Obremenitve hrbtenice pojasnjujemo z navori. Navor je produkt sile in ročice preko katere ta sila deluje (N = F x r). Večja sila in večja ročica prispevata k večjemu navoru (slika 1).
Slika 1. Navor (N) je produkt sile (F) in njegove ročice (r). Večja je sila, večja je ročica, večji je navor.
Na hrbtenico delujejo navori, ki jo ustvarja sila teže zgornjega dela telesa (teža glave, rok, trupa) in navor, ki ga ustvarjajo hrbtenične mišice. Težiščnica telesa pri pokončni drži vedno poteka pred hrbtenico in po sredini telesa (slika 2). To pomeni, da navor teže zgornjega dela telesa vedno deluje v smeri upogiba trupa navzpred. Da telo ne pade naprej se upirajo z nasprotnim navorom obhrbtenične mišice. Vsota obeh navorov predstavlja obremenitev hrbtenice. Večja sta oba navora, večji pritiski vladajo v hrbtenici in posledično prihaja do hitrejše obrabe hrbtenice.
Slika 2. Težiščnica telesa vedno poteka pred hrbtenico (leva slika). Posledica tega je, da teža zgornjega dela telesa preko svoje ročice, ustvarja navor, ki skuša telo upogniti naprej. Da ne pademo naprej morajo z nasprotnim navorom delovati hrbtne mišice (desna slika)
Obremenitev hrbtenice v ležečem položaju
Hrbtenica je najmanj obremenjena pri ležanju. Vendar je tudi v tem položaju določen pritisk znotraj medvretenčne ploščice. Tako nekako velja, da je pritisk znotraj medvretenčne ploščice med 4. in 5. ledvenim vretencem (ploščica L4/L5) enak pritisku ¼ telesne teže človeka. Pri 80 kg težkem človeku, je tako v takem položaju pritisk enak kot bi mu stiskalo 20 kg. To je posledica stalne napetosti (tenzije) v mišicah in vezeh. Obremenitve v ležečem položaju lahko še zmanjšamo, če pokrčimo noge v kolenih (blazina pod kolena). Na ta način zmanjšamo napetost mišic in zato so pritiski manjši (slika 3).
Slika 3. Pri ležanju je hrbtenica najmanj obremenjena. Pritisk v medvretenčni ploščici L4/L5 znaša ¼ telesne teže človeka. Dodatno pritisk zmanjšamo, če pod kolena namestimo blazino.
Obremenitev hrbtenice v pokončnem položaju
Če izzvzamemo ležeči položaj človeka, je hrbtenica najmanj obremenjena pri pokončni vzravnani stoji. Težiščnica telesa pri pokončni drži je vedno pred hrbtenico in se le dotika sprednjega roba 3. oz. 4. ledvenega vretenca. Na hrbtenico delujeta dva navora in sicer navor sile teže zgornjega dela telesa, ki skuša telo upogniti naprej in nasproti delujoči navor sile obhrbteničnih mišic, ki telo upogiba navzad (slika). Sila teže zgornjega dela telesa je, v kolikor se ne zredimo, vedno enaka. Navor je produkt sile in ročice (N = F x r). Glede na to, je navor odvisen le od ročice preko katere deluje sila teže zgornjega dela telesa. Najmanjša ročica je pri povsem izravnani pokončni drži. Nekako velja, da je v tem položaju obremenitev v medvretenčni ploščici med 4. in 5. ledvenim vretencem (medvretenčna ploščica L4/L5) enaka telesni teži človeka. To pomeni, da je pri 80 kg težkem človeku pritisk v tej ploščici enak, kot bi mu pritiskalo na to ploščico 80 kg.
Slika 1. Prikaz obremenitve hrbtenice pri pokončni drži telesa. Težiščnica poteka pred hrbtenico. Posledica tega je, da navor, ki ga ustvarja sila teže zgornjega dela telesa preko svoje ročico skuša telo upogniti naprej. Temu navoru z enako vrednostjo nasprotuje navor sile hrbteničnih mišic, ki delujejo preko svoje ročice. Vsota obeh navorov je obremenitev hrbtenice.
Pomembno je, da stojimo čim bolj vzravnano. Le v takem položaju je težiščnica najbolj blizu hrbtenice in s tem je navor teže zgornjega dela telesa in posledično tudi navor hrbtnih mišic najmanjši. S tem je obremenitev hrbtenice najmanjša. V kolikor stojimo sključeno so seveda obremenitve bistveno večje in so lahko večje tudi za 50% (slika 2)
Slika 2. Prikaz večje obremenitve hrbtenice pri slabi drži. Leva slika prikazuje sključeno držo človeka, kar pomeni odmik težiščnice od hrbtenice. Posledica tega je večja ročica sile teže zgornjega dela telesa in s tem njen navor. Primerno temu se poveča tudi navor hrbtnih mišic in s tem obremenitev cele hrbtenice. Obremenitev hrbtenice na levi sliki je cca 150% telesne teže, na desni sliki 100% telesne teže.
Obremenitev hrbtenice pri sedenju
Pri sedenju je hrbtenica bistveno bolj obremenjena kot pri stoječem položaju. Vzrok je v tem, da ko se usedemo, pomaknemo hrbtenico nazaj, s tem pa težiščnico potisnemo naprej. S tem povečamo ročico preko katere deluje sila teže zgornjega dela telesa. Ker se ročica poveča je navor teže zgornjega dela telesa večji, posledično mora biti tudi večji navor obhrbteničnih mišic. Ker je posledično vsota obeh navorov višja, je obremenitve hrbtenice tako bistveno večja (slika 1).
Prikaz večje obremenitve hrbtenice pri sedenju, kot stanju. Pri sedenju se težiščnica pomakne naprej in s tem se poveča ročica sile teže zgornjega dela telesa in s tem njen navor. Posledično je večji tudi navor sil hrbtnih mišic. Obremenitev hrbtenice je večja vsaj za 50%.
Najboljše sedenje je, ko sedimo nekoliko nagnjeni nazaj in imamo ledveni del hrbtenice podprt, kar pomeni, da s podporo hrbtenico potisnemo naprej (slika 2). V tem položaju je pritisk v medvretenčni ploščici L4/L5 enak 150% telesne teže človeka. Pri 80 kg težkem človeku je tako obremenitev v tej ploščici, kot bi mu pritiskalo na ploščico 120 kg. Povsem višje obremenitev se vršijo pri običajnem sedenju, kot ga po določenem času večinoma zavzamemo. Sedimo tako, da se nagnemo naprej, ledveni del hrbtenice porinemo nazaj, glavo potisnemo naprej. Na ta način povečamo obremenitve v medvretenčni ploščici L4/L5 na 200% telesne teže človeka. Kar pomeni, da sedaj deluje pri 80 kg težkem človeku pritisk v tej ploščici, kot bi mu pritiskalo 160 kg. Pomembno torej je, da se zavedamo, da je dolgotrajno sedenje pri človeku škodljivo. Priporočamo sedenje 30 -45 minut in nato je potrebno, da vstanemo, se sprehodimo in vsaj malo razgibamo svojo hrbtenico. Pomembno seveda je tudi to, da uporabljamo ergonomsko primerne stole, ki dajejo podporo za ledveno hrbtenico in omogočajo najboljšo prilagoditev telesu.
Slika 2. Prikaz pravilnega sedenja. Sedimo čim bolj vzravnano, ledveni del hrbtenice je podprt (s tem težiščnico približamo hrbtenici), glava je čim bolj vzravnana, pogled je naravnost.
Obremenitev hrbtenice v prisilnih držah
V prisilnih držah je hrbtenica bolj obremenjen. Bolj smo nagnjeni naprej, večja je obremenitev. V prisilnih držah se namreč poveča ročica preko katere deluje sila teže zgornjega dela telesa in seveda se posledično poveča navor teže zgornjega dela telesa. Da se telo vzdržuje v tem položaju, morajo seveda z bistveno večjo silo nasproti delovati obhrbtenične mišice in posledično je tudi ta mišični navor večji. Vsota obeh navorov je tako bistveno večja in s tem je obremenitev hrbtenice bistveno večja (slika). Primer obremenitve medvretenčne ploščice L4/L5 pri likanju, pomivanju posode, ko je telo upognjeno navzpred je lahko enak 2-kratniku telesne teže. Torej pri 80 kg človeku lahko v tem položaju delujejo sile v tej medvretenčni ploščici, ki so enake kot bi pritiskalo na ploščico 150 kg. Še dodatno se razmere poslabšajo, če se držimo v prisilni drži še vstran, saj v tem položaju delujejo še stranski navori, ki še bolj obremenijo stran hrbtenice, na katero smo nagnjeni. Pomembno je torej, da smo pri vseh delih čim bolj pokončno, saj je s tem obremenitev hrbtenice manjša. Ravno v ta namen se danes čimbolj prilagaja delovno okolje, ko se delovni pulti, mize…, prilagajajo višini delavca. Enako velja tudi za kuhinjske pulte, ki so pri višjih ljudeh, ravno s tem namenom, tudi višji. Smernice za to postavlja posebna veja, ki se ukvarja s temi zadevami in sicer je to veja Ergonomija.
Prikaz večje obremenitve hrbtenice v prisilnih držah. Težiščnica telesa je močno premaknjena naprej in s tem je ročica sile teže zgornjega dela telesa in posledično njen navor velik. Primerno temo je večji tudi navor sile hrbteničnih mišic.
Obremenitev hrbtenice pri dvigovanju bremen
Pri dvigovanju ali nošnji bremen se dodatno, poleg navora teže zgornjega dela telesa na isti strani pojavi še navor, ki ga ustvarja preko svoje ročice teža bremena. Večja je teža bremena, večja je ročica, večji je dodatni navor, ki deluje s sprednje strani hrbtenice. Da se telo drži v tem položaju, mora seveda nasproti delovati navor, ki ga ustvarjajo hrbtenične mišice. Tu so obremenitve lahko izrazito visoke (slika 1).
Prikaz obremenitve hrbtenice pri dvigovanju bremen. Poleg navora sile teže zgornjega dela telesa, deluje na sprednji strani hrbtenice še dodaten navor sile teže bremena. Obema navoroma nasprotuje navor sil hrbteničnih mišic.
Pri dvigu bremena 8 kg s hrbtenico, kjer je breme daleč spredaj (ročica navora bremena je velika) in dvignemo tako breme s hrbtenico, lahko dosegajo obremenitev v medvretenčni ploščici L4/L5 tudi preko 1000 kg. Če to izvajamo leta in leta je povsem jasno, da se hrbtenica zgodaj obrablja in to lahko privede do izrazitih težav, bolečin. Smernice pri dvigovanju bremen so torej, da dvigujemo čim lažja bremena, v kolikor pa jih dvigujemo, naj bo breme čim bliže telesu (s tem je ročica bremena in s tem navor bremena manjši) in hrbtenica naj bo čim bolj ravna. Priporočamo torej dvigovanje s koleni z ravno hrbtenico (slika 2).
Slika 2. Prikaz pravilnega dvigovanja bremen. Bremena naj bodo čim manjša in breme naj bo čim bliže hrbtenice. S tem zmanjšamo navor sile teže bremena. Dvigujemo s koleni in ravno hrbtenico, saj s tem zmanjšamo tako navor sile teže zgornjega dela telesa, kot navor sile teže bremena. Posledično je tudi navor sil mišic manjši in celotna obremenitev hrbtenice manjša.
