Латеральный карман коленного сустава
Колено является крупнейшим и, пожалуй, одним из самых сложных суставов человеческого организма. С одной стороны, оно должно обеспечивать сгибание и разгибание ноги, её подвижность, причём во всех направлениях, поддерживать координацию и правильное положение тела в пространстве. С другой, коленный сустав как одна из связующих частей нижних конечностей должен быть максимально устойчивым и прочным, чтобы выдерживать массу человеческого тела, не деформироваться и не травмироваться при интенсивных нагрузках. Природа позаботилась об этом балансе, продумав анатомию коленного сустава до мелочей: в структуре этого сочленения нет ни единой лишней детали, поэтому каждый, даже самый незначительный сбой или травма приводит к серьёзному ограничению нормальных функций целой конечности. Как устроено колено, от чего зависит его функциональность и как сохранить здоровье сложнейшего и крайне важного сустава, избежав травм и возрастных изменений? Небольшой медицинский ликбез поможет найти ответы на столь животрепещущие вопросы современной ортопедии!
Анатомия колена: структурные и физиологические особенности крупнейшего сустава человеческого организма
Анатомическое строение коленного сустава включает все ключевые элементы опорно-двигательного аппарата: нервные волокна, мышцы, связочный аппарат и, конечно же, костно-хрящевые структуры. Чтобы разобраться, как работает этот механизм, следует тщательно изучить каждый из этих элементов, его структурные особенности и роль в подвижности нижних конечностей.
Кости и хрящи, образующие коленный сустав: анатомия и ключевые функции
В состав колена входят три кости:
- Бедренная. Она присоединяется к суставу дистальным концом и выполняет функцию своеобразной опоры ноги.
- Большеберцовая. Эта трубчатая кость примыкает к колену проксимальным концом и отвечает в первую очередь за подвижность конечности.
- Надколенник, или коленная чашечка. Самая крупная сесамовидная кость человеческого организма оберегает коленный сустав от возможных травм, возникших вследствие бокового смещения (например, при неудачном вывихе, подворачивании ноги и других подобных травмах).
К слову, нормальный надколенник формируется у человека не сразу: в младенческом возрасте эта косточка ещё недостаточно развита и представлена эластичными хрящевыми образованиями. Подобная анатомическая особенность защищает подвижных непосед от серьёзных травм: в период активного ползания и частых падений эластичные хрящики препятствуют повреждению костей, однако, риск перелома коленной чашечки при этом существенно снижается.
Снизу анатомия колена представлена хрящевыми мыщелками, которые соприкасаются с поверхностью большеберцового плато, способствуя правильному формированию особого углубления. Именно это углубление является ключевым звеном в механизме сгибания и разгибания коленного сустава.
Поскольку примыкающие друг к другу трубчатые кости, формирующие колено, несоразмерны ни по площади, ни по форме поверхности, между ними необходимо что-то, что будет компенсировать эту несовместимость, выполняя функцию своеобразного амортизатора. Именно эту роль играют мениски — небольшие гибкие образования, которые поддерживают устойчивость сустава, равномерно распределяя нагрузку на прилежащие поверхности костей. Свободные края позволяют им беспрепятственно передвигаться в полости сустава.
Несмотря на то, что анатомическое строение менисков напоминает хрящевую ткань, да и во многих справочниках их относят именно к хрящам, сами образования немного отличаются от обычных хрящиков: они более гибкие, поскольку включают высокий процент эластиновых волокон. Именно благодаря этому им удаётся обеспечивать полноценное взаимодействие костей под высокой нагрузкой, препятствуя их истиранию и деформации. Поэтому при малейшей травме менисков страдает весь сустав, включая костные структуры.
Связки колена
Связочный аппарат коленного сустава служит прочнейшим механизмом, который удерживает каждую косточку в определённой позиции, не ограничивая при этом возможную траекторию движений. Именно благодаря связкам колено не «разлетается» при первом же неудачном шаге, сохраняя свою конфигурацию и функциональность.
Связки, расположенные в области коленного сочленения, представлены следующими группами:
- боковые — коллатеральная мало- и большеберцовая;
- задние — надколенника, поддерживающая медиальная и латеральная, подколенная, дугообразная;
- внутрисуставные — поперечная и две крестообразные.
Несмотря на то, что каждая из этих групп по-своему функциональна и незаменима, наибольшее значение для подвижности сустава имеют крестообразные связки — передняя и задняя. Передние крестообразные связочные волокна удерживают коленный сустав, фиксируют наружный мыщелок поверхности большеберцовой кости и препятствуют излишнему смещению голени вперед, что, в свою очередь, позволяет защитить сустав от серьёзной травмы. Задняя связка, напротив, ограничивает смещение голени назад и прикрепляется к задней мыщелковой ямке. Такой баланс позволяет обеспечить разумное физиологичное вращение коленного сустава, предотвратив при этом патологическую подвижность.
Растянуть и уж тем более разорвать крестообразные связки довольно сложно: они расположены внутри самого колена и надёжно защищены прилегающими тканями. Тем не менее, при неадекватных физических нагрузках и патологической траектории движения такая травма вполне возможна, поэтому следует соблюдать аккуратность и разумно подходить к составлению графика занятий, ведь восстановление колена в этом случае — процесс крайне длительный и трудоёмкий.
Коленный сустав: анатомия и физиология мышечного аппарата
Попеременное сокращение и расслабление мышц заставляет колено двигаться в трёх плоскостях, обеспечивая тем самым подвижность и устойчивость нижней конечности. Именно поэтому основная классификация мышечного аппарата основана не на анатомии или локализации каждой группы, а на возложенных на неё функциях:
- Сгибание колена. Такое движение обеспечивается благодаря сбалансированной и полноценной работе самой обширной группы мышц коленного сустава. В неё входят двуглавая, полусухожильная, полуперепончатая, подколенная, икроножная, подошвенная, портняжная и тонкая мышцы.
- Разгибание сустава. Эта функция возложена всего на одну, зато самую крупную мышцу ноги — четырёхглавую. Она состоит из прямой, латеральной, медиальной и промежуточной широких мышечных волокон.
- Пронация — движение ноги внутрь. Ограниченное «заваливание» голени к внутренней оси обеспечивается подколенной, полусухожильной, тонкой, портняжной, полуперепончатой, а также медиальной головкой икроножной мышцы.
- Супинация — движение кнаружи. Выворот голени наружу возможен благодаря сокращению двуглавой и латеральной головки икроножной мышцы.
Иннервация тканей, прилегающих к коленному суставу
Нервные волокна коленного сустава представляют собой сложнейшую взаимосвязанную сеть, благодаря которой обеспечивается полноценное функционирование нижних конечностей. Несмотря на то, что иннервационная сеть колена не слишком развита, каждый её элемент играет ключевую роль, а значит, при малейшем сбое «выключается» вся система подвижности сустава.
Нервная система, локализованная в области колена, представлена следующими волокнами:
- Пучки нервов мениска проникают в ткань вдоль периферии тела самого хряща, по ходу кровеносных сосудов колена. Эти нервы способствуют образованию безмякотных и мякотных волокон, поддерживая нормальную иннервацию тканей сустава.
- Большеберцовый нерв с помощью суставных ветвей обеспечивает чувствительность задней поверхности колена.
- Малоберцовый нерв иннервирует переднюю часть колена, включая чашечку.
Анатомия кровеносных сосудов колена
Два ключевых кровеносных сосуда, расположенных в области коленного сустава, локализованы на задней поверхности, то есть под коленом (именно поэтому и вену, и артерию в анатомических справочниках называют подколенными). Артерия транзиторно переносит кровь от сердца к низлежащим участкам ноги — голени и стопе, а одноимённая вена, в свою очередь, возвращает обеднённую кровь к сердцу. Впрочем, этими сосудами представлена далеко не вся кровеносная система колена: от них отходит множество сосудиков меньшего диаметра, соединённых между собой сетью анастомозов. Благодаря им обеспечивается питание мышц и тканей, примыкающих к коленному суставу.
Физиология и патология колена: цепная реакция на травму
Травмы колена считаются одними из самых сложных в ортопедии, и неспроста: каждое мышечное или связочное волокно, каждый хрящ или косточка влияют на функциональность и подвижность сустава. Даже незначительное отклонение, например, лёгкое воспаление связки или ушиб, может запустить разрушительные процессы, для лечения которых потребуется длительная и серьёзная терапия.
Как известно, поверхности костей не могут соединяться, как паззл, обеспечивая полноценную подвижность. Поэтому при нарушении работы связочного аппарата, мышц или мениска, которые удерживают сустав в физиологичном положении, хрящевые ткани начинают постепенно истираться. Как правило, такое разрушение становится отчетливо выраженным только на конечных стадиях: вначале ощущения при патологическом процессе можно списать на последствия вывиха или переутомления. Именно поэтому любая боль, нетипичный звук при сгибании/разгибании или дискомфорт во время нагрузки требуют детальной диагностики коленного сустава и своевременной квалифицированной помощи.
Источник
Чтобы разобраться в клинической роли той или иной патологии, необходимо знать анатомию человеческого организма. Это относится и к патологии костно-суставной системы.
Коленный сустав представляет собой самое крупное сочленение в человеческом организме. Ежедневно он испытывает огромные нагрузки и выполняет большой объем движений. Анатомическое устройство этого элемента скелета помогает выполнять его функции.
Анатомия коленного сустава представляет собой сложную и интересную схему, которая включает твердые и мягкие ткани, а также сосуды и нервы, обеспечивающие работу сочленения.
Кости, образующие сочленение
Коленный состав человека формируется при соединении в общей синовиальной капсулы двух крупнейших костей – бедренной и большеберцовой.
Бедренная кость является наиболее крупным элементом скелета человека. Она удерживает на себе не только внушительный мышечный объем, но и позволяет человеку прямо ходить на двух конечностях. На бедро падает вся масса верхней половины тела.
Дистальный (нижний) отдел кости участвует в формировании колена. Он состоит из двух частей – медиального и латерального мыщелков. Эти образования сверху покрываются синовиальным хрящом, они контактируют с соответствующими участками на верхней части большеберцовой кости.
Большеберцовая кость человека является одной из двух костей голени, между которыми натянута соединительнотканная перепонка. В отличие от предплечья, где обе кости выполняют равноценные задачи, малоберцовая кость голени не несет такой функциональной нагрузки, как большеберцовая. Последняя имеет проксимальный и дистальный эпифизы.
Проксимальный (верхний) участвует в формировании сустава. Верхний отдел кости образует большеберцовое плато, состоящее из двух частей. Медиальный мыщелок бедренной кости сочленяется с внутренней частью плато, а латеральный мыщелок – с наружной.
Строение коленного сустава является особенным еще и потому, что дополняет устройство третья кость – надколенник.
В народе эта кость часто называется коленной чашечкой. Она не прилежит к суставным поверхностям, однако прикрывает сочленение и выполняет защитную и ограничительную роли.
Хрящи и мениски
Каждое сочленение организма построено по одинаковым принципам. Суставные поверхности костей обязательно покрывает особый тонкий хрящ. Это позволяет сгладить движения, добиться исключения трения между костями. Такой хрящ покрывает и суставные поверхности в коленном суставе. Кроме сглаживания движений, эластичная структура хряща помогает ему амортизировать вертикальные нагрузки.
Особенностью коленного сустава является наличие менисков – особых хрящевых элементов, имеющих полулунную форму. Медиальный и латеральный мениски расположены под соответствующими мыщелками бедренной кости.
Химическое строение менисков несколько отличается от обычного гиалинового хряща. Они имеют более плотную и эластичную консистенцию и способны выдерживать сильные нагрузки.
Функции менисков, участвующих в образовании сустава:
- Амортизация вертикальных нагрузок.
- Равномерное распределение падающего на большеберцовую кость веса.
- Повышение прочности и стабильности сочленения.
- Увеличение объема движений.
- Формирование основы для крестообразных связок.
- Удержание сочленения от переразгибания.
Без менисков сложно представить правильную работу сочленения. Коленный сустав представляет собой комплексный механизм, где повреждение любого из элементов приводит к значительному ограничению функции.
Внутрисуставные связки
Одной из важнейших функций менисков является создание опоры (точки фиксации) для крестообразных связок. Эти соединительнотканные элементы располагаются внутри полости сустава и выполняют важнейшую роль:
- Передняя крестообразная связка начинается ближе к задней части наружного мыщелка бедренной кости и заканчивается у переднего отдела внутреннего мениска и межмыщелковому возвышению бедренной кости. Её роль состоит в ограничении переразгибания. Она имеет серьезную клиническую роль, поскольку при повреждении крестообразной связки нарушается функция сустава.
- Задняя крестообразная связка берет начинается на передних отделах медиального мыщелка бедра и имеет ход волокон по направлению назад к латеральному мениску. Она гораздо меньше передней и несет меньшую нагрузку. Задняя крестообразная связка позволяет стабилизировать колено, удержать его от чрезмерного сгибания.
- Еще одной внутрисуставной соединительнотканной структурой коленного сустава является поперечная связка колена. Она натянута между двумя менисками в переднем их отделе. Связка добавляет прочности и целостности всему внутреннему устройству сочленения.
Внешние связки
Строение колена невозможно представить и без соединительнотканных структур, покрывающих сустав снаружи. Ими являются коллатеральные связки. Коленный сустав человека покрыт:
- Медиальной коллатеральной связкой – она покрывает внутреннюю поверхность суставной капсулы. Соединительнотканная структура имеет достаточно мощное строение и важную функцию. Связка предотвращает смещение голени внутрь и подвывих в коленном суставе. Внутри соединительнотканного пучка имеется две группы волокон – внутренняя и наружная. Они направляются от внутреннего надмыщелка бедра к метаэпифизам большеберцовой кости.
- Латеральной коллатеральной связкой – менее мощный элемент, находящийся на наружной поверхности колена. Вместе с подколенным сухожилием и подколенно-малоберцовой связкой она удерживает задние и наружные отделы сустава от вывиха.
- Подколенной связкой – этот сухожильный элемент является продолжением полуперепончатой мышцы и отвечает за стабильность сочленения в заднем отделе.
- Связкой надколенника, которая направляется от надколенника к бугристости большеберцовой кости. Удерживает одноименную кость в области коленного сочленения.
Коленный сустав человека не зря окружен таким количеством мощнейших связочных элементов. Все перечисленные структуры призваны дополнить функцию такого образования, как капсула сустава.
Капсула сустава
Важнейшим элементом любого сочленения является его капсула. Эта структура выполняет следующие функции:
- Объединяет в единую систему все элементы сочленения.
- Удерживает сустав от чрезмерного сгибания и разгибания.
- Является вместилищем для суставной жидкости, смазывающей поверхности хрящей.
- Придает суставу форму и обеспечивает необходимый объем движений.
- Защищает внутренние элементы сочленения от воздействия неблагоприятных факторов внешней среды.
Несмотря на внушительные размеры капсулы, она в большей своей части является достаточно тонкой структурой. Это компенсируется описанными выше связками колена.
Клиническая значимость капсулы крайне велика. При ее повреждениях возможны не только многочисленные травмы сочленения – от ушибов до вывихов, но и проникновение инфекции с развитием гнойного артрита.
Внутренней частью капсулы является синовиальная мембрана. Она покрывает все элементы сочленения изнутри, окутывает крестообразные связки и формирует особые складки – синовиальные сумки. Некоторые из них все же являются ограниченными полостями, не связанными с общей полостью.
Синовиальные сумки
Внутренняя оболочка капсулы переходит на многочисленные элементы сустава с формированием различных заворотов, карманов и сумок. Некоторые из них не имеют значимой клинической роли, другие выполняют функцию амортизаторов и сглаживают движения в сочленении.
13 заворотов внутри полости сочленения увеличивают её объем, позволяют в достаточном количестве циркулировать синовиальной жидкости, а при развитии воспаления являются местом скопления патологического экссудата.
Коленный сустав имеет следующие синовиальные карманы:
- Верхний передний заворот.
- Верхний и нижний передние медиальные завороты.
- Верхний и нижний передние латеральные карманы.
- Верхний и нижний задние медиальные завороты.
- Верхний и нижний задние латеральные карманы.
- Боковые завороты по 2 на медиальной и латеральной поверхностях.
Перечисленные карманы располагаются внутри полости сочленения. Снаружи от нее имеются другие особые полости — сумки. Коленный сустав имеет следующие синовиальные сумки:
- Поднаколенниковая.
- Подкожная преднадколенниковая.
- Подфасциальная преднадколенниковая.
- Подапоневровротическая преднадколенниковая.
- Глубокая поднадколенниковая.
- Подколенное углубление.
- Подсухожильная сумка медиальной икроножной мышцы.
- Сумка полуперепончатой мышцы – сумка Броди.
Не все полости сообщаются с капсулой сочленения, это обусловлено индивидуальными анатомическими особенностями.
Мышцы
Костные и связочные структуры являются неподвижными элементами любого сустава в организме. За функцию подвижных сочленений отвечают окружающие их мышцы. Это касается и такого крупного элементу костно-суставной системы, как коленный сустав.
Какие мышцы приводят крупнейшее сочленение ног в движение? Они подразделяются на 3 категории.
Передняя группа, ответственная за сгибание колена:
- Четырехглавая мышца бедра – одна из самых крупных во всем организме. Находится на бедре в области его передней части и состоит из четырех крупных пучков.
- Портняжная мышца – берет начало от тазовой кости и огибает коленный сустав вплоть до бугристости большеберцовой кости.
Внутренняя группа – мышцы, приводящие бедро к телу:
- Тонкая мышца – начинаясь от лобковой кости, этот небольшой пучок мышечных волокон достигает бугристости на большеберцовой кости.
- Больная приводящая мышца – этот пучок волокон имеет довольно крупный размер. Он начинается на нижней поверхности тазовой кости и идет к коленному суставу. Вместе с полусухожильной и портняжной мышцей образует сухожилие, называемое поверхностной гусиной лапкой.
Мышцы-разгибатели на задней поверхности сочленения:
- Двуглавая мышца бедра – начинается двумя головками от седалищной кости и бедра и направляется к малоберцовой кости в области проксимального эпифиза.
- Полусухожильная мышца – находится очень близко вместе с предыдущей мышцей, начинается в области седалищного бугра, формирует поверхностную гусиную лапку.
- Полуперепончатая мышца – начинается на седалищной кости и прикрепляется к фасции подколенной мышцы, формирует глубокую гусиную лапку.
Все эти структуры позволяют осуществлять колену большой объем движений.
Форма и движения
Разобрав особенности анатомии сочленения, можно выделить его основные характеристики. По форме коленный сустав является мыщелковым, блоковидным.
Форма колена обусловливает его роль в организме и максимальную амплитуду движений во всех плоскостях. Возможные движения:
- Сгибание на 130 градусов. При пассивном движении возможно на 160 градусов.
- Разгибание на 10–15 градусов.
- Небольшая супинация – вращение кнаружи, пронация – вращение кнаружи.
Такая амплитуда обеспечивает плавную ходьбу и бег, позволяет совершать различные по объему движения и при этом удерживает сустав в стабильном состоянии тела без чрезмерных перегрузок.
Кровоснабжение
Кровоснабжение коленного сустава осуществляется благодаря крупной подколенной артерии. Этот сосуд является продолжением глубокой артерии бедра и находится на задней поверхности сочленения.
Артерия разделяется на ряд крупных веточек, окружающих сочленение со всех сторон. Такое ветвление позволяет обеспечить крупный элемент опорно-двигательного аппарата достаточным количеством кислорода и питательных веществ.
Венозная кровь собирается от тканей сочленения в венулы, которые также образуют венозную сеть. Она объединяется в подколенную вену, являющуюся одной из частей системы глубоких вен нижней конечности.
Клиническая роль
Говоря об анатомии колена, нельзя не упомянуть о роли его строения в клинике различных заболеваний коленных суставов.
Наличие крупных костных структур и покрывающего их хряща объясняет развитие в колене такого заболевания, как деформирующий артроз. При возрастающих на сустав нагрузках происходит следующее:
- Повреждается ткань суставного хряща.
- Микротрещины в хряще являются источником воспаления.
- Воспалительный процесс приводит к разрастанию костной ткани.
- Происходит деформация тканей.
Проникновение в синовиальную полость инфекции провоцирует развитие гнойного артрита, а многочисленные карманы и сумки предрасполагают к формированию гнойных затеков.
Наличие хрупких менисков и крестообразных связок объясняет многочисленные повреждения мениска. Особенно часто в патологический процесс вовлекаются латеральный мениск и передняя крестообразная связка.
Обильное кровоснабжение сустава объясняет частое развитие в этой области аутоиммунных процессов, приводящих к артриту.
Все перечисленные особенности анатомии должен учитывать лечащий врач для получения четкой клинической картины патологического процесса у каждого больного.
Источник