Kosti
Bederní obratle, označené L1-L5, mají vertikální výšku menší než jejich horizontální průměr. Skládají se z následujících 3 funkčních částí:
-
Tělo obratle, určené k nesení hmotnosti
-
Obratlový (nervový) oblouk, určený k ochraně nervových elementů
-
Kostní výběžky (trnový a příčný), jejichž funkcí je zvýšit účinnost svalové akce
Těla bederních obratlů se od hrudních těl liší absencí žeberních faset. Bederní obratlová těla (obratle) jsou nejtěžšími součástmi, spojenými meziobratlovými ploténkami. Velikost obratlových těl se od L1 do L5 zvětšuje, což svědčí o rostoucím zatížení, které každý dolní bederní obratel absorbuje. Za zmínku stojí, že obratel L5 má nejtěžší tělo, nejmenší trnový výběžek a nejtlustší příčný výběžek.
Povrch meziobratlové ploténky dospělého obratle obsahuje prstenec kortikální kosti periferně označovaný jako epifyzární prstenec. Tento prstenec funguje u mladých jako růstová zóna, zatímco u dospělých ukotvuje úpon prstencových vláken. Uvnitř tohoto epifyzárního prstence leží hyalinní chrupavčitá destička.
Každý oblouk obratle se skládá ze 2 stopek, 2 lamel a 7 různých kostěných výběžků (1 trnový, 4 kloubní, 2 příčné) (viz následující obrázek), které jsou spojeny facetovými klouby a vazy.
Podstavec, silný a směřující dozadu, spojuje oblouk s posterolaterálním tělem. Je ukotven k hlavové části těla a funguje jako ochranný kryt pro obsah cauda equina. Konkávy na hlavové a kaudální ploše pediklu se označují jako obratlové zářezy.
Pod každým bederním obratlem lze nalézt dvojici meziobratlových (nervových) otvorů se stejným číselným označením, takže nervový otvor L1 se nachází těsně pod obratlem L1. Každý foramen je nahoře a dole ohraničen pediklem, vpředu meziobratlovou ploténkou a tělem obratle a vzadu facetovými klouby. Každým foramen prochází míšní nervový kořen se stejným číslem, rekurentní meningeální nervy a radikulární cévy. Na každé straně se nachází pět bederních míšních nervových kořenů.
Široké a silné lamely jsou ploténky, které vystupují posteromediálně z pediklu. Podlouhlé spinální výběžky směřují posteriorně od spojení lamel.
Dva horní (směřují posteromediálně) a dolní (směřují anterolaterálně) kloubní výběžky, označené SAP, respektive IAP, se táhnou kraniálně a kaudálně od místa, kde se spojují pedikly a lamely. Fasetové nebo zygapofyzární klouby jsou v parasagitální rovině. Při pohledu v šikmé projekci vypadají obrysy facet a pars interarticularis jako krk psa skotské dogy (viz obrázek níže).
Mezi horním a dolním kloubním výběžkem vystupují laterálně 2 příčné výběžky, které jsou dlouhé, štíhlé a silné. Mají horní výběžek na spojnici s horním kloubním výběžkem (mamilární výběžek) a dolní výběžek na bázi výběžku (akcesorní výběžek). Tyto kostěné výčnělky jsou místy úponů hlubokých zádových svalů.
Bederní páteř má přední, střední a zadní sloupec, který je relevantní pro zlomeniny bederní páteře (viz následující obrázky).
Bederní obratlové klouby
Pohyblivost páteře zajišťují symfyzární klouby mezi obratlovými těly, které jsou tvořeny vrstvou hyalinní chrupavky na každém obratlovém těle a mezi těmito vrstvami je meziobratlová ploténka.
Synoviální klouby mezi horními a dolními kloubními výběžky na sousedních obratlích se označují jako facetové klouby (známé také jako zygapofyzární klouby nebo Z-klouby). Umožňují jednoduché klouzavé pohyby. Pohyb bederní páteře je z velké části omezen na flexi a extenzi s malým stupněm rotace (viz obrázek níže). Oblast mezi horním kloubním výběžkem a lamelou je pars interarticularis. Pokud nedojde k osifikaci pars interarticularis, dochází ke spondylóze.
Bederní meziobratlové ploténky
Disky tvoří hlavní spojení mezi obratli. Snášejí zatížení při axiální kompresi a umožňují pohyb mezi obratli. Jejich velikost se liší v závislosti na velikosti sousedních obratlů a tvoří přibližně čtvrtinu délky obratle.
Každá ploténka se skládá z nucleus pulposus, centrální, ale mírně posteriorní slizovité substance osázené retikulárními a kolagenními vlákny, obklopené anulus fibrosus, fibrokartilaginózní laminou. Anulus fibrosus lze rozdělit na nejzevnější, střední a nejvnitřnější vlákna. Přední vlákna jsou zpevněna mohutným předním podélným vazem (ALL). Zadní podélný vaz (PLL) poskytuje pouze slabé zpevnění střední linie, zejména v oblasti L4-5 a L5-S1, protože se jedná o úzkou strukturu připojenou k anulu. Přední a střední vlákna anulu jsou nejpočetnější vpředu a laterálně, ale nedostatečná vzadu, kde je většina vláken připojena k chrupavčité ploténce. (Viz následující obrázek.)
Prstenčitá vlákna jsou pevně spojena s těly obratlů a jsou uspořádána do lamel. Toto prstencové uspořádání umožňuje omezit pohyby obratlů, které jsou vyztuženy investivními vazy.
Bederní obratlové vazy
Všechny pokrývají ventrální plochy těl bederních obratlů a disků. Je těsně spojen s předními prstencovými vlákny disku a rozšiřuje se, jak klesá po páteři dolů. ALL udržuje stabilitu kloubů a omezuje extenzi.
PLL se nachází uvnitř páteřního kanálu nad zadní plochou obratlových těl a disků. Jeho funkcí je omezovat flexi páteře, s výjimkou dolní části L páteře, kde je úzký a slabý.
Supraspinózní vaz spojuje konce spinózních výběžků sousedních obratlů z L1-L3. Interspinózní vaz spojuje spinózní výběžky, a to od kořene k vrcholu sousedních výběžků. Někdy se popisují společně jako komplex interspinózních/supraspinózních vazů, které slabě odolávají separaci a flexi páteře.
Ligamentum flavum (LF) přemosťuje interlaminární interval, mediálně se připojuje k interspinóznímu vazu a laterálně k fasetovému pouzdru a tvoří zadní stěnu páteřního kanálu. Má široký úpon na spodní plochu horní lamely a nasedá na přední okraj dolní lamely. Za normálních okolností je vaz napjatý, natahuje se při flexi a stahuje svá elastinová vlákna při neutrální nebo extenční poloze. Udržuje stálé napětí disku.
Mezipříčný vaz spojuje příčné výběžky sousedních obratlů a odolává bočnímu ohnutí trupu.
Iliobederní vaz vychází z hrotu příčného výběžku L5 a připojuje se k zadní části vnitřního rtu kyčelního hřebene. Pomáhá laterálnímu lumbosakrálnímu vazu a výše zmíněným vazům stabilizovat lumbosakrální kloub (viz následující obrázky).
Svalstvo bederní páteře
Čtyři funkční skupiny svalů ovládají bederní páteř a lze je rozdělit na extenzory, flexory, laterální flexory a rotátory. Při flexi a extenzi L páteře existuje synergické působení svalových skupin z levé i pravé strany. (Viz obrázek níže.)
Extenzory
Svaly extenzorů jsou uspořádány ve 3 vrstvách. Největší skupinou vnitřních zádových svalů a primárních extenzorů jsou vzpřimovače páteře (erector spinae neboli sacrospinalis). V dolní části L páteře se erector spinae jeví jako jediný sval. V horní bederní části se dělí na 3 vertikální sloupce svalů (iliocostalis, longissimus, spinalis). Nacházejí se posterolaterálně od páteře a mají společný původ v silné šlaše, která se upíná na křížovou kost, bederní trnový výběžek a hřeben kyčelního kloubu. Iliocostalis je nejvíce laterální a spinalis (nejmenší sval) je nejvíce mediální. Longissimus (největší sval) se upíná na spodinu lebeční, zatímco iliocostalis se upíná na úhly žeber a příčné výběžky dolních krčních obratlů. Jak tyto svaly stoupají vzhůru po páteři, regionálně se dělí podle toho, kde se sval upíná superiorně.
Třívrstevný fascikulární sval, transverzospinální svalová skupina, leží hluboko od erector spinae a vychází na mamilárních výběžcích v bederní páteři. V křížové kosti vychází z laminární oblasti těsně mediálně od zadních křížových otvorů, ze šlachových počátků na erector spinae a z mediální plochy zadní horní kyčelní páteře (PSIS). Každý fascikl směřuje superomediálně k dolnímu a mediálnímu okraji lamely a přilehlému spinálnímu výběžku. Povrchová vrstva se upíná o 3-4 úrovně výše, střední vrstva se upíná o 2 úrovně výše a hluboká vrstva se upíná o 1 úroveň výše. Skupina transverzospinálních svalů působí jako extenzory L páteře i jako rotátory.
Nejhlubší vrstvu bederních extenzorů tvoří množství malých segmentálních svalů. Lze je rozdělit do 2 skupin, obě jsou inervovány dorzálními větvemi míšních nervů. Levatores costarum se v bederní páteři typicky nevyskytují. Druhá skupina obsahuje interspinales a intertransversarii. Interspinales tvoří krátké fascikuly připojené mezi spinální výběžky sousedních obratlů. Intertransversarii se skládají ze 2-3 skluzů svalů, které procházejí mezi sousedními příčnými výběžky. Jsou posturálními stabilizátory a zvyšují účinnost působení větších svalových skupin.
Flexory L páteře
Flexory L páteře se dělí na iliothorakální (vnější) skupinu a femorospinální (vnitřní) skupinu. Iliothorakální skupinu tvoří svaly břišní stěny: přímý sval břišní, vnější šikmý sval břišní, vnitřní šikmý sval břišní a příčný sval břišní. Stehenní skupina se skládá ze svalů psoas major a iliacus. Psoas major vychází z více oblastí: z přední plochy a dolního okraje příčných výběžků L1-L5, z těl a plotének T12-L5. Vkládá se na menší trochanter stehenní kosti a je inervován přímými vlákny bederního plexu (L1-L3). Jeho primární činností je flexe kyčle a trupu.
Laterální flexory
Skutečná laterální flexe je obvykle kombinací bočního ohybu a rotace. Za normálních okolností je boční ohyb vyvolán ipsilaterální kontrakcí šikmých a příčných břišních svalů a quadratus lumborum. Z nich pouze jednostranná kontrakce quadratus lumborum může vyvolat čistou laterální flexi a elevaci ilia, zatímco oboustranná kontrakce vyvolá určitou bederní extenzi. Kvadratus lumborum je dole připojen k iliolumbálnímu vazu a k přilehlé části hřebene kyčelního kloubu nad dolní přední plochou 12. žebra a k vrcholům příčných výběžků L1-4.
Rotátory
Rotaci bederní páteře vyvolává jednostranná kontrakce svalů, které sledují šikmý směr tahu; čím šikmější průběh, tím důležitější je rotační účinek. Většina extenzorů a laterálních flexorů sleduje šikmý průběh a způsobuje rotaci, když je jejich primární složka neutralizována antagonistickými skupinami svalů.
Svalová skupina transversospinálních svalů, inervovaná dorzálními větvemi míšních nervů, je hluboko od svalu erector spinae a probíhá šikmo (superomediálně) od příčných výběžků ke spinálním výběžkům. Jako skupina působí na prodloužení páteře. Při jednostranné kontrakci však způsobují rotaci trupu kontralaterálním směrem. Dělí se na 3 skupiny: semispinalis, multifidus a rotatores lumborum. Rotatores lumborum jsou malé, nepravidelné a variabilní svaly spojující superoposteriorní část příčného výběžku obratle pod ním s inferolaterálním okrajem lamely obratle nad ním.
Cévní systém bederní páteře
Cévy
Bederní obratle jsou anterolaterálně kontaktovány párovými bederními tepnami, které vycházejí z aorty naproti tělům L1-L4. Každý pár prochází anterolaterálně kolem boku obratlového těla do polohy bezprostředně laterálně od meziobratlového kanálu a vede do různých větví. Periostální a ekvatoriální větve zásobují těla obratlů. Spinální větve bederních tepen vstupují do intervertebrálního otvoru na každé úrovni. Dělí se na menší přední a zadní větve, které přecházejí do obratlového těla a kombinace obratlového oblouku, mening a míchy, v tomto pořadí.
Tyto tepny dávají vznik vzestupným a sestupným větvím, které anastomozují s míšními větvemi sousedních úrovní. Výživné tepny z předního obratlového kanálu putují dopředu a zásobují většinu červené dřeně středního obratlového těla. Větší větve míšních větví pokračují jako radikulární nebo segmentální dřeňové tepny, které jsou distribuovány k nervovým kořenům, respektive k míše.
Do věku 8 let mají meziobratlové ploténky dobré krevní zásobení. Poté je jejich výživa závislá na difuzi tkáňových tekutin dvěma cestami: (1) obousměrným tokem z obratlového těla do disku a naopak a (2) difuzí přes anulus z cév na jeho povrchu. V dospělosti jsou ploténky obecně avaskulární struktury, s výjimkou jejich periferie.
Žilní
Žilní drenáž je paralelní s arteriálním zásobením. Žilní pleteně jsou tvořeny žilami podél páteře uvnitř i vně páteřního kanálu (vnitřní/epidurální a vnější vertebrální žilní pleteně). Oba plexy jsou řídké laterálně, ale husté anteriorně a posteriorně. Velké basivertebrální žíly se vytvářejí uvnitř obratlových těl, vycházejí z foramen na zadních plochách obratlových těl a odtékají do vnitřních vertebrálních žilních plexů, které mohou tvořit velké podélné sinusy. Meziobratlové žíly anastomozují s žilami míchy a žilními pleteněmi, když doprovázejí míšní nervy skrz foramen a odtékají do bederních segmentálních žil.
Páteřní kanál
Trubicovitý páteřní kanál obsahuje míchu, její meningy, míšní nervové kořeny a cévy zásobující míchu, meningy, obratle, klouby, svaly a vazy. Mezi míchou, meningami a stěnami osteoligamentózního kanálu zasahují potenciální i skutečné prostory. Kanál je uzavřen ve svém sloupci a je tvořen juxtapozicí obratlových otvorů, seřazených za sebou do řady. Přední stěnu tvoří obratlová těla a ploténky (s přetaženým PLL), zatímco vzadu ohraničují kanál lamely a ligamentum flavum. Laterálně procházejí míšní nervy a cévy meziobratlovými otvory.
Meningy a související prostory
Meningy se skládají ze 3 vrstev: pia, arachnoidea a dura mater. Společně zvyšují ochranu míchy a míšních kořenů. Dura je nejpovrchnější, ale nejodolnější vrstva. Pia a arachnoidea, společně označované jako leptomeningy, jsou křehké. Mícha, kořeny a nervové kořínky jsou těsně obklopeny pia. Dura a arachnoidea společně vytvářejí kolem těchto struktur volný plášť (označovaný jako durální/tekutý vak), který je od stěn kanálů oddělen epidurálním prostorem.
Míšní dura mater
Dura se skládá z pevných, podélných svazků kolagenních vláken protkaných kruhovými elastickými vlákny. Vnější povrch je drsný a splývá s volnou pojivovou tkání v epidurálním prostoru. Vnitřní povrch, směřující do subdurálního prostoru, je hladký a pokrytý vrstvou mezotelu. Inferiorně durální vak končí v sakrálním kanálu, obvykle v S2-S3 (někdy S1).
Dura pokračuje kaudálně jako vláknité vlákno nazývané filum terminale externum nebo coccygeální vaz, které nad kostrčí splývá s PLL. Durální vak vysílá rukávovité výběžky do meziobratlového otvoru, kde dura splývá s epineuriem míšních nervů. Vsuvky pojivové tkáně ve foramen ukotvují durální pouzdra, aby mohla chránit míšní nervové kořeny před roztažením při pohybech L páteře. Kromě těchto úponů je dura místy připojena k PLL.
Epidurální prostor
Epidurální (peridurální/extradurální) prostor končí dole u sakrálního hiátu, kde je uzavřen zadními sakrokokcygeálními vazy. Nervové kořeny procházejí napříč tímto prostorem, když se rozšiřují do meziobratlového otvoru. Celý prostor zaujímá volná vazivová tkáň s proměnlivým obsahem tuku, která tvoří výplň kolem durálního vaku a míchy a slouží jako forma, která udržuje tenkou vnitřní vertebrální pleteninu žil otevřenou. Obratlová žilní pleteně je uložena v epidurální volné pojivové tkáni a někdy přenáší velké množství krve.
Leptomeningy
Pia a arachnoidea jsou jemné blány složené z volné pojivové tkáně a oddělené od sebe subarachnoidálním prostorem. Vrstva mezotelu pokrývá všechny leptomeningeální plochy omývané mozkomíšním mokem (CSF).
Pavučnice lemuje celý durální vak a zasahuje do durálních pouzder. Vysílá také trabekuly přes subarachnoidální prostor do pia, čímž usnadňuje míchání CSF. Podél zadní střední čáry tvoří trabekuly dobře ohraničené subarachnoidální septum. V dolní části lemuje durální vak uvnitř sakrálního kanálu a končí na ukončení vaku na úrovni obratle S2.
Pia mater poskytuje oporu cévám a nervům v subarachnoidálním prostoru. Intimně přiléhá k míše. Pia mater tvoří samostatný obal pro každý nervový kořen a kořen až laterálně k foramen a splývá s epineuriem. Kaudálně pia pokračuje jako tenký filum terminale internum. Po dosažení dolního konce durálního vaku se filum uzavírá do filum terminale externum a pokračuje až ke kostrči.
Subarachnoidální prostor
Subarachnoidální prostor páteře je v bederní páteři prostorný a pod úrovní L2 se označuje jako bederní cisterna. Jeho obsah mozkomíšního moku (20-35 ml) je pouze zlomkem celkového objemu mozkomíšního moku (120-150 ml). Dolní třetina pavučinového vaku obsahuje pouze filum terminale internum a cauda equina, která obsahuje bederní, křížové a kostrční nervové kořeny, které visí jako koňský ocas a tvoří dolní část míchy (conus medullaris), když opouštějí páteřní kanál pod dolní třetinou pavučinového vaku.
Mícha
Mícha je vedle mozku jednou ze 2 anatomických součástí centrální nervové soustavy (CNS). Je hlavním reflexním centrem a vodivou cestou mezi mozkem a tělem. Jak již bylo uvedeno, mícha obvykle končí jako conus medullaris v bederním páteřním kanálu na dolním okraji obratle L2, i když existuje variabilita nejkaudálnějšího prodloužení (viz následující obrázek).
Ve studii na 129 kadaverózních vzorcích končila mícha v L2 u 60 %, v L1 u 30 % a v L3 u 10 % vzorků. Příčinou těchto rozdílů je rozdílná rychlost růstu míchy a páteřního kanálu. Mezi výjimky patří také pacienti s vrozenými deformacemi páteře známými jako spina bifida. U těchto pacientů může být conus medullaris posunut směrem dolů do střední nebo dolní bederní páteře.
Míšní nervy a kořeny
Všechny bederní míšní nervové kořeny vycházejí z úrovně obratlů T10 až L1, kde mícha končí jako conus medullaris. Dorzální neboli zadní (somatický senzorický) kořen z posterolaterální strany míchy a ventrální neboli přední (somatický motorický) kořen z anterolaterální strany míchy se spojují v páteřním kanálu a tvoří míšní nervový kořen. Kořeny pak pokračují dolů páteřním kanálem a vytvářejí cauda equina, dokud nevystoupí v příslušných nervových (meziobratlových) otvorech jako jeden pár míšních nervů. Bederní nervové kořeny tedy opouštějí páteřní kanál na nižší úrovni, než kde vznikají.
Od počátku vývoje postupují tyto kořeny nezávisle směrem ke svému příslušnému foramen a procházejí subarachnoidálním prostorem uvnitř durálního vaku/rukve. Prorážejí duru samostatně, než se ve foramen navzájem spojí. V laterální části se pohybují v durálním pouzdře. Kolem zadního a předního kořene daného míšního nervu mohou být samostatná durální pouzdra, nebo mohou být 2 pouzdra spojena. Každý kořen je omýván mozkomíšním mokem ze samostatného arachnoidálního pouzdra kolem něj. Durální pouzdra v bederní oblasti jsou delší a při výstupu se pohybují více inferolaterální cestou.
Buněčná těla motorických nervových vláken jsou umístěna ve ventrálních nebo předních rozích míchy, zatímco těla senzorických nervových vláken jsou v gangliu dorzálního kořene (spinálním gangliu) na každé bederní a sakrální úrovni. Ganglia hřbetních kořenů (DRG) bývají umístěna v nervových otvorech, a proto se striktně vzato nenacházejí v bederním kanálu. Na nízkých bederních (a sakrálních) úrovních se však DRG obvykle nachází proximálně od neurálního foramina, uvnitř páteřního kanálu, jak bylo zjištěno v 11-38 % případů u L5 a 71 % u S1. Dorzální kořenová ganglia jsou připojena k okrajům meziobratlových foramin.
Výstupní úrovně míšních nervů
Bederní míšní nervy vystupují z páteřního kanálu tím, že od raného vývoje procházejí dolů k pediklům příslušných obratlů. V bederní oblasti dochází k prvnímu dělení míšních nervů v meziobratlovém otvoru, čímž vznikají zadní a přední (dorzální a ventrální) větve. Zadní větve procházejí vzadu a obcházejí kloubní výběžky na této úrovni, zatímco přední větve pokračují laterálně a zásobují stěnu těla a dolní končetiny.
Vztahy kořenů a míšních nervů
V bederním páteřním kanálu zadní a přední kořeny daného nervu (uzavřené ve svých durálních váčcích) kříží meziobratlovou ploténku, která se nachází nad stopkou, pod níž nerv vychází. Například kořeny nervu L2 překračují disk mezi obratli L1 a L2, než dosáhnou příslušného otvoru pod stopkou obratle L2.
Inervace struktur bederní páteře
Bederní míšní nervy vydávají jednu nebo více rekurentních meningeálních větví, známých jako sinuvertebrální nervy. Tyto větve vycházejí z autonomního nervového systému, paravertebrálních plexů a nadřazených svalů distálně od DRG. Sinuvertebrální nervy znovu vstupují do páteřního kanálu a vedou s sebou senzorická a sympatická eferentní vlákna. Podobně jako míšní větve bederních tepen se každý nerv dělí na vzestupné a sestupné větve, které zásobují periost, PLL a vnější anulární lamely.
VŠE je bohatě inervováno nervovými vlákny ze sympatického systému. Sinuvertebrální nervy jsou také senzitivní pro meningy a stěny vertebrálních žilních plexů. Poskytují vazomotorická vlákna, která regulují průtok krve v tepnách a vnitřních vertebrálních žilních pleteních.
Sinuvertebrální nervy se rozšiřují a komunikují s větvemi z radikulárních úrovní nad i pod úrovní vstupu, stejně jako na kontralaterální straně, což ztěžuje lokalizaci bolesti z postižení těchto nervů.
Anatomicky vycházejí ventrální a dorzální (přední a zadní) větve z míšního nervu, právě když vychází z foramen. Ventrální primární ramus se podílí na tvorbě lumbosakrálního plexu a také poskytuje několik nervových zakončení přilehlému povrchovému anulus fibrosus meziobratlových plotének. Jinak jsou disky považovány za neinervované struktury.
Dorzální primární ramus se dělí na mediální, intermediální a laterální větve hned poté, co vydá vzestupnou facetovou větev k dorzálnímu aspektu kloubu bezprostředně nad ním. Střední a laterální větev probíhají laterálně na příčném výběžku a zásobují svaly erector spinae. Každá mediální větev zadního primárního ramusu se podílí na inervaci 3 facetových kloubů: jedna větev inervuje facetový kloub nad danou úrovní, druhá větev inervuje na této úrovni a třetí větev sestupuje kaudálně na úroveň pod ní. Viz následující obrázek.