1

Capitolul II: Anatomia i biomecanica coloanei cervicale

privind degenerarea i modificrile anatomice

2.1 Scheletul coloanei cervicale.

Coloana cervicala este format din 7 vertebre cu diverse particulariti. Vertebrele

cervicale se deosebesc de restul vertebrelor din componenta coloanei vertebrale prin forma

apofizelor spinoase, in zona cervical fiind bifide.

Primele dou vertebre sunt cu caractere speciale i se numesc atlas i axis. Au funcie

important i diferit, datorit structurii i biomecanicii lor permit o gam larg de micri pe

amplitudini mari. Prima vertebr are forma unui inel, este compus din dou mase laterale

unite printr-un arc anterior i unul posterior. A doua vertebr axis, are corpul alungit

transversal i prezint un proces odontoid care este piesa de baz n micrile capului,

deoarece are forma unui pivot cilindric.

Restul vertebrelor cervicale sunt formate din corp vertebral, i arc vertebral. A aptea

vertebr reprezint o excepie n privina formei, avnd un proces spinos mai lung dect

celelalte de unde primete i denumirea de vertebre proeminens. Ea reprezint un punct de

reper anatomic n diferite teste i evaluri.

2

Corpul vertebral este mic i alungit transversal prezint dou fee i o circumferin, este

concav pe faa superioar i convex pe cea inferioar. Acesta asigur soliditate i rezistena

vertebrei necesar n diversele roluri funcionale ale organului axial.

Arcul vertebral este format din dou lame osoase numite pediculi i alte dou lame osoase

numite lame vertebrale. Acesta prezint posterior o apofiz spinoas, dou procese

transverse n prile laterale care reprezint legtura cu coastele, i patru procese articulare,

dou superioare i dou inferioare. Lamele vertebrale formeaz peretele posterior al

orificiului vertebral, se ntind de la pediculi la baza apofizei spinoase.

Pediculii vertebrali sunt dou formaiuni osoase ce leag corpul vertebral de arcul

vertebral. Acetia sunt ca dou lame osoase, ele particip la delimitarea foramenului

intervertebral. Acetia au cte o fa extern i una intern. Cea intern delimiteaz canalul

medular. Pe lng cele dou fee, pediculii mai prezint i dou margini scobite, astfel c

prin suprapunerea a dou vertebre succesive se delimiteaz pe laturile rahisului cte un

orificiu denumit foramen intervertebral pe unde trec nervii spinali.

Apofiza spinoas a vertebrelor cervicale variaz ca mrime de la o vertebr la alta. Ea

este mai scurt i nclinat n jos i napoi. Se disting trei fee trei margini i un vrf, toate

sunt puncte de inserie a muchilor autohtoni ai spatelui i gtului. Faa inferioar prezint

un an longitudinal n care ptrunde marginea superioar a apofizei spinoase subiacente

3

n timpul extensiei. nclinaia acestor apofize spinoase fa de corpul vertebral este

variabil de la o vertebr la alta, crendu-se astfel posibiliti anatomice pentru valori

variate de extensie. Prin suprapunerea lor n micarea de extensie, acestea au i rol

frenator, ntervin n limitarea micrii.

Apofizele transverse sunt dou lame osoase, situate de o parte i de alta a corpului

vertebral n prelungirea axului su transversal. Acestea prezint doi tuberculi, unul

anterior i altul posterior ce au ca rol drept inserie pentru muchi. Aceste apofize servesc

ca brae de prghie care transmit aciunea muchilor corpului vertebral i totodata ntregii

coloane.

Apofizele articulare formeaz dou coloane verticale, situate la jonciunea lamelor

vertebrale cu pediculii vertebrali i ofer punct de inserie semispinalului capului. La

vertebrele cervicale, faetele articulare sunt nclinate cu 45 fa de planul frontal, de sus

n jos i anterior spre posterior, conferind articulaiilor interapofizare o foarte mare

mobilitate. Aceast orientare n timpul micrilor de flexie asigur o excelent stabilitatea

a coloanei cervicale inferioare, formnd un prag pentru regiunea cervical superioar.

Corpul vertebral i apofizele articulare numit complexul articular al vertebrei este

destinat att transmiterii forei ct i facilitrii micrilor segmentare ale rahisului. Faetele

articulare conduc micarea i o limiteaz.

2.2 Sistemul articular.

a) Articulaia corpurilor vertebrale este format din corpurile vertebrale, discurile

intervertebrale i ligamentele longitudinale, unul anterior i altul posterior. Suprafeele

articulare sunt reprezentate de feele superioare i inferioare ale corpurilor vertebrale. Acestea

sunt suprafee uor concave ce delimiteaz ntre ele un spaiu eliptic n care se afl discurile

intervertebrale. Discurile intervertebrale au rol multiplu de transmitere a forelor, de

amortizare a ocurilor i de a permite o amplitudine de micare mare. Mai multe informaii

asupra discurilor vom gsi la partea de biomecanic a lucrrii.

4

Ligamentul longitudinal anterior constituie un ligament slab din punct de vedere al

structurii. El se prinde superior pe faa exocranian a apofizei bazilare o occiputului i

inferior pe faa anterioar a sacrului. Ader uor de corpurile vertebrale i mai slab de

discurile intervertebrale. n spaiul dintre ligament, disc i marginea vertebrei se afl un spaiu

ocupat de esut conjunctiv lax, plexuri nervoase i terminaiuni nervoase senzitive, unde

datorit unor procese de demineralizare se pot forma uneori ciocuri osoase, osteofite, care

constituie un semn important n artroza discului.

Ligamentul longitudinal posterior se afl pe poriunea posterioar a corpurilor vertebrale n

interiorul canalului vertebral formnd peretele anterior al acestuia. La nivel cervical

ligamentul este mai lat i are aspectul unei panglici cranio-caudale.

b) Articulaia uncovertebral constituie legtur dintre procesele unciforme ale

vertebrelor cervicale. De adugat c aceste procese unciforme se gses numai la nivelul

vertebrelor cervicale. Au forma unor apofize semilunare cu scobiturile pe faa inferioar a

corpurilor vertebrale. Sunt unite prin intermediul discurilor intervertebrale ale vertebrelor

respective, ligamentelor uncovertebrale care se inser n sus pe marginile scobiturii de pe faa

inferioar a corpului vertebral i n jos pe faa extern i pe marginea liber a apofizei

semilunare. Aceste articulaii servesc la realizarea i ghidarea micrilor de lateralitate n

segmentul cervical.

5

c) Articulaiile zigapofizare (dintre procesele articulare ale arcului vertebral). Acestea

sunt unite printr-o membran fibroas mai subire i lax n zona cervical, ce se inser pe

periferia suprafeelor articulare. Aceste suprafee sunt alctuite de un strat subire de cartilaj

hialin. Au form ovoid sunt plane i permit numai simpla alunecare a suprafeelor articulare

una pe cealalt. Aceste articulaii vor fi subiect de discuie n capitolele urmtoare, fiind de

importan clinic.

d) Articulaia lamelor vertebrale aceasta se constituie prin ligamentul galben. Acesta

reprezint o structur fibroelastic ce permite apropierea i deprtarea lamelor vertebrale una

fa alta. n regiunea cervical sunt largi i subiri. Au form patrulater i sunt n permanent

tensiune, contribuie la nchiderea canalului vertebral, delimitndu-i peretele posterior. Au o

funcie static de protejare a mduvei spinrii i a discurilor intervertebrale conferit de

poziia lor. O funcie dinamic ce const n faptul c n flexie ligamentele se ntind

nmagazinnd energie, cu care readuc coloana n poziie iniial dup ncetarea forelor ce au

produs flexia.

e) Unirea proceselor transverse i a apofizelor spinoase se realizeaz prin ligamentele

intertransversale i respectiv ligamentele interspinoase i supraspinoase.

2.3 Sistemul muscular.

Muchii flexori ai coloanei cervicale.

Cel mai vizibil i palpabil muchi din regiunea gtului este muchiul

sternocleidomastoidian.

Origine: prin dou capete, unul pe suprafaa antero-superioar a manubriului sternal i altul

clavicular pe ptrimea intern, faa superioar a claviculei.

Inserie: procesul mastoid;

Aciune: datorit traiectului spiralat al acestuia, atunci cnd se contract doar pe o parte, el

determin flexia lateral de aceai parte, cu rotaie de parte opus. n contracie bilateral cu

punctul fix pe origine, face flexia capului i a coloanei cervicale. El asist i la inspiraie

atunci cnd punctul fix este pe inseria superioar, ridicnd coastele.

6

n parte anterioar i lateral a gtului sunt muchii prevertebrali, scaleni i

sternocleidomastoidian. Cei prevertebrali sunt trei si anume, muchiul lung al capului,

muchiul lung al gtului i drept anterior al capului.

Lungul capului

Origine: superior se prinde pe faa inferioar a apofizei bazilare a occiputului, de aici fibrele

merg n jos

Inserie: se prind prin patru tendoane pe vrful tuberculilor anteriori ai vertebrelor C3, C6.

Lungul gtului se ntinde de la atlas , la a treia vertebr toracic, este construit din trei

pri: poriunea longitudinal median, poriunea oblic inferioar i poriunea oblic

superioar i lateral

Drept anterior al capului

Origine: faa inferioar a apofizei bazilare a occiputului

Inserie: se inser inferior printr-un tendon scurt pe faa anterioar a rdcinei apofizei

transverse a atlasului i pe poriunea medio-lateral a feei anterioare a maselor laterale

Funcia muchilor prevertebrali este de flexie i uoar rotaie si nclinare a capului i

coloanei cervicale. Acetia sunt antagoniti muchilor cefei.

Scalenii sunt n numr de trei i ocup regiunea antero-lateral a gtului.

Origine: pe apofizele transverse ale vertebrelor C3-C7 de unde fibrele se duc n jos spre cutia

toracic;

Inserie: capul anterior se prinde pe faa superioar a primei coaste, cel mijlociu asemeni

celui anterior, iar scalenul posterior se inser pe faa superioar a coastei a doua.

Aciune: atunci cnd acetia au punct fix pe torace, n contracie unilateral nclin coloana

de aceai parte, n contracie de ambele pri ei mresc stabilitatea coloanei. Sunt inspiratori,

7

lund punct fix pe coloana cervical, iar prin contracia exclusiv a scalenului anterior

particip la flexia coloanei cervicale.

La flexia ntregii coloanei mai particip i urmtorii muchi: drept abdominal, oblic

extern al abdomenului i psoas iliac; avnd n vedere c acetia nu prezint raporturi cu

coloana cervical, voi sri peste prezentarea lor.

Muchii extensori ai coloanei cervicale.

Muchii semispinali, sunt prezeni doar in jumtatea superioar a coloanei vertebrale.

Origine: pe procesele transverse a primelor cinci vertebre toracice;

Inserie: se afl la distan de 4-5 cinci vertebre i anume pe procesele spinoase ale

vertebrelor cervicale de la a dou pn la a cincea inclusiv.

Aciune: extensor direct al coloanei n contracia bilateral, i particip i la rotaie n

contracie unilateral.

Muchiul splenius are dou poriuni, spleniusul capului i spleniusul gtului.

Origine: de pe procesele spinoase T3-T6, fibrele ndreptndu-se n sus;

Inserie: pe tuberculii posteriori ai proceselor transverse ale primelor trei vertebre cervicale.

Aciune: este un muchi spino-transversar, prin contracii izolate imprim coloanei cervicale

micri de extensie, flexie lateral i rotaie de aceai parte.

Muchii interspinoi, sunt situai n spaiile dintre apofizele spinoase. Ei sunt cte doi

pentru fiecare spaiu interspinal i sunt separai de ligamentul interspinos.

Inserii: pe procesele spinoase, legndu-le ntre ele i se gsesc pe toate apofizele spinoase

cervicale exceptnd prima vertebr.

8

Aciune: ofer suport in meninerea n extensie a coloanei prin contracia bilateral, i

particip la flexie lateral n contracie unilateral.

Mai particip la extensie i o serie de muchi mici care sunt situai n poriunea

superioar a coloanei cervical i anume: micul drept posterior al capului, marele drept

posterior al capului, oblicul superior al capului i oblicul inferior al capului. acetia acioneaz

n micrile de extensie a capului.

9

Ridictorul scapulei acioneaz ca extensor al coloanei cervicale doar atunci cnd ia

ca punct fix inseria pe scapul, i se contract bilateral.

Musculatura extensoare superficial a coloanei vertebrale este reprezentat de erectorii

spinali. Acestia sunt un complex muscular paravertebral, ce se ntinde de la sacru pana la

occiput. n partea inferioar a acestuia, adic n zona lombar, este denumit masa comun,

urmnd ca apoi s se mpart n trei muchi: iliocostal, longissimus i spinal.

Muchiului iliocostal

Origine: de pe unghiurile posterioare ale coastelor 3-6 i se ndreapt superior i medial

Inserie: se orienteaz spre vertebrele C4, C5, C6 unde se inser pe tuberculii posterior ai

proceselor transverse ale acestor vertebre.

Aciune: n contracie unilateral produc flexie lateral, iar prin contracie bilateral

contribuie la extensia coloanei. Prin coborrea coastelor ei contribuie la expiraie.

Medial de muchiul iliocostal se afl muchiul longissimus care se ntinde de la masa

comun pn la procesul mastoid.

Origine: de pe procesele transverse ale primelor cinci vertebre toracice prin fascicule

tendinoase, care se unesc i formeaz un corp muscular

Inserie: se ndreapta spre ultimele cinci vertebre cervicale, pe procesele transverse ale

acestora din urm.

Aciune: ca i restul muchilor din acest plan, el este extensor al coloanei n contracia

bilateral, iar unilateral flexie lateral i rotaie de aceai parte.

Muchiul spinal care este dificil de separt de ceilali muchi, fasciculele lui fiind

amestecate cu cele ale semispinalului. n poriunea lui cervical fiind slab dezvoltat

Origine: pe procesele spinoase ale primelor dou vertebre toracale, fibrele ntr n contact cu

ligamentul nuchal n zona C6-C7

Inserie: se inser pe procesele spinoase ale primelor trei vertebre cervicale. are aciune

asemntoare cu restul muchilor prezentai pn acum, participnd la extensie i flexie

lateral.

Muchii flexori laterali ai coloanei cervicale.

Din aceast categorie fac parte muchii intertransversari, scaleni, splenius,

sternocleidomastoidian, trapez, iliocostal, interspinoi, semispinali, multifizi, longissimus,

care cu excepia muchilor intertransversari, au fost prezentai n celelate grupe dat fiind

faptul c micarea principal a lor nu este de flexie lateral.

n ce privete muchii intertransversari, acetia sunt mprii n intertransversari

anteriori i posteriori, fiind in principiu separai prin ramura anterioar a nervului spinal

corespunztor. Ei sunt prezeni la toate vertebrele cervicale, inseriile lor fiind pe tuberculii

posteriori i anteriori ai fiecrui proces transvers a dou vertebre nvecinate. Funcia lor

principal este aceea de flexie lateral de aceai parte, dar n contracie bilateral au i o slab

aciune de extensie.

Cel mai superficial muchi n zona cervical este muchiul trapez avnd aciune mai

mult asupra centurii scapulo-humerale. El este mprit n trei poriuni avnd i fibre ce pleac

de pe coloana toracic, face legtura cu scapula i umrul. nseria medial se face pe linia

10

nuchal superioar, protuberana occipital extern, pe ligamentul nuchal, pe procesul spinos

al ultimei vertebre cervicale i procesele spinoase ale vertebrelor toracale. Fibrele converg

spre scapul i pe acromion. Are aciune asupra coloanei cervicale doar cnd are punct fix pe

inseria lateral, face flexie lateral de aceai parte i rotaie de parte opus.

Muchii rotatori ai coloanei cervicale.

Acetia pot fi rotatori de aceai parte sau rotatori de parte opus. Muchii rotatori de

aceai parte sunt longissimus, splenius, i lungul gtului. Muchii rotatori de parte opus sunt

urmtorii: sternocleidomastoidian, trapez, transversospinal, rotatori i multifizi. Datorit

aciunilor multiple ale unor muchi acetia au fost prezentai n cadrul categoriei de micare

principal a lor.

Muchii rotatori, sunt muchi ce aparin planului profund, ei sunt prezeni pe ntreaga

coloan vertebral i sunt de 2 tipuri, rotatori scuri i rotatori lungi. Cei scuri au orginea pe

baza procesului transvers i inseria pe baza procesului spinos a vertebrei supraiacente, iar

rotatorii lungi au acelei puncte de inserie doar c ei sar peste o vertebr i se inser pe a

11

doua vertebr superioar. Ca i in denumirea lor, ei acioneaz ca rotatori de parte opus n

contracie unilateral, dar asist i la extensie in contracie bilateral.

Cei din urm sunt acoperii de muchii multifizi, care au aceeai direcie cu rotatorii,

formnd o coloan muscular de la axis pn la sacru. Inseriile celor din zona cervical se

afl pe procesele articulare ale ultimelor patru vertebre, urmnd ca originea lor sa fie pe

procesele spinoase a vertebrelor superioare. Fasciculele mai lungi ajungnd s se insere i pe a

treia vertebr superior, n cazul vertebrei a patra, fibrele ce pornesc de la aceasta inserndu-se

prima vertebr. Rolul acestor muchi este de rotaie a coloanei de parte opus n contracie

unilateral, i extensori n contracie bilateral.

2.4 Biomecanica funcional i clinic a coloanei cervicale.

Legea lui wolf: Form follows function.

O nelegere ct mai cuprinztoare a kinematicii coloanei vertebrale este de importan suprem pentru nelegerea tuturor aspectelor analizei clinice i managementului problemelor

coloanei.

Kinematica reprezint aceea etap a mecanicii ce se intereseaz de studiul micrii

corpurilor rigide far consideraia forelor implicate.

Coloana vertebral, din punct de vedere biomecanic, reprezint o articulaie triaxial.

i sunt permise micri de flexie, extensie, flexie lateral, rotaie i micarea ce le nglobeaz

pe toate circumducial.

Avnd un sistem musculoscheletal foarte bine structurat, zona cervical are o

mobilitate foarte mare. Amplitudinile medii normale pe micrile analitice sunt:

- Flexie 70;

- Extensie 60;

- Flexie lateral 30;

- Rotaie 75;

12

n micarea de flexie poriunea anterioar a discurilor intervertebrale este comprimat,

n timp ce ligamentul vertebral comun posterior, ligamentele galbene, ligamentele

interspinoase, ligamentul supraspinos i muchii spatelui sunt pui sub tensiune. n poziia

ortostatic muchii care iniiaz micarea de flexie sunt cei ai peretelui abdominal, mai ales

dreptul abdominal i cei doi oblici, psoasul iliac, precum i muchii subhioidieni i

sternocleidomastoidianul. Odat iniiat micarea, grupul antagonist al extensorilor coloanei

intr n aciune i gradeaz flectarea trunchiului, nvingnd forele gravitaionale.

n micarea de extensie, muchii anurilor vertebrale sunt aceia care iniiaz micarea,

apoi fiind controlai de flexori. n extensie poriunile posterioare ale discurilor intervertebrale

sunt comprimate, n timp ce ligamentul longitudinal anterior este pus n tensiune. Extensia

este blocat n ultim faz de intrarea n contact a apofizelor articulare i n ultim instan i

a apofizelor spinoase.

Flexia lateral sau nclinarea lateral, nu poate avea loc fr o rotaie concomitent,

aceasta se datoreaz orientrii apofizelor articulare. n flexia lateral, apofiza articular

inferioar din partea concav alunec n jos i napoi, pe cnd cea din partea convex se

deplaseaz n sus i nainte.

Rotaia coloanei se efectueaz n jurul unui ax longitudinal, 50% din amplitudinea

micrii este la nivelul C1-C2 i 50% la nivelul C2-C7.

Discul intervertebral, care are multe funcii, este dispus la o varietate considerabil de

fore i momente. Acesta este constituit din trei pri distincte, nucleul pulpos, inelul

fibros i esut cartilaginos.

Nucleul pulpos este localizat central fiind compus dintr-o reea translucid de lamele

fibroase elastice ce zac ntr-un gel mucoprotein ce conin variate mucoplizaharide. Coninutul

de ap este n jur de 70-90%, atinge nivelul cel mai mare la natere, pe urm scznd.

Inelul fibros este poriune a discului intervertebral ce gradul devinde diferit de la

periferia nucleului i formeaz marginile exterioare ale discului. Aceast structur este

compus din esut fibros dispus concentric

13

mpreun cu faetele articulare, este responsabil de susinerea tuturor incrcrilor compresive

la care este supus trunchiul.

esutul cartilaginos este reprezentat de o membran hialin ce desparte discul de

corpul vertebral

Cnd un individ este n ortostatism, forele ce survin asupra discului sunt mult mai

mari dect greutatea ce se afl asupra lui. n plus, cu orice activitate unde intervine

compresiunea dinamic, adevrata presiune ce se exercit asupra acestor dou structuri este cu

mult mai mare dect n poziie static. Acestea sunt n general sarcini/greutate compresiv,

ns discul este de asemenea subiectul a altor tipuri de stres mecanic. Fora de traciune sau

tensile stress ce apare n anumite poriuni ale micrilor fiziologice.

De exemplu, micarea de rotaie combinat cu flexie lateral rezult ntr-un stress

mecanic de tip traciune, compresiune i forfecare.

Forele/sarcinile la care este expus discul pot fi mprite n dou categorii n funcie

de durata de aplicare:

- Durat scurt cu amplitudine mare (ridicare brusc, smucit a unei greuti);

- Durat lung cu amplitudine mic cuvenit unei activiti fizice normale;

Aceast clasificare este important deoarce discul dispune de proprieti ce depind de timp

cum ar fi vscoelasticitatea caracterizat de sensibilitatea ritmului de ncrcare, histerezis i

relaxarea.

Comportamentul biomecanic al discului este dependent de starea lui de degenerare

care n schimb este dependent de vrst.

Tolerana la oboseala a discului este una nedefinit, ns n urma unor teste efectuate

n vitro s-a determinat o slab tolerana. Testul a constat n aplicarea unor ncrcri axiale

constante i flexii repetate la amplitudinea de 5. Discul a artat semne de eec dupa numai

200 de cicluri de flexie, i a euat complet dupa 1000 de repetiii. Desigur nu putem compara

testul n vitro cu discul din corpul uman, ns discul neavnd proprietatea de regenerare odata

cu naintarea n vrst el i pierde din proprieti.

Sistemul ligamentar

n componenta coloanei vertebrale sunt 7 ligamente: ligamentele anteorior i posterio

longitudinal, intertransverse, capsulare, galbene, interspinoase, supraspinoase.

Ligamentele sunt structuri uniaxilare, sunt cel mai eficiente n suportarea ncrcrilor

de-a lungul direciei fibrelor acestora. Natura a proiectat coloana n aa fel nct, atunci cnd

unitatea funcional a coloanei este supus la diferite fore complexe i cupluri de vectori,

anumite ligamente asigur rezisten elastic la sarcinile externe prin dezvoltarea de tensiune.

Ligamentele au funcii multe i diferite. n primul rnd ligamentele trebuie s permit

o micare fiziologic adecvat i o atitudine postural fix ntre vertebre, cu un minim consum

energetic muscular. n al doilea rnd, ligamentele trebuie s protejeze mduva spinrii prin

restricionarea micrilor n limita amplitudinilor definite. De asemenea, ligamentele mpart

cu muchii, rolul de a furniza stabilitatea coloanei de-a lungul micrilor fiziologice. n final,

au rol de protejare a mduvei spinrii n situaii traumatice n care, diverse fore sunt aplicate

cu viteze mari.

14

Faetele articulare

Aceste articulaii sunt de importan clinic datorit a cel puin dou motive.

n primul rnd aceste faete articulare au fost dovedite ca fiind productoare de durere, i n al

doilea rnd faptul ca sunt structuri stabilizatoare importante.

La acest nivel se ntlnesc preponderent osteofitele, datorit implicrii n procesul de

mbtrnire a articulaiei. ns de multe ori pacienii sunt asimptomatici i deci nu reprezint

ea nsi o surs de durere intrinsec. Dar contribuie la procesul de degenerare al coloanei

vertebrale.