Скелет нижней конечности и коленный сустав
Соединения в скелете свободной части нижней конечности представлены тазобедренным суставом, коленным суставом, соединениями костей голени, голеностопным суставом и многочисленными соединениями в скелете стопы — подтаранным, таранно-пяточно-ладьевидным, пяточно-кубовидным и др., а также предплюсне-плюсневым, плюснефаланговыми и межфаланговыми суставами.
Тазобедренный сустав (articulatio coxae) по форме ореховидный, составленный вертлужной впадиной с ее хрящевыми вертлужными губами (labrum acetabulare) и головкой бедренной кости. В целом сустав более глубокий, чем плечевой, что обеспечивает большую его прочность, но несколько сокращает свободу движений в нем. В суставе возможны движения вокруг трех осей: сагиттальной (отведение и приведение бедра), фронтальной (сгибание и разгибание бедра) и вертикальной оси (вращение наружу и внутрь).
| Рис. 52. Тазобедренный сустав вид спереди 1 — подвздошно-бедренная связка; 2 — суставная сумка; 3 — лобково-реберная связка; 4 — запирательная мембрана |  |
На тазовой кости суставная сумка (capsula articularis) (рис. 52, 53) прикрепляется по краям вертлужной впадины, при этом вертлужная губа находится в полости сустава. На шейке бедренной кости капсула сустава прикрепляется на 3/4 длины ее верхней поверхности. На передней поверхности шейки она прикрепляется по межвертельной линии, а на нижней фиксируется у основания малого вертела. На задней поверхности шейки капсула тазобедренного сустава не доходит до межвертельного гребня и может быть прикреплена на различном расстоянии — от половины и менее длины шейки до 2/3 ее длины.
| Рис. 53. Тазобедренный сустав фронтальный разрез 1 — круговая зона; 2 — связка головки бедренной кости; 3 — связка вертлужной впадины; 4 — суставная сумка |  |
Связки, укрепляющие тазобедренный сустав, делятся на внутрисуставные и внесуставные. Внутрисуставная связка представлена треугольной связкой головки бедренной кости (lig. capitis femoris) (рис. 53), которая начинается от краев вырезки вертлужной впадины и идет ко дну ямки головки бедренной кости. Эта связка, вопреки своему названию, проходит не внутри капсулы сустава, она всего лишь со всех сторон окружена синовиальной оболочкой. Связка служит амортизатором, предупреждая проломы дна вертлужной впадины. Над вырезкой вертлужной впадины натянута поперечная связка вертлужной впадины (lig. transversum acetabuli) (рис. 53).
| Рис. 54. Коленный сустав вид спереди 1 — надколенник; 2 — большеберцовая коллатеральная связка; 3 — связка надколенника; 4 — малоберцовая коллатеральная связка; 5 — бугристость малоберцовой кости; 6 — бугристость большеберцовой кости |  |
В глубоких слоях капсулы тазобедренного сустава находится связка, охватывающая шейку бедренной кости и составляющая основу фиброзного слоя суставной сумки, — круговая зона (zona orbicularis) (рис. 53). Ее пучки прикрепляются на нижней передней подвздошной ости. С прилежащими участками тазовых костей круговая зона соединяется при помощи седалищно-бедренной и лобково-бедренной связок.
Седалищно-бедренная связка (lig. ischiofemorale), ограничивающая вращение бедра вовнутрь, соединяет задние отделы суставной капсулы с телом седалищной кости.
Лобково-бедренная связка (lig. pubofemorale) (рис. 52), ограничивающая отведение бедра, проходит от верхней ветви лобковой кости к малому вертелу.
Самая мощная в скелете подвздошно-бедренная связка (lig. iliofemorale) (рис. 52) расположена на передней поверхности тазобедренного сустава. В связке, достигающей толщины 7—8 мм и ширины 7—8 см, выделяют латеральную и медиальную части. Она проходит от передней нижней ости подвздошной кости, прикрепляется на медиальной и передней поверхностях большого вертела (по межвертельной линии, доходя до малого вертела) и ограничивает возможное разгибание в суставе (предотвращает движение бедренной кости вокруг фронтальной оси назад).
Коленный сустав (articulatio genus) блоковидный, образован проксимальным эпифизом большеберцовой кости и суставными поверхностями мыщелков бедренной кости. Основные движения происходят вокруг фронтальной оси (сгибание-разгибание). Сгибание и разгибание в коленном суставе дополняются возможностью небольшого по амплитуде вращения голени вокруг ее вертикальной оси.
Сустав малоконгруэнтный (то есть суставные поверхности в нем не вполне соответствуют друг другу по форме): мыщелки большеберцовой кости вогнуты не столь значительно по сравнению с заметно выпуклыми мыщелками бедренной кости. Кроме того, поскольку латеральный мыщелок бедренной кости меньше медиального, при сочленении костей образуется небольшой угол, открытый кнаружи. Неконгруэнтность суставных поверхностей компенсируется за счет серповидных внутрисуставных хрящей — латерального и медиального менисков (menisci lateralis et medialis) (рис. 55, 56). Внутренний край менисков свободен, передние и задние их поверхности сращены с большеберцовой костью (спереди и сзади от межмыщелкового возвышения). Передние концы менисков связывает поперечная связка колена (lig. transversum genus).
| Рис. 55. Коленный сустав с удаленной суставной капсулой 1 — бедренная кость; 2 — задняя крестообразная связка; 3 — передняя крестообразная связка; 4 — малоберцовая коллатеральная связка; 5 — медиальный мениск; 6 — латеральный мениск; 7 — большеберцовая коллатеральная связка; 8 — большеберцовая кость; 9 — связка надколенника; 10 — надколенник |  |
С утолщенными наружными краями менисков прочно сращена суставная капсула (capsula articularis) (рис. 56). Таким образом, полость сустава (cavitas articulare) (рис. 56) делится на два отдела: бедренно-менисковый и большеберцово-менисковый. На костях суставная капсула прикрепляется на передней стороне бедренной кости — на 4—5 см выше суставного хряща, с боков проходит между мыщелками и надмыщелками, оставляя последние свободными, а сзади достигает суставной поверхности мыщелков, проходя непосредственно по краю хряща. Капсула сустава прикреплена также по краям хрящевой поверхности надколенника, а на большеберцовой кости прикрепляется ниже мыщелков по краю суставного хряща.
Сращение фиброзного и синовиального слоев суставной капсулы прерывается в области верхушки надколенника, где они разделены скоплением жировой ткани, образующим крыловидные складки (plisa alaris) (рис. 56). Кроме того, в местах перехода синовиальной оболочки с составляющих сустав костей образуется порядка 12—13 синовиальных сумок; большинство, находясь под сухожилиями мышц, снижает их трение о кость; через некоторые из этих сумок между собой сообщаются передние и задние отделы полости сустава.
Помимо поперечной связки, внутри сустава находятся передняя (lig. cruciatum anterius) (рис. 55, 56) и задняя (lig. cru-ciaum posterius) (рис. 55, 56) крестообразные связки, проходящие под фиброзным слоем суставной сумки, но вне ее синовиальной оболочки, которая, начинаясь с мыщелков бедра, захо- дит на переднюю поверхность крестообразных связок, охватывая их спереди и с боков (тем самым синовиальная оболочка разделяет наружный и внутренний отделы коленного сустава). Крестообразные связки соединяют бедренную и большеберцовую кости. Передняя крестообразная связка, начинаясь от внутренней поверхности латерального мыщелка бедренной кости, прикрепляется перед межмыщелковым возвышением большеберцовой кости. Задняя крестообразная связка начинается от наружной поверхности медиального мыщелка бедренной кости и прикрепляется позади межмыщелкового возвышения.
| Рис. 56. Коленный сустав вертикальный разрез 1 — бедренная кость; 2 — суставная капсула; 3 — суставная полость; 4 — надколенник; 5 — медиальный мениск; 6 — крыловидная складка; 7 — передняя крестообразная связка; 8 — задняя крестообразная связка; 9 — связка надколенника; 10 — большеберцовая кость |  |
Большеберцовая коллатеральная связка (lig. collaterale tibiale) (рис. 54, 55) — веерообразная связка, укрепляющая сустав с медиальной стороны. Она сращена с капсулой и медиальным мениском сустава; начинаясь от медиального надмыщелка бедренной кости, эта связка веерообразно прикрепляется к медиальному мыщелку большеберцовой кости.
Малоберцовая коллатеральная связка (lig. collaterale fibulare) (рис. 54, 55) по форме веретенообразная, укрепляет сустав с латеральной стороны. С капсулой сустава не связана. Соединяет латеральный надмыщелок бедренной кости с головкой малоберцовой кости.
Связка надколенника (lig. patellaes) (рис. 54, 55, 56), которая является частью сухожилия четырехглавой мышцы бедра, фиксируясь на бугристости большеберцовой кости, укрепляет коленный сустав спереди. Сзади суставную капсулу укрепляют подколенные связки — дугообразная и косая.
Межберцовый сустав (articulatio tibiofibularis) соединяет проксимальные эпифизы большеберцовой и малоберцовой костей. По форме сустав плоский, допускает незначительные скользящие движения. Капсула сустава, прикрепляющаяся по краю суставных поверхностей, укреплена передней и задней связками головки малоберцовой кости (ligg. capitis fibulae anterius et posterius).
Дистальные эпифизы большеберцовой и малоберцовой костей голени соединяются передней и задней межберцовыми связками (ligg. tibiofibularia anterius et posterius) (рис. 57).
Голеностопный сустав (articulatio talocruralis) (рис. 58) образован нижней суставной поверхностью большеберцовой кости, а также медиальной и латеральной лодыжками, охватывающими боковые поверхности блока таранной кости. Сустав блоковидный, вращение в нем происходит вокруг фронтальной оси. Обширная суставная сумка прикрепляется по краю хрящевой поверхности образующих сустав костей.
Голеностопный сустав укрепляется прочными связками и сухожилиями, которые окружают его со всех сторон.
Дельтовидная связка (lig. deltoideum) (рис. 57) наиболее прочная, укрепляет сустав с внутренней стороны. Связка проходит веерообразно от медиальной лодыжки к ладьевидной, таранной и пяточной костям.
| Рис. 57. Связки и суставы стопы тыльная поверхность 1 — передняя межберцовая связка; 2 — передняя таранно-малоберцовая связка; 3 — дельтовидная связка; 4 — пяточно-малоберцовая связка; 5 — межкостная таранно-пяточная связка; 6 — боковая таранно-пяточная связка; 7 — раздвоенная связка; 8 — тыльные предплюсне-плюсневые связки; 9 — тыльные плюсневые связки; 10 — капсула плюснефалангового сустава; 11 — капсула межфалангового сустава; 12 — коллатеральные связки |  |
Пяточно-малоберцовая (lig. calcaneofibulare) (рис. 57), передняя таранно-малоберцовая (lig. talofibulare anterius) (рис. 57) и задняя таранно-малоберцовая (lig. talofibulare posterius) (рис. 58) связки укрепляют сустав с наружной стороны. Все три связки проходят от латеральной лодыжки соответственно к пяточной кости и к переднему и заднему краям таранной кости.
Подтаранный, таранно-пяточно-ладьевидный, пяточно-кубовидный и клиноладьевидный суставы соединяют соответствующие кости предплюсны.
Цилиндрический подтаранный сустав (articulatio subtalaris) (рис. 58) образован таранной и пяточной костями. Капсула сустава, проходящая по краю суставных поверхностей, укреплена боковой таранно-пяточной связкой (lig. talocalcaneum laterale) (рис. 57). В пазухе предплюсны залегает межкостная таранно-пяточная связка (lig. talocalcaneum interossum) (рис. 57, 58).
Не сообщающиеся между собой таранно-ладьевидный и пяточно-кубовидный суставы объединяют в поперечный сустав предплюсны (articulatio tarsi transversa), сустав Шопара (рис. 58). Таранно-ладьевидный сустав укрепляется связками, соединяющими ладьевидную кость с кубовидной, пяточной и таранной. Дополнительно сумка сустава укреплена сухожилиями передней и задней большеберцовых мышц. Пяточно-кубовидный сустав укрепляется тыльной и подошвенной связками, а также мощной раздвоенной связкой (lig. bifucatum) (рис. 57, 58), соединяющей пяточную кость с кубовидной и ладьевидной. Эта связка, прикрывающая часть капсулы сустава, является «ключом» к суставу Шопара.
Пяточно-кубовидный сустав (articulatio calcaneocuboidea) (рис. 58) седловидный, образован суставными поверхностями соответствующих костей. Движения в суставе происходят вокруг продольной оси, при этом возможны скользящие (вращательные) смещения, увеличивающие амплитуду движений, обеспечиваемых двумя другими суставами: подтаранным и таранно-пяточно-ладьевидным.
Таранно-пяточно-ладьевидный сустав (articulatio talocalcaneonavicularis) (рис. 58) шаровидный, образован головкой таранной кости, передней суставной поверхностью пяточной и впадиной ладьевидной костей. Сустав функционирует вместе с цилиндрическим подтаранным суставом. Помимо мощной межкостной связки, соединяющей таранную и пяточную кости, капсулу сустава укрепляют связки, расположенные на тыльной и подошвенной сторонах стопы.
| Рис. 58. Связки и суставы стопы распил через голеностопный сустав 1 — голеностопный сустав; 2 — задняя таранно-малоберцовая связка; 3 — подтаранный сустав; 4 — межкостная таранно-пяточная связка; 5 — раздвоенная связка; 6 — таранно-пяточно-ладьевидный сустав; 7 — пяточно-кубовидный сустав; 8 — поперечный сустав предплюсны; 9 — клиноладьевидный сустав; 10 — предплюсне-плюсневые суставы; 11 — межкостная клиноплюсневая связка; 12 — межкостные плюсневые связки; 13 — плюснефаланговые суставы; 14 — межфаланговые суставы стопы |  |
Клиноладьевидный сустав (articulatio cuneonavicularis) (рис. 58) плоский, допускающий скользящие движения. Сустав образуют передняя суставная поверхность ладьевидной и задние суставные поверхности клиновидных костей. Суставная капсула, прикрепляющаяся по краю суставных поверхностей, укрепляется межкостными, подошвенными и тыльными связками.
Предплюсне-плюсневые суставы (articulationes tarsometatarsales) (рис. 58) плоские, с возможностью незначительных скользящих движений. Укрепляются тыльными, подошвенными и межкостными связками. Межкостные плюсневые связки (ligg. metatarsea interossea) (рис. 58) находятся между основаниями плюсневых костей, а тыльные (ligg. tarsometatarsea dorsalia) (рис. 57) — на тыльной поверхности суставов. К предплюсне-плюсневому суставу относятся три не сообщающихся между собой соединения (кубовидной кости с IV и V плюсневыми и клиновидных костей с I, II и III плюсневыми костями). Вместе они образуют поперечно расположенный сустав Лисфранка, укрепляемый межкостной клиноплюсневой связкой (lig. cuneometatarseum interosseum) (рис. 58), соединяющей медиальную клиновидную кость с основанием II плюсневой кости. Помимо связок, соединяющих названные кости в единый предплюсне-плюсневой сустав, суставная капсула укрепляется сухожилиями прилежащих мышц.
Плюснефаланговые суставы (articulationes metatarsophalangeales) (рис. 58) шаровидные, образованы соединением оснований проксимальных фаланг с головками соответствующих костей плюсны. В суставах возможны небольшие по амплитуде движения вокруг фронтальной и вертикальной осей (сгибание-разгибание и отведение-приведение). Вспомогательные связки тормозят возможные боковые смещения. Плюснефаланговые суставы укреплены глубокой поперечной плюсневой связкой, а также коллатеральными и подошвенными связками.
Межфаланговые суставы стопы (articulationes interphalangeales pedis) (рис. 58) блоковидные, соединяют головки вышерасположенных фаланг с основаниями нижерасположенных. Межфаланговые суставы обеспечивают сгибание-разгибание пальцев; укреплены коллатеральными связками.
Источник
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