Позвоночник и ребра

Поскольку спинная струпа (хорда) изначально располагается вентрально по отношению к нервному тяжу, основная часть типичного позвонка все еще располагается вентрально. Позвонок представляет собой твердый цилиндр из кости, называемый телом позвонка. От него отходит костная дуга, замыкающая пространство в виде неправильного круга. Это замкнутое пространство – позвоночное отверстие, а образующая его костная арка – дуга позвонка. Как вы можете догадаться из определения, дорсальный спинной мозг проходит через это кольцевое отверстие, вернее, через ряд отверстий, образованных расположенными друг за другом позвонками.

Дуга позвонка имеет три выступа, или отростка. Один расположен дорсалыно (иногда несколько наклонен вниз), и именно его вы чувствуете, когда проводите пальцем по позвоночному столбу. Эти выступы, которые легко нащупать, называются остистыми отростками. Два других выступа по бокам с каждой стороны, направленные в стороны, – поперечные отростки.

Если вы когда-нибудь обгрызали шейку цыпленка, то знаете, какими острыми и неровными могут быть эти отростки. Неровности – не бесполезные украшения, они служат важной цели, поскольку именно к этим отросткам прикрепляются различные мышцы, к которым, в свою очередь, могут присоединяться другие кости.

Человеческие позвонки подразделяются на три разные группы. Семь самых верхних, к примеру, называются шейными позвонками. Как следует из их названия, они являются позвонками шеи. То, что таких шейных позвонков семь, типично для млекопитающих. За исключением пары видов ленивцев, все млекопитающие, независимо от длины шеи, имеют их всего семь, ни больше ни меньше. В случае с китом, у которого нет шеи, эти позвонки расплющены до незначительных размеров, и все-таки осталось именно семь расплющенных позвоночных дисков. Что же касается жирафа, то и его длиннющая шея содержит всего семь позвонков, хотя они так вытянуты, что скорее похожи на кости конечностей, чем на позвонки.

Птицы не обладают столь определенным числом шейных позвонков, как млекопитающие, и обычно имеют позвонков почти в два раза больше. И поэтому (факт, близкий сердцу почитателей раздела «Хотите верьте, хотите нет») воробей имеет больше костей в шейном отделе, чем жираф. Отсюда следует также, что птицы, такие, как лебедь или фламинго, обладают гораздо большим диапазоном движений и грацией своих длинных шей, чем жираф. Действительно, слова, что у девушки «лебединая» шея, может быть воспринято как приятный комплимент, но сказать, что шея у нее «как у жирафа», – значит причинить обиду. Безусловно, с точки зрения анатомии шея девушки действительно походит на шею жирафа, а не лебедя, но такое уточнение, по всей видимости, также не пойдет на пользу, и я уверен, только ухудшит положение дел.

У человека первый шейный позвонок имеет специально приспособленную форму, обеспечивающую сочленение с костной структурой головы – черепом. У него нет тела, он состоит только из дуги. Более того, это довольно большая дуга, поскольку спинной мозг в этом месте расширяется, чтобы стать головным мозгом.

Когда вы киваете, позвоночник сгибается между черепом и первым позвонком. Поскольку человек, как правило, имеет череп шарообразной формы, который покоится на дуге этого первого позвонка, подобно тому как земной шар покоится на плечах гиганта Атланта в греческом мифе, этот позвонок и называется атлант.

Когда вы качаете головой из стороны в сторону, атлант совершает движение вместе с черепом, и движение это происходит вдоль раздела между первым и вторым шейными позвонками.

Второй позвонок имеет специальный отросток, выступающий вверх. К нему точно подходит атлант, и передний отросток действует как ось, когда мотают головой в знак отрицания. Второй позвонок, следовательно, называется осевой.

Отростки шейных позвонков довольно острые и слегка разветвлены на концах.

Следом за шейными позвонками располагаются двенадцать торасикальных позвонков (от латинского слова «грудь»), которые проходят по всей длине грудной клетки. (Грудные позвонки иногда называют дорсальными позвонками, но это некорректный термин, поскольку все позвонки дорсальные.)

Грудные позвонки имеют поперечные отростки, которые чуть длиннее всех остальных, поскольку к ним крепятся ребра. К каждому поперечному отростку каждого грудного позвонка крепится по одному ребру. Всего таких пар 12, а в сумме у человека 24 ребра. В том месте, где ребро встречается с позвонком, оно продолжено двумя отростками, один примыкает к поперечному отростку позвонка, а другой – к самому центру. Каждое ребро изгибается в виде наклоненного книзу полукруга, и взятая вместе пара составляет часть грудной клетки. Большинство пар проходят вентралыно и присоединяются к плоской кости, выступающей, несколько уходя вниз, по средней линии спереди грудной клетки. Это – sternum (от греческого слова «грудь»), или грудина.

Первая пара ребер относительно короткая, но каждая из следующих шести пар все длиннее и длиннее. Семь пар присоединяются непосредственно к грудине, и из-за этого их иногда называют истинные ребра. Пары восьмая, девятая и десятая – это ложные ребра. Они не присоединяются непосредственно к грудине, по сходятся и сочленяются с седьмым ребром перед грудиной. Таким образом, спереди грудной клетки находится резкая, направленная вверх выемка в костной структуре, что вы легко можете почувствовать, проведя рукой по линии своих нижних ребер. Одиннадцатая и двенадцатая пары ребер не замыкают окружность, а закапчиваются, так сказать, посередине груди.

Это колеблющиеся ребра. Ребра и грудину, вместе взятые, называют грудной клеткой.

Парность ребер подтверждает нашу двустороннюю симметрию. Поэтому кости, которые встречаются поодиночке, должны располагаться по средней линии тела. Примеры тому – различные позвонки и грудина. Любая кость, которая лежит с одной стороны средней линии, имеет парную кость, свое зеркальное отражение по форме.

Позвонки и ребра, вместе взятые, являются самым очевидным показателем фундаментальной сегментации человеческого тела. Такой показатель гораздо более впечатляющ у некоторых других позвоночных. Рептилии в основном имеют ребра, примыкающие к каждому позвонку, за исключением хвостовых. Большой питон с двумя сотнями позвонков, идущих вдоль спины по всей длине, имеет две сотни пар ребер, и его скелет имеет безошибочное сходство с чудовищной сороконожкой.

К слову сказать, было бы неплохо обратить внимание на то, что число ребер у мужчины и женщины одинаково. Из-за легенды, рассказанной в Книге Бытия (2:21–22), смысл которой в том, что Бог сделал Еву из ребра, вынутого из бока Адама, кто-то может предположить, что у мужчин одного ребра недостает. Это не так. Однако анатомы могут легко отличить женский скелет от мужского по различиям формы и пропорций некоторых костей, но ни один из представителей какого-либо пола не имеет костей, отсутствующих у представителя пола противоположного.

Но давайте вернемся к позвоночному столбу. Позади грудных есть пять люмбарных (от латинского слова «поясница»), то есть поясничных, позвонков. Они образуют узкую линию талии скелета. К этим позвонкам ребра не присоединяются, именно потому некоторые особы женского пола могут довольствоваться узкой линией талии, которая подчеркивает более широкие места сверху и снизу.

Поясничные позвонки – самые большие и тяжелые в позвоночнике, потому что из-за прямохождения они поддерживают массу всей верхней половины тела. Шиловидные отростки этих позвонков более обрубленные и расположены дальше друг от друга, чем у шейных и грудных. Это дает человеку возможность довольно сильно прогибаться назад в талии. Если бы шиловидные отростки были такими же, как у грудных позвонков, их взаимное пересечение мешало бы позвоночнику прогибаться назад.

За поясничными позвонками следуют пять крестцовых позвонков, которые в некотором отношении отличаются от всех тех, что я описал до этого. Пять крестцовых позвонков у маленьких детей располагаются отдельно друг от друга, но с возрастом пространство между ними костенеет, и они сливаются в одну кость, называемую крестец: у взрослых все, что указывает на изначальное разделение, – это четыре поперечные линии, там, где имело место срастание, и четыре пары отверстий по два с каждой стороны средней линии. Эти отверстия формируются, когда отростки примыкающих крестцовых позвонков сливаются в единое целое. Отверстия, такие, как эти, в кости, или в какой-либо другой сплошной структуре тела называются по-латыни foramina, единственное число – foramen.

Случай с крестцом показывает, что нельзя быть слишком уверенным и поспешным при описании строения человеческого тела. Оно имеет присущие только ему особенности. Легко сказать, например, что в позвоночном столбе человека 33 кости, но считать ли крестец одной костью или пятью? Ясно, что у младенца их пять, а у взрослого – одна. Если считать крестец одной костью, тогда в позвоночнике человека насчитывается всего 29 костей. Имеются случаи, когда у некоторых людей кости, например, срастаются, поэтому можно говорить лишь о приблизительном числе костей в человеческом теле, как я уже заметил в начале главы, когда сказал, что их чуть больше 200. Иногда число костей определяется точно как 206, по это не всегда так.

Крестец образует прочную кость, к которой надежно крепятся кости бедер у человека и задних конечностей у животных. У человека он пропорционально больше и сильнее, чем у других млекопитающих, поскольку человек – существо прямоходящее, на его скелет приходится значительная масса. Млекопитающие, которые приспособились к обитанию в море до такой степени, что у них отсутствуют задние конечности (например, киты и морские коровы), не имеют крестца, у них есть лишь ряд поясничных позвонков, идущих вниз к хвосту. Поскольку крестец тесно связан с костями бедра, а женские бедра шире мужских, то и крестец у женщин тоже шире. Это один из признаков, по которым анатом может отличить женский скелет от скелета мужского.

Позвонки последней группы у большинства млекопитающих бросаются в глаза, поскольку являются каудалъными (от латинского слова «хвост»), или копчиковыми. Их много у млекопитающих с длинными хвостами. Можно подумать, что человек, который явно не имеет хвоста, обходится без каудальных позвонков, по это не так.

У человека ниже крестца располагаются четыре небольших позвонка, причем каждый последующий меньше предыдущего, и все они без позвоночной дуги. Это остатки того, что могло бы быть хвостом. У некоторых людей таких позвонков пять, и это еще одна причина для того, чтобы отказаться от категоричности суждений относительно числа костей в человеческом скелете. Все вместе эти последние позвонки образуют копчик, формой напоминающий клюв кукушки. Каждый такой позвонок называется копчиковым.

Дабы рассеять сомнения в том, что копчик представляет собой хвост, а не что-либо иное, следует обратиться к развитию человеческого эмбриона. На ранних стадиях у него образуется небольшая, но явно различимая область хвоста. К восьми неделям развития хвост исчезает, по его мимолетное существование позволяет утверждать, что человек произошел от какого-то животного с хвостом и все еще носит хвост спрятанным под кожей, как последнее доказательство этого. Заметим, что горилла, похоже, гораздо дальше отошла от своего предположительно хвостатого предка, чем мы, так как сократила число копчиковых позвонков до трех, по сравнению с нашими четырьмя.

Позвоночный столб состоит не из одних только костей. Он также содержит хрящ, вещество, из которого был образован позвоночник первых позвоночных. Ребенок рождается со скелетом, по большей части состоящим из хрящевой ткани, и процесс окостенения продолжается до достижения взрослого возраста. В качестве примера возьмем участки ребер, прилегающие к грудине. Они представляют собой полоски хрящей, называемые реберными хрящами. Эти реберные хрящи, длинные у маленьких детей, становятся гораздо короче у взрослых.

Эластичность и гибкость хряща играет важную роль в позвоночном столбе. Между отдельными позвонками находятся обрубленные цилиндрические диски из волокон и хряща, содержащие в центре студенистое (желатиновое) вещество, которое можно считать последним напоминанием об изначальной спинной струне (хорде). Эти диски пористые и способные сжиматься, что позволяет плавно сгибаться позвонку. Они также выполняют роль амортизаторов, поэтому позвоночный столб способен выдерживать внезапные изменения давления, которые возникают, скажем, при прыжке с высоты в шесть футов или при поднятии тяжести массой 100 фунтов. В пожилом возрасте диски утрачивают желатиновый центр, целиком и полностью становясь хрящами. Этим и объясняется характерная скованность движений, которая возникает в преклонном возрасте.

Межпозвоночные диски обрели определенную известность из-за изъянов, доставшихся нам из-за нашего вертикального положения. Вертикальное положение чрезвычайно полезно человеку с точки зрения освобождения его рук и кистей для целей иных, чем передвижение. Оно также придает ему дополнительный рост, позволяя извлечь больше пользы из органов осязания, расположенных на голове. Тем не менее, прямохождение – чудовищное извращение строения четвероногого животного.

На протяжении нескольких сотен миллионов лет строение наземных позвоночных соответствовало внутреннему скелету, состоящему из более или менее горизонтального (хотя и выгнутого) позвоночного столба, прочно установленного на четырех опорах. На протяжении более одного миллиона лет, или чуть меньше, различные человеческие и недочеловеческие виды довели всю структуру до конца. Несмотря на то что приспособляемость к подобным переменам впечатляет, нужно признать, что позвоночный столб не полностью приспособился к новой ситуации.

В результате кратковременного чрезмерного напряжения один из дисков может слегка выдвинуться между позвонков. Это чаще всего происходит в поясничной области, где, благодаря вертикальному положению, сосредоточиваются почти невыносимые нагрузки. Такой «выскочивший» диск будет, естественно, защемлять близлежащие нервы, вызывая мучительную боль – цена, которую мы (наряду с другими) платим за то, что несколько сотен тысяч лет назад встали на задние конечности.