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腰椎是脊柱的重要组成部分，由5个腰椎椎体组成，从上到下依次编号为L1到L5。腰椎的主要结构包括椎体、椎弓、椎间盘、椎间孔和关节突。椎体是承重的主要结构，椎弓形成保护脊髓的弓形结构，椎间盘连接相邻椎体。腰椎具有明显的前凸生理弯曲，这种弯曲有助于分散重力，维持脊柱的稳定性。
腰椎椎体具有独特的结构特点。从L1到L5，椎体体积逐渐增大，以适应逐级增加的承重负荷。椎体呈肾形或豆形，这种形状有利于力的分散。椎体由外层的皮质骨和内部的松质骨组成。皮质骨致密坚硬，主要承受压缩和弯曲应力。松质骨呈海绵状结构，富含骨小梁，能够有效吸收和分散冲击力，这种结构设计使腰椎能够承受人体上半身的重量。
椎间盘是连接相邻椎体的重要结构，由外层的纤维环和中央的髓核组成。纤维环由多层纤维软骨环组成，具有很强的抗张强度。髓核是胶状物质，富含水分，能够承受和分散压力。在脊柱运动时，椎间盘会发生相应的变形来适应运动需要。椎间小关节位于椎弓上，其关节面近似矢状位方向，主要限制腰椎的旋转运动，关节囊的存在进一步限制了过度的运动。
腰椎的韧带系统是维持脊柱稳定性的重要结构。前纵韧带位于椎体前方，限制脊柱过度后伸。后纵韧带位于椎体后方，限制过度前屈。黄韧带连接相邻椎弓，具有很强的弹性。棘间韧带连接相邻棘突，棘上韧带沿棘突顶部走行。在脊柱屈伸运动中，这些韧带的张力会发生相应变化，共同维持脊柱的稳定性和正常的运动范围。
腰椎具有三个主要的运动方向。屈伸运动是腰椎运动幅度最大的方向，前屈可达50到60度，后伸约20到30度。侧屈运动左右各约20到30度。旋转运动受到椎间小关节面方向的限制，幅度最小，左右各仅5到10度。这些运动通过椎间盘的变形、小关节的滑动以及韧带的协调配合来实现，体现了腰椎结构与功能的完美统一。