Строение коленного сустава - ABCD42.RU

Строение коленного сустава

Коленный сустав: как устроен и почему болит

Боли в колене – самая частая причина обращения к ортопеду-ревматологу. Этот сустав поражается чаще остальных, поскольку ежедневно выдерживает колоссальную нагрузку. Он принадлежит к одним из самых сложных в организме человека. Как устроен коленный сустав и в чем причина болевого синдрома в нем?

Строение коленного сустава в двух словах

Коленный сустав состоит из двух костей – бедренной и большеберцовой. Между костями находятся две соединительные связки, расположенные относительно друг друга крест-накрест. Их называют передняя и задняя. С наружной и внутренней сторон есть две боковые связки (по-научному внутренняя медиальная и наружная латеральная). Связки – это прочные эластичные волокна, задача которых – направлять движение сустава и тормозить его в определенных позициях. Они не имеют ничего общего с сухожилиями.

Связки представляют собой эластичные волокна между костями, а сухожилия соединяют кости с мышцами. Это две совершенно разные субстанции. Мышцы постепенно переходят в сухожилия, которые крепятся к костям. Сгибая или разгибая ногу, человек управляет мышцами, которые через сухожилия тянут за собой кости.

Связки и сухожилия – разные субстанции: не путать!

Хрящи, суставная сумка, синовиальная жидкость…

В месте, где кости соединяются между собой, их головки покрыты хрящом, который защищает их от трения и ударов. Внутри сустава есть два мениска, напоминающих по форме полумесяцы. Они нужны в качестве дополнительной защиты хрящей и костей от механических воздействий.

Хрящи и мениски находятся в так называемой суставной сумке, внутри которой расположена синовиальная жидкость. По аналогии с маслом она смазывает все поверхности сустава и предотвращает их трение. Это справедливо, если синовиальной жидкости достаточно и ее вязкость соответствует нормальной.

Спереди сустава находится надколенник, или коленная чашечка. Ее удерживают связки и сухожилия, а внутри – покрывает хрящ. Надколенник – это своеобразный щит, который защищает внутренние составляющие коленного сустава от повреждения.

Так выглядит коленный сустав изнутри

Как устроен коленный сустав? Наглядная демонстрация с детальными пояснениями:

Что может болеть в суставе

Нервных окончаний в хрящах и менисках нет, поэтому болеть они не могут. По сути, в суставе нет ничего, что могло бы болеть в привычном понимании. Нервы подходят не к костям, а к надкостницам – тонким оболочкам, покрывающим кость снаружи. Поэтому человек испытывает боль при повреждении кости. Что же происходит, если перелома нет?

При отсутствии перелома источником болевого синдрома могут быть связки, окружающие коленный сустав и удерживающие внутри мениски. Кроме того, нервные окончания подходят к суставной сумке, которая также может вызывать боль.

Хрящи не болят: нервных окончаний в них нет

При механической травме происходит следующее:

  • травмируется сустав, связки опухают;
  • организм инициирует процесс заживления – гонит кровь в поврежденную область;
  • кожа вокруг сустава краснеет, сустав отекает;
  • синовиальная жидкость перестает свободно циркулировать и давит на нервы в суставной сумке, что приводит к усилению боли.

Спустя какое-то время мелкие связки заживают, отек спадает, жидкость снова начинает циркулировать – боль исчезает. Так происходит, если повреждены только мелкие связки, а крупные и мениск остались целы. При повреждении мениска ситуация развивается иначе, поскольку человек не испытывает боли, а структура продолжает нарушаться.

Со временем мениск повреждается еще больше, хрящи вокруг него также деформируются, оказавшись в неблагоприятных условиях. Их поверхность постепенно истирается, что приводит к трению костей, раздражению нервных окончаний в надкостнице и как следствие – к боли. Именно так развивается артроз коленного сустава – заболевание, которое редко диагностируют на ранней стадии.

Когда человеку назначают лечение артроза или остеоартроза, состояние суставов у него уже оставляет желать лучшего. Почти наверняка в суставной сумке недостаточно синовиальной жидкости, а в условиях дефицита смазки хрящи быстро иссушиваются, трескаются и истираются. Исправить ситуацию можно внутрисуставными инъекциями заменителя синовиальной жидкости «Нолтрекс».

«Нолтрекс» – как недостающий кирпичик в строительстве дома

Препарат вводится внутрь суставной сумки и равномерно распределяется по хрящевым поверхностям. Из-за высокой молекулярной массы он не проникает внутрь, а задерживается там, выполняя функцию смазки. Noltrex не имеет в составе белков животного происхождения, поэтому не вызывает аллергии и не распознается иммунными клетками организма. Нескольких инъекций достаточно, чтобы восстановить физиологические особенности сустава на год, полтора или даже два, а значит, избавить человека от боли.

Коленный сустав

Коленный сустав, art. genus, является самым большим и вместе с тем наиболее сложным из всех сочленений. Это обусловлено тем, что именно в этом месте сочленяются самые длинные рычаги нижней конечности (бедренная кость и кости голени), совершающие наибольший размах движений при ходьбе. Тем не менее, в нашей стране и в мире в связи с увеличением продолжительности жизни растет количество операций на коленном суставе. Эндопротезирование коленного сустава — наиболее частая операция в современной ортопедии.

В его образовании принимают участие: дистальный конец бедренной кости, проксимальный конец большеберцовой кости и надколенник. Суставные поверхности мыщелков бедра, сочленяющиеся с tibia, выпуклы в поперечном и сагиттальном направлении и представляют отрезки эллипсоида. Facies articularis superior большеберцовой кости, сочленяющаяся с мыщелками бедренной кости, состоит из двух слабовогнутых, покрытых гиалиновым хрящом суставных площадок; последние дополняются посредством двух внутрисуставных хрящей, или менисков, meniscus lateralis et medialis, лежащих между мыщелками бедренной кости и суставными поверхностями большеберцовой кости.

Каждый мениск представляет трехгранную, согнутую по краю пластинку, периферический утолщенный край которой сращен с суставной капсулой, а обращенный внутрь сустава заостренный край свободен. Латеральный мениск более согнут, чем медиальный; последний по своей форме скорее напоминает полулуние, тогда как латеральный приближается к кругу. Концы обоих менисков прикрепляются спереди и сзади к eminentia intercondylaris. Спереди между обоими менисками протягивается фиброзный пучок, называемый lig. transversum genus.

Суставная капсула прикрепляется несколько отступя от краев суставных поверхностей бедра, большеберцовой кости и надколенника.

Поэтому на бедре она спереди поднимается вверх, обходя facies patellaris, по бокам идет между мыщелками и надмыщелками, оставляя последние вне капсулы, для прикрепления мышц и связок, а сзади опускается до краев суставных поверхностей мыщелков. Кроме того, спереди синовиальная оболочка образует большой заворот, bursa suprapatellaris, высоко простирающийся между бедренной костью и четырехглавой мышцей бедра. Иногда bursa suprapatellaris может быть замкнутой и обособленной от полости коленного сустава.

На большеберцовой кости капсула прикрепляется по краю суставных поверхностей мыщелков. На надколеннике она прирастает к краям хрящевой его поверхности, вследствие чего он оказывается как бы вставленным в передний отдел капсулы, как в рамку. По бокам сустава находятся коллатеральные связки, идущие перпендикулярно фронтальной оси: с медиальной стороны, lig. collaterale tibiale (от epicondylus medialis бедра до края tibiae, срастаясь с капсулой и медиальным мениском), и с латеральной стороны, lig. collaterale fibulare (от epicondylus lateralis до головки fibulae).

На задней стороне капсулы коленного сустава находятся две связки, вплетающиеся в заднюю стенку капсулы — lig. popliteum arcuatum и lig. popliteum obliquum (один из 3 конечных пучков сухожилия m. semimembranosi).

На передней стороне коленного сочленения располагается сухожилие четерехглавой мышцы бедра, которое охватывает patella, как сесамовидную кость, и затем продолжается в толстую и крепкую связку, lig.patellae, которая идет от верхушки надколенника вниз и прикрепляется к tuberositas tibiae.

По бокам patella боковые расширения сухожилия четырехглавой мышцы образуют так называемые retinacula patellae (laterale et mediate), состоящие из вертикальных и горизонтальных пучков; вертикальные пучки прикрепляются к мыщелкам tibiae, а горизонтальные — к обоим epicodyli бедренной кости. Эти пучки удерживают надколенник в его положении во время движения.

Кроме описанных внесуставных связок, коленный сустав имеет две внутрисуставные связки, называемые крестообразными, ligg. cruciata genus. Одна из них — передняя, lig. cruciatum anterius, соединяет внутреннюю поверхность латерального мыщелка бедренной кости с area intercondylaris anterior tibiae. Другая — задняя, lig. cruciatum posterius, идет от внутренней поверхности медиального мыщелка бедренной кости к area intercondylaris posterior большеберцовой кости.

Читайте также  Создание естественнонаучной картины мира

Выстилающая изнутри капсулу синовиальная оболочка покрывает вдающиеся в сустав крестообразные связки и образует на передней стенке сустава ниже надколенника две содержащие жир складки, plicae alares, которые приспособляются при каждом положении колена к суставным поверхностям, заполняя промежутки между ними.

Крестообразные связки делят полость сустава на переднюю и заднюю части, препятствуя в случае воспаления до определенного времени проникновению гноя из одной части в другую.

По соседству с суставом залегает ряд синовиальных сумок; некоторые из них сообщаются с суставом. На передней поверхности надколенника встречаются сумки, число которых может доходить до трех: под кожей — bursa prepatellaris subcutanea, глубже под фасцией — bursa subfascialis prepatellaris, наконец, под апоневротическим растяжением m. quadricipitis — bursa subtendinea prepatellaris. У места нижнего прикрепления lig. patellae, между этой связкой и большеберцовой костью, заложена постоянная, не сообщающаяся с суставом синовиальная сумка, bursa infrapatellaris profunda.

В задней области сустава сумки встречаются под местами прикрепления почти всех мышц.

В коленном суставе возможны движения: сгибание, разгибание, вращение. По своему характеру он представляет собой мыщелковый сустав. При разгибании мениски сжимаются, ligg. collateralia et cruciata сильно натягиваются, и голень вместе с бедром превращается в одно неподвижное целое. При сгибании мениски расправляются, a ligg. collateralia благодаря сближению их точек прикрепления расслабляются, вследствие чего при согнутом колене появляется возможность вращения вокруг вертикальной оси. При вращении голени внутрь крестообразные связки затормаживают движение. При вращении кнаружи крестообразные связки, наоборот, расслабляются. Ограничение движения в этом случае происходит за счет боковых связок.

Устройство и расположение связок коленного сустава у человека способствует длительному пребыванию его в вертикальном положении. (У обезьян же связки коленного сустава, наоборот, затрудняют вертикальное положение и облегчают сидение «на корточках»).

Сагиттальный срез коленного сустава, изображение, взвешенное по протонной плотности, с подавлением сигнала от жировой ткани (магнитно-резонансная томография):
1 — латеральный мыщелок большеберцовой кости; 2—латеральный мениск;
3 — икроножная мышца, латеральная головка; 4 — латеральный мыщелок бедренной кости;
5— эпифмзарный хрящ: 6 — двуглавая мышца бедра; 7 — латеральная широкая мышца бедра.
а — Рентгенограмма коленного сустава в прямой проекции:
1 — медиальный мыщелок бедренной кости: 2 — латеральный мыщелок бедренной кости; 3 — медиальный падмышелок;
4 — латеральный малмышелок; 5— надколенник: 6 — нижний полюс надколенника; 7 — верхний полюс надколенника;
5 — медиальный мыщелок большеберцовой кости; 9 — латеральный мыщелок большеберцовой кости: 10 — медиальный межмышелковый бугорок;
11 — латеральный межмыщелковый бугорок; 12 — головка малоберцовой кости: 13 — суставная щель коленного сустава.
б — Рентгенограмма коленного сустава в боковой проекции:
1 — медиальный мыщелок бедренной кости; 2 — латеральный мыщелок бедренной кости: 3 — межмышелковая ямка бедренной кости;
4 — надколенник; 5 — головка малоберцовой кости: 6 — подколенная ямка; 7- бугристостьбольшеберновой кости;
8 — передняя поверхность диафиза болымебериовой кости; 9 — задняя поверхность диафиза большеберновой кости;
10 — суставная щель коленного сустава; 11 — латеральный мыщелок большеберновой кости; 12 — медиальный мыщелок большеберновой кости.

Кровоснабжение коленного сустава

Коленный сустав получает питание из rete articulare, которая образована аа. genus superiores medialis et lateralis, aa. genus ihferiores medialis et lateralis, a. genus media (из a. poplitea), a. geniis descendens (из a. femoralis), aa. recurrentes tibiales anterior et posterior (из a. tibialis anterior). Венозный отток происходит по одноименным венам в глубокие вены нижней конечности — vv. tibiales anteriores, v. poplitea, v. femoralis. Отток лимфы происходит по глубоким лимфатическим сосудам в nodi lymphatici poplitei. Иннервируется капсула сустава из nn. tibialis et peroneus communis.

Учебное видео по кровоснабжению коленного сустава находится: Здесь.

Учебное видео анатомии коленного сустава

Редактор: Искандер Милевски. Дата последнего обновления публикации: 23.07.2021

Научная электронная библиотека

Рябчиков И. В., Панков И. О.,

Анатомо-биомеханические особенности коленного сустава

Коленный сустав по своему анатомическому строению и биомеханическим условиям является одним из самых сложных суставов человека. В образовании коленного сустава принимают участие суставные концы бедренной, большеберцовой костей, а также надколенник. Суставные поверхности мыщелков бедра эллипсоидной формы. При этом кривизна медиального мыщелка больше латерального. Верхние суставные поверхности мыщелков большеберцовой кости слегка вогнуты и не соответствуют кривизне суставных поверхностей мыщелков бедренной кости. Такое несоответствие несколько выравнивают располагающиеся между мыщелками бедра и большеберцовой кости межсуставные хрящи, или мениски (Синельников Р.Д., 1967).

Различия в параметрах кривизны медиального и латерального мыщелков бедренной кости, а также несоответствие их параметрам кривизны суставных поверхностей плато большеберцовой кости определяет характер движений в коленном суставе, где наряду с движением относительно фронтальной оси («сгибание – разгибание») имеет место ротационное движение. Таким образом, коленный сустав представляет собой сочетание блоковидного сустава с вращательным и относится к вращательно-блоковидным суставам (Синельников Р.Д., 1967).

Особенности анатомии коленного сустава и характер движений определяются особенностями торсионного развития нижних конечностей.

Известно, что угол между продольными осями бедренной и большеберцовой костями открыт кнаружи и в норме составляет 170–172°. В этом случае биомеханическая ось нижней конечности проходит через середины тазобедренного и коленного суставов и близко к наружному краю блока таранной кости, что определяет равномерную нагрузку на суставы и функцию всей конечности (Гафаров Х.З., 1990).

Исследованиями Х.З. Гафарова (1984, 1990) установлено, что при нормальном развитии нижней конечности дистальный конец продольной оси большеберцовой кости в процессе торсионного развития отклоняется от вертикальной оси кнаружи во фронтальной плоскости на 10–12 градусов, а ее проксимальный конец – кнутри на 4–6 градусов, при этом величина угла отклонения зависит от величины приведения бедра. Таким образом, угол отклонения продольной оси большеберцовой кости составляет 14–16°. Данное положение определяется тонусом и работой мышц нижней конечности. Отклонение проксимального конца голени кнутри, а дистального кнаружи происходит при внутренней торсии коленного сустава во фронтальной плоскости и по спирали снаружи кнутри, при этом проксимальный конец костей голени отклоняется снаружи кнутри и спереди назад (Гафаров Х.З., 1990). По этой причине коленный сустав получает физиологическое вальгусное положение.

При внутреннем скручивании коленного сустава поперечные оси мыщелков бедренной и большеберцовой костей в горизонтальной плоскости описывают дугу 18–22° по определенному радиусу, который находится в зависимости от длины сегментов бедра и голени. При этом поперечные оси мыщелков бедренной и большеберцовой костей в процессе внутреннего скручивания образуют с фронтальной плоскостью угол 4–8°, пересекая ее спереди назад. Дистальный отдел костей голени, скручиваясь кнаружи, отклоняется латерально (кнаружи), при этом обеспечивается физиологический вальгус в коленном суставе. В результате этого биомеханическая ось нижней конечности проходит у наружного края блока таранной кости, что определяет равномерную нагрузку в над- и подтаранном суставах, и способствует правильному развитию сводов стопы и ее рессорной функции (Гафаров Х.З., 1990).

Отклонение дистального конца голени в процессе торсионного развития уменьшает нагрузку на внутренний отдел ростковых пластин бедренной и большеберцовой костей. Это способствует большему развитию внутреннего мыщелка бедра, что в дальнейшем обеспечивает сохранение параллельности щели коленного сустава по отношению к горизонтальной плоскости и равномерную нагрузку на суставы нижней конечности (закон Вольфа, Гюнтера, Фолькманна).

Исследования биомеханики движений в коленном суставе последних десятилетий XX века выявили более сложный характер движений. Этот характер определяется как совокупность смещений (скольжений – перекатываний) между мыщелками бедренной и большеберцовой костей и вращений в коленном суставе в трех плоскостях.

Несомненно, что величина вращательного движения значительно преобладает над остальными видами движений, которые составляют: в передне – заднем направлении 5–10 мм, во внутренне – наружном направлении 2–5 мм и так называемая «компрессия – дистракция» при нагрузке 1–2 мм. При этом само вращательное движение является сложным и происходит в трёх плоскостях: во фронтальной плоскости (ротационное движение), в сагиттальной плоскости «сгибание – разгибание», и в вертикальной плоскости «отведение – приведение» (Johnson R.J., 1988; Lafortune M.A., Cavanaugh P.R., Sommer H.J., 1992; Woo S.L.Y., Livesay G.A., 1994; Putz R., 1995).

Читайте также  Структура естественнонаучного познания

Вращательное движение в коленном суставе, которое осуществляется между суставными поверхностями мыщелков бедренной и большеберцовой костей сопряжено с движением «скольжение – перекатывание». При этом движении суставная поверхность мыщелков большеберцовой кости проходит сложный путь перемещений по суставным поверхностям мыщелков бедра, различающимися между собой размерами и радиусами кривизны. Описанная кривая траектории движения между суставными поверхностями мыщелков бедра и большеберцовой кости получила название «вершина кубика» («vertex cubis») (Menshik A., 1974, 1975).

Таким образом, при максимальном сгибании в коленном суставе осуществляется вращение относительно фронтальной оси 135° с одновременным (4–8°) вращением мыщелков большеберцовой кости кнутри и перемещением в переднее – заднем направлении до 10 мм.

При этом проксимальный конец большеберцовой кости оказывается развернутым кнутри и выдвинутым кпереди относительно дистального суставного конца бедра.

Рис. 1.1. наглядно демонстрирует величину и направление перемещений мыщелков бедренной и большеберцовой костей при максимальном сгибании в коленном суставе.

Рис. 1.1. Перемещение мыщелков большеберцовой кости относительно мыщелков бедра при максимальном сгибании в коленном суставе: а – положение разгибания; б – сгибание 90° в – максимальное сгибание в суставе

При полном разгибании в коленном суставе мыщелки бедренной кости выстоят несколько кпереди относительно мыщелков бедра (рис. 1а); сгибание 90° – незначительное выдвижение мыщелков большеберцовой кости кпереди от бедренной кости (рис. 1б). При максимальном сгибании – выдвижение мыщелков большеберцовой кости относительно мыщелков бедра кпереди на 10 мм с внутренней ротацией относительно вертикальной оси – перемещение и наслоение малоберцовой кости на большеберцовую, при этом кпереди выдвигается наружный мыщелок большеберцовой кости (рис. 1в).

Данные положения имеют принципиальное прикладное значение в клинике, так как объясняют механизм и особенности переломов костей, составляющих коленный сустав при травме.

Колено

Анатомия колена

Из всех элементов опорно-двигательного аппарата человеческого тела, колено – крупнейший сустав. Его анатомия и физиология движений сложная.

Анатомические особенности

Образуют его три больших кости:

  • бедренная кость, присоединена к суставной ткани своим дистальным концом;
  • большеберцовая кость, связана с коленом проксимальным концом;
  • надколенник.

Коленные сочленения: бедренно-надколенниковое и бедренно-большеберцовое. Колено – уникальный элемент тела человека, амплитуда движений которого проходит в трех плоскостях. Сгибательные и разгибательные движения коленом проходят в сагиттальной плоскости.

Во фронтальной плоскости происходят такие движения, как приведение и отведение сустава. Горизонтальная плоскость – согнутый сустав. Колено может скользить и перекатываться, возможно выполнение этих движений благодаря задействованию в его активности большеберцовой и малоберцовой бедренной костей.

Возможностью одновременного положения колена в трех плоскостях и объясняется сложность коленной биомеханики. Когда сустав разгибается до формирования угла от 90 до 180°, большеберцовая кость смещается и переходит в переднюю ротацию. При этом мыщелки бедренной и большеберцовой кости находятся в не конгруэнтном состоянии.

Благодаря данной позиции коленный сустав беспрепятственно двигается, ничто не ограничивает широкую амплитуду суставных движений. Активные движения суставом могут привести к тому, что он сместится в сторону, но этого не происходит по причине наличия в составе колена структур мягких тканей. Это мениски, связки и мышцы. Все они сплетены друг с другом и образуют мощный связочный и сухожильный аппарат, который фиксирует сустав в статичном положении и препятствует его смещению.

Мениски – составляющие колена, представлены хрящевой тканью. Они выполняют функцию прокладки между всеми поверхностями сустава, чтобы они двигались без чрезмерного трения. Так как большеберцовая и бедренная кости являются не конгруэнтными в коленном суставе, то есть несоразмерными, должно быть что-то, что компенсирует их несоразмерность, и такую функцию выполняют мениски.

Хрящевые прокладки имеют связь с суставной капсулой через связки бедерной и большеберцовой кости. Коронарный тип связок, которые относятся к большеберцовой кости, имеют самые прочные волокна. Все мениски колена взаимодействуют друг с другом через связки крестообразного типа, переднюю и заднюю.

Края менисков свободные, они не имеют связи с коленным суставом и лишены кровеносных сосудов. В опорно-двигательном аппарате человека в возрасте от 20 лет сеточкой кровеносных сосудов оснащена только периферия коленного сустава.

Уникальный составляющий элемент колена – связки крестообразного типа, передняя и задняя. Расположены они непосредственно в суставе, отделяются от основной коленной полости мембраной синовиальной сумки. Крестообразные связки имеют толщину в 10 мм, длина каждой из них до 35 мм.

Строение – вначале связка максимально широкая, книзу сужается. Крепится крестообразная связка к большеберцовой кости через мыщелок. Состоят передняя и задняя крестообразная связка из очень прочных волокон, содержащих большое количеств белкового вещества коллагена. Имеют связки два пучка: переднемедиальный и заднелатеральный, точное взаимодействие которых обеспечивает движение сустава. Когда человек сгибает ногу, вся нагрузка связки приходится на переднемедиальный пучок, когда нога прямая – нагрузка переходит на заднелатеральный пучок.

Крестообразные связки выполняют важную функцию – они сдерживают коленный сустав в статичном положении, предупреждая смещение колена и голени при нагрузке. Строение задней и передней связок имеют ряд отличий. Задняя связка крестообразного типа толщиной до 15 мм, длина составляет 30 мм.

Связка через внутренний мыщелок от бедренной кости проходит сзади и опускается книзу. Ее волокна вплетаются в суставную капсулу колена. Для чего она нужна? Задняя связка сдерживает колено, предотвращая его от перезагибания. Задняя связка сформирована переднелатеральным и заднемедиальным пучком.

Еще одна важнейшая связка колена – медиальная коллатеральная. Она выполняет стабилизирующую функцию, не давая суставу и кости голени сместиться из своего положения через вывих мыщелка. Связка имеет две части – глубокую и поверхностную. Поверхностная часть, состоящая из длинного волокна, является основным стабилизатором. Ее волокна соединены с бедренной костью через внутренний мыщелок и большеберцовой костью через медиальные метаэпифизарные отделы. Глубокая часть связки – это короткие волокна, которые распространяются на связки менисков большеберцовой и бедренной костей.

Сзади медиальной коллатеральной связки находится заднемедиальная капсула сустава, которая поддерживает в стабильном положении колено. Капсула состоит из длинных волокон, которые направлены к задне-каудальной стороне. Поэтому и называется этот участок капсулы – косая связка, выполняющая те же функции в коленном суставе, что и медиальная связка.

То, что косая связка, которая является частью капсулы, выделена в отдельный элемент колена, имеет практическое значение в плане обеспечения стабильности сустав. Косая связка – один из важнейших элементом связочного аппарата колена.

Заднелатеральный и латеральный отдел связочного аппарата колена представлен несколькими сухожилиями, которые составляют сложный связочный комплекс. Их основное предназначение – сохранять и поддерживать стабильность всех частей колена, не давать голени откланяться при оказании на конечность нагрузки.

За то, чтобы колено двигалось в трех плоскостях, но вместе с тем оставалось стабильным, отвечают мышцы. Их предназначение особенно важно в тех случаях, когда стабилизирующие связки травмируются и не могут выполнять свою функцию.

Одна из самых больших и главных по анатомическому строению мышц – четырехглавая бедренная мышца. Именно этой мышце уделяется особое внимание, когда пациент проходит реабилитацию после травм связочного аппарата колена. То, насколько будет восстановлено ее состояние и функционирование, зависит дальнейшая работа сустава.

Вместе с тем, четырехглавая мышца – это не только один из главных функционирующих элементов, но и индикатор патологических процессов, происходящих в колене. Когда какие-либо симптоматические признаки заболевания колена отсутствуют, четырехглавая мышца начинает атрофироваться и теряет часть своей силы. Эта мышца поддерживает сустав в те моменты, когда из-за травмы сухожилий и связок колено теряет свою стабильность.

Биомеханические процессы

Коленный сустав отличается очень сложной биохимической системой. Когда необходимо провести диагностику травмы колена, изучается характер взаимодействия абсолютно всех частей сустава. Чтобы было более понятно, что представляет собой коленный сустав, основы его анатомического строения можно описать достаточно просто: в колене есть передний, задний, медиальный и латеральный отделы, представляющие собой комплексы из мышц, связок и сухожилий. Благодаря слаженной работе всех отделов колена обеспечивается его стабильность и двигательная активность:

  1. Четырехглавая мышца – это стабилизатор, обеспечивающий разгибательную функцию колена и препятствующий патологическому смещению кости голени.
  2. Медиальный отдел сустава предохраняет его от внешнего влияния ротационных факторов.
  3. Задний отдел колена, в состав которого входят полумембранная мышца и полусухожилие, не дают колену сместиться под влиянием наружных сил.
  4. Мышца, расположенная под коленом, предупреждает мениски от ущемления.
  5. С мениском имеет прочную связь латеральная связка, отвечающая за укрепление колена.
  6. Основное коленное звено – крестообразные связки. Их наличие обеспечивает возможность сгибать и разгибать колено. Передняя связка крестообразного типа поддерживает голень. Если она разрывается, сустав теряет свою стабильность.
Читайте также  Феномен креативности, как фактор успеха

Коленная физиология и патофизиология

Костные, хрящевые и мягкие ткани колена, обеспечивающие его двигательную функцию, находятся в тесном взаимодействии. Кости и хрящи постоянно трутся друг об друга. Чтобы не произошло их стирания и травмирования, между всеми составными элементами находится синовиальная жидкость, являющаяся смазкой и амортизатором.

Поверхность всех костных элементов покрывает гиалиновый хрящ. Защитная хрящевая ткань состоит из коллагена, хондроцитов и др. веществ. Есть в хряще также ростковый слой. Когда на колено оказывается чрезмерная нагрузка, хондроциты и ростковый слой уравновешивают степень интенсивности нагрузки, предотвращая разрушение хрящевой ткани. Благодаря наличию коллагена покрытие костных тканей может выдерживать большое давление.

Хондроциты – центры, в которых происходит процесс метаболизма всех веществ, необходимых для поддержания нормального состояния и функционирования хряща колена. Они защищены сетью коллагеновых волокон. Хондроциты выделяют специальные вещества – протеогликаны, основная задача которых заключается в притяжении к себе молекул воды и создании из них основного составляющего вещества костной ткани.

Хондроциты неспособны к регенерации и самостоятельному восстановлению. Постепенно, когда человек сначала взрослеет, потом в его организме начинают происходить физиологические изменения, связанные со старением, изнашиваются и хондроциты. В связи с этим меняется структура защитного хрящевого слоя костных элементов сустава, в результате чего сустав не может выдерживать прежней степени нагрузки.

Данный процесс постепенного разрушения защитного слоя имеет физиологически схожие черты с получением механической травмы колена. Если для разрыва связки или мышцы сустава требуется сильный удар или внезапная, чрезмерная нагрузка, то у людей пожилого возраста, когда изнашивается хрящевой слой костных частей колена, травма может случиться внезапно, без предрасполагающих к ней факторов.

Есть в травматологии понятие «косвенная травма» – человек внезапно остановился в тот момент, когда колено выполняло вращательное движение, при этом надколенник частично вывихнулся. Сопровождается такое непрямое повреждение разрывом хрящевой ткани, срезом края надколенника.

Повреждение хрящевой ткани возникает вследствие того, что связки и сухожилия (по причине возрастных изменений в организме) теряют коллаген и становятся патологически растянутыми. Когда связки перестают выполнять стабилизирующую функцию, колено постепенно теряет стабильность. Капсула сустава растягивается и оказывает давление на стенки кровеносных сосудов. По этой причине нарушается процесс метаболизма, хрящ не получает необходимое количество питательных элементов. Когда хрящ не может больше выдерживать оказываемую на него нагрузку, на его поверхности появляются микроскопические трещины. Следующий этап данного патологического процесса – разрушение волокон коллагена. На костной ткани начинают образовываться некротические очаги.

Отмерший костный материал отшелушивается, и его микроскопические частицы попадают в полость сустава. Как итог данных изменений – хондроциты больше не могут синтезировать вещества, необходимые для поддержания нормального состояния и полноценного функционирования сустава. Постепенный процесс разрушения происходит не только в хрящевой ткани, но и на костных элементах колена.

Таким образом, анатомические особенности колена и биохимические процессы находятся в тесном взаимодействии и влияют друг на друга. Зная о том, как каждая часть сустава функционирует отдельно и в связке с остальными элементами, можно подобрать эффективную терапию при лечении различных травм колена. Самые действенные и щадящие методики по лечению колена подберут опытные специалисты Центра спортивной травматологии и восстановительной медицины.

Анатомия коленного сустава

Строение колена человека

Коленный сустав является одним из наиболее сложных суставов человека. Он состоит из сочленения бедренной, большеберцовой костей и надколенника (чашечки).

Дистальный (нижний, наиболее удаленный от тела) конец бедренной кости представлен медиальным (внутренним) и латеральным (наружным) мыщелками.

Вид коленного сустава спереди (надколенник или коленная чашечка отведена вверх и кнутри).

Проксимальная (верхняя, наиболее ближняя к телу) часть большеберцовой кости также состоит из наружнего и внутреннего мыщелков, между ними — межмыщелкового возвышения, являющегося местом прикрепления крестообразных связок.

Вид коленного сустава сбоку (в сагитальной плоскости через центр сустава).

Мыщелки бедренной и большеберцовой костей разные по форме и не соответствуют друг другу. Для увеличения их конгруэнтности (соответствия) на мыщелках большеберцовой кости располагаются мениски (наружный и внутренний, которые в центральной части фиксированы к межмыщелковому возвышению, а поперечной связкой — друг к другу спереди. С боковых сторон мениски плотно фиксированы к капсуле сустава.

Вид на большеберцовую кость сверху (видны мениски, боковые связки, места прикрепления крестообразных связок).

При движениях в коленном суставе мениски смещаются в передней-заднем направлении, причем наружным мениск менее фиксирован и имеет большую амплитуду смещения, а внутренний — фиксирован больше наружного. Поэтому, при резком движении в коленном суставе наружный мениск благодаря своей подвижности повреждается реже, чем более фиксированный внутренний.

Связки коленного сустава

Основными структурами, стабилизирующими коленный сустав, являются: наружная и внутренняя коллатеральные связки, передняя и задняя крестообразные связки.

Связки коленного сустава.

Каждая из связок имеет разнонаправленный ход волокон и выполняет сложную функцию при разных углах сгибания в коленном суставе, когда разные пучки одной и той же связки укрепляют коленный сустав. Кроме указанных связок в стабилизации коленного сустава принимает участие капсула сустава, илиотибиальный тракт, мыщцы области коленного сустава посредством своих сухожилий. Это — подколенная мышца, четырехглавая, двуглавая мышцы бедра, полуперепончатая, полусухожильная мышцы, трехглавая мышца голени.

Повреждения коленого сустава

Для диагностики патологии коленного сустава помимо клинического осмотра ноги, необходимы рентгенограммы коленного сустава в двух проекциях. При необходимости врач назначает магнитно-резонансную томографию или компьютерную томографию коленного сустава. Ниже представлена магнитно-резонансная томография коленнго сустава (МРТ).

Магнитно-резонансная томография коленного сустава.

Данное исследование позволяет более детально рассмотреть строение колена человека — хрящ бедренной и большеберцовой костей, мениски, крестообразные связки, мышцы и так далее. На рисунке под цифрой 1 представлена бедренная кость, 2 — сухожилие четырехглавой мышцы, 3 — надколенник (коленная чашечка), 4 — связка надколенника, которая от надколенника идет к бугристости большеберцовой кости, 5 — большеберцовая кость, 6 — задний рог мениска (треугольной формы), 7 — трехглавая мышца голени (икроножная головка), 8 — сосудисто-нервный пучок, 9, 10 — мышцы задней поверхности бедра.

Магнитно-резонансная томография — это точное исследование, при котором на пленку или диск записывается множество срезов, проходящих через коленный сустав с шагом 1-1,5 мм. На пленке распечатываются не все срезы, поэтому попросите у врача функциональной диагностики записать исследование на диск.

Какие движения возможны в коленном сустав?

В коленном суставе возможно сгибание и разгибание, а при согнутом под углом 90 градусов коленном суставе — возможно также вращение голени и стопы внутрь и наружу (благодаря в основном подвижным менискам). При полностью разогнутом коленном суставе (нога прямая) коленный сустав является максимально фиксированным.

Таким образом, коленный сустав достаточно сложно устроен, и при травме коленного сустава необходим осмотр нижней конечности врачом травматологом-ортопедом для выявления клинических признаков повреждения внутрисуставных структур, в последующем для уточнения диагноза могут помочь рентгенограммы коленного сустава, магнитно-резонансная или компьютерная томография.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: