Vertebra

Schéma hrudního obratle. Všimněte si kloubů pro žebra

Vertebra (množné číslo: obratle) je individuální nepravidelná kost v páteři nebo páteři (aka ischis), pružná a ohebná kolona, která je definující charakteristikou obratlovců.

Obvykle je u lidí třiatřicet (33) obratlů, včetně pěti, které jsou spojeny do křížové kosti (ostatní jsou odděleny meziobratlovými ploténkami) a čtyř kostrčních kostí, které tvoří kostrč. Horní tři oblasti tvoří zbývajících 24 a jsou seskupeny pod názvy cervikální (7 obratlů), hrudní (12 obratlů) a bederní (5 obratlů), podle oblastí, které zabírají. Toto číslo je někdy zvýšeno o další obratel v jedné oblasti, nebo může být sníženo v jedné oblasti, nedostatek často dodává další obratel v jiné. Počet krčních obratlů je však velmi zřídka zvýšen nebo snížen.

S výjimkou prvního a druhého krčního obratle vykazují skutečné nebo pohyblivé obratle (horní tři oblasti) určité společné znaky, které lze nejlépe zkoumat zkoumáním jednoho ze středu hrudní oblasti.

Šikmý pohled na krční obratle

Když jsou obratle navzájem kloubové, těla tvoří silný pilíř pro podporu hlavy a trupu, a obratle foramina tvoří kanál pro ochranu medulla spinalis (mícha). Mezi každým párem obratlů jsou dva otvory, meziobratlové foramina, jeden na každé straně, pro přenos míšních nervů a cév.

Dva procesy zadního otvoru a jeden proces páteřního otvoru jsou zezadu (za) páteřního těla. Páteřní proces vychází zezadu, jeden příčný proces vychází zleva a jeden zprava. Páteřní procesy krční a bederní oblasti lze pocítit přes kůži. Nadřazené a podřadné kloubní plošky na každém obratli působí tak, aby omezily možný rozsah pohybu. Tyto plošky jsou spojeny tenkou částí nervového oblouku zvanou pars interarticularis.

Střed obratle lze klasifikovat na základě splynutí jeho prvků. U aspidospondyly jsou kosti jako nervová páteř, pleurocentrum a interentrum samostatnými osifikacemi. U splynutých prvků se však obratel klasifikuje jako s holospondyly.

Vertebra může být také popsána z hlediska tvaru konců centra. Lidé jsou prý akoelous, nebo s plochými konci. Tyto ploché konce centra jsou zvláště dobré v podepření a rozložení tlakových sil. Amphicoelus vertebra je zastoupena oba konce centra je konkávní. Tento tvar je běžný u ryb, kde je většina pohybu omezena. Amphicoelus centra jsou často integrovány s plnou notochord. Procoelus vertebra jsou přední konkávní, a zadní konvexní. opisthocoelus vertebra je však zcela opačný, kde obratel vykazuje zadní konvexity , a přední konkavity. Heterocoelous obratle jsou sedlové tvaru na každém konci centra. Tento typ konfigurace je vidět u želv, které zatahují krk, a ptáků, protože to umožňuje rozsáhlý boční a vertikální ohebný pohyb, aniž by se příliš extenzivně natahovala nervová šňůra nebo se kroutila kolem své dlouhé osy.

Orientace páteře na povrchu. T3 je v úrovni střední části páteře lopatky. T7 je v podélném úhlu lopatky. L4 je v nejvyšším bodě hřebenu kyčelní kosti. S2 je v úrovni zadní horní kyčelní páteře. C7 je navíc snadno lokalizovatelná jako výčnělek v dolní části krku.

Ty jsou zpravidla malé a choulostivé. Jejich spinální procesy jsou krátké (s výjimkou C2 a C7, které mají hmatatelné spinální procesy). Číslované shora dolů od C1-C7, atlas (C1) a osa (C2) jsou obratle, které umožňují krku a hlavě tolik pohybu. Většinou umožňuje atlanto-okcipitální kloub pohyb lebky nahoru a dolů, zatímco atlanto-axiální kloub umožňuje horní krk kroutit doleva a doprava. Osa také sedí na prvním meziobratlovém disku páteře. Všichni savci kromě kapustňáků a lenochodů mají sedm krčních obratlů, bez ohledu na délku krku.

Krční obratle mají příčné foraminy, které umožňují, aby vertebrální tepny procházely na své cestě k foramen magnum, aby skončily v kruhu Willise. Jedná se o nejmenší, nejlehčí obratle a vertebrální foraminy mají trojúhelníkový tvar. Páteřní procesy jsou krátké a často rozdvojené (páteřní proces C7 však není rozdvojený a je podstatně delší než u ostatních krčních páteřních procesů).

Jejich příčné procesy mají povrchy, které jsou spojeny s žebry. Mezi hrudními obratli může docházet k určité rotaci, ale jejich spojení s hrudním košem zabraňuje velkému ohýbání nebo jinému vychýlení. V lidském kontextu mohou být také známy jako „hřbetní obratle“.

Těla mají zhruba srdcový tvar a jsou asi tak široká anterio-posterioly jako v příčné dimenzi. Vertebrální foraminy mají zhruba kruhový tvar.

Tyto obratle mají velmi robustní konstrukci, protože musí nést větší váhu než ostatní obratle. Umožňují výrazné prohnutí a prodloužení, mírné boční prohnutí (sidebending) a malý stupeň rotace. Disky mezi těmito obratli vytvářejí bederní lordózu (zakřivení, které je vzadu konkávní) v lidské páteři.

Existuje 5 obratlů (S1-S5). V dospělosti jsou srostlé, bez meziobratlových plotének.

Existují 3-5 obratle (Co1-Co5), bez meziobratlových plotének. Mnoho zvířat má větší počet „ocasních obratlů“ a u zvířat jsou častěji známy jako „ocasní obratle“. Bolest v kostrči (tailbone) je známá jako kokcydynie.

Nápadný segmentovaný vzorec lidské páteře vzniká během embryogeneze, když se k tvořící se zadní části embrya rytmicky přidává prekurzor obratlů, somity. U lidí začíná tvorba somitu kolem třetího týdne po oplodnění a pokračuje až do vzniku celkem asi 52 somitů. Somity jsou epiteliální koule, které obsahují prekurzory obratlů, žeber, kosterních svalů tělní stěny a končetin a dermis zad. Předpokládá se, že periodicita distribuce a tvorby somitu je dána molekulárním oscilátorem nebo hodinami působícími v buňkách presomitického mesodermu (PSM). Somity se tvoří brzy po začátku gastrulace, na obou stranách nervové trubice z tkáně zvané presomitický mesoderm (PSM). PSM je součástí paraxiálního mesodermu a vzniká kaudálně gastrulací, když buňky pronikají primitivním pruhem a později ocasním pupenem. Krátce po svém vzniku se somity dále dělí na dermomyotom dorsally, který dává vzniknout svalům a dermis, a sklerotom ventrally, který bude tvořit páteřní komponenty. Sklerotomy se dále subvidifikují na přední a zadní část. Toto dělení hraje klíčovou roli při definitivním vzorování obratlů, které se tvoří, když se zadní část jednoho somitu spojí s přední částí konsekutivního somitu během procesu zvaného resegmentace. Narušení procesu somitogeneze u lidí vede k onemocněním, jako je vrozená skolióza. Dosud bylo prokázáno, že lidské homology tří genů spojených s myšími segmentačními hodinami (MESP2, DLL3 a LFNG) jsou mutovány u lidských pacientů s lidskou vrozenou skoliózou, což naznačuje, že mechanismy podílející se na segmentaci obratlů jsou zachovány napříč obratlovci. U lidí jsou první čtyři somity inkoportovány v baziookcipitální kosti lebky a dalších 33 somitů vytvoří obratle. Zbývající zadní somity degenerují. Během čtvrtého týdne embryonálního vývoje sklerotomy mění svou pozici tak, aby obklopovaly míchu a notochord. Sklerotom je vyroben z mesodermu a pochází z ventromediální části somitů. Tento sloupec tkáně má segmentovaný vzhled se střídajícími se oblastmi hustých a méně hustých oblastí.

Jak se sklerosom vyvíjí, dále kondenzuje a nakonec se vyvíjí do vertebrálního těla. Vývoj vhodných tvarů vertebrálních těl je regulován geny HOX.

Méně hustá tkáň, která odděluje sklerotomové segmenty, se vyvíjí do meziobratlových plotének.

Notochord mizí v segmentech sklerotomu (vertebrálního těla), ale přetrvává v oblasti meziobratlových plotének jako nucleus puls. Jádro pulposus a vlákna anulus fibrosus tvoří meziobratlovou ploténku.

Primární křivky (hrudní a sakrální zakřivení) se tvoří během vývoje plodu. Sekundární křivky se vyvíjejí po narození. Zakřivení děložního hrdla se tvoří v důsledku zvedání hlavy a bederní zakřivení v důsledku chůze.

Existují různé vady spojené s vývojem obratlů. Skolióza může vyplývat z nesprávné fúze obratlů. V Klippel-Feil anomálie pacienti mají dva nebo více krční obratle, které jsou spojeny dohromady, spolu s dalšími související vrozené vady. Jedním z nejzávažnějších vad je selhání obratlových oblouků k fúzi. To má za následek stav zvaný spina bifida. Existuje několik variant spina bifida, které odrážejí závažnost vady.