Боль в спине - что нужно знать

1.Краткое описание функций отделов позвоночника

1.1 Шейный отдел позвоночника

Шейный отдел позвоночника состоит из семи позвонков (C1-C7) и шести межпозвоночных дисков и простирается от основания черепа до верха туловища, где начинаются грудные позвонки и грудная клетка. Основные функции шейного отдела позвоночника включают в себя поддержание и амортизацию нагрузок на голову / шею с одновременным вращением и защиту спинного мозга.

1.2 Грудной отдел позвоночника

Грудной отдел позвоночника состоит из двенадцати позвонков (T1 – T12) и двенадцати межпозвоночных дисков и простирается от нижней части шейного отдела позвоночника до начала поясничного отдела позвоночника. Основные функции грудного отдела позвоночника включают в себя тяжелую нагрузку и защиту спинного мозга, поддержание осанки и стабильности по всему туловищу, а также соединение грудной клетки, которая содержит и защищает жизненно важные органы, такие как сердце и легкие.

Это соединение вызывает значительное снижение подвижности по сравнению с шейным отделом позвоночника, а также большую стабильность и поддержку всего ствола, что обычно приводит к меньшему количеству случаев дегенерации диска. Позвонки, составляющие грудной отдел позвоночника, имеют размеры тела (толщину, ширину и глубину), которые резко увеличиваются при спуске с T1 до T12, что соответствует увеличенной нагрузке, которая передается от позвонка выше

Грудной отдел позвоночника содержит нервы, которые гораздо менее специализированы для позвонков, чем нервы шейного и поясничного отделов, однако они не менее важны. Афферентные и эфферентные нервы, которые вытекают из спинного мозга в этом отделе, приводят в движение главные мышцы спины, груди и живота и межреберные мышцы. Симпатическая нервная система, которая протекает по всему грудному отделу позвоночника и двух верхних поясничных позвонков и помогает питать межреберные мышцы, необходима для жизненно важных непроизвольных функций, таких как увеличение частоты сердечных сокращений, повышение артериального давления, контроль частоты дыхания, регулирование температуры тела, снижение секреции желудка, функция мочевого пузыря (расслабление мышц мочевого пузыря и накопление мочи) и сексуальная функция. 


1.3. Поясничный отдел позвоночника
состоит из пяти позвонков (L1-L5) и пяти межпозвоночных дисков и простирается от нижней части грудного отдела позвоночника до начала крестца, который прикрепляет позвоночник к тазу. Основные функции поясничного отдела позвоночника включают тяжелую нагрузку и защиту спинного мозга во время передвижения и сгибания / скручивания туловища, обеспечивая максимальную устойчивость при сохранении критической подвижности туловища вокруг бедер / таза.

Этот конкретный участок позвоночника должен быть наиболее устойчивым из-за жизненно важных функций, которые он обеспечивает. Он должен не только поддерживать весь перенесенный вес от предыдущих отделов позвоночника (практически всего человеческого тела), но также должен иметь возможность сохранять подвижность в этих напряженных условиях. Когда к этим условиям добавляется вес, например, человек наклоняется, чтобы поднять рюкзак, или вес с пола, в поясничном отделе позвоночника возникает огромное напряжение. Из-за этого позвонки и межпозвонковые диски в поясничном отделе позвоночника имеют наибольшую толщину, ширину и глубину. Позвонок L1 начинается с толщины, ширины и глубины больше, чем у любого из шейных или грудных позвонков, и эта тенденция продолжается  до позвонка L5. Позвонок L5 не сильно отличается от других, кроме как по размеру, но, поскольку он является самым нижним позвонком в позвоночнике, он несет большую нагрузку, чем любой другой позвонок в позвоночнике, что делает его необходимым быть самым большим и сильным. 

В поясничном отделе позвоночника содержатся афферентные и эфферентные нервы,  эти нервы контролируют в основном переднюю часть нижних конечностей, и при попадании могут привести к потере чувствительности, подвижности, слабости, изолированной боли в пояснице и увеличению боли в ногах. При всех нагрузках, скручивании и изгибе эти нервы, как правило, имеют наиболее значительный шанс получить удар или повреждение (примерно 95% у лиц в возрасте 25–55 лет), по сравнению с любым другим отделом позвоночника.

1.4. Крестец

Крестец состоит из пяти сросшихся позвонков (S1 – S5), которые соединяются с тазом в крестцово-подвздошном суставе и действуют как единственное скелетное соединение между туловищем и нижней частью тела. В то время как в подростковом возрасте крестец остается незакрепленным, так как человек становится взрослым, крестец начинает сливаться вместе. Слияние крестца имеет тенденцию начинаться с боковых элементов, сливающихся вокруг половой зрелости, и позвонков, сливающихся приблизительно в 17 или 18 лет, становясь полностью слитыми к 23 годам. Крестец имеет мало активных ролей в теле, однако одна из этих ролей невероятно важна, будучи мостом между бедрами и остальной частью позвоночника.

Хотя крестец не имеет межпозвоночных дисков, он имеет очень важные афферентные и эфферентные нервы, которые выходят из спинного мозга и проходят через всю нижнюю конечность. Наиболее важные и часто травмируемые из этих нервов проходят через пространство L5 / S1, которое более широко известно как седалищный нерв. Когда этот нерв поврежден или поражен, это приводит к боли и онемению вниз по ногам, мешая большей части образа жизни человека.

1.5. Копчик

Копчик состоит из трех-пяти сросшихся позвонков в зависимости от индивидуума (четыре наиболее распространенных), которые связаны с нижней частью крестца, и обычно называют хвостовой костью. Основные функции копчика включают в себя прикрепление сухожилий таза, связок и мышц, в основном тех, которые составляют тазовое дно, а также поддержание и стабилизацию тела в положении сидя.

Копчик не имеет межпозвоночных дисков, и через него не проходят никакие нервы, поэтому он незначителен в отношении дегенерации диска и повреждения диска.

2. Межпозвоночные диски

Каждый позвонок в шейном отделе (за исключением позвонков C1 и C2), грудного и поясничного отделов позвоночника разделен межпозвоночными дисками, каждый из которых назван в честь двух позвонков, между которыми они сидят (например, C6 – C7, T7 – T8 и L4 – L5, также иногда обозначается как L4 / L5). Эти диски составляют около 20–30% от общей длины позвоночника и имеют невероятно важные функции, включая амортизацию нагрузки, уменьшение напряжения, вызванного ударом (амортизатор), распределение веса, что позволяет перемещать отдельные позвонки и позволяет прохождение питательных веществ и жидкости в позвоночник и спинной мозг. Хотя каждый диск предоставляет почти идентичные функции позвоночнику, в зависимости от его местоположения, их структура и механические свойства изменяются для адаптации к различным нагрузкам, напряжениям и деформациям. Например, когда ожидаемая несущая роль каждого диска увеличивается, при спуске от основания черепа по длине позвоночника площадь поперечного сечения дисков также увеличивается. Однако давление на диски не увеличивается в той же степени из-за того, что площадь поперечного сечения увеличивается в нижнем направлении.

Наряду с изменениями площадей поперечного сечения дисков высота (толщина) каждого диска изменяется также по всему позвоночнику.Шейный и поясничный отделы позвоночника имеют гораздо более толстые диски, чем у грудного отдела позвоночника, и, скорее всего, они адаптированы к более высокой амплитуде движения, ожидаемой от этих отделов, как для сгибания-разгибания, так и для кручения. 

2.1. Классификация межпозвоночных дисков

2.1.1. Шейные Диски

Шейный отдел позвоночника состоит из шести межпозвоночных дисков (C2 / C3 – C7 / T1), с отсутствием диска между  (C1) и  (C2). Эти диски имеют меньшую площадь поперечного сечения, чем любые другие диски в позвоночнике, поскольку несущая роль шейного отдела позвоночника намного меньше, чем в любой другой секции, что снижает потребность в распределении нагрузки. 

У взрослых максимальное сгибание и разгибание шейного отдела позвоночника происходит вокруг диска C5 / C6, поэтому его толщина в среднем будет толще, чем у остальных. Диски шейки также показывают максимальную толщину в передней части и минимальную высоту в задней части, что придает ему естественную выпуклую кривизну. Из-за подвижности шейного отдела позвоночника его диски имеют значительно более высокий риск повреждения от изгиба и кручения, что делает его вторым наиболее распространенным отделом позвоночника для повреждения диска.

2.1.2. Грудные диски

Грудной отдел позвоночника состоит из двенадцати межпозвоночных дисков (T1 / T2 – T12 / L1). Эти диски имеют большую площадь поперечного сечения, чем шейные диски, однако все еще меньше, чем у поясничных дисков. Это связано с величиной дополнительной нагрузки, передаваемой на грудной отдел позвоночника от позвонков выше, что увеличивает потребность в большем распределении нагрузки. 

Хотя грудные диски имеют большую площадь поперечного сечения, чем шейные, они по сравнению с ними все же тоньше. Это связано с тем, что грудной отдел позвоночника не подвергается такому сгибанию / разгибанию и вращению, как другие отделы позвоночника, в основном благодаря прикреплению грудной клетки. 

Из-за недостаточной подвижности по всему грудному отделу позвоночника его диски, как правило, испытывают очень незначительное скручивающее напряжение, что дает им очень низкий шанс получить травму в результате деградации. 

2.1.3. Поясничные диски

Поясничный отдел позвоночника состоит из пяти межпозвоночных дисков (L1 / L2 – L5 / S1). Эти диски имеют наибольшую площадь поперечного сечения из всех позвоночных сечений.

Как и шейный отдел позвоночника, поясничный отдел проходит через большое количество сгибания / разгибания и кручения, что вызывает высокое напряжение и нагрузку на диски. Благодаря этим факторам они являются самыми толстыми дисками и имеют наибольшую площадь поверхности. 

2.2. Физиология межпозвонкового диска

Каждый межпозвоночный диск представляет собой сложную структуру, состоящую из трех основных компонентов: толстого наружного кольца волокнистого хряща, называемого кольцевым фиброзом,  гелеобразного ядра, называемого пульпозным ядром, и концевых пластин позвонка хряща. Все вместе они обеспечивают структурную и механическую целостность органа. Эти компоненты объединяются, чтобы придать необходимые структурные и механические свойства межпозвоночным дискам в целом. 

2.2.1. Кольцевой фиброз

Фиброзное кольцо представляет собой фиброзно-хрящевую ткань, которая структурирована в виде концентрических колец или пластин, окружающих пульпозное ядро. Они состоят в основном из воды , коллагенов (коллаген I и II типа), протеогликанов  и других второстепенных белков, образующих внеклеточный матрикс . 

Фиброзное кольцо представляет собой многослойную структуру с чередующимися углами коллагеновых волокон, которые помогают создать структурно стабильный материал, вмещающий пульпозное ядро, удерживая его под давлением и от удара по позвоночнику.

Фиброзное кольцо является единственным участком диска, который подвергается растягивающему напряжению, и обычно именно из-за этих напряжений коллагеновые фибриллы разрушаются. Однако,полученные травмы редко возникают из-за одного удара, но чаще - циклическая нагрузка или износ позвоночника, который вызывает ухудшение состояния. 

2.2.2. Пульпозное ядро

Пульпозное ядро находится в середине диска, окруженного фиброзным кольцом, которое удерживает его от утечки в позвоночный канал. Он состоит из случайно организованных волокон коллагена типа II  и радиально расположенных эластиновых волокон, помещенных в протеогликановый гидрогель (50% сухого веса), с хондроцитоподобными клетками, вкрапленными с низкой плотностью приблизительно 5000 / мм.  Ядро представляет собой несжимаемую структуру, в состав которой входит около 80–90% воды, что помогает ему выполнять свои жизненно важные функции в межпозвонковом диске, заключающемся в распределении сжимающей нагрузки, поглощении сжимающего удара и сохранении внутренней части диска.

В пульпозном ядре хондроцитоподобные клетки действуют как метаболически активные клетки, которые синтезируют и оборачивают большой объем компонентов , главным образом коллагена и протеогликанов. Они также поддерживают гомеостаз тканей, играют важную роль в физико-химических свойствах макромолекул, специфичных для хряща, и предотвращают  заболевания, такие как дегенеративное заболевание диска и остеоартрит. Однако с возрастом эти клетки начинают некротизироваться (необратимый процесс прекращения жизнедеятельности). Это может привести к деградации хряща / коллагена, аномальному образованию костей на позвонках (остеофит).

Пульпозное ядро представляет собой мягкую желатиновую массу, которая имеет неправильную яйцевидную форму и находится под давлением в центре диска. Поскольку это в основном вода (от 80 до 90%), она не имеет определенной структуры или формы, но, как жидкость, принимает форму, где бы она ни находилась.

Межпозвоночные диски могут дегенерировать из-за травмы или из-за износа в результате стресса и напряжения, которому ткани подвергаются ежедневно. Тем не менее, межпозвоночные диски являются одними из самых бессосудистых тканей в организме человека и вместе с низким пролиферативным потенциалом клеток (новообразование клеток путем их размножения делением)  внутри, будучи почти неподвижными,  не способны адекватно самовосстанавливаться. Множественные факторы способствуют дегенерации ткани, кроме просто износа, такие как генетическая предрасположенность, нарушение транспорта метаболитов, измененные уровни активности ферментов, старение и гибель клеток, изменения в макромолекулах матрикса и содержании воды, остеоартрит, структурная недостаточность и сосудисто-нервные расстройства. Хотя генетическое наследование является самым большим фактором риска, оно не вызывает дегенерации дисков само по себе, но вместо этого увеличивает их восприимчивость к таким факторам окружающей среды, как высокая и повторяющаяся механическая нагрузка и курение сигарет.

3. Современные методы лечения

В зависимости от степени дегенерации диска  существует несколько вариантов лечения, как инвазивного (хирургического), так и неинвазивного (нехирургического). Наиболее распространенные методы лечения включают физиотерапию, эпидуральные инъекции и медикаменты для неинвазивного лечения, а также радиочастотную абляцию, операции на сращении позвоночника, синтетические полные замены диска и восстановление фиброзного кольца для инвазивного лечения. 

3.1. Нехирургическое лечение

3.1.1. Физиотерапия

При дегенерации диска возникает недостаток поддержки и стабильности позвоночника из-за снижения биомеханических функций межпозвонкового диска. Чтобы восстановить эту потерю функции, мышцы, окружающие позвоночник и поддерживающие нагрузки на позвоночник, должны увеличиться в силе и стабильности, что снижает потребность в поддержке межпозвоночного диска для позвоночника. Решением этой проблемы является физическая / функциональная терапия, преимущества которой включают увеличение силы, гибкости и диапазона движений. Улучшение движения в суставе - один из оптимальных способов облегчить боль. Это может быть достигнуто с помощью упражнений на растяжку и гибкость, которые улучшают подвижность в суставах и мышцах позвоночника и конечностей. Следующим является увеличение силы с помощью упражнений для мышц туловища, обеспечивающих большую поддержку для позвоночных суставов и мышц рук и ног, уменьшая нагрузку, требуемую для позвоночных суставов. Также было показано, что аэробные упражнения уменьшают боль в пояснице, способствуя здоровому весу тела и улучшая общую силу и подвижность. Другие методы лечения включают глубокий массаж тканей, осанку и обучение движению для повседневной жизни (функциональная терапия), а также специальные процедуры, такие как лед, электростимуляция, вытяжение и ультразвук.  Физиотерапия не устраняет возрастные дегенеративные изменения диска, однако,  способствовует стимуляции клеток, усилению транспорта метаболитов и предотвращению спаек и повторных травм, что, в свою очередь, ослабит боль, вызванную дегенеративным заболеванием диска.

3.1.2. Инъекции эпидурального стероида

Эпидуральные инъекции стероидов являются одними из наиболее распространенных инъекций для облегчения боли путем уменьшения воспаления, вызванного дегенеративным заболеванием диска. Инъекции состоят из кортизона, который обладает противовоспалительными свойствами, уменьшающими и дополнительно предотвращающими дополнительное воспаление, в сочетании с местным анестетиком, который обеспечивает немедленное кратковременное облегчение боли. Оба эти компонента помогают отключить воспалительные химические вещества, вырабатываемые иммунной системой организма, что может привести к будущим вспышкам. Он вводится в эпидуральное пространство, окружающее мембрану, покрывающую позвоночник и нервные корешки. Поскольку его вводят так близко к области боли, это лечение имеет лучшие результаты , чем пероральные и местные лекарства, однако его можно проводить только три раза в год из-за негативных побочных эффектов стероидов в организме. Эффект  длится не более 1-2 месяца. Кроме того, он не отменяет изменений дегенеративного заболевания диска, уже вызванного старением, причем более двух третей пациентов проходят дополнительное инвазивное лечение в течение двух лет после эпидуральной инъекции.

3.1.3. Лекарственные препараты

При болях в пояснице и спине, вызванных дегенерацией дисков и позвоночника, могут быть назначены пероральные  препараты. Эти препараты включают безрецептурные ацетаминофен (парацетамол) и нестероидные противовоспалительные препараты , антидепрессанты, миорелаксанты скелетных мышц, нейропатические средства, опиоиды (наркотики), каждый из которых имеет индивидуальные и уникальные преимущества, в зависимости от тяжести и типа боли.

Ацетаминофен (парацетамол) и нестероидные противовоспалительные препараты (НПП) обычно принимают при очень слабой, тупой хронической боли. Ацетаминофен (парацетамол), используется, чтобы по существу блокировать болевые рецепторы мозга, в то время как НПП, такие как ибупрофен, напроксен или аспирин, используются для уменьшения воспаления. НПП, однако, необходимо принимать ежедневно, потому что они работают для создания противовоспалительного эффекта в иммунной системе.  Трициклические антидепрессанты обычно назначают при хронической боли в пояснице. Эти антидепрессанты действуют подобно ацетаминофену, блокируя сообщения о боли на пути к мозгу. Они также помогают увеличить выработку в организме эндорфинов, естественных болеутоляющих, и помогают людям лучше спать, позволяя организму восстанавливаться. Релаксанты скелетных мышц необходимы людям с острой болью в спине вследствие мышечных спазмов. Когда их мышцы спазмируются, прикладываются дополнительные усилия к дискам и спинным нервам, вызывая сильную боль в позвоночнике. Нейропатические агенты используются, когда нервы позвоночника поражены из-за выпячивания или грыжи межпозвоночных дисков. Эти лекарства позволяют специфически воздействовать на нервы, чтобы блокировать сигналы, посылаемые в мозг, чтобы предотвратить боль. Опиоиды (наркотики) используются в крайних случаях боли в позвоночнике, учитывая их свойства привыкания. Они работают, прикрепляясь к рецепторам в головном мозге, подобно ацетаминофену, но с гораздо более высокой силой и эффектом, вызывая побочные эффекты, такие как медленное дыхание, общее спокойствие / сонливость и антидепрессантный эффект. 

3.2. Хирургическое лечение

3.2.1. Радиочастотная абляция

Радиочастотная абляция - это метод, в котором используется тепло, подводимое к кончику иглы с помощью непрерывной или импульсной радиочастоты, для денервации поврежденного диска, причиняющего боль человеку. Нервы, которые могут быть денервированы, чтобы помочь с болью в пояснице, являются фасеточными нервами, симпатическими нервами, сообщающимися ветвями и нервными ветвями в самом диске. После введения анестезии в место проведения процедуры в диск или рядом с малой нервной ветвью вводится игла или электрод под рентгеновским снимком, рентгеноскопией, компьютерной  томографией или наведением под магнитным резонансом. Находясь в правильном положении, кончик иглы или электрода нагревается до точки, в которой он вызывает повреждение или тепловые поражения нервов, разрушая их до такой степени, что боль в спине снимается. Боль может быть уменьшена обычно на 6-12 месяцев, а в некоторых случаях может длиться несколько лет. Это одна из менее инвазивных операций, и поэтому она считается амбулаторной операцией, при которой пациент находится под местной анестезией и может в тот день вернуться домой без госпитализации. Эту процедуру обычно рекомендуют пациентам, которые уже прошли такие процедуры, как инъекции эпидурального стероида, инъекции фасеточного сустава, блокады симпатического нерва или другие блоки нерва с облегчением боли, продолжающимся короче желаемого. Средняя стоимость этой процедуры варьируется от 2000 до 5000 долларов в зависимости от практикующего, количества разрушенных нервов и местоположения позвоночника. Если, однако, дегенеративное заболевание диска становится слишком тяжелым, этот метод не будет подходящим при долгосрочной перспективе, и другие операции или полная замена диска должны быть рассмотрены.

3.2.2. Спинальная хирургия

Спинальная хирургия слияния широко признана в качестве полезного варианта лечения для коррекции тяжелого заболевания, вызванного дегенерацией диска, однако ее эффективность и успех остаются спорными.  Для этого лечения поврежденный диск полностью удаляется из позвоночника и заменяется либо заполненной остеокондуктивом титановой клеткой, либо гидроксиапатитовым удлинителем костного трансплантата, который находится между двумя позвонками. Титановые пластины затем прикрепляются к позвонкам выше и ниже титановой клетки, используя титановые ножки в качестве крепежных винтов, чтобы обеспечить дополнительную поддержку позвоночнику после операции. Это позволяет обеспечить стабильность позвоночника и правильное анатомическое выравнивание позвоночных сегментов, разделяя нагрузки, действующие на позвоночник, до точки, в которой происходит твердое биологическое слияние в единую кость.