Высота межпозвонковых дисков в разных отделах позвоночника различна. Так, в шейном отделе они имеют высоту, равную четырем миллиметрам, а в поясничном – десяти. Поскольку позвоночник – центральная опора человеческого тела, то весьма интересно, что представляет собой предел его прочности в условиях постоянных вертикальных нагрузок.
Оказывается, что с точки зрения механики предел прочности позвоночника определяется системой его искривлений и формой позвонков. Если горизонтально разрезать позвоночник стоящего на ногах человека, то он будет напоминать букву Т, то есть известный в технике своей прочностью профиль тавровой балки. Проведенные исследования показали, что если удалить один из взаимно перпендикулярных элементов, скажем, остистый отросток, то предел прочности позвоночника снизится в шесть раз! Повышение прочности позвоночника к вертикальным нагрузкам обеспечивают существующие в нормальном позвоночнике физиологические искривления в виде шейного лордоза, грудного кифоза и поясничного лордоза. Если позвоночник стоящего на ногах человека разрезать в сагиттальной плоскости, то он будет иметь форму латинской буквы S. А из механики известно, что S-образная балка прочнее прямой в семнадцать раз!
Средний предел прочности позвоночника взрослого человека равен примерно 350 кг. Он различен для разных его отделов: шейного – примерно 113 кг, грудного – 210 кг, поясничного – 400 кг. Если учесть, что нормальная нагрузка на позвоночник, обусловленная тяжестью вышележащей части туловища, составляет для шейного отдела 50 кг, для грудного – около 75 кг и для поясничного – 125 кг, то запас прочности позвоночника человека почти втрое превышает нормальную нагрузку!
Межпозвонковые диски, особенно поясничные, испытывают на себе действие сил тяжести, а также мышечного тонуса, который действует на диски в качестве дополнительной силы сжатия. Наибольшие нагрузки приходятся на поясничные межпозвонковые диски в положении сидя. Так, у сидящего человека с массой тела 70 кг четвертый поясничный диск испытывает нагрузку, равную 142 кг, в положении стоя – 99 кг, в положении лежа – 20 кг. При нагрузке возрастает внутридисковое давление, следовательно, растет риск разрыва фиброзного кольца и формирования грыжи диска. Отсюда понятна ошибочность утверждений, что проблемы поясничного отдела связаны с вертикальным расположением позвоночника современного человека, скорее проблемы возникают как следствие постоянных сверхнагрузок на этот отдел, связанных с постоянно сидячим положением! Кстати, еще в XIX в. наиболее физиологичной позой для письменной работы считалась стоячая, делалась даже специальная мебель – конторки.
