University of Oulu

Evolutionary development of the spine : the background of modern back problems?

Saved in:
Author: Korpinen, Niina1,2
Organizations: 1University of Oulu Graduate School
2University of Oulu, Faculty of Humanities, Archaeology
Format: ebook
Version: published version
Persistent link: http://urn.fi/urn:isbn:9789526239491
Language: English
Published: Oulu : University of Oulu, 2023
Publish Date: 2023-12-12
Thesis type: Doctoral Dissertation
Tutor: Docent Markku Niskanen
Docent Juho-Antti Junno
Doctor Tiina Väre
Reviewer: Docent Suvi Viranta
Doctor Kimberly Anne Plomp
Opponent: Docent Suvi Viranta
Description:

Abstract

Bipedalism and upright posture are some of the defining characteristics of humans. However, adapting to these changes has required numerous anatomical changes, especially in the back, which has not been easy, as 84% of all people are estimated to suffer from back pain at some point in their lives. Since the Great Apes do not appear to showcase numerous spinal lesions compared to humans, this has led to the suggestion that the roots of the problems might lie in upright posture and bipedalism. As such, it is important to investigate how posture and locomotion have affected the vertebral column and vertebrae. This can help us understand how the vertebrae have evolved to accommodate the new posture and locomotion. However, human lifestyle has also gone through dramatic changes in recent history, and we now live the most sedentary lifestyle of our history, which has brought a completely new set of requirements for the back. Hence, it is also important to understand the changes that have taken place in contemporary humans compared to past populations and what impact these changes could have on our spinal health.

To study this, linear measurements of vertebral bodies of archaeological and anatomical skeletal specimens, African apes and fossil hominoids were compared using statistical analyses. Bone density was also studied from one of the anatomical skeletal samples and the ape sample. The focus was on the lower back, as it is most vulnerable to pain. Comparison of the measurements of all samples indicated that the shape of the vertebral body has not experienced significant changes during human evolution. However, there appears to be a shift in contemporary humans towards a rounder shape, which could influence both vertebral strength and intervertebral disc health. On the other hand, the bone density pattern in the whole subaxial spine seems to be relatively similar between humans and chimpanzees; but the differences found between the ape species might indicate less influence of locomotion on this feature. It was also observed that females in the past experienced less age-related bone loss compared to contemporary females. It was suspected that the large changes in the physical activity levels and sedentary lifestyle of contemporary humans could have influenced the vertebral bodies in a short time span.

see all

Tiivistelmä

Pystykävely ja pystyasento ovat tärkeimpiä ihmistä luonnehtivia piirteitä. Niihin sopeutuminen sen sijaan on vaatinut lukuisia anatomisia muutoksia varsinkin selässä. Nämä muutokset eivät ole olleet helppoja sillä on arvioitu, että 84 % ihmisistä tulee elämänsä aikana kärsimään jonkinlaisesta selkäkivusta. Sen sijaan selkävaivat vaikuttavat olevan harvinaisempia muilla ihmisapinoilla. Onkin epäilty, että syyt ihmisten lukuisiin selkävaivoihin saattaisivat osaksi juontaa juurensa pystyasennosta. Tästä syystä on tärkeää tutkia, miten selkäranka ja nikamat ovat kehittyneet evoluutiomme aikana ja millainen merkitys pystyasennolla ja kahdella jalalla kävelyllä on ollut niihin. Tämä auttaa meitä ymmärtämään miten selkä on aikoinaan sopeutunut uuteen ryhtiin ja liikkumistapaan. Ihmisten elämäntapa on myös kokenut radikaaleja muutoksia lähihistorian aikana, ja elämmekin tällä hetkellä koko historiamme vähiten liikkumista sisältävää elämäntapaa. Tämä on tuonut mukanaan aivan uusia haasteita selälle. Näin ollen on tärkeää ymmärtää myös mitä muutoksia nikamat ovat kokeneet nykyihmisillä ja mikä vaikutus näillä saattaa olla selän terveyteen.

Muutoksia tutkittiin käyttäen nikamansolmun lineaarisia mittoja nykyihmisiltä ja arkeologisilta ja anatomisilta ihmisaineistoista. Käytössä oli myös nykyisten ja fossiilisten ihmisapinoiden aineistoja. Lisäksi tutkittiin luuntiheysmittoja yhdessä ihmisaineistossa ja apinoilla. Lineaarisia mittoja ja luuntiheysarvoja tutkittiin käyttäen tilastollisia menetelmiä. Työssä keskityttiin pääasiassa alaselkään, sillä se on yleisin selkäkivun ongelma alue. Tulokset viittasivat siihen, ettei nikamansolmun muodossa ole evoluution aikana tapahtunut suuria muutoksia. Sen sijaan nikamansolmun muoto näyttäisi tämän päivän ihmisellä muuttuneen pyöreämmäksi, millä saattaa olla vaikutus nikaman kestävyyteen ja välilevyjen terveyteen. Luun tiheyden vaihtelu koko selässä vaikutti olevan samanlainen ihmisten ja simpanssien välillä. Apinoiden välillä sen sijaan löytyi eroja luun tiheydessä, jotka viittasivat liikkumistavan vähäiseen vaikutukseen tässä ominaisuudessa. Ikääntymisestä johtuva luukato sen sijaan oli erilainen historiallisen ajan populaatiolla, kun mitä on havainnoitu tänä päivänä. Varsinkin naisten luukato nikamassa vaikutti olleen pienempi menneisyydessä. Syynä lyhyen aikavälin muutoksiin epäiltiin olevan laskeneen fyysisen liikunnan määrä.

see all

Series: Acta Universitatis Ouluensis. B, Humaniora
ISSN: 0355-3205
ISSN-E: 1796-2218
ISSN-L: 0355-3205
ISBN: 978-952-62-3949-1
ISBN Print: 978-952-62-3948-4
Issue: 213
Type of Publication: G5 Doctoral dissertation (articles)
Subjects: