Anatomia macroscopica della colonna vertebrale umana

Suddivisioni e curve

La colonna vertebrale é composta da una serie di trentun vertebre articolate tra loro. E' suddivisa anatomicamente e funzionalmente in: tratto cervicale (sette vertebre), tratto dorsale (dodici vertebre), tratto lombare (cinque vertebre). L'osso sacro è composto da cinque vertebre, fuse insieme nell'adulto, il coccige da due vertebre (abbozzi), anch'esse fuse insieme.

La colonna vertebrale dell'adulto presenta fisiologicamente quattro curve (osservandola secondo un piano sagittale: in questo modo si realizza un allineamento funzionale tra la testa ed il bacino (. 2).

Nelle porzioni toracica e sacrale queste curve sono orientate in modo da  presentare una concavità.

verso avanti (cifosi). Nelle regioni lombare e cervicale le curve presentano una concavità posteriore (lordosi). Solo le curve toracica e sacrale - o curve primarie - sono presenti già nel feto, le altre due si sviluppano durante la crescita. Un'ipercifosi o un'iperlordosi possono presentarsi anche in condizioni fisiologiche (per esempio, una lordosi aumentata durante la gravidanza); una curvatura laterale della colonna vertebrale  - con deviazione cioè sul piano frontale - é invece sempre sintomo di una condizione patologica (scoliosi).

Strutture vertebrali

Ogni vertebra è composta da un corpo principale (soma) posto anteriormente, e da un arco posteriore osseo (o lamina) (. 3). Queste due strutture delimitano il forame vertebrale, che insieme con quello delle altre vertebre crea il canale midollare nel quale è contenuto il midollo spinale. Dall'estremità posteriore d'ogni arco vertebrale si diparte il processo spinoso mentre, lateralmente, dalle due parti mediane d'ogni arco vertebrale prendono forma i processi trasversi. Essi servono da inserzione alla muscolatura profonda della schiena. La parte dell'arco tra il processo spinoso e quello trasverso è detta lamina, mentre la parte tra il processo trasverso e il corpo principale è detta peduncolo. Nel punto d'incontro tra la lamina ed il peduncolo, la vertebra presenta una faccetta articolare superiore ed una inferiore. La faccetta superiore forma - con quella inferiore della vertebra sovrastante - una giuntura.

Differenze nelle strutture vertebrali

Le tipiche vertebre cervicali possiedono, generalmente, un largo canale spinale, un corpo ovale e faccette articolari orientate obliquamente (. 4).Le loro più importanti caratteristiche sono i processi spinosi e il forame nel processo trasverso. Il forame (o forame trasversario) contiene e protegge le arterie e le vene vertebrali.

Alcune vertebre però sono diverse da quanto abbiamo finora detto (. 5). La prima vertebra è nota con il nome di atlante, e differisce per l'assenza del corpo vertebrale, ridotto ad una prominenza e definito tubercolo anteriore. Le faccette articolari superiori dell'atlante, sono in rapporto con l'occipite e sono orientate su un piano pressappoco parasagittale. Il capo quindi compie movimenti in avanti e indietro articolandosi su questa vertebra.

Il corpo della seconda vertebra cervicale (denominato dente o processo odontoide) è particolare ed ha una forma allungata cranialmente che si articola con il tubercolo anteriore dell'atlante, formando una giuntura a perno, e permettendo al capo la rotazione laterale.

La settima vertebra cervicale è definita prominente per l'importanza del processo spinoso ed i suoi processi trasversi non possiedono il forame trasversario perché l'arteria vertebrale inizia il suo percorso rachideo a livello della sesta vertebra cervicale (tubercolo di Chassignac).

Esaminando le vertebre toraciche (o dorsali) si nota che le prime quattro sono, sotto certi punti di vista, simili a quelle cervicali. Possiedono, infatti, faccette articolari orientate verticalmente e processi spinosi orientati posteriormente. Le quattro vertebre toraciche inferiori assomigliano di più a quelle lombari: possiedono ampi corpi, robusti processi spinosi e faccette articolari orientate lateralmente. Le quattro vertebre toraciche centrali hanno caratteristiche intermedie tra quelle superiori e inferiori.

La caratteristica che differenzia le vertebre toraciche dalle altre è la presenza di faccette articolari deputate ad articolarsi con le costole. Ogni vertebra toracica possiede due paia di queste faccette sul corpo vertebrale e una coppia su ognuno dei processi trasversi (. 3). Le vertebre undicesima e dodicesima sono parzialmente atipiche in quanto mancano

delle faccette superiori, ciò significa che l'undicesima e la dodicesima costola si articolano, rispettivamente, solo con l'undicesima e la dodicesima vertebra, rispettivamente, mentre le altre costole si articolano con due vertebre ciascuna.

Le vertebre lombari sono caratterizzate, come accennato prima, da corpi grandi e robusti processi trasversi. Possiedono faccette articolari orientate parasagittalmente, permettendo così alla colonna vertebrale il movimento di flessione in senso anteroposteriore. Queste vertebre inoltre presentano delle protuberanze che servono da inserzione alla muscolatura profonda della schiena (. 7).

L'osso sacro, infine, consta di cinque vertebre fuse insieme. Si articola superiormente con la quinta vertebra lombare ed inferiormente con il coccige, nonché con le ossa del bacino. Inoltre, il sacro possiede sulla faccia anteriore e posteriore una serie di fori attraverso i quali passano i rami anteriori e posteriori dei nervi spinali.

Le giunture intervertebrali

Due vertebre adiacenti si articolano tra loro con tre tipi diversi di articolazioni. Le articolazioni di tipo sinoviale sono quelle tra le faccette articolari superiori della vertebra inferiore e quelle inferiori della vertebra superiore. Queste articolazioni sono rafforzate da diversi legamenti, che collegano le estremità dei processi spinosi (legamenti sopraspinosi), la loro base (legamenti interspinosi), e i processi trasversi (legamenti intertrasversi.). Inoltre tra lamina e lamina di vertebre adiacenti si inserisce il legamento giallo (ligamentum flavum) (. 9).

Tra corpi di vertebre adiacenti è presente un particolare tipo di articolazione costituita dal disco intervertebrale e dagli anelli fibrosi che lo trattengono. Ogni disco è composto da un nucleo centrale gelatinoso (o nucleo polposo) circondato da una serie di anelli fibrosi (. 10). In condizioni fisiologiche il peso corporeo è poggia in pratica sul nucleo polposo, che viene compresso e  scarica poi l'energia sugli anelli fibrosi.

In particolari condizioni, gli anelli fibrosi non sopportano questo carico, e così il nucleo è forzato ad uscire (si forma quindi un'ernia del disco). Un nucleo polposo erniato, in queste condizioni, può avere pesanti ripercussioni sui nervi spinali adiacenti. Due legamenti connettono i corpi vertebrali lungo tutta la colonna sia anteriormente sia posteriormente, rinforzando il disco intervertebrale: il legamento longitudinale anteriore che è molto robusto e si trova davanti ai corpi, quello longitudinale posteriore che corre all'interno del canale midollare, sulla faccia posteriore del corpo vertebrale, e diviene sottile nella regione lombare. Questo fatto rappresenta uno dei motivi per i quali le ernie del disco sono più frequenti nella regione lombare.

La muscolatura profonda della schiena

I muscoli intrinseci della colonna vertebrale (o muscolatura profonda della schiena) giacciono sotto altri muscoli, piuttosto larghi che connettono gli arti superiori al tronco. Sopra la muscolatura profonda della schiena troviamo due muscoli alquanto piccoli: il serrato posteriore superiore e quello posteriore inferiore. Essi connettono la colonna vertebrale rispettivamente con le costole superiori ed inferiori. Sebbene alcuni considerino questi muscoli come accessori della respirazione, la loro piccola dimensione mette in dubbio questa funzione.

La muscolatura profonda della schiena è innervata dai rami dorsali dei nervi spinali; i muscoli profondi che servono diversi segmenti della colonna vertebrale ricevono l'innervazione d'ogni segmento spinale su cui si inseriscono. Così a differenza della muscolatura ventrale, la muscolatura profonda ha mantenuto l'aspetto di innervazione segmentaria.

I muscoli profondi della schiena sono divisi in due gruppi: quello degli erettori spinali e quello dei trasversi spinali. Il primo (detto anche gruppo sacrospinale) si estende dal bacino alla parte posteriore del cranio. Nella parte toracica esso si divide in tre colonne muscolari longitudinali, denominate, procedendo verso la colonna vertebrale: fascio iliocostale, longissimus dorsi e thoracis ed erettore spinale, che si inserisce sui processi spinosi vertebrali.

La funzione degli erettori spinali non è ancora ben chiara. Studi elettromiografici mettono in evidenza che tutti i componenti di questo gruppo sono attivi sia nei movimenti di flessione sia in quelli di estensione della colonna vertebrale. Durante la flessione, i muscoli sembrano partecipare al controllo del movimento piuttosto che alla sua 'creazione', mentre non prendono parte (sono elettricamente silenti nell'elettromiografia) nella flessione in avanti della colonna. Nella flessione laterale e nella torsione invece, gli erettori spinali sono attivi su entrambi i lati della colonna, e ciò indica che essi contribuiscono sia a creare il movimento sia a controllarlo.

Più profondamente, sotto il gruppo erettore spinale, si trovano una serie di muscoli che connettono i processi trasversi a quelli spinali. Ci sono tre strati di questi muscoli trasverso-spinali (. 13). Lo strato più superficiale è detto semispinale. Questi muscoli connettono più vertebre e prendono il nome dal loro punto di inserimento (toracico, cervicale, craniale). Sotto il semispinale troviamo, esteso da C2 a L5, il fascio multifidus. Anche di questi muscoli non è ancora totalmente chiara la funzione. Collegando solo poche vertebre, è lecito ipotizzare una compito di controllo di precisione della postura della colonna vertebrale.

I rapporti tra colonna vertebrale e midollo spinale

Il midollo spinale è situato nel canale vertebrale ed è avvolto da tre membrane, dette meningi (. sotto). Quella più esterna è la dura madre, una membrana molto resistente applicata nella parte più interna dell'osso, e in pratica riveste il canale vertebrale. Tra la dura madre e l'osso esiste uno spazio virtuale detto spazio epidurale, che normalmente contiene piccole quantità di grasso ed il plesso venoso peridurale. La dura madre che troviamo intorno al midollo deriva, senza interruzioni, dalla dura madre che racchiude l'encefalo. Essa copre i nervi spinali quando escono dal midollo, forma una protezione intorno ai gangli spinali (situati presso la radice posteriore del midollo spinale) e si continua nel perinervio del nervo periferico. Sotto la dura madre c'è una delicata membrana detta aracnoide, poiché ricorda una ragnatela.

Sotto l'aracnoide, intimamente adesa al midollo spinale, troviamo la pia madre. Come la dura madre, così anche la pia madre deriva da quella presente nella scatola cranica. Ma mentre l'aracnoide segue la dura madre, la pia madre termina nella parte caudale del midollo (seconda vertebra lombare). Una estensione filiforme della pia madre, il filum terminale, collega la fine del midollo spinale all'estremità caudale della dura madre. Inoltre, la pia madre - tramite dei processi laterali (legamenti dentati) àncora il midollo alla dura madre passando tra le radici dorsali e ventrali del midollo. Lo spazio tra l'aracnoide e la pia madre è detto spazio subaracnoidale ed è fisiologicamente riempito dal liquido cerebrospinale, che circonda l'interno midollo e il cervello.

Il midollo spinale propriamente detto inizia al livello del grande forame del cranio e termina a livello delle prime vertebre lombari (LI, L2), con una forma a cono detto cono midollare. Una porzione della pia madre (il filum terminale)- come accennato prima - lo connette alla dura madre all'altezza della seconda vertebra sacrale. Questa massa di nervi, posta nello spazio subaracnoidale, è detto cauda equina. Per questo, le zone al di sotto di L2 sono considerate sicure per l'inserimento di sonde per l'analisi del liquido spinale, in quanto a questo livello si troveranno solo le radici dei nervi. Questa diversità anatomica spiega perché un evento compressivo o traumatico a livello cervicale, dorsale o lombare alto provochi deficit neurologici (tetraplegia o paraplegia) ben diversi da quelli causati da lesioni a livelli più bassi (dolore e sindromi paretiche monoradicolari e/o della sfera sfinteriale).