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胸椎、腰椎の機能解剖について
【整形外科学ブログ】

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品川区から多数来院されているなかのぶ整体院です。
整形外科学の基礎知識ということで胸椎、腰椎に関する医学知識をご紹介するブログです。少し専門的なお話になりますので興味のある方はご覧ください。

品川区や大田区の整形外科で検査をして異常がないのにつらい方は、
なかのぶ整体院にお気軽にご相談ください。

胸椎、腰椎の機能解剖について

さあ、頸椎の機能解剖の次は胸椎、腰椎の機能解剖について説明いたします。

胸椎の機能解剖

胸椎は胸の部分の骨の事で力学的にはとても安定した部分になります。

胸の部分は胸郭と言いますがその前の部分に胸骨があり肋骨と繋がっています。

鳥かごのような構造になっているため強固に固定されている反面、可動範囲が狭いのが特徴です。

可動範囲が狭いという事はあまり動かないということなのでヘルニアになることもほとんどありません。
(稀に生じる事はあります。生じてしまうと手術が必須になりますので注意が必要)

また、胸付近には肺や心臓など重要な臓器がある為、鳥かご状にして守る役割があります。

ただ胸椎というのは生理学的に脊柱管が比較的狭かったり、
動脈が発達が乏しいため脊髄の血流供給が少ないという弱点があります。

しかし胸郭に守られているのでこの弱点は整形外科的に問題になることが無いのが特徴です。

胸腰接合部の機能解剖

続いては胸腰接合部についての説明です。

胸腰は「きょうよう」と読みます。
胸腰接合部は胸腰ジャンクションとかTLジャンクションとも呼びます。

場所は胸椎11番(T11)~腰椎2番(L2)にあり力が集中しやすい場所にあるため外傷の好発部位になります。
また、種類の違う神経組織が混在しているため整形外科的にもカイロプラクティック的にも非常に問題になります。

メイン症候群

①力が集中しやすい

腰痛の場合この胸腰ジャンクションにトリガーポイント(筋肉のコリ)が生じやすいのも特徴です。
何故なら胸腰ジャンクションの上部(T10まで)には肋骨で守られた動かない胸椎があり、下部(T11~L2)は肋骨の無い動く腰椎がある為に負担が大きいことが原因です。

この胸腰ジャンクション付近の筋肉が緊張すると腰痛や股関節痛、鼠径部痛になることが多くあります。
このことをメイン症候群と言います。


ちなみになかのぶ整体院にはたくさんのメイン症候群の方がいらっしゃいます。

②種類の違う組織の混在

胸腰ジャンクションには種類の違う神経組織が混在しているというお話がありましたが、具体的には「脊髄円錐上部」「脊髄円錐部」「馬尾」があります。
 

 

脊髄円錐上部というのはT11~L1の位置にあり、やや膨らんでいて別名「腰膨大」とも呼ばれています。

膨らんでいるのは下肢の感覚や運動を司る神経細胞があるからです。

 

脊髄円錐部というのは脊髄の先端にあります。位置はL1付近にあります。

膀胱・直腸・内性器・外性器などの内臓やお尻・陰部・下肢の内側の感覚や運動を司る神経細胞があります。
 

 

馬尾というのはL1から下に伸びています。

馬尾は末梢神経系なので神経細胞はありませんが円錐上部や円錐部からのケーブルの役割になりますので圧迫などの障害を受けると先ほど説明した円錐上部や円錐部の支配している部分に障害が出てしまいます。
 

具体的には円錐上部症候群(下肢の感覚・運動障害)や円錐部症候群(サドル型感覚障害、膀胱・直腸障害、勃起障害)、円錐上部症候群と円錐部症候群が混在することを馬尾症候群と言い、さまざまな症状が出てきます。

腰椎の機能解剖

腰椎というのはいわゆる腰の部分の骨の事です。

特徴としては可動性が大きく負荷がかかります。
腰椎の上にある胸椎は肋骨で守られていて可動性が小さいため、そのしわ寄せが腰椎にあるという事です。

負荷については立っているの状態(立位)を100%とすると屈曲(腰を前に曲げる)で150%、さらに物を持つと200%を超える負荷がかかると言われています。

腰椎は頸椎や胸椎と比べると大きい骨のため頸椎や胸椎と比べると外傷(骨折など)はしづらいが、椎間板への負担が大きいので退行変性にはなりやすいのが特徴です。

●頸椎、胸椎、胸腰接合部、腰椎の特徴

もちろん状況次第でこの図と違う事が起こりえますが、簡単に頸椎、胸椎、胸腰接合部、腰椎の特徴をまとめると右記のような図になります。

頸椎は小さい骨ですがオーバーワークなので退行変性も外傷も起こりやすいです

胸椎は肋骨に守られているので退行変性も外傷も起こりずらいです。

胸腰接合部に関して言うと退行変性はあまりないが外傷の好発部位であります。(特に交通事故)

腰椎は下の方に行けば行くほど骨が大きくなるので外傷は少ないが椎間板に負担がかかるために退行変性になりやすくなります。

退行変性の一般論

ここでは退行変性の一般論について説明いたします。

背骨だって年を取ります。

年を取ればさまざまな障害が生じてきます。
そういうことを退行変性と言います。
これは頸椎・胸椎・腰椎などすべての脊椎に当てはまります。

その中で腰椎が典型的に陥ります。

どこが一番退行変性になるのか?
靭帯?骨?
もちろんそれもありますが一番退行変性に陥りやすいのは椎間板です。

特に椎間板が退行変性になりやすいのです。

なぜか?

椎間板

椎間板というのは「白い組織」のため血管がありません。
よって栄養はインビビションや拡散によって栄養が行われます。

拡散というのは自ら動かずとも水の分子(ガス・栄養)が勝手に動く現象の事です。

インビビションというのはスポンジをイメージするというお話は以前説明いたしました。⇒ 頸椎の機能解剖

ということで、椎間板は周囲組織や軟骨板からの栄養が入ってくるのを待つしかないのが現状です。

CP=軟骨版


軟骨版というのは椎体と椎間板との間に位置していて厚さ1~2mm程度の板の事です。

右の写真で見ると「CP」と書いてあるのが軟骨版の事です。

役割としては椎間板と椎体が剥がれないように接合していて栄養補給をしています。

 

軟骨版の拡大イメージ

顕微鏡で見ると軟骨版は特殊な形をしています。

右のイラストをご覧ください。
 

このように軟骨版には穴が開いていて、その穴によって骨髄からの栄養を椎間板にインビビションによって与えています。
この仕組みは本当に良くできています。

しかし良くできたものほど壊れると修復できないのが原理原則であります。

この軟骨版も例外ではありません。

非常に重要な役割をしているが非常に薄い構造(1~2mm)の為、
若い時(小中学生)に過度な負荷を与えてしまうことで破壊されてしまいます。

特に若い時に激しいスポーツをしていた人は年を取った時に椎間板変性(脊椎変性疾患)に陥りやすくなります。

先ほどのイラストにあった「穴」が壊れてしまいます。
この「穴」が椎間板に栄養を与える機能を果たしていたため、
壊れると栄養が行きわたらなくなってしまうという事です。

これが退行変性になってしまう理由です。


もう一つ退行変性になる理由は、
日常生活の中で物理的に負担がかかることです。
具体的には猫背(屈曲位)です。


結果として人間は20歳を過ぎたあたりから椎間板の中にある髄核の成分であるプロテオグリカンが減少してきます。
結果的にクッション作用が減少します。
そして椎間板の中にある線維輪の成分であるコラーゲンが減少しもれく切れやすくなります。

先天的に退行変性に陥りやすい人もいますが、
実際は後天的にスポーツを盛んにしていた人が陥りやすいのが現状です。

そして線維輪の亀裂は後方からが一般的です。
何故なら猫背(屈曲位)で椎間板の中にある髄核が後ろに移動する為です。

退行変性

経過(背骨の一生)

ここまで退行変性の一般論と椎間板について説明をしてきました。
ここからは背骨の一生ということで若くてイキイキした状態から年を取って退行変性が進んでしまった状態までの経過を見ていきましょう。

背骨の一生

上記のイラストは時系列で背骨の経過を表しています。

個人差はありますが15歳頃にⅠ期からⅡ期に移行します。

20歳頃から椎間板の高さが低くなり始める=退行変性が始まると言われています

30歳を越えてくると椎間板に異常が出始めて椎間板が切れるとヘルニアになったり、切れなくても椎間板が緩んでくるとギックリ腰になったり腰のダルさを訴え始めます。

50歳を越えてくると椎間板が薄くなり椎骨同士がぶつかり始めます。

そうすると骨棘というトゲが出てきて動きが悪くなります。
これが変形性関節症(Osteo Arthritis訳してOA)というものなのですが、
逆に変形性関節症になってくるとヘルニアにはならなくなります。

Ⅰ期 正常な脊椎(若くて元気な椎間板)

完全な椎間板です。

Ⅱ期 退行変性の始まり
  (まだ症状は出ていないことが多い)

椎間板が薄くなり始めてきたり、椎間関節がややかみ合わなくなり始める時期です。
症状は出たり出なかったりします。

Ⅲ期

腰痛期と言われていて専門用語で言うと脊椎変性疾患が始まります。
退行変性が原因よる病気の事です。

●椎間板ヘルニア

椎間板ヘルニアの原因は日頃の労働やスポーツのやり過ぎ、一番は屈曲のし過ぎです。

解剖学的には椎間板の中にある髄核が屈曲のし過ぎで後ろに飛び出し、後縦靭帯を押し上げて痛みを感じたり、神経にぶつかり神経症状(ミエロパシーやラディキュロパシー)を発症する場合があります。

ちなみに後縦靭帯には知覚終末が多く含まれているので、ここに刺激が加わると痛みが生じます。

後縦靭帯に限らず靭帯には知覚終末が密にあります。

※知覚終末について詳しくはコチラ

なぜなら靭帯が伸びたり切れたりすると人体に与える影響が大きいため、
危険だ!というメッセージを脳に送る必要があるために靭帯には知覚終末がたくさんあります。

実は椎間板(線維輪、髄核)には知覚終末がありません。(最外層のみに存在)


ではギックリ腰はなぜ急に発症するかわかりますでしょうか?

整形外科学的に見ると、
椎間板には知覚終末が無いという事で無感覚の状態です。
椎間板の中にある髄核が線維輪を突き破り後ろに飛び出してきます。
飛び出すまでは痛みを感じません。

飛び出して知覚終末がたくさんある後縦靭帯を圧迫することで
急激に痛みとして脳に送られてくるという仕組みになっています。

では、椎間板ヘルニアやギックリ腰は神経や後縦靭帯の圧迫だけが痛みの原因なのでしょうか?

実はそうとも限らないのが現状です。

  • 神経が圧迫されていても痛くない人がいたり、
  • 神経が圧迫されていなくても痛い人がいたり、
  • 神経が圧迫されていて痛い人もいます。

これはMRIが発達したことで研究が進み分かった事実なのですが、
逆に腰痛の原因を研究している研究者はこの矛盾を解決するために日々努力をしています。

最新のある説によると科学的な刺激によって痛みが生じているとも言われています。

どういうことかを説明します。

左記画像の上の画像が若者の椎間板です。
白色が線維輪。青色が髄核です。(髄核だけが変色する色素を注入しています)
線維輪の中心に髄核が綺麗に収まっていて正常な状態です。

下の画像が何度もギックリ腰を経験された中年以降の方の椎間板です。

見て分かるように髄核が線維輪の中に染み出しています。
年を取ると線維輪にほころびが出てきてその中を髄核が染み出るようになります

この髄核の成分が椎間板の外に飛び出し神経根に触れることで痛みが出るとすると神経が物理的な圧迫でなくても化学的な刺激により神経根というのは痛みを感じることが出来ると説明できます。
さらにラディキュロパシーも生じるのではないかと言われています。

これが現在の最新の考え方であります。
さらなる研究が待たれています。


実際の臨床の現場では椎間板ヘルニアと診断されたの患者さんや椎間板ヘルニアではないが腰痛の患者さんがいらっしゃいます。

先ほどの説明したように椎間板ヘルニアが腰痛やぎっくり腰の原因だけでない場合もある為、筋肉を緩めたり関節を調整することで改善するケースが多々あるという事です。

補足情報ですが椎間板ヘルニアと診断される方は全国で1%以下と言われています。
実は椎間板ヘルニアより多い腰痛症状があります。

それが脊椎不安定性です。

●脊椎不安定性

ヘルニアやギックリ腰のように突然の痛みがあるわけではないが、
立っていても座っていても腰が痛いとかなんとなく辛い、立っていられない、歩けないなどと訴える方がいらっしゃいます。それは脊椎不安定性による腰痛です。

 

脊椎不安定性というのは椎骨の位置が安定せずに、前かがみをしたら椎骨が前に移動し反らすと椎骨が後ろに移動してしまう事です。

先ほど靭帯には知覚終末(自由終末)があるとお話ししました。

椎間板が飛び出して靭帯を圧迫することで椎間板ヘルニアになりますが、
脊椎不安定性というのは椎骨自体が靭帯や神経を圧迫するために、
どんな体制をとっても痛い症状になります。(程度の差はあります)

具体的にどのような症状を訴えるかというと

  • 慢性的な腰痛
  • 鈍痛
  • 嫌な感じ
  • 違和感がある
  • 動くと辛い(寝ていると楽)

など

Ⅳ期 変形性脊椎症
退行変性

退行変性の最終像が変形性脊椎症になります。

骨棘には2種類あります。

①椎間板の退行変性により椎間板腔が狭くなり線維輪も緩んで外側に膨隆し骨棘(トゲ)が形成されるケース
②椎骨同士がぶつかることで起こる骨棘(トゲ)があります。

②の骨棘ができる過程を説明しますと、
線維輪が緩んで伸ばされたり縮んだりを繰り返していくことで、
その刺激に反応して線維輪にカルシュウムがついてきて骨化します。
それがやがて骨棘(トゲ)と化生します。(上記の写真)


このように①と②が身体のあちこちで起こることで
骨棘だらけになってしまうことを変形性脊椎症と呼びます。

 

実は変形性脊椎症にはメリットデメリットがあります。

メリットとしては骨棘が出来る事で椎間が再安定化しヘルニアや不安定性が減ります。
実際に来院される高齢の方の中には「昔より今の方が腰痛が楽」とおっしゃられる方がいます。
それは上記の様に椎間が安定したことで起こる現象です。

 

デメリットとしては再安定化が進み過ぎる事で骨棘が神経に食い込んで脊柱管狭窄症が発生することがあります。
また、再安定化が進むことで不動化してしまい筋肉にトリガーポイントが生じてし筋肉がだるくなります。

変形性脊椎症の初期症状としては間欠性跛行があります。
脊柱管狭窄症になると間欠性跛行の症状が出てきます。

間欠性跛行とは歩いていると襲ってくる下肢のしびれがあることです。
腰を曲げて座って休んでいると治まるのが特徴です。

ではなぜ、歩いていると下肢にしびれが出てきてしまうのでしょうか?

人間は立っているときは腰椎は伸展(反っている)になります。
脊柱管狭窄症は脊柱管が狭くなっている状態の事ですが、
腰を反らすことでさらに脊柱管が狭くなってしまうのです。

脊柱管の中には脳脊髄液や血液が流れていますが、
狭くなることで不足します。

よって下肢にしびれが出るという仕組みです。

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