استخوان بندی تنه مهره‌داران ، شامل ستون فقرات و قفسه سینه است. ستون فقرات (Vertebral Column) ، محور مرکزی بدن را تشکیل داده و در عقب ناحیه تنه و در خط وسط قرار گرفته و از قاعده جمجمه (Skull) شروع شده و در تمامی گردن و طول تنه امتداد دارد.

اطلاعات اولیه

استخوانها و مفاصل ، روی هم اسکلت بدن را تشکیل داده و با کمک عضلات ، باعث ایجاد حرکت می‌شوند. استخوانها نوعی بافت همبند متراکم می‌باشند که سلولها و رشته‌های آن در ماده زمینه‌ای کلسیفیه شده‌ای به‌نام ماتریکس محصور شده‌اند. استخوان از مواد آلی و مواد معدنی تشکیل شده است. مواد آلی تقریبا 3/1 وزن استخوان را تشکیل داده و شبکه‌ای با خاصیت ارتجاعی در درون استخوان تشکیل می‌دهند. 3/2 باقیمانده ، از مواد معدنی از قبیل کلسیم و فسفر تشکیل یافته و سختی استخوان را باعث می‌شوند. استخوانها در بدن وظایف متعددی را بر عهده دارند.

ستون فقرات تکیه گاه محکم بدن است و بار سنگین سر ، دستها و تنه را که تقریبا 3/2 وزن تمام بدن است تحمل می‌کند. نخاع و ریشه‌هایی که از آن جدا می‌شوند طوری در داخل مهره‌ها قرار گرفته‌اند که هنگام حرکات طبیعی ستون فقرات هیچگونه آسیبی نمی‌بینند. به ناحیه پشتی ستون فقرات 12 دنده متصل می‌گردد که مانند دو چنگک از راست و چپ تا دور قلب ، ریه‌ها و قسمتی از اعضای درون شکم را فرا گرفته و آنها را حفاظت می‌کند.

فیزیولوژی ستون فقرات

ستون مهره‌ها از 26 مهره استخوانی تشکیل شده است. این مهره‌ها طوری به هم وصل شده‌اند که یک ستون استخوانی را درست کرده اند. در داخل هر کدام از مهره‌ها سوراخ بزرگی وجود دارد. این سوراخها در طول ستون مهره‌ها مجرایی را تشکیل می‌دهند که نخاع ، یعنی طنابی که از مغز جدا می‌شود در داخل آن قرار گرفته است. اتصال مهره‌ها به یکدیگر بسیار دقیق است و آن چنان استحکامی به ستون مهره‌ها می‌دهد که وزن بدن را به راحتی تحمل می‌کند و به چپ و راست؛ جلو و عقب نیز خم می‌شود، و در همین حال نخاع را که ساختمان عصبی بسیار ظریف و مهمی است، در داخل خود محافظت می‌کند.

وقتی به ستون مهره‌ها از روبرو و یا از پشت نگاه می‌کنیم کاملا مستقیم است، یعنی هیچ انحرافی به اطراف ندارد؛ ولی وقتی از پهلو به آن نگاه می‌کنیم در آن پیچ و خم دیده می‌شود، یعنی در قسمت گردن و کمر به طرف داخل بدن فرو رفته و در ناحیه پشت و لگن برجسته است. این وضعیت باعث می‌شود که ستون مهره‌ها وزن بدن را خیلی بهتر تحمل کند و در عین حال، در موقع ایستادن انسان بتواند کنترل بدن خود را حفظ کند. ستون مهره‌ها در ناحیه گردن از 7 مهره ، در سینه از 12 مهره در قسمت کمر از 5 مهره و در ناحیه لگن از 2 مهره ، یعنی مهره‌های خاجی و دنبلانچه ، درست شده است.

سیر تحولی ساختار ستون فقرات در جانوران

جانوران دو گروه هستند: بی‌مهره‌گان (Invertebrate) و طنابداران (Chordata). طنابدارن خود شامل 2 گروه هستند: طنابداران اولیه و طنابداران عالی یا مهره‌داران (Vertebrate).

ستون فقرات در طنابدارن اولیه

نوتوکورد یک میله اسکلتی اولیه است که در سطح پشتی طنابداران اولیه ظاهر شده و از صفحات پهن شده‌ای تشکیل شده است که شامل سلومهای بزرگ است. این سلوم ترشحات ژلاتینی تولید می‌کنند که همانند غلافی در اطراف این سلومها قرار می‌گیرند و نوتوکورد حالت مقاوم پیدا می‌کند. به این ترتیب نوتوکورد به صورت میله باریک ، انعطاف پذیر ، نرم و مقاومی است که در قسمت پشتی جانور کشیده شده و شکل ابتدایی ستون فقرات را ایجاد می‌کند.

ستون فقرات در ماهیها

نوتوکورد در مهره‌داران جای خود را به ستون فقرات غضروفی یا استخوانی می‌دهد. ستون فقرات که در ماهیهای غضروفی از جنس غضروف و در ماهیهای استخوانی از جنس استخوان است از مهره تشکیل شده است. هر مهره دارای یک جسم مهره‌ای است. در سطح پشتی هر مهره یک کمان عصبی دیده می‌شود. هر جسم مهره‌ای از 4 قطعه ساخته شده است که قطعات فوقانی کمانهای عصبی را ایجاد می‌کند. و قطعات پایین حامل دو جفت زایده هستند که دنده‌ها را ایجاد می‌کنند.

ستون فقرات در دوزیستان

در دوزیستان ستون فقرات از مهره‌های جدا از هم تشکیل شده‌اند. مناطق مختلف در ستون مهره‌هایشان متمایز شده است. شامل مهره‌های گردن ، پشت ، ناحیه کمری ، ناحیه خاجی و ناحیه دمی. در ناحیه گردن فقط یک مهره به نام "اطلس" وجود دارد.

ستون فقرات در خزندگان و پرندگان

در خزندگان ، اسکلت طرح عمومی مشابه دوزیستان را دارد. ناحیه گردن توسعه یافته و دارای دو تا مهره گردن به نام اطلس و آسه است. اتصال مهره‌های ستون فقرات طوری است که بتواند وزن سنگین جانور را تحمل کند. در پرندگان ، ساختار ستون فقرات نسبت به خزندگان تغییر زیادی نکرده است.

ستون فقرات درپستانداران

در پستاندارن به خصوص انسان ، ستون فقرات بسیار تحول یافته است. که شامل 7 مهره گردنی ، 12 مهره پشتی ، 5 مهره کمری ، یک استخوان دنبالچه و یک استخوان خاجی شده است.

ساختمان ستون فقرات

ستون فقرات یا ستون مهره‌ای یا "تیره پشت" یکی از مشخصات همه جانوران مهره‌دار است. ستون فقرات در انسان از 34 - 33 مهره استخوانی تشکیل یافته است که 24 عدد آنها آزاد و نسبت به یکدیگر متحرک هستند. 5 عدد آنها به هم متصل شده و استخوان خاجی را تشکیل می‌دهند. و 5 - 4 عدد از مهره‌ها نیز به یک قطعه استخوان به نام دنبالچه تبدیل شده‌اند. بنابراین تعداد مهره‌ها در افراد بالغ به 26 قطعه تبدیل می‌گردد.

شمارش مهره‌ها نیز از بالا به پایین صورت گرفته و از 5 قسمت تشکیل شده است: گردنی (Cervical) هفت مهره - پشتی یا سینه‌ای (Thoracic) دوازده مهره - کمری (Lumbar) پنج مهره - استخوان خاجی (Sacrum) یک مهره و استخوان دنبالچه‌ای (Coccygeal) یک مهره . طول ستون مهره‌ها در مردان 70 سانتیمتر و در زنان 60 سانتیمتر است و 4/1 طول یک ستون مهره‌ای رادیسکهای بین مهره‌ای تشکیل می‌دهند.

ساختمان یک مهره معمولی

هر مهره از یک بخش قدامی (تنه) و یک بخش خلفی (قوس مهره‌ای) ساخته شده و سوراخ مهره‌ای در بین این دو بخش قرار دارد در مجموع هر مهره از قسمتهای زیر تشکیل شده است:

تنه مهره: دارای 5 سطح فوقانی ، تحتانی ، خلفی و طرفی است. سطح خلفی ، حد قدامی کانال نخاعی را می‌سازد و سطح فوقانی و تحتانی محل قرارگیری دیسک بین مهره‌هاست. تنه مهره در تحمل وزن بدن شرکت می‌نماید.
قوس مهره‌ای که از نخاع محافظت می‌کند و از قسمتهای زیر تشکیل شده است.

یک جفت پایه (Pedicle) که قسمتهای قدامی طرفی قوس مهره‌ای را تشکیل می‌دهد.
یک جفت تیغه (Laminae) که قسمتهای خلفی قوس مهره‌ای را بوجود می‌آورند.
هفت زایده که شامل 4 زایده مفصلی (2 تا فوقانی و 2 تا تحتانی) ، دو زایده عرضی و یک زایده شوکی می‌باشد.

مهره‌های آزاد

مهره‌های آزاد شامل مهره‌های گردن ، مهره‌های پشت و مهره‌های کمری هستند. مهره‌های آزاد به استثنای مهره اول و دوم گردن ، دارای ساختمان مشابهی هستند. دو مهره اول گردن (مهره اطلس و مهره محوری) ، ساختمان خاص دارند. زیرا این دو باید ستون فقرات را با کاسه سر متصل سازند. مهره اول گردن به نام اطلس ، تنه ندارد و به جای آن یک قوس قدامی دیده می‌شود. در بالای این قوس از هر طرف یک حفره مفصلی برای دو برآمدگی استخوانی پس سری و در زیر آن دو زایده مفصلی برای اتصال به مهره دوم گردن (مهره محوری) وجود دارد. از تنه مهره دوم گردنی ، یک برآمدگی استخوانی به شکل دندان (زایده دندانی) به سمت بالا جدا می‌شود که با سطح درونی قوس قدامی اطلس دارای اتصالی مفصلی است.

استخوان خاجی (Sacrum)

استخوان خاجی از 5 مهره که با یکدیگر جوش خورده‌اند، ساخته شده است. این استخوان جدار خلفی حفره لگن را تشکیل می‌دهد. شکل آن سه گوش و سطح قدامی آن قدری گود و سطح خلفی آن قدری برجسته است و از دو طرف به استخوان خاصره متصل می‌شود. اتصال استخوان خاجی با آخرین مهره کمر بوسیله دو زایده مفصلی فوقانی مهره‌ها صورت می‌گیرد.

استخوان دنبالچه (Coccygeal)

این استخوان از 5 - 4 مهره کوچک به هم چسبیده تشکیل شده است که شکل مثلثی دارد و با رباطهای مفصلی به انتهای استخوان خاجی متصل است. دنبالچه در انسان ، منطبق با دم حیوانات پستاندار است که کوچک و بدون رشد مانده است.

مفاصل ستون فقرات

مفصل بین استخوان پس سری و اولین مهره گردن ، حرکات سر را به پایین و بالا و راست و چپ ، ممکن می‌سازد. زایده دندانی مهره دوم گردن بوسیله یک رباط عرضی به سطح درونی قوس قدامی مهره اطلس متصل است که موجب حرکت و گردش سر می‌شود. در رفتگی این مفصل و پارگی رباط عرضی ، خطر فرو رفتن مهره دوم گردن به داخل نخاع و مرگ فوری را در بردارد.

قرصهای غضروفی

اتصال مهره‌ها به یکدیگر بوسیله "قرصهای غضروفی" بین مهره‌ای و دو زایده مفصلی است. رباطهای سرتاسری و مشترک خلفی و قدامی باعث تحکیم آنها می‌گردد. تعداد قرصهای غضروفی بین مهره‌ای 23 عدد است. در ساختمان قسمت مرکزی این قرصهای غضروفی ، ماده ژلاتینی آبدار بکار رفته است. در نتیجه فشار و سنگینی وزن بدن روی قرصها ، آب ماده ژلاتینی آن به خارج فشرده شده، از ضخامت قرصها کاسته می‌شود. به این جهت است که شبها قد انسان پس از کار سنگین روزانه 2 سانتیمتر کوتاهتر می‌شود. قد انسان هنگام صبح ، پس از برخاستن از خواب ، بلندتر از دیگر مواقع روز است.

بیماریهای ستون فقرات

شکستگی ستون مهره‌ای

شکستگی جسم مهره یا قوس خلفی آن اغلب با خونریزی و تغییر مکان قطعات شکسته همراه است و در نتیجه ممکن است نخاع فشرده و له شود و یا قطع گردد که ضایعات عصبی حسی و یا حرکتی بسیار مهمی را ایجاد می‌کند. اگر ضایعه له شدن و یا قطع نخاع در ارتفاع پشتی و یا کمری باشد، هر دو پا از حرکت می‌افتد، رفلکسها از بین می‌رود و فلج شل عارض می‌گردد، کار مثانه و مقعد مختل شده و ادرار خود به خود و قطره قطره از مثانه خارج می‌شود.

پس از مدتی ، تونوس از دست رفته عضلات (قدرت انقباض عضلات) مجددا بر‌می‌گردد و حتی از میزان طبیعی بیشتر می‌شود و اندام مربوطه به حال انقباض دائم درمی‌آید. خلاصه فلج شل و به فلج سخت تبدیل می‌شود. اگر ضایعه در ستون مهره‌ای گردن باشد علاوه بر عوارض نامبرده در بالا ، هر دو اندام فوقانی نیز کم و بیش دچار اختلالات حسی و حرکتی خواهد شد. شکستگی و یا دررفتگی مهره اول خطرناک است، زیرا ممکن است به مرکز تنفس صدمه رسانده ، موجب مرگ فوری مصدوم گردد.

تغییر شکل ستون مهره‌ای

دانش آموزی که در کلاس درس ساعتها روی نیمکت می‌نشیند، عضلات او در حالت سستی و استراحت بوده و تنفس او سطحی است، هوای کلاس نیز به علت زیادی شاگردان خفه و اکسیژن آن کم است و در نتیجه کودکان ضعیف و راشیتیسمی با پشت خمیده ، سینه مسطح و شانه‌های پایین افتاده ، به مرور زمان قوز پیدا می‌کنند. در خمیدگی ستون مهره‌ای و آشکار شدن قوز ، بندها و رباطهای سمت تحدب ستون فقرات بخصوص رباط مهره‌ای مشترک خلفی کشیده می‌شود و برعکس رباط مهره‌ای مشترک قدامی کوتاه می‌شود. اگر بیماری باز هم پیشرفت کند، به مرور از مقاومت جسم مهره در محل فشار کم می‌شود. کمی مقاومت جسم مهره موجب فرو رفتن قسمتی از قرص غضروفی بین مهره‌ای در استخوان مهره می‌گردد.