腰椎構造についての概要
腰椎は5つ存在しそれぞれの脊椎は椎体、椎間板、神経、筋肉、靭帯、血管によって構成されています。脊髄は上部腰椎からは馬尾神経となり仙骨まで伸びています。腰椎は上半身の重さを一番支える場所のため脊椎の中でも強靭な構造になっていますが、負荷かがかる分問題も起きやすい部位であります。今回はそんな腰椎についての解剖学的特徴やよくある症状について述べたいと思います。
腰椎の働き
腰痛の働きは以下のようなものになります。
・上半身を支え安定させる:5つの腰椎は他の脊椎と比べ大きく頑丈な構造になっており、腰椎に付着する筋肉や靭帯と共に上半身の重さを支え安定させる役割があります。
・体幹部を自由に動かす:腰椎は前屈、後屈、回旋、側屈など体幹部を自由に動かす上で一番重要な役割をになっています。5つある腰椎の動き度合いを比べると下2つの腰椎が特に動きが大きいです。
・脊髄と馬尾神経を守る役割:脊柱管と呼ばれる背骨空洞には脊髄と馬尾神経が通っており、腰椎の強い構造は中枢神経を守る上でも重要な働きをになっている。
・下肢の動きを制御している:腰椎部にある脊髄神経と馬尾神経より下肢への神経が伸び、動きや感覚を支配している。
腰椎を横から見ると前弯しておりそれにより荷重によるストレス上手に逃す構造になっています。腰椎前弯が過剰なったり減少したりすると腰痛などを引き起こす要因になります。
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腰椎を構成する部分
腰椎に起こる問題を考える時には、腰椎を構成するそれぞれの特徴的な部分を理解することが重要になります。一つの椎体は以下の物から構成されています。
・椎体:腰椎の前面部にあり荷重に耐えることが求められる部分のため、上からの圧力に強い構造になっている。
・椎間板:椎体と椎体の間でクッションのような役割を果たしている組織。この組織に障害が起こると腰椎椎間板ヘルニアなどになることがある。
・2つの椎間関節:腰椎の後面部にある関節で、身体を前屈させたり回旋させるときに働いている。
・2本の神経:脊髄、馬尾神経から枝分かれした神経。この神経は椎間孔と呼ばれる所から骨盤や足の方へ向かっていきます。
それぞれの椎体は筋肉、腱、靭帯によって強く結合されています。遺伝や変形、炎症などの影響を受けることで本来の腰椎の動きは失われていきます。
腰椎の椎体について
腰椎は5つの椎骨から成り立ち、下に向かうほどサイズが大きくなっていきます。椎骨後方に関節があることで身体を前に倒したり、回したりすることができます。椎骨の中心部にある脊柱管という空洞の中を脊髄と馬尾神経が通ります。5つの腰椎は基本的に同じ構造をしていますが、いくつか異なった部分も存在します。それぞれの特徴は以下になります。
(椎体)
・腰椎1番と2番は後面に比べて前面が少し小さくなっています。
・腰椎3番は前・後面でほぼ同じ大きさになっています。
・腰椎4番と5番は後面に比べて前面が少し大きくなっています。
椎体は身体を曲げる動作を制御し栄養を届ける血管のために空洞が空いています。
(椎弓根)
椎弓根は椎体と椎弓を繋ぐ丸く厚みのある部分です。また椎体にかかる荷重を椎弓に運ぶ役割も持っています。
(椎弓)
椎骨の後面は椎弓と呼ばれるアーチ状の構造になっています。椎弓は次の部分が集まり構成されています。
・椎弓板:椎弓根に続いてあり椎弓の大部分を占める場所です。追及の高さは腰椎の5番に向かうにつれて低くなっていきます。
・棘突起:椎弓のちょうど真ん中にあり後下方に骨の突起を出している。皮膚の上からでも触ることができ、多くの筋肉の付着部になっている。
・横突起:左右に骨の突起を出している場所であり、棘突起と同じように筋肉の付着部として存在している。
・椎孔:椎弓の空洞スペースであり、この中を脊髄神経が通る構造になっている。
椎間関節の解剖学
関節突起とは左右の椎弓根と椎弓が交わる所で骨の突起が上下に出ている場所を呼び、関節部分を椎間関節と呼びます。椎間関節面には1〜2mmの軟骨組織も存在し、主な機能は動く方向の決定と関節の動き過ぎを防ぐことです。また椎体とともに荷重を支え、特に身体の伸展時にその働きが強くなります。
椎間孔の役割
一対の椎間孔は(椎骨の空洞)は椎弓根と椎体の間で形成されます。椎間孔の中を脊髄神経から枝分かれした神経根や血管、リンパなどが通ります。椎間孔の隙間は椎骨が下に行くにつれて狭くなり、体幹部の前屈時に広くなり後屈時には狭くなる構造になっています。腰椎は脊柱の中で1番荷重に耐えなくてはいけないため、骨折や滑り(脊椎すべり症)、脱臼、退行性変化を起こしやすくなります。その結果、腰痛や神経症状を伴う(坐骨神経痛)などになりやすいと言えます。
(腰痛の原因はこちら)
椎間板について
腰椎ではそれぞれ椎体の間に5つの椎間板が存在します。椎間板の役割は以下のものになります。
・背骨にかかる荷重を分散させながら、重さを吸収すること。
・動いている時に椎体同士が直接当たらないようにすること。
・脊柱に柔軟性を与えつつ、関節が動き過ぎないように制御している。
・腰椎が前湾を形成出来るようにしている。
椎間板の構造的特徴
腰椎椎間板は以下のような特徴があります。
・大きさ:腰椎の椎間板は頚椎などに比べ厚みがあり、前方の方が後方より厚くなっている。
・高さ:日中生活し上半身の重みが加わることで、夜は朝よりも椎間板が薄くなっている。少なくとも5時間の睡眠を取ると椎間板は元の大きさに戻ると言われている。
・形:身体の動きに合わせて椎間板の形も変わります。前屈した時には前側が狭くなり後ろ側は反対に高くなります。
脊椎の椎間板は基本的には同じ構造であるが、いくつか違いもあります。
・繊維輪:椎間板の外側を取り囲んでいるのが繊維輪という組織です。腰椎の繊維輪は頸椎椎間板とは違い、より厚く強力なコラーゲン繊維で構成されています。
・髄核:椎間板の中心部分には髄核と呼ばれる柔らかく弾力性を多く含んだ組織が存在します。70~90%は水分で構成されており、年齢とともに水分量の減少、組織の骨化が進み柔軟性が失われていきます。
脊椎終板について
椎間板の表面には皮質骨と硝子軟骨という2層の組織があり、椎体と椎間板をくっつける役割を担っている。皮質骨は椎体にかかる加重を軽減する役割を持ち、硝子軟骨は繊維輪と髄核が適切な位置に保てるように働いています。脊椎を動かすことによって、脊椎終板にある栄養素を含んだ水分が椎間板に吸収されます。ただし、過度な運動や長時間同じ姿勢でいることは椎間板の栄養吸収の妨げになります。
腰椎の椎間板は柔軟性と支持性の両方を併せ持っていますが、その影響で怪我を起こしやすい場所でもあります。一般的に前方の椎骨が一番強度があり、後方は強度が劣るため腰椎椎間板ヘルニアなどの状態になりやすいです。調査によると一番腰椎椎間板ヘルニアが起こりやすい場所は腰椎4番~5番間と腰椎5番~仙椎1番間といわれています。「腰椎椎間板ヘルニアについてはコチラ」