Ból kręgosłupa skutkiem zwisającego trybu życia

24 września 2017
Blog szalonych naukowców

Ból kręgosłupa. Mało kto go nie zna. Mówi się często, że wynika z niewłaściwego trybu życia, złych nawyków, siedzącego trybu życia. Ale nie bolałoby, gdyby nie specyficzna budowa ludzkiego kręgosłupa, różniącego się od kręgosłupów większości kręgowców. Mianowicie jest on ustawiony pionowo, prosto do góry.

Boli najczęściej odcinek lędźwiowy (choć i szyjny potrafi nieźle dopiec). Jak się popatrzy na odcinek lędźwiowy kręgosłupa większości ssaków, to jest on dość luźnej budowy, w miarę giętki. U bardziej prymitywnych naczelnych tworzy go siedem kręgów. Im więcej kręgów, tym łatwiej się wygiąć. U człowieka jest ich pięć. Dlaczego? Właśnie chodzić może o to, by się kręgosłup w odcinku lędźwiowym ponad miarę nie wyginał.

Standardowo tłumaczy się, że kręgosłup w odcinku lędźwiowym boli, bo jest poddany znacznym obciążeniom wynikającym z przyjęcia przez człowieka na drodze ewolucyjnej postawy wyprostowanej, czyli chodzenia na dwóch nogach. Trudno chodzić na dwóch nogach z nadmiernie labilnym, chyboczącym się kręgosłupem. W odcinku lędźwiowym wytworzyła się więc niezbędna lordoza, wyżej kifoza – i wieża kręgów poukładanych jeden na drugim i poprzeplatanych krążkami międzykręgowymi jakoś się trzyma.

Niekiedy nawet nie naciska nerwów wychodzących spomiędzy kręgów. Taka budowa jest przyczyną wieku dolegliwości, nie tylko kręgosłupa. Niektóre przepukliny, opadanie narządów z wiekiem, trudności z porodem w związku z dziwaczną budową miednicy… Przejście na dwunożność wywrócić musiało anatomię do góry nogami (a właściwie, precyzyjniej, do dołu nogami). Jest jednak jeszcze inne wyjaśnienie.

Czytałem ostatnio książkę Davida R. Beguna „Prawdziwa Planeta Małp. Nowa Historia człowieka”. Autor, wbrew zapowiedziom na okładce, pisze dość rozsądnie o różnych rodzajach głównie mioceńskich człekokształtnych. Prezentuje on głębsze – wydaje mi się: lepsze – wyjaśnienie powyższej kwestii.

Otóż w zapisie kopalnym w miarę stabilny, krótki odcinek lędźwiowy pojawia się szybciej niż dwunożność. Ewolucja nie działa wstecz, przystosowania nie tworzą się, aby. To nie jest działanie celowe. Jeśli jakaś cecha zwiększa przystosowanie teraz, przynajmniej statystycznie, to dobór ją zachowa. Jeśli ma szansę zwiększać dostosowanie w przyszłości, nie ma to żadnego wpływu na dobór. Skąd więc skrócony, bardziej stabilny kręgosłup lędźwiowy u człekokształtnych, niechodzących na dwóch nogach?

Otóż wielkie małpy (angielskie apes) rozwinęły inny nowatorski sposób poruszania się na długo przed dwunożnością. Większość pozostałych naczelnych po prostu biega po gałęziach drzew. Brak im także długich chwytnych ogonów, którymi południowoamerykańskie czepiaki chwytają się gałęzi. Małpy człekokształtne wykształciły inny sposób poruszania się po drzewach.

Brachiacja. Brachium po łacinie znaczy ramię. To jest to, co gibonowate (te mniejsze wielkie małpy, jedyne współczesne człekokształtne niebędące człowiekowatymi) opanowały do perfekcji. Małpy człekokształtne zwieszają się z gałęzi. Przenoszą ciężar ciała z jednego ramienia na drugie. W ten sposób ciężki orangutan zwinnie przemieszcza się po drzewach. Podobnie na drzewach będzie postępował szympans. W dzień co prawda często chodzi po ziemi, ale nocą lubi spać w gnieździe na drzewie. Zawsze bezpieczniej (a zagraża mu głównie inny szympans, a od niedawna również człowiek). Polować na drzewie też potrafi.

Otóż w trakcie brachiacji ciało zwisa z gałęzi. Byłoby dla zwierzęcia trudno, gdyby zanadto się chybotało. Solidny odcinek lędźwiowy kręgosłupa bardzo mu pomaga. Kosztem jest utrudnienie biegu. Jak zauważa Begun, kręgosłup najszybszego współczesnego ssaka, geparda, faluje podczas biegu. Umożliwia to giętki kręgosłup lędźwiowy. Człowiek tak nie pobiegnie.

Czy są jakieś dowody na brachiację wśród przodków człowieka? Są – w łokciu. Staw łokciowy wiąże kości ramienną (humerus), promieniową (radius) i łokciową (ulna). Kość łokciowa nosi na swym bliższym końcu duży wyrostek, zwany oryginalnie wyrostkiem łokciowym (olecranon). Stanowi on miejsce przyczepu mięśnia trójgłowego ramienia (musculus triceps brachii, ma on dwie głowy krótkie i jedną długą, gdyby kogoś to interesowało :-)), który z dużą siłą prostuje kończynę w stawie łokciowym, umożliwiając u zwierząt czworonożnych szybki bieg.

Olecranon jest jednak zazwyczaj na tyle duży, że wystaje z tyłu i uniemożliwia pełen wyprost w stawie łokciowym. W przypadku biegu nie jest to szczególnie istotne. Umiemy biegać na zgiętych nogach? (Pytam o nogi, bo na rękach biegać nam raczej trudno). Umiemy (raczej na wyprostowanych byłoby ciężko).

To teraz przejdźmy do wiszenia na gałęzi. Jak długo wytrzymamy, wisząc (choćby na drążku) przy wyprostowanych w stawie łokciowym kończynach górnych? Przynajmniej niektórzy z nas – długo. Specjalnie męczące to nie jest. Spróbujmy teraz, ile wytrzymamy przy zgiętych. Już na samą myśl czuję napięcie w mięśniach. Jeśli teraz popatrzymy na szkielet człowieka, zobaczymy, że olecranon jest znacznie mniejszy niż u ssaków czworonożnych (w tym pierwotnych naczelnych). Przy zgiętej kończynie rzeczywiście jeszcze trochę wystaje, ale przy prostowaniu kończyny w stawie łokciowym pięknie chowa się w dół wyrostka łokciowego (fossa olecrani) na tylnej stronie dalszego końca kości ramiennej. Pasuje świetnie, sam kiedyś sprawdzałem, nie będąc jeszcze świadomym, jakie to ma znaczenie. Kość łokciowa człowieka nie nadaje się, by na niej biegać. Kość ta nadaje się, by na niej wisieć.

Jednak człekokształtne po ziemi chodzą na knykciach (knuckles, te wystające kostki wierzchu dłoni). Postawa wyprostowana i dwunożność rozwinęły się tylko w linii człowieka. Ale podstawy w postaci odpowiedniego lędźwiowego odcinka kręgosłupa istniały już wcześniej. Wcześniejsza adaptacja (do wiszenia) nabyła nową funkcję (do dwunożności) – powstała egzaptacja, jak zjawisko takie nazwali kiedyś Stephen Jay Gould i Elizabeth Vrba.

Jaki z tego morał? Oczywiście, że człowiek byłby zdrowszy i mniej by go bolało, gdyby jego kręgosłup powstał w inny sposób. Ale ewolucja tak nie działa. Zachodzi drogą stopniowych przekształceń z tego, co już wcześniej istniało. Nie tworzy form doskonałych. Nie obchodzi jej ból i cierpienie własnych tworów. I jak tu się dziwić, że udręczony bólem kręgosłupa człowiek zamarzy czasem o jakichś inteligentnych projektach?

Marcin Nowak
ilustracja: Wesaliusz, domena publiczna

Bibliografia:
1. David R. Biegun: Prawdziwa Planeta Małp. Nowa Historia człowieka. Prószyński i S-ka, Warszawa 2017. ISBN 978-83-8123-000-1
2. Adam Bochenek, Michał Reicher: Anatomia człowieka. Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa 2007. Tom I: Anatomia ogólna. Kości. Stawy i więzadła. Mięśnie. ISBN 987-83-200-3682-4
3. Stephen Jay Gould, Elisabeth S. Vrba: Exaptation—a missing term in the science of form. Paleobiology 8.1 (1982): 4-15.