Калифорнийский ученый Альф Нахемсон – один из классиков науки о позвоночнике, с именем которого связаны многие значимые исследования в области болей в спине и биомеханики, в 1964 году совместно с Джеймсом Моррисом опубликовал результаты измерения давления в межпозвонковом диске у живых людей. [1] В исследовании участвовали 16 добровольцев, которые согласились на не очень-то приятную и потенциально небезвредную [2] процедуру: измерение давления внутри диска при помощи длинной иглы с трубкой, подсоединенной к манометру.
Давление, измеренное в положении сидя, составляло от 10 до 15 килограмм на квадратный сантиметр. В положении стоя и лежа оно было приблизительно на 30% и 50% соответственно ниже (но при этом все равно оставалось достаточно высоким!). Пневматический корсет снижал давление в диске примерно на четверть. Это исследование объяснило, почему боли, связанные с диском, чаще всего ощущаются именно в положении сидя. Самое высокое давление развивается при наклоне туловища кпереди.
Авторы подсчитали, что нижние поясничные диски в положении сидя должны выдерживать нагрузку от 100 до 175 килограмм, а в положении стоя – от 90 до 120 килограмм. Задние части диска подвергались растяжению с силой приблизительно от 60 до 90 килограмм на квадратный сантиметр. Обратите внимание – это нагрузки, которые испытывает диск у человека нормальной комплекции, который не копает яму, не несет пианино и не бежит по улице, а всего лишь сидит на стуле. И это нормальные ежедневные нагрузки, при которых не происходит повреждения или смещения дисков: они прекрасно к ним приспособлены.
Результаты Вильке и соавторов (1999 год), несколько отличаются, но также свидетельствуют о высоких нагрузках на диск, которые особенно выражены при наклоне туловища кпереди. Это исследование проводилось с использованием более совершенного оборудования, но с участием лишь одного добровольца в возрасте 45 лет. Согласно данным Вильке, в положении сидя давление в межпозвонковых дисках чуть ниже, чем в положении стоя (0.5 МПа в положении стоя, 1.1 МПа в при наклоне туловища кпереди, 0.46 МПа в положении сидя, 2.3 МПа при поднимании веса в 20 кг с согнутой спиной и 1.7 МПа — за счет сгибания коленей. Во время сна давление в диске постепенно повышается с 0.1 до 0.24 МПа). Напомню, что 1 МПа приблизительно равен давлению в 10 атм и это означает, про подъем веса в 20 кг увеличивает давление в диске до 23 атм.
Если вы хотите знать, каким образом природе удалось обеспечить столь высокую прочность дисков, сохранив им эластичность, прочитайте мою книгу. Вы также сможете узнать, какой вид нагрузок для дисков наиболее вреден.
Если диски не в полном порядке, то они обычно сохраняют свою прочность, но теряют функцию амортизатора и приобретают повышенную чувствительность. Человек испытывает боли именно в тех ситуациях, когда нагрузка на диски максимальна. Зная особенности дисковой боли, врач может поставить диагноз, просто внимательно выслушав своего пациента. А вот в смещения дисков или позвонков, которые можно устранить пальцами, верить не стоит: даже когда вы сидите и читаете, на ваши поясничные диски действует более 100 килограммов.
Хотите знать о нагрузках на диск больше? Для настоящих гиков есть дополнительные сведения!
- Alf Nachemson M.D. and James M. Morris. Discometry, a method for the determination of pressure in the lower lumbar discs.. Journal of bone and joint surgery, 1964;46:1077-1092.
- Carragee EJ, Don AS, Hurwitz EL, Cаellar JM, Carrino J, Herzog R 2009 ISSLS Prize Winner: Does Discography Cause Accelerated Progression of Degeneration Changes in the Lumbar Disc: A Ten-year Matched Cohort Study. Spine (Phila Pa 1976). 2009;34:2338-2345
- Wilke HJ, Neef P, Caimi M, Hoogland T, Claes LE. New in vivo measurements of pressures in the intervertebral disc in daily life. Spine (Phila Pa 1976). 1999 Apr 15;24(8):755-62