Есть признаки, характерные для всех без исключения позвонков, но есть и отличительные признаки, характерные для позвонков определенных отделов позвоночника (например, шейного или поясничного), а также признаки, отличающие друг от друга индивидуальные позвонки внутри каждого отдела. Строение каждого позвонка определяется двумя его главными функциями: поддержанием веса тела (позвонок должен выдерживать вертикальную нагрузку) и защитой спинного мозга. Опорная часть позвонка — это его тело, а позади тела находится дуга, охватывающая спинной мозг. Из дуг, по окружности позвонка, наружу выступают отростки, которые служат рычагами для прикрепленных к ним мышц. Сзади от находящихся друг над другом тел позвонков располагаются дуги, образующие пластинчатый, прерывистый костный канал, который и прикрывает от повреждений спинной мозг. Очень трудно просунуть что-либо между дугами двух соседних позвонков, но именно это делает анестезиолог, выполняя эпидуральную анестезию.

В положении лежа на боку в эмбриональной позе (свернувшись калачиком) или в позе спящего кучера (сидя и сильно наклонившись вперед) промежутки между дугами увеличиваются. Не сказать, что промежутки становятся очень широкими, но ввести иглу между дугами теперь возможно.

Оболочка спинного мозга не отличается от оболочки головного мозга и тоже состоит из трех слоев, начиная с мягкой мозговой оболочки, которая тесно прилежит к ткани спинного мозга; за ней следует паутинная оболочка (она действительно напоминает своим видом паутину); наружный слой представлен твердой мозговой оболочкой (dura mater). Пространство между твердой мозговой оболочкой и костными дугами позвонков заполнено жиром и многочисленными венами. Это пространство называется эпидуральным, то есть лежащим над твердой мозговой оболочкой. Именно в эпидуральное пространство анестезиолог вводит кончик иглы шприца с местным анестетиком. Анестетик, введенный в эпидуральное пространство, оказывает воздействие на спинномозговые нервы, выходящие из спинного мозга. Спинной мозг, так же как и головной, плавает в спинномозговой жидкости, которая занимает пространство, расположенное под паутинной оболочкой. При проведении спинномозговой анестезии иглу проводят дальше, именно в эту область, прокалывая твердую и паутинную оболочки, чтобы анестезировать сам спинной мозг. В это же пространство иглу надо ввести, если необходимо взять для анализа спинномозговую жидкость. В просторечии эту манипуляцию, которая осуществляется ниже окончания спинного мозга, называют поясничным проколом, а на медицинском языке — спинномозговой пункцией. У новорожденного спинной мозг достигает почти такой же длины, что и позвоночник, в котором он находится, но затем позвоночник растет быстрее, чем спинной мозг, который, суживаясь к концу, прекращает свой рост и останавливается на уровне промежутка между первым и вторым поясничными позвонками. Ниже конца спинного мозга находится «мешок», стенки которого состоят из твердой и паутинной мозговых оболочек. Мешок содержит корешки поясничных и крестцовых спинномозговых нервов. К счастью, при проведении спинномозговой пункции игла, вводимая в поясничную цистерну, не повреждает их, а просто сдвигает в сторону.

Можно сказать, что все позвонки представляют собой «вариации на одну и ту же тему», так как каждый из них состоит из тела, дуги и нескольких отростков, но, несмотря на это, каждый позвонок отличается от других. Когда я в лаборатории рассматриваю скелет, извлеченный из земли в ходе археологических раскопок, то первое, что я делаю, — это раскладываю кости в определенном порядке на длинном столе. Начинаю я обычно с костей осевого скелета, то есть с черепа и позвонков. Разобраться с черепом относительно просто (если он не разбит на мелкие фрагменты), но разложить в надлежащем порядке тридцать три позвонка тоже намного проще, чем это можно себе представить. Для начала надо помнить, что тела позвонков становятся все более массивными при продвижении по позвоночнику сверху вниз, потому что каждый нижележащий позвонок должен выдерживать большую нагрузку, чем вышележащий. Однако помимо этого сильно отличаются друг от друга позвонки разных отделов позвоночника — шейного, грудного, поясничного, крестцового и копчикового.

Типичный шейный позвонок обладает малым телом, большой дугой и расщепленным остистым отростком, а в каждом поперечном отростке (выросты по бокам дуг) имеется отверстие. Через эти расположенные друг под другом отверстия проходят позвоночные артерии, которые в полости черепа сливаются с ветвями внутренней сонной артерии и снабжают головной мозг насыщенной кислородом кровью.

Два позвонка сильно отличаются от других позвонков этого отдела, и это два верхних шейных позвонка. Главная причина их особого строения заключается в том, что эти позвонки посредством своих суставов обеспечивают движения головы. Самый верхний позвонок, поддерживающий череп, называют атлантом (в честь греческого титана, который держал на своих плечах небесный свод). На дуге атланта находятся две суставные поверхности, сочленяющиеся с суставными поверхностями на нижней поверхности затылочной кости по обе стороны от большого затылочного отверстия, через которое из черепа выходит ствол мозга, переходящий здесь в спинной мозг. Эти суставные поверхности позволяют наклонять голову вперед и откидывать ее назад — благодаря им вы можете кивать. Атлант и в самом деле довольно странный позвонок — у него нет тела. Там, где должно находиться тело, мы видим «колышек», торчащий из нижележащего второго шейного позвонка. Этот позвонок называется осевым, а упомянутый вырост — зубовидным отростком, или эпистрофеем. Зубовидный отросток формирует сустав с передней частью дуги атланта. Благодаря этому суставу череп (вместе с атлантом) может вращаться в горизонтальной плоскости вокруг зубовидного отростка второго шейного позвонка, позволяя вам совершать вращательные движения головой.

Нижележащие шейные позвонки сочленены между собой подвижными суставами, которые позволяют прижимать подбородок к груди, отклонять голову назад, чтобы посмотреть в небо (или на потолок), а также сильно наклонять голову в стороны. Если сложить все амплитуды движений в этих суставах, то можно повернуть голову назад и посмотреть через плечо.

Грудные позвонки отличаются от прочих тем, что к ним прикрепляются ребра. Для этого существуют специализированные, мелкие суставные поверхности на сторонах тел позвонков, а также на концах поперечных отростков. Поясничные позвонки отличаются массивностью; они обладают крупными телами в сравнении с размерами дуг, а остистые отростки короткие и толстые и, кроме того, направлены не вниз, а горизонтально. Движения в межпозвоночных суставах ограничены в грудном отделе, так как он очень ригидный из-за прикрепленной к нему грудной клетки, но в поясничном отделе подвижность позвоночника снова восстанавливается. В крестцовом и копчиковом отделах позвоночник опять становится неподвижным.

Анатомическое строение является отражением эволюционного наследия и родства с другими животными, и позвоночник в этом отношении не является исключением. Обнаруживается сильное сходство при сравнении человека с его весьма отдаленными родичами из животного царства. Будучи позвоночным, человек обладает позвоночником, и это сближает его с такими позвоночными, как рыбы. Задача перед позвоночником стоит та же самая: обеспечить надежную, гибкую опору телу по всей его длине и защитить нежный спинной мозг. При сравнении человека с другими наземными позвоночными животными (четвероногими, или, выражаясь звучным греческим языком, тетраподами) мы находим такой же позвоночник, разделенный на те же отделы: шейный, грудной, поясничный, крестцовый и копчиковый (хвостовой) — правда, как это было со змеей Дени Дюбуля, число позвонков в столбе может значительно варьировать. Если же мы сузим объект нашего внимания и займемся нашими ближайшими родичами — млекопитающими, то увидим, что число позвонков у всех нас — это достаточно консервативный признак. Наибольшие вариации наблюдаются в том, что касается хвоста. Некоторые животные (включая и нас) имеют очень немного хвостовых позвонков.

Умеющая быстро плавать морская свинья Далля (Phoecoenoides Dalli), вероятно, займет первое место в конкурсе на число позвонков в хвосте и даст фору любому другому млекопитающему — у нее в хвосте 49 позвонков. Наименее вариабельным является число шейных позвонков — у всех млекопитающих, даже у морской свиньи и жирафа, их ровно семь.

Несмотря на небольшую вариабельность границ, иногда появляются дополнительные ребра, прикрепленные к шейным позвонкам, а нижние поясничные позвонки срастаются с крестцом; так, у людей в подавляющем большинстве случаев имеется 7 шейных позвонков, 12 грудных (с прикрепленными к ним двенадцатью парами ребер), 5 поясничных, 5 крестцовых и от трех до пяти маленьких хвостовых позвонков, которые, как правило, срастаются, образуя копчик. Латинский термин, которым обозначают копчик, — coccyx — происходит от греческого слова, обозначающего кукушку, потому что копчик формой напоминает клюв этой птицы. Иногда говорят, что копчик — это рудиментарная структура, просто остаток хвоста, которым обладали наши далекие предки, и что мы вполне могли бы обойтись и без него. Однако, поверьте мне, нам будет тяжело обойтись без копчика. Конечно, это уже далеко не хвост, но копчик является местом прикрепления многих важных связок и мышц, включая мышцу, поднимающую задний проход, а эта мышца — главная составная часть анатомического образования, называемого тазовым дном. Если бы не было копчика, тазовые органы просто выпали бы из полости таза.