية بأن أطرافه السفلية في وضعية شبه منحنية (تصل زاوية ثني مفصل الركبة في طفل عمره 9 أشهر إلى 162 درجة، وفي طفل عمره عام واحد إلى 165 درجة)، ويكون الجسم مائلاً قليلاً للأمام بالنسبة للمحور الرأسي (7-10 درجات). لا يرجع وضعية الأطراف السفلية شبه المنحنية إلى إمالة الحوض أو محدودية التمدد في مفاصل الورك، بل إلى تكيف الطفل مع الحفاظ على توازن الجسم بحيث يُستبعد احتمال انتهاكه غير المتوقع ويُضمن سلامة السقوط. يعود ظهور الوضعية الغريبة في هذا العمر في المقام الأول إلى عدم وجود مهارة ثابتة للوقوف. ومع اكتساب هذه المهارة، يختفي الشك في ثبات الجسم الساكن تدريجيًا.

بحلول سن الثانية، يصبح الطفل أكثر ثقة بنفسه ويحرك مركز ثقله داخل منطقة الدعم بحرية أكبر. يقع ارتفاع مركز ثقل الجسم العام عند مستوى الفقرة القطنية الأولى. يختفي انحناء الأطراف السفلية تدريجيًا (تصل زاوية الثني في مفاصل الركبة إلى 170 درجة).

تتميز وضعية وقوف طفل في الثالثة من عمره بوضعية رأسية للجسم وانحناء طفيف في الأطراف السفلية (زاوية الانحناء في مفصل الركبة 175 درجة). في منطقة العمود الفقري، يظهر بوضوح الحداب الصدري والانحناء القطني الناشئ. يقع المستوى الأفقي لمركز ثقل الجسم العام عند مستوى الفقرة القطنية الثانية. تُشكل المحاور الطولية للقدمين زاوية تتراوح بين 25 و30 درجة تقريبًا، كما هو الحال في البالغين.

في وضعية الأطفال بعمر خمس سنوات، لا تظهر أي علامات على انثناء جزئي للأطراف السفلية (زاوية مفصل الركبة 180 درجة). يقع المستوى الأفقي لمركز الثقل العام عند مستوى الفقرة القطنية الثالثة. في السنوات اللاحقة، تتمثل التغيرات في موضع مركز ثقل الجسم بشكل رئيسي في انخفاض تدريجي وتنظيم أكثر استقرارًا في المستوى السهمي.

نتيجة لشيخوخة الجسم، تحدث تغييرات تشريحية وفسيولوجية وميكانيكية حيوية في الجهاز العضلي الهيكلي.

حدد ج. كوزيريف (1947) ثلاثة أنواع رئيسية من الوضعية ذات السمات المورفولوجية والميكانيكية الحيوية الأكثر تميزًا.

يتميز النوع الأول من وضعية الشيخوخة بتحول حاد للأمام في مركز الثقل، لدرجة أن المستوى السهمي يقع أمام مراكز المفاصل الرئيسية الثلاثة للأطراف السفلية. ويرتكز هذا الوضع بشكل رئيسي على مقدمة القدمين، مع إمالة الرأس للأمام، وتسطيح انحناء العمود الفقري العنقي. وفي الجزء السفلي من الفقرات العنقية والصدرية، يوجد حداب حاد. ولا تمتد الأطراف السفلية بالكامل عند مفصل الركبة (تتراوح زاوية الانثناء بين 172 و177 درجة).

يتميز النوع الثاني من وضعية الشيخوخة بانزلاق مركز الثقل إلى الخلف. يمر المستوى السهمي خلف مركز مفصل الورك، ويُغلقه بشكل سلبي، مستخدمًا شد الرباط الحرقفي الفخذي. يميل الجذع إلى الخلف، ويدفع البطن السفلي إلى الأمام. يتخذ العمود الفقري شكل "ظهر مستدير".

النوع الثالث من الوضعيات يتميز بترهل عام للجسم دون أي ميل للجذع للأمام أو للخلف. يبدو الأمر كما لو أن الجاذبية ضغطت الجسم على طول المحور الرأسي؛ ونتيجة لذلك، يبدو أن الرقبة أصبحت أقصر بسبب زيادة انحناء فقرات العنق، والجذع بسبب زيادة الحداب الصدري، والأطراف السفلية بسبب ثني المفاصل الرئيسية الثلاثة. يمر المستوى السهمي لمركز الثقل العام للخلف من مركز مفصل الورك، مغلقًا إياه بشكل سلبي من الخلف أو عبر مركز مفصل الركبة. ونتيجة لذلك، لا يمكن إغلاق المفصلين الأخيرين إلا بشكل نشط.

عند فحص شخص مسن أو مصاب بالخرف، فإن أول ما يلفت الانتباه هو وضعيته، والتي غالبًا ما تتميز بحدوث انحناء واضح في العمود الفقري العنقي والقطني والحداب الصدري.

لدى كبار السن والأشخاص المصابين بالخرف، يزداد حداب العمود الفقري، ويتشكل تقوس الظهر تدريجيًا، كما يزداد انحناء الفقرات العنقية والقطنية. حتى مع وجود حمل ثابت طبيعي، تحدث زيادة طفيفة في حداب العمود الفقري الصدري طوال الحياة. مع استمرار الأحمال الثابتة (الأحمال الزائدة) على جانب التقعر، يحدث تغير في الأقراص الفقرية ويتطور انحناء ثابت (فرط الحداب المرتبط بالعمر) مع جميع عواقبه. حدد بودروشنياك وأوستابشوك (1972) خمسة أنواع من الوضعيات المتأصلة في الشيخوخة، بناءً على تحليل صور الأشعة السينية للمنحنيات الفسيولوجية للعمود الفقري:

1. ثابت، زاوية انحناء الصدر أكثر من 159 درجة؛
2. منحني، زاوية العمود الفقري الصدري 159-151 درجة؛
3. الحداب، زاوية انحناء المنطقة الصدرية أقل من 151 درجة، القطنية - 155-164 درجة؛
4. الحدابي - اللوردي، زاوية انحناء المنطقة الصدرية أقل من 151٪ من المنطقة القطنية - أقل من 155 درجة؛
5. الحدابي - المسطح، زاوية انحناء المنطقة الصدرية أقل من 15 درجة، القطنية - أكثر من 164 درجة.

وجد المؤلفون أنه مع التقدم في السن، تكون التغييرات الأكثر وضوحًا في الانحناءات في المستوى السهمي للعمود الفقري الصدري، وبشكل واضح في العمود الفقري العنقي، وبدرجة أقل إلى حد ما في العمود الفقري القطني.

حتى سن الستين، يُشخَّص الجنف، والحداب الصدري، والانحناء العنقي والقطني بشكل أكثر شيوعًا لدى النساء. مع التقدم في السن، ينخفض عدد الأشخاص الذين لا يتغير وضعهم في وضع مستقيم بشكل حاد، ويزداد عدد المصابين بالحداب.

من بين التغيرات المتنوعة في بنية ووظيفة العمود الفقري التي تتطور أثناء عملية الشيخوخة، تحتل حركات النزوح أو الالتواء الفقري مكانة خاصة، حيث تزداد وتيرة اكتشافها وشدتها مع التقدم في السن.

وفقًا لأوستابشوك (1974)، تُلاحظ انحناءات الالتواء في العمود الفقري الصدري والقطني لدى أكثر من نصف الأشخاص الأصحاء عمليًا من كلا الجنسين، وتزداد احتمالية اكتشافها مع التقدم في السن. لدى معظم الناس، يصاحب الالتواء انحناء في المستوى الأمامي، ويرتبط اتجاهه ارتباطًا وثيقًا بنوع الجنف.

يرتبط الالتواء الذي يتطور مع التقدم في السن ارتباطًا وثيقًا بخلل في وظيفة العضلة الطويلة. ويتفاقم هذا الخلل نتيجةً لمزيج من الالتواء والانحناء الجانبي للعمود الفقري. ويتطور الالتواء والخلل في وظيفة العضلة الطويلة على خلفية عمليات ضمورية مدمرة للعمود الفقري، مما يزيد من التأثير السلبي على ثبات وديناميكية الشخص مع التقدم في السن.

[ 1 ]، [ 2 ]، [ 3 ]، [ 4 ]