Pembentukan tulang belakang dan postur vertikal tubuh manusia dalam ontogenesis

Tulang belakang manusia secara berurutan melewati tahap perkembangan membran, tulang rawan, dan tulang. Elemen-elemennya muncul pada tahap awal perkembangan embrio. Pada awalnya, dasar-dasar badan vertebra terletak berjauhan satu sama lain, dipisahkan oleh lapisan-lapisan mesenkim embrio. Kemudian lengkungan vertebra mulai berkembang, prosesus transversus dan artikular terbentuk, kemudian vertebra berdiferensiasi hampir sepenuhnya, dan prosesus spinosus masih belum ada.

Tali pusat pada embrio mengalami reduksi dan hanya terpelihara dalam bentuk inti agar-agar dari cakram intervertebralis. Ciri khas tulang belakang pada tahap awal perkembangan intrauterin adalah kesamaan bentuk badan vertebra. Pada akhir bulan kedua perkembangan intrauterin, ukuran vertebra serviks meningkat tajam. Peningkatan badan vertebra lumbar dan sakral tidak diamati bahkan pada bayi baru lahir karena tidak adanya efek gravitasi intrauterin.

Ligamen longitudinal terbentuk pada embrio di permukaan dorsal badan vertebra. Diskus intervertebralis pada embrio terbentuk dari mesenkim. Pusat osifikasi pada tulang belakang embrio pertama kali muncul di vertebra toraks bawah dan lumbar atas, lalu ditelusuri di bagian lain.

Setelah lahir, anak segera mulai berjuang melawan berbagai pengaruh eksternal. Dan rangsangan terpenting yang akan membentuk posturnya adalah gravitasi. Sejak lahir hingga terbentuknya postur yang melekat pada orang dewasa, setiap anak, menurut A. Potapchuk dan M. Didur (2001), melalui tingkatan pembentukan gerakan berikut:

• level A - anak, berbaring tengkurap, mengangkat kepalanya. Pada saat yang sama, karena refleks tonik serviks, terbentuk level yang memastikan keseimbangan tubuh dan ambang dasar ketegangan otot;
• level B - pembentukan koneksi otot-sendi yang menentukan perkembangan otomatisme siklus motorik. Periode ini sesuai dengan tahap belajar merangkak dan duduk; mekanisme inklusi otot tungkai unilateral dan kemudian multilateral mulai terbentuk, yang selanjutnya memastikan pembentukan stereotip optimal berjalan dan berdiri;
• tingkat C - terbentuk pada akhir tahun pertama kehidupan dan memungkinkan anak untuk bernavigasi dengan cepat di ruang angkasa menggunakan keterampilan motorik yang ada;
• Tingkat D - postur tubuh vertikal terbentuk, di mana keseimbangan otot dalam posisi berdiri dipastikan dengan upaya otot minimal. Saat tingkat pembentukan gerakan berubah, bentuk tulang belakang juga berubah. Diketahui bahwa tulang belakang bayi baru lahir, kecuali kelengkungan sakral kecil, hampir tidak memiliki kelengkungan fisiologis. Tinggi kepala selama periode ini kira-kira sama dengan panjang tubuh. Titik berat kepala pada bayi terletak tepat di depan sinkondrosis antara tulang sphenoid dan oksipital dan pada jarak yang relatif jauh di depan sendi antara tengkorak dan atlas. Otot serviks posterior masih kurang berkembang. Oleh karena itu, kepala yang berat dan besar (dalam kaitannya dengan bagian tubuh lainnya) menggantung ke depan, dan bayi baru lahir tidak dapat mengangkatnya. Upaya untuk mengangkat kepala mengarah setelah 6-7 minggu pada pembentukan lordosis serviks, yang terbentuk pada bulan-bulan berikutnya sebagai hasil dari upaya yang ditujukan untuk menjaga keseimbangan tubuh dalam posisi duduk. Lordosis serviks dibentuk oleh semua vertebra serviks dan dua vertebra toraks bagian atas, dan puncaknya berada pada level vertebra serviks kelima hingga keenam.

Pada usia 6 bulan, saat anak mulai duduk, lengkungan di daerah toraks terbentuk dengan konveksitas ke arah belakang (kifosis). Selama tahun pertama, saat anak mulai berdiri dan berjalan, lengkungan di daerah pinggang terbentuk, mengarah ke depan (lordosis).

Lordosis lumbal meliputi ruas tulang belakang toraks XI-XII dan semua ruas tulang belakang lumbal, dan puncaknya sesuai dengan ruas tulang belakang lumbal ketiga-keempat. Pembentukan lordosis lumbal mengubah posisi panggul dan mendorong perpindahan pusat gravitasi umum (GG) tubuh manusia di belakang sumbu sendi panggul, sehingga mencegah tubuh jatuh dalam posisi tegak. Bentuk tulang belakang pada anak usia 2-3 tahun ditandai dengan lordosis lumbal yang tidak cukup menonjol, yang mencapai perkembangan terbesarnya pada orang dewasa.

Lengkung sakrokoksigeal muncul pada embrio. Akan tetapi, lengkung ini mulai berkembang hanya pada percobaan pertama berjalan tegak dan dengan munculnya lordosis lumbal. Pembentukan lengkung ini dipengaruhi oleh gaya gravitasi, yang dihantarkan ke pangkal sakrum melalui bagian tulang belakang yang bebas dan cenderung mengganjal sakrum di antara tulang iliaka, dan tarikan ligamen yang terletak di antara sakrum dan iskium. Ligamen ini mengikat bagian bawah sakrum ke tuberkulum dan tulang belakang iskium. Interaksi kedua gaya ini merupakan faktor utama yang menentukan perkembangan lengkung sakrokoksigeal.

Bahasa Indonesia: Saat kurva fisiologis tulang belakang terbentuk, bentuk cakram intervertebralis juga berubah. Jika cakram bayi yang baru lahir memiliki tinggi yang sama baik di depan maupun di belakang, maka dengan terbentuknya kurva bentuknya berubah, dan tulang rawan di bagian sagital memperoleh bentuk yang agak berbentuk baji. Di area lordosis, ketinggian yang lebih besar dari baji ini menghadap ke depan, dan yang lebih kecil menghadap ke belakang. Di area kyphosis toraks, sebaliknya, ketinggian yang lebih besar ada di belakang dan yang lebih kecil di depan. Di bagian sakral dan koksigeal, tulang belakang memiliki kurva yang menghadap ke belakang. Diskus intervertebralis bagian sakral memiliki signifikansi sementara dan digantikan oleh jaringan tulang pada usia 17-25, akibatnya mobilitas vertebra sakral relatif satu sama lain menjadi tidak mungkin.

Pertumbuhan tulang belakang sangat pesat pada dua tahun pertama kehidupan. Panjangnya mencapai 30-34% dari ukuran akhirnya. Bagian-bagian tulang belakang tumbuh tidak merata. Bagian lumbar tumbuh paling pesat, kemudian bagian sakral, serviks, toraks, dan koksigeal tumbuh paling lambat. Dari usia 1,5 hingga 3 tahun, pertumbuhan vertebra serviks dan toraks atas melambat secara relatif. Pertumbuhan tulang belakang selanjutnya diamati pada usia 7-9 tahun. Pada usia 10 tahun, vertebra lumbar dan toraks bawah tumbuh dengan cepat. Peningkatan laju pertumbuhan tulang belakang juga terlihat selama masa pubertas.

Hingga usia 2 tahun, panjang total bagian tulang dan tulang rawan pada tulang belakang meningkat dengan intensitas yang sama; kemudian pertumbuhan bagian tulang rawan melambat secara relatif.

Badan vertebra bayi yang baru lahir relatif lebih lebar dan lebih pendek daripada badan vertebra orang dewasa. Pada anak-anak berusia 3 hingga 15 tahun, ukuran masing-masing vertebra baik tinggi maupun lebarnya bertambah dari atas ke bawah, dari toraks atas ke lumbar bawah. Perbedaan-perbedaan ini (setidaknya yang terkait dengan pertumbuhan lebar) bergantung pada peningkatan beban berat yang dialami oleh vertebra yang terletak di bawahnya. Pada usia 6 tahun, terdapat titik-titik osifikasi independen di bagian atas dan bawah vertebra, serta di ujung prosesus spinosus dan transversus.

Pertumbuhan keseluruhan ruas tulang belakang rata-rata dari usia 3-6 tahun berlangsung dengan intensitas yang sama dalam hal tinggi dan lebar. Pada usia 5-7 tahun, pertambahan lebar ruas tulang belakang agak tertinggal dari pertambahan tinggi, dan pada usia berikutnya, pertambahan ruas tulang belakang ke segala arah meningkat.

Proses pengerasan tulang belakang terjadi secara bertahap. Pada tahun ke-1 dan ke-2, kedua bagian lengkung tulang belakang menyatu, pada tahun ke-3 - lengkung tulang belakang menyatu dengan badan vertebra. Pada usia 6-9 tahun, pusat pengerasan independen terbentuk pada permukaan atas dan bawah badan vertebra, serta ujung prosesus spinosus dan transversus. Pada usia 14 tahun, bagian tengah badan vertebra mengalami pengerasan. Pengerasan lengkap pada masing-masing vertebra berakhir pada usia 21-23 tahun.

Saat lengkungan tulang belakang terbentuk, ukuran rongga dada dan panggul bertambah, yang pada gilirannya membantu mempertahankan postur tegak dan meningkatkan sifat pegas tulang belakang saat berjalan dan melompat.

Menurut banyak penulis, pembentukan tulang belakang manusia dan postur vertikal dipengaruhi oleh ketinggian pusat gravitasi umum tubuh.

Ciri-ciri terkait usia dari lokasi pusat gravitasi umum disebabkan oleh perubahan yang tidak merata dalam ukuran tautan biologis, perubahan rasio massa tautan tubuh ini selama periode pertumbuhan. Ciri-ciri tersebut juga dikaitkan dengan ciri-ciri karakteristik yang diperoleh pada setiap periode usia, mulai dari saat anak pertama kali berdiri dan berakhir dengan usia tua, ketika, sebagai akibat dari involusi pikun, perubahan biomekanik terjadi bersamaan dengan perubahan morfologis.

Menurut G. Kozyrev (1947), pusat gravitasi umum bayi baru lahir terletak pada tingkat vertebra toraks V-VI (ditentukan pada posisi pelurusan tungkai bawah semaksimal mungkin dengan perban). Lokasi kranial dari pusat gravitasi umum ini dijelaskan oleh proporsi karakteristik tubuh bayi baru lahir.

Seiring pertumbuhan anak, pusat gravitasi secara keseluruhan menurun secara bertahap. Jadi, pada anak berusia 6 bulan, pusat gravitasi berada pada level vertebra toraks ke-10. Pada usia 9 bulan, saat kebanyakan anak dapat berdiri sendiri, pusat gravitasi secara keseluruhan turun ke level vertebra toraks ke-11-12.

Secara biomekanik, proses yang paling menarik adalah transisi ke posisi tubuh vertikal. Berdiri pertama kali ditandai dengan ketegangan yang berlebihan pada semua otot, tidak hanya otot yang secara langsung menahan tubuh dalam posisi vertikal, tetapi juga otot yang tidak berperan dalam tindakan berdiri atau hanya memiliki efek tidak langsung. Hal ini menunjukkan diferensiasi otot yang tidak memadai dan tidak adanya pengaturan tonus yang diperlukan. Selain itu, ketidakstabilan juga disebabkan oleh posisi CG yang tinggi dan area penyangga yang kecil, yang menyulitkan untuk menjaga keseimbangan.

Seorang anak berusia 9 bulan memiliki postur tubuh yang aneh pada bidang sagital. Hal ini ditandai dengan fakta bahwa tungkai bawah anak berada dalam posisi setengah membungkuk (sudut fleksi sendi lutut pada anak berusia 9 bulan mencapai 162 °, pada anak berusia satu tahun - 165 °), dan tubuh sedikit miring ke depan relatif terhadap sumbu vertikal (7-10 °). Posisi tungkai bawah yang setengah membungkuk bukan karena kemiringan panggul atau keterbatasan ekstensi pada sendi pinggul, tetapi karena fakta bahwa anak beradaptasi untuk menjaga tubuh dalam keseimbangan sedemikian rupa sehingga kemungkinan pelanggaran yang tidak terduga dikecualikan dan keamanan jatuh terjamin. Munculnya postur tubuh yang aneh pada usia ini terutama disebabkan oleh kurangnya keterampilan tetap untuk berdiri. Saat keterampilan tersebut diperoleh, ketidakpastian dalam stabilitas statis tubuh secara bertahap menghilang.

Pada usia dua tahun, anak berdiri lebih percaya diri dan menggerakkan pusat gravitasi di area penyangga dengan lebih bebas. Ketinggian pusat gravitasi umum tubuh terletak pada level vertebra lumbar pertama. Anggota tubuh bagian bawah yang setengah tertekuk secara bertahap menghilang (sudut fleksi pada sendi lutut mencapai 170°).

Postur tubuh anak usia tiga tahun saat berdiri ditandai dengan posisi tubuh tegak dan sedikit menekuk anggota tubuh bagian bawah (sudut tekukan pada sendi lutut adalah 175°). Di area tulang belakang, kifosis toraks dan lordosis lumbal yang muncul terlihat jelas. Bidang horizontal pusat gravitasi umum tubuh terletak pada tingkat vertebra lumbal kedua. Sumbu longitudinal kaki membentuk sudut sekitar 25-30°, seperti pada orang dewasa.

Pada postur anak usia lima tahun, tidak ada lagi tanda-tanda semifleksi tungkai bawah (sudut pada sendi lutut adalah 180°). Bidang horizontal pusat gravitasi umum terletak pada level vertebra lumbar ketiga. Pada tahun-tahun berikutnya, perubahan lokalisasi CG tubuh terutama terdiri dari penurunan bertahap dan regulasi yang lebih stabil pada bidang sagital.

Akibat penuaan tubuh, terjadi perubahan anatomi, fisiologis, dan biomekanik pada sistem muskuloskeletal.

G. Kozyrev (1947) mengidentifikasi tiga jenis postur utama dengan fitur morfologi dan biomekanik yang paling khas.

Tipe pertama postur pikun ditandai dengan pergeseran pusat gravitasi ke depan yang tajam - sedemikian rupa sehingga bidang sagital terletak di depan pusat tiga sendi utama tungkai bawah. Penopang utamanya adalah bagian depan kaki, kepala dimiringkan ke depan, lordosis serviks diratakan. Di bagian bawah bagian serviks dan toraks, terdapat kifosis yang tajam. Tungkai bawah tidak sepenuhnya terentang di sendi lutut (sudut fleksi bervariasi dari 172 hingga 177 °).

Tipe kedua dari postur pikun ditandai dengan pergeseran pusat gravitasi ke belakang. Bidang sagitalnya melewati bagian tengah sendi panggul dan menutup sendi panggul secara pasif, menggunakan ketegangan ligamen iliofemoral untuk ini. Batang tubuh dimiringkan ke belakang, perut yang diturunkan didorong ke depan. Tulang belakang berbentuk "punggung bundar".

Tipe postur ketiga ditandai dengan tubuh yang melorot secara umum tanpa ada kemiringan badan ke depan atau ke belakang. Tampaknya seolah-olah gravitasi telah memampatkan tubuh sepanjang sumbu vertikal; akibatnya, leher tampak menjadi lebih pendek karena peningkatan lengkungan serviks, badan menjadi lebih pendek karena peningkatan kifosis toraks, dan tungkai bawah - karena fleksi pada tiga sendi utama. Bidang sagital dari pusat gravitasi umum melewati bagian posterior dari pusat sendi panggul, menutupnya secara pasif dari belakang atau melalui pusat sendi lutut. Akibatnya, dua sendi terakhir hanya dapat ditutup secara aktif.

Ketika memeriksa orang lanjut usia atau pikun, hal pertama yang menarik perhatian adalah postur tubuhnya, yang sering ditandai dengan lordosis serviks, lumbar, dan kifosis toraks yang menonjol.

Pada orang lanjut usia dan pikun, kifosis tulang belakang meningkat, punggung membulat secara bertahap terbentuk, dan lordosis servikal dan lumbar juga meningkat. Bahkan dengan beban statis normal, beberapa peningkatan kifosis toraks terjadi selama hidup. Dengan beban statis yang berkepanjangan (beban berlebih) pada sisi cekung, terjadi perubahan pada diskus intervertebralis dan kelengkungan tetap (hiperkifosis terkait usia) berkembang dengan semua konsekuensinya. Lima jenis postur yang melekat pada usia tua, berdasarkan analisis radiografi kurva fisiologis tulang belakang, diidentifikasi oleh Podrushnyak dan Ostapchuk (1972):

1. tidak berubah, sudut kelengkungan toraks lebih dari 159°;
2. bungkuk, sudut tulang belakang toraks 159-151°;
3. kifosis, sudut kelengkungan daerah toraks kurang dari 151°, lumbar - 155-164°;
4. kyphotic-lordotic, sudut kelengkungan daerah toraks kurang dari 151% dari daerah lumbar - kurang dari 155°;
5. kifotik-pipih, sudut kelengkungan daerah toraks kurang dari 15°, lumbar - lebih dari 164°.

Penulis menemukan bahwa seiring bertambahnya usia, perubahan yang paling menonjol pada kelengkungan ada di bidang sagital tulang belakang toraks, cukup jelas pada tulang belakang leher, dan agak kurang pada tulang belakang lumbar.

Hingga usia 60 tahun, skoliosis, kifosis toraks, lordosis servikal dan lumbar lebih sering terdeteksi pada wanita. Seiring bertambahnya usia, jumlah orang dengan postur tubuh yang tidak berubah dalam posisi tegak menurun tajam dan jumlah orang dengan kifosis meningkat.

Di antara berbagai perubahan dalam struktur dan fungsi tulang belakang yang berkembang selama proses penuaan, perpindahan atau torsi vertebra menempati tempat khusus, karena frekuensi deteksi dan tingkat keparahannya meningkat seiring bertambahnya usia.

Menurut Ostapchuk (1974), kelengkungan torsional tulang belakang toraks dan lumbar ditemukan pada lebih dari separuh orang yang sehat secara praktis dari kedua jenis kelamin dan lebih sering terdeteksi seiring bertambahnya usia. Pada kebanyakan orang, torsi tulang belakang dikombinasikan dengan kelengkungan pada bidang frontal dan arahnya terkait erat dengan bentuk skoliosis.

Torsi yang berkembang seiring bertambahnya usia berkaitan erat dengan disfungsi otot longissimus. Torsi diperparah oleh kombinasi torsi dan kelengkungan lateral tulang belakang. Torsi dan disfungsi otot longissimus berkembang dengan latar belakang proses distrofi-destruktif tulang belakang, meningkatkan dampak negatif pada statika dan dinamika seseorang seiring bertambahnya usia.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ]