Сколько осей в тазобедренном суставе

На рентгеновских снимках анатомия тазобедренного сустава выглядит просто и понятно даже далёким от медицины людям, однако, всё не так банально, как кажется на первый взгляд. Хотя сочленение состоит всего из двух костей и визуально напоминает обычный шарнир, его полноценная работа включает гораздо больше возможностей, нежели простое вращение в строго ограниченном радиусе. Сустав обеспечивает полноценную ходьбу, поддерживает организм в вертикальном положении и помогает нижним конечностям справляться с высокими нагрузками. В чём заключаются анатомические особенности тазобедренного сочленения, от чего зависит нормальная физиология сустава и как она изменяется с возрастом? Давайте рассмотрим сложные вопросы ортопедической анатомии более наглядно и последовательно.

Базовая анатомия тазобедренного сустава: кости, образующие сочленение

Тазобедренный сустав человека образуют две кости, поверхности которых в идеале совпадают, словно кусочки паззла. Вертлужная впадина на поверхности подвздошной кости играет роль своеобразной лузы, в которую погружается шарообразный отросток бедренной кости — головка, полностью покрытая прочным и эластичным хрящиком. Такой комплекс напоминает шарнир, вращение которого достигается за счёт гармоничного совпадения размеров и форм примыкающих костно-хрящевых структур.

Мягкое и безболезненное скольжение между двумя довольно плотно примыкающими костями достигается благодаря особому строению хрящевых тканей. Комбинация коллагеновых и эластиновых волокон позволяет поддерживать жёсткую и одновременно упругую структуру хрящей, а молекулы протеогликанов и входящей в состав воды гарантируют необходимую податливость и эластичность. Кроме того, именно эти вещества отвечают за своевременное выделение оптимального количества суставной жидкости, которая служит амортизатором во время движения, защищая чувствительные хрящики от истирания.

Полость сустава ограничена специальной капсулой, основу которой составляют фиброзные волокна. Эти молекулы отличаются повышенной прочностью, благодаря чему даже под большим давлением сустав сохраняет свою целостность и первоначальную форму. Впрочем, этот резерв не безграничен, и на 100 % гарантировать невозможность вывиха, к сожалению, нельзя: при неадекватных нагрузках, сильнейшем давлении извне или резком смещении в пространстве столь нетипичная травма вполне реальна.

Тазобедренный сустав: анатомия связочного аппарата

Очень важную роль в функциональности тазобедренного сустава играют связки. Именно эти сверхпрочные волокна поддерживают оптимальную форму сустава, обеспечивают в должной мере подвижность и активность сочленения, защищают от травм и деформации. Связочный аппарат тазобедренного сустава представлен мощнейшими волокнами:

• Подвздошно-бедренная — самая мощная и прочная связка человеческого организма, способная выдержать неимоверную нагрузку без разрывов и растяжений. Экспериментальные опыты показали, что её волокна способны выдерживать нагрузку, сравнимую с тяжестью 3 центнеров. Именно благодаря этому сустав остаётся защищённым при интенсивных тренировках, неудачных движениях и прочих неприятных неожиданностях, затрагивающих подвижность бедренного сочленения.
• Седалищно-бедренная — куда более тонкая и мягкая связка, контролирующая степень пронации бедренной кости. Она как бы вплетается внутрь суставной капсулы, располагаясь от седалищной косточки вплоть до вертельной ямки.
• Лобково-бедренная связка отвечает за угол отведения свободной бедренной кости нижней конечности. Её волокна, как и седалищно-бедренная связка, проникают в суставную капсулу, однако, берут своё начало не у седалищной кости, а у лобкового сочленения.
• Круговая связка не покидает пределы суставной капсулы. Как следует из названия, она располагается по кругу, охватывая плотной петлёй головку и шейку бедренной кости и закрепляясь на передней поверхности нижней кости.
• Связка головки бедренной кости — самая оригинальная в анатомии тазобедренного сустава. В отличие от своих «коллег», она не защищает непосредственно сустав и не контролирует его подвижность; функции этой связки заключаются в сохранении кровеносных сосудов, которыми она пронизана. Такая особенность объясняется её расположением, совпадающим с траекторией сосудов: связка начинается у вертлужной впадины и заканчивается на головке бедренной кости.

Анатомические особенности и функции мышечного каркаса

Мускулатура тазобедренного сустава представлена волокнами различного рода и функциональности. Это связано в первую очередь с разнообразной траекторией движения, которую может выполнять бедро. Так, если классифицировать мышечные волокна на группы по функциям, в анатомии тазобедренного сустава следует выделить:

• Поперечную, или фронтальную, группу мышц, которая отвечает за сгибание и разгибание нижней конечности в области таза. Среди них присутствуют мышцы-сгибатели (портняжная, подвздошно-поясничная, гребенчатая, прямая, напрягатель широкой фасции) и мышцы-разгибатели бедра (большая ягодичная, большая приводящая, полусухожильная, полуперепончатая и двуглавая). Благодаря их скоординированной работе человек может садиться и вставать, присаживаться на корточки и принимать вертикальное положение, подтягивать ноги к груди и выпрямляться.
• Переднезадние, или сагиттальные, мышцы регулируют приведение-отведение ноги. К этой группе относятся приводящие (большая, короткая и длинная приводящие, тонкая и гребенчатая) и отводящие (внутренняя запирательная, напрягатель широкой фасции, близнецовая, грушевидная, средняя и малая ягодичные) мышечные волокна.
• Продольная группа мышц координирует вращение бедра. Здесь выделяют мышцы-супинаторы (близнецовая, грушевидная, подвздошно-поясничная, квадратная, портняжная, запирательная, большая ягодичная и задние группы средней и малой ягодичных волокон) и пронаторы (напрягатель широкой фасции, полусухожильная, полуперепончатая, передняя группа средней и малой ягодичных волокон).

Каждая из представленных в анатомии тазобедренного сустава мышц выполняет не только двигательную функцию: мощные волокна забирают на себя часть нагрузки при движениях. И чем более они натренированы, тем лучше справляются с давлением, разгружая тем самым сустав и выполняя амортизирующую функцию. Благодаря этому снижается ещё и вероятность травматизма при неудачных движениях, поскольку мышцы более мобильны и растяжимы, нежели ткани сустава.

Нервные волокна, примыкающие к тазобедренному суставу

Как и любой сустав организма человека, тазобедренное сочленение не отличается высокой организацией нервной системы: локализованные в этой области окончания в основном иннервируют мышечные волокна, регулируя степень чувствительности и скоординированную работу каждой группы мышц в ответ на внешнее воздействие. Условно все нервные волокна тазобедренной области можно разделить на 3 группы:

• передненаружные, к которым относятся ветви бедренного нерва;
• передневнутренние — ветви запирательного нерва;
• задние — ветви седалищного нерва.

Каждая группа локализована в определённом участке бедра, за который и отвечает в сложном устройстве нервной системы организма в целом и нижних конечностей в частности.

Кровообращение тканей тазобедренного сустава: анатомия артерио-венозного русла

В питании и снабжении кислородом тканей тазобедренного сустава принимают участие артерия круглой связки, восходящая ветвь латеральной и глубокая ветвь медиальной артерий, огибающих бедренную кость, а также определённые ветви наружной подвздошной, нижней подчревной, верхней и нижней ягодичных артерий. Причём значимость каждого из этих сосудов неодинакова и может изменяться с возрастом: если в юности сосуды круглой связки переносят ощутимое количество крови к головке бедра, то с годами этот объём снижается примерно до 20—30 %, уступая место медиальной огибающей артерии.

Физиологические возможности тазобедренного сустава

Тазобедренный сустав может выполнять движения сразу в трёх плоскостях — фронтальной, сагиттальной и вертикальной. Благодаря продуманному природой строению сустава человек может с лёгкостью сгибать и разгибать бедро, отводить его в сторону и приводить в исходное положение, вращать во всех направлениях, причём на довольно ощутимый угол, величина которого может варьировать в зависимости от анатомических особенностей и натренированности связочного аппарата. Но и это ещё не всё: тазобедренный сустав является одним из немногих соединений, способных переходить из фронтальной в сагиттальную ось, обеспечивая свободной конечности круговое движение в полном объёме. Именно от этой способности в первую очередь зависит подвижность человека, его физические данные и способности к определённым видам спорта (например, гимнастике, лёгкой атлетике, аэробике и т. д.).

Обратной стороной медали является быстрый износ хрящевых поверхностей тазобедренного сустава. Тазовые и бедренные кости переносят максимальную нагрузку во время ходьбы, бега и других видов физической активности, соответственно, это давление переносится и на суставы. Ситуация может усугубляться чрезмерно высоким весом, слишком интенсивной физической активностью или, наоборот, пассивным образом жизни, при котором мышечный аппарат практически не защищает сустав от деформации. В результате этого хрящевые поверхности начинают истираться, воспаляться и становиться тоньше, появляется болезненность, а траектория движений значительно ограничивается. Даже малейшее отклонение в состоянии мышц, связок или костей тазобедренного сустава может привести к серьёзной патологии, которая впоследствии потребует длительного и интенсивного лечения. 

Впрочем, восстановление полноценной функции сочленения возможно не всегда: в некоторых случаях требуется оперативное вмешательство, при котором поражённые ткани заменяются протезом. Чтобы этого не произошло, стоит смолоду следить за состоянием опорно-двигательного аппарата, заниматься укреплением суставов, разумно и умеренно тренировать мышечный каркас и заботиться о правильном и полноценном питании организма. Только таким образом можно защитить суставы от разрушения, а себя — от болезненных ощущений, скованности движений и утомительного лечения!

Тазобедренный сустав — это проксимальный сустав нижней конечности. Будучи расположенным у ее основания, он позволяет конечности занимать любое положение в пространстве. Тазобедренный сустав имеет три оси и три степени свободы движений:

• поперечную ось ХОХ’, лежащую во фронтальной плоскости, вокруг которой осуществляются движения сгибания — разгибания;

• сагиттальную ось УОУ’, лежащую в переднезадней плоскости и проходящую через центр О сустава; вокруг этой оси происходят движения приведения — отведения;

• вертикальную ось OZ, совпадающую с продольной осью нижней конечности OR, когда тазобедренный сустав находится в «выпрямленном» положении. Вокруг нее происходят вращения нижней конечности внутрь и наружу.

Движения бедра осуществляются с помощью одногоединственного тазобедренного сустава. Это энартроз — шаровидный сустав со значительной степенью замыкания. В этом отношении он существенно отличается от плечевого сустава — настоящего суставного комплекса, в котором лопаточно-плечевой сустав также является энартрозом, но более открытым и обладающим большей амплитудой движения за счет меньшей устойчивости.

Объем движений в тазобедренном суставе более ограничен, что отчасти удается компенсировать за счет подвижности поясничного отдела позвоночника. Этот недостаток компенсируется большой стабильностью сустава.

Тазобедренный сустав работает по типу компрессии, поскольку должен выдержать вес всего туловища, тогда как плечевой сустав занят элонгацией — вытягиванием.

Хоть тазобедренный сустав и имеет три оси и три степени свободы движений, как плечевой, однако он не обеспечивает большой амплитуды движения, особенно в отведении (абдукции). Поэтому мы не можем наблюдать в тазобедренном суставе феномена, равного парадоксу Кодмана в плечевом суставе. Этот псевдопарадокс не существует для нижней конечности.

1. Тазобедренный сустав — сустав у основания нижней конечности 2. Ориентация головки бедра и вертлужной впадины

Ориентация головки бедра и вертлужной впадины

Тазобедренный сустав относится к суставам шаровидного типа и имеет сферические суставные поверхности.

Головка бедренной кости.

Она (рис. 32, вид спереди) образована примерно 2/3 сферы диаметром 4-5 см. Через ее геометрический центр О проходят три оси сустава: горизонтальная 1, вертикальная 2 и переднезадняя 3.

Головка бедренной кости поддерживается шейкой бедра, которая обеспечивает соединение с диафизом.

Ось шейки бедра (стрелка А) идет наклонно кверху, кнутри и кпереди. У взрослых она образует с диафизом бедренной кости D угол в 125°, а с фронтальной плоскостью — в 10-30° (рис. 38, вид сверху). Этот угол открыт кнутри и кпереди, его также называют углом антеверсии. Поэтому (рис. 35, вид сзади и изнутри) фронтальная плоскость, проходящая через центр головки бедра и ось мыщелков бедренной кости (плоскость Р), оставляет позади себя диафиз бедра и его верхнюю часть. На этой плоскости Р находится механическая ось ММ’ нижней конечности, и эта ось образует угол от 5° до 7° с осью диафиза D.

Форма головки и шейки бедра существенно разнится, что, согласно антропологам, является результатом функциональной адаптации. Описаны два крайних типа (см. рис. 36, по П. Беллюгу (Paul Bellugue)).

• Длинный тип: головка бедра занимает более 2/3 сферы, а величина шеечно-диафизарного угла максимальна (1=125° D=25°). Диафиз бедра тонкий, таз узкий, малых размеров. Это благоприятствует большому объему движений в тазобедренном суставе и соответствует адаптации к скорости движения а, с.

• Короткий тип: головка чуть больше полусферы, а шеечно-диафизарный угол минимален (1=115°, D=10°). Диафиз более мощный, таз большой и широкий. Объем движений меньше, а проигрыш в скорости компенсируется большей устойчивостью сустава b, d. Сустав такой конфигурации более «мощный».

Вертлужная впадина.

Вертлужная впадина (рис. 33, вид снаружи) расположена на наружной поверхности подвздошной кости и на месте соединения трех своих частей вмещает головку шейки бедра. Она имеет форму полусферы с четко очерченным краем L. По бокам ее выстилает подковообразный суставной хрящ Са, который внизу прерывается вертлужной вырезкой. Центральная часть впадины глубже, чем та, что покрыта суставным хрящом, и не сочленяется непосредственно с головкой бедра. Это задняя часть вертлужной ямки Af, и отделяется она от внутренней поверхности тазовой кости тонкой костной пластинкой (рис. 34, прозрачная кость). Центр вертлужной впадины О расположен на перекрещении двух диагоналей АР и ЕТ (А – осевой бугорок, Р — лобковая кость, Е — передневерхняя подвздошная ость, Т — седалищная бугристость). Позже будет показано (см. стр. 34), как суставная губа La прикрепляется к краю впадины.

Вертлужная впадина ориентирована латерально, книзу и кпереди (рис. 38, стрелка А’ показывает ее ось).

Вертикальный срез вертлужной впадины (рис. 37) показывает, что она «смотрит» вниз. Ось вертлужной впадины образует с горизонталью угол в 30^40°, так что верхняя часть впадины как бы латерально «нависает» над головкой бедра. Этот выступ выражается углом нависания W (угол Виберга (Wiberg)), который в норме составляет 30°. Крыша вертлужной впадины испытывает большое давление со стороны головки бедра, поэтому в верхней ее части суставной хрящ впадины и головки бедра самый толстый. Горизонтальный срез (рис. 37) показывает ориентацию вертлужной впадины кпереди: ось вертлужной впадины А’ составляет угол в 30^10° с фронтальной плоскостью. Сюда также включаются вертлужная ямка Af, лежащая глубже суставного хряща Са; суставная губа LA, переходящая в край вертлужной впадины.

Плоскость, касательная от вертлужной впадины к краю Р, идет наклонно кпереди и кнутри. В реальности изображения, соответствующие этим плоскостям сечения, можно получить следующим образом:

• для вертикально-фронтального среза томограмма дает картину, близкую к рис. 36;

• для горизонтального и вертикально-фронтального срезов компьютерная томография тазобедренного сустава дает картину, близкую к рис. 38, и позволяет измерить угол антеверсии вертлужной впадины и шейки бедра. Эти данные могут оказаться полезными при диагностике дисплазии тазобедренного сустава.