Las curvas del plano sagital aumenta la resistencia a la fuerza de flexión: R = n2+1 (siendo n el número de curvas). Funcionalmente se divide en 2 arcos: anterior (resistencia) y posterior (movilidad).

Existe una evolución filogenética y ontogenética de la columna vertebral. Respecto a esta última, cuando nacemos no las tenemos. Las curvas cervical y lumbar a parecen por modificaciones óseas y musculares cuando el niño levanta la cabeza pues cambian las fuerzas de compresión por las de tracción (el proceso dura 3 meses). La lordosis lumbar aparece con la bipedestación por ser contraria a la flexión.

Las diferentes regiones (cervical, dorsal, lumbar y sacra) se diferencian por el diseño de sus vértebras que va en función de su cometido en la columna vertebral, éstas se encajan para dar flexibilidad y resistencia. Son artrodias.

La columna está diseñada para la bipedestación. Al sentarse aumenta la acción muscular por desplazamiento del centro de gravedad, lo que aumenta el brazo de resistencia que es peligroso para la columna vertebral. [Es pero la inclinación hacia delante que hacia atrás].

Las vértebras se componen de tejido óseo compacto que la recubre y tejido óseo esponjoso cuyas trabéculas se reparten siguiendo líneas de fuerzas (compresión: vertical, tracción: arqueadas y cizallamiento: horizontales). Para la tracción existen 2 sistemas arqueados (superior: nace de la parte superior del cuerpo vertebral, e inferior: nace desde la parte inferior del cuerpo vertebral) que refuerzan los arcos que forman la apófisis espinosa y articular superior y la apófisis articular inferior hasta la apófisis espinosa.

Sistema ligamentoso de la columna vertebral

- Ligamento vertebral común anterior: une cuerpos vertebrales por su parte ventral. Recorrido ventral a las discos intervertebrales. Desde el agujero occipital al sacro.

-  Ligamento vertebral común posterior: une discos intervertebrales, al unirse se abre en abanico. Desde el agujero occipital al sacro.

- Ligamento amarillo: une láminas vertebrales. Hay 2 (laterales). Mayor proporción de fibras elásticas.

- Ligamentos interespinosos: une apófisis espinosas que abarca en su totalidad.

-  Ligamentos supraespinosos: une los extremos de las apófisis espinosas.

-  Ligamentos capsulares: refuerzan las articulaciones interapofisarias.

- Sistema estabilizador activo o muscular: actúan como obenques o palancas para el movimiento. Son estabilizadores activos.

- Unidad funcional vertebral (UVF) o segmento móvil de la columna vertebral: formado por 2 vértebras adyacente más el tejido blando (disco intervertebral y no los músculos). Actúa como una palanca de 1er género.

- Disco intervertebral: se corresponde con un modelo viscoelástico sin componente plástico. Se degenera antes en las personas sedentarias y lo hace de dentro a fuera. Si el disco intervertebral está dañado la compresión va a parar a la colágena, disminuyen los espacios intervertebrales y sucede una alteración mecánica. La progresión conlleva una perdida de altura y laxitud de los ligamentos, seguido por la profusión y degeneración discal y la producción de osteofitos.

Formado por

- Anillo fibroso: contacta con el hueso. Formado por capas de colágena que se orientan de diferente manera. En una misma capa las fibras de colágena también tienen distintas orientaciones con el fin de absorber la fuerza de tracción en cualquier dirección. La rigidez máxima está en las fibras orientadas a 15º (son las más externas) y mínima en aquellas orientadas a 90º (las más internas).

- Núcleo pulposo: las cargas aumentan la presión del núcleo que provoca que también aumente la rigidez del disco intervertebral. Principalmente se encarga de aguantar las fuerzas de compresión. Compuesto por agua que se encuentra libre o unida a proteoglicanos. El agua libre se encarga de variar la rigidez: cuando es absorbida disminuye la rigidez y la columna vertebral “se descarga”. Con la edad disminuye la capacidad del sistema de amortiguación del núcleo pulposo.

Cinética

- Compresión: absorbida por los cuerpos y discos vertebrales (columna anterior). Los problemas aparecen con las hiperlordosis mantenidas (aumentan la carga en las carillas articulares con posible pinzamiento de la cápsula articular) y las hiperextensiones mantenidas (posible fractura del arco posterior por fatiga en la zona lumbar).

- Cizallamiento: en la región lumbar es absorbida por las carillas articulares (mayor riesgo de lesión). En las regiones cervical y dorsal además de por las carrillas articulares es absorbida por los discos intervertebrales y ligamentos. Por tanto, el arco posterior es quien soporta la cizalla que tiende a elevar las apófisis espinosas.

- Flexión: las carillas articulares no asumen cargas en este caso. Esto corresponde a elementos pasivos como son: ligamentos capsulares (40% carga), ligamentos supra e infraespinosos (20%) y ligamento amarillo (13%).

- Inclinación lateral: absorbida por el ligamento amarillo contralateral a la inclinación y los ligamentos intertransversos también contralaterales (menos importante).

- Momentos de fuerza: hay un momento flexor como consecuencia del peso y la gravedad y otro momento extensor por los músculos erectores del cuerpo que se equilibran en el plano sagital.

Orientación de las carillas articulares

- Segmento cervical: 45º. Permite movimientos de flexión, extensión, inclinación y rotación.

- Segmento dorsal: similar al plano frontal. Permite movimientos de inclinación.

- Segmento lumbar: similar al plano sagital. Permite movimientos de flexión y extensión. Impide totalmente las rotaciones.

Propiocepción

- Corpúsculos de Freeman y Wyke: órganos efectores del reflejo fibroneuromuscular. Activación con los movimientos forzados. Responde con una contracción coordinada de los antagonistas al movimiento.

-    Corpúsculos de Nade: órganos nociceptivos situados en la cápsula articular. Estimulados por sobrecargas mecánicas o en procesos inflamatorios. Respuesta muscular para evitar que el movimiento sobrepase los límites fisiológicos.