Rdzeń kręgowy jest chroniony przez kręgosłup szyjny, który zapewnia wsparcie dla głowy i pozwala na znaczny zakres ruchu (ROM). Siedem kręgów szyjnych, ułożonych pionowo, składa się na część szkieletową kręgosłupa. Każdy kręg (z wyjątkiem C1 i C2) posiada wspólny trzon w części przedniej oraz pierścień kostny utworzony przez blaszki i szypuły w części tylnej. Ten ochronny pierścień kostny tworzy kanał kręgowy, który otacza i chroni rdzeń kręgowy. Pozostałą przestrzeń wypełniają tkanki otaczające rdzeń oraz płyn rdzeniowy. Kręg C1, czyli atlas, jest w kształcie pierścienia, ma duże masy boczne i łączy się z kłykciami potylicznymi czaszki, zapewniając im podparcie. Zobacz zdjęcia poniżej.
Wiązadło poprzeczne leży przednio między 2 masami bocznymi C1 i tuż za wyrostkiem rylcowatym kręgu C2, czyli osią (patrz rysunek poniżej). Wyrostek odontoidalny, wystający ku górze z trzonu C2, znajduje się pomiędzy przednim łukiem C1 i więzadłem poprzecznym. Przemieszczenie C1 i C2 może być związane z zerwaniem tego więzadła, co może skutkować uszkodzeniem rdzenia kręgowego.
Pozostałe kręgi szyjne (C3-C7) są podobne pod względem funkcji i wyglądu. Owalne trzony kręgów są szersze niż wysokie. Obustronnie uniesione wyrostki barkowe tylne odpowiadają podobnym skośnym powierzchniom na dolnej stronie trzonu kręgu górnego. Te stawy Luschki, zwane również stawami uncovertebral, nie są obecne w rozwoju embriologicznym kręgosłupa szyjnego, ale powstają w wyniku zmian zwyrodnieniowych i adaptacyjnych tkanki pierścieniowatej do naprężeń i obciążeń.
Stawy zygapofyzalne szyjne mają charakter synowialny. Ich powierzchnie stawowe pokryte są chrząstką hialinową, a torebki włókniste wyścielone są mazią stawową. Położenie stawów szyjnych pozwala im pełnić funkcję nośną i zapewniać odporność na przesunięcie do przodu. Ponieważ staw C2-C3 znajduje się pomiędzy górną i dolną częścią kręgosłupa szyjnego, które poruszają się w różny sposób, jest on uważany za przejściowy pod względem anatomicznym i biomechanicznym.
Dolna część kręgosłupa szyjnego zgina się i rozciąga, a staw szczytowo-obrotowy porusza się w rotacji. Podczas zginania bocznego, wyrostki kolczyste przesuwają się w kierunku wypukłości łuku (wyrostki kolczyste przesuwają się w prawo podczas zginania bocznego w lewo) w środkowym i dolnym odcinku szyjnym. Sprzężone zginanie boczne odbywa się w kierunku przeciwnym do zastosowanej rotacji osiowej powyżej poziomu C2-C3. Zginanie boczne od poziomu C2-C3 w kierunku dystalnym jest zawsze połączone z rotacją w tym samym kierunku ze względu na nachylenie stawów międzykręgowych szyjnych pod kątem około 45°. Skośność powierzchni stawowych w płaszczyźnie czołowej determinuje względną wielkość występującego zgięcia bocznego lub rotacji. Im bardziej pionowa powierzchnia stawowa, tym bardziej zginanie boczne jest sprzężone; im bardziej pozioma powierzchnia stawowa, tym bardziej rotacja jest sprzężona.
Z wiekiem dochodzi do zmian regresywnych w łąkotkach stawów odcinka szyjnego kręgosłupa. Łąkotka cofa się i zwęża między dzieciństwem a czwartą dekadą życia. Łąkotka pomaga zwiększyć powierzchnię kontaktu, gdy powierzchnie stawowe stykają się ze sobą, pomagając w ten sposób w przenoszeniu części obciążeń.
Liczne połączenia stawowe między kręgami szyjnymi umożliwiają szeroki ROM w kręgosłupie szyjnym. Jednakże, ten duży ROM odbywa się kosztem stabilności. Stabilność kręgosłupa szyjnego jest zapewniana przez połączenie stawów zygapofyzalnych oraz licznych więzadeł i mięśni. Wyprost, zgięcie, zgięcie boczne i rotacja są możliwe dzięki odpowiedniemu ułożeniu stawów i więzadeł. Ustawienie głowy powoduje konieczność kombinacji tych ruchów. U młodej osoby zgięcie i wyprost odcinka szyjnego wynosi około 100°. Obustronna rotacja wynosi około 80°, przy czym około 50% tego zakresu występuje pomiędzy C1 i C2. Zakres zgięcia bocznego wynosi około 30-50°. Osoby starsze mają zwykle zmniejszony końcowy ROM, ponieważ ruchomość kręgosłupa szyjnego zwykle zmniejsza się z wiekiem.
Dysk międzykręgowy znajduje się pomiędzy każdym z kręgów szyjnych od C2-C7. Dyski te składają się z centralnej części zawierającej wodę – jądra miażdżystego (nucleus pulposus) oraz twardego, włóknistego pierścienia zewnętrznego – pierścienia włóknistego (annulus fibrosis). Dyski poddawane są długotrwałym i powtarzającym się obciążeniom wynikającym z sił mięśni działających w ich poprzek oraz z ciężaru głowy. Dzięki swojej lepkiej części środkowej krążki międzykręgowe są w stanie przenosić te siły pomiędzy płytkami końcowymi sąsiadujących trzonów kręgów. Te dwuwypukłe krążki dopasowują się do wklęsłości trzonów kręgów i przyczyniają się do prawidłowej lordozy szyjnej, ponieważ są grubsze w części przedniej. U dorosłych tylko zewnętrzna jedna trzecia do połowy pierścienia włóknistego jest zaopatrywana w naczynia krwionośne. Pozostała część pierścienia i całe jądro miażdżyste są unaczynione.
Włókna pierścieniowe składają się z 10-20 obwodowych blaszek kolagenowych. Włókna w obrębie każdej blaszki są zorientowane pod kątem 35° od poziomu, chociaż kierunek nachylenia zmienia się w każdej blaszce. W rezultacie, rotacja i translacja są bardziej prawdopodobne, aby uszkodzić pierścień, ponieważ opór może być oferowany tylko przez połowę blaszek, których włókna są zorientowane w kierunku ruchu.
Funkcje więzadła są: (1) zapewnienie stabilności stawu, (2) pochłanianie energii podczas urazu oraz (3) działanie jako przetwornik położenia stawu podczas ruchów fizjologicznych. Więzadła, wraz z mięśniami przyszyjkowymi kręgosłupa szyjnego, zapobiegają ruchom pomiędzy kręgami, które mogłyby spowodować uszkodzenie rdzenia kręgowego lub korzeni nerwowych. Więzadła kręgosłupa szyjnego mają liczne i złożone wzajemne powiązania (patrz poniższe ilustracje).
Prowadząc pionowo wzdłuż przednich i tylnych aspektów trzonów kręgów, więzadła podłużne przednie i tylne przyczepiają się również do dysków. Ściśle przylegające więzadło podłużne tylne jest grube w części środkowej, co zapobiega uciskowi przepukliny dysku bezpośrednio na rdzeń w części tylnej. Więzadła międzywyrostkowe również znajdują się w tylnej części, ale nie są tak dobrze rozwinięte w odcinku szyjnym.
Wiązadło podłużne tylne (ligamentum flavum), żółtawa elastyczna błona, pokrywa przestrzeń między blaszkami sąsiadujących kręgów a łukami nerwowymi. Tylne położenie więzadła flavum pomaga powstrzymać hiperfleksję. Więzadło flavum ulega skróceniu i pogrubieniu w nadwichnięciu oraz wydłużeniu i ścieńczeniu w zgięciu. Podczas nadmiernego wyprostu może wystawać do kanału szyjnego nawet na 3,5 mm. Uciskowi na rdzeń kręgowy podczas wyprostu zapobiegają zwykle elastyczne właściwości więzadła; jednak przerost więzadła flavum lub utrata elastyczności w wyniku zwyrodnienia może prowadzić do zwężenia kanału lub ucisku rdzenia.
Wiązadła pochewkowe, zorientowane w przybliżeniu prostopadle do powierzchni stawowych, zapewniają maksymalną sprawność mechaniczną w przeciwstawianiu się dystrakcji powierzchni stawowych, ale stosunkowo słabą odporność na ścinanie. Więzadło podłużne tylne ogranicza zgięcie i dystrakcję, błona tektorialna ogranicza zgięcie i wyprost, a więzadła nadkolcowe i międzykolcowe ograniczają zgięcie i przednie poziome przemieszczenie.
Główną funkcją więzadeł wyrostka zębodołowego jest powstrzymywanie rotacji. Więzadła wyrostka kolczystego wywodzą się z tylno-bocznego aspektu dołu C2 i przyczepiają się do przyśrodkowych powierzchni kłykci potylicznych. W przypadku przecięcia pojedynczego więzadła wyrostka zębodołowego, rotacja osiowa zwiększa się znacznie w obie strony; dlatego też oba więzadła muszą pozostać nienaruszone, aby ograniczać ruch. Więzadła wyrostków kolczystych są najbardziej rozciągnięte podczas rotacji i zgięcia głowy, a rozluźniają się podczas wyprostu. Przedni aspekt więzadła poprzecznego działa jako punkt obrotu, wokół którego obraca się C1 (tj. atlas).
Przytrzymując wyrostek zębodołowy C2 względem przedniego pierścienia atlasu, więzadło poprzeczne działa jako opaska ograniczająca na dens. Jego orientacja ogranicza zgięcie i przednie przemieszczenie atlasu. Torebki stawów czołowych są silnymi włóknistymi strukturami, które przyczyniają się do tylnej stabilności.
Uraz mięśni lub reakcja pewnego stopnia jest związana z prawie każdym urazem szyjnym. Mięsień szyi jest podatny na te same rodzaje urazów, które wpływają na mięśnie w innych częściach ciała. Zadaniem mięśni jest stabilizacja kręgosłupa, przenoszenie obciążeń i wytwarzanie ruchu. Działanie międzykręgowych sił mięśniowych ma na celu przywrócenie ruchów międzykręgowych uszkodzonego kręgosłupa do jego nienaruszonych wartości.
Do mięśni zginaczy stołecznych należą:
-
Longus capitis
-
Rectus capitis przedni i boczny
-
Mięśnie nadgrzebieniowy i gnykowy
Mięśnie zginacze stołeczne obejmują następujące elementy:
-
Splenius capitis
-
Semispinalis capitis
-
Longissimus capitis
-
.
Obliquus capitis inferior i superior
-
Rectus capitis posterior major i minor
Mięśnie zginacze szyjne obejmują następujące elementy:
-
Skalen przedni
-
Skalen środkowy
-
SCM
Mięśnie prostowniki szyjne obejmują następujące elementy:
-
Semispinalis cervicis
-
Longissimus cervicis
-
Splenius cervicis
Ponieważ większa część grup mięśni zginaczy znajduje się na poziomie C4-.C5, a główna masa grup mięśni rozciągających znajduje się na poziomach C6-T1, jak również w obszarze atlantoaxial, te grupy mięśniowe są prawdopodobnie miejscami największych naprężeń. Grupy mięśniowe zginające bocznie i rotujące kręgosłup szyjny obejmują następujące elementy:
-
Rectus capitis lateralis
-
Obliquus capitis inferior and superior
-
Intertransversarii
-
Multifidi
-
Iliocostalis cervicis
-
Longus colli
-
Levator scapulae
-
Longissimus capitis
-
Splenius cervicis
-
Splenius capitis
-
SCM
-
Mięśnie skośne
Obrazy poniżej ilustrują kilka widoków mięśni szyi.