Возрастные особенности коленных суставов

Формирование суставов в онтогенезе человека связано со сроками окостенения участвующих в их образовании костей, определяющих форму и рельеф суставных поверхностей, а также с особенностями развития суставных капсул и связок.

К моменту рождения все суставы имеют основные анатомические структуры, подвергающиеся в течение жизни изменениям. Ведущая роль в процессе их дальнейшего формирования и развития принадлежит силе тяжести вышележащих частей тела (статическим нагрузкам) и уровню физической активности в различных возрастных периодах.

Грудино-ключичный сустав. Грудинный конец ключицы у новорожденного имеет шаровидную форму; седловидный изгиб его начинает формироваться на первом году жизни, к 2-3 годам он хорошо выражен, а к 5-7 годам имеет форму такую же, как у взрослого, в дальнейшем увеличиваясь в размерах. Суставная поверхность рукоятки грудины растет, одновременно углубляясь, такими же темпами. Одновременно с суставными концами костей растет и диск между ними, но медленнее. Толщина диска с возрастом уменьшается, он плотнее сростается с капсулой сустава. Капсула постепнно утолщается. К 10-12 годам заметно утолщаются укрепляющие ее связки. Окончательного развития все элементы сустава достигают к 18-20 годам.

Акромиально-ключичный сустав. Его щелевидная полость у новорожденного относительно больше, чем у взрослого, что при слабости капсулы и связок его обеспечивает и больший, чем у взрослого, объем движений в суставе. Утолщение капсулы и связок начинается с 2-3 лет. К 12-14 годам сустав достигает дефинитивного состояния.

Плечевой сустав. У новорожденного он образован полностью хрящевой суставной впадиной лопатки, имеющей овальную форму, с плоской поверхностью и невысокой хрящевой губой, а также полностью хрящевой шаровидной головкой плечевой кости, имеющей с телом (диафизом) кости угол 170°(на 30° больше, чем у взрослого). Суставная капсула тесная, сильно натянута. В нижнем ее отделе имеются складки. Из-за неравномерного расположения волокнистых структур ее толщина в разных отделах неодинакова. Клювовидно-плечевая связка, идущая от основания клювовидного отростка лопатки и вплетающаяся в капсулу сустава, короткая, плотная, хорошо развита. Клювовидно-акромиальная связка лопатки имеет косое направление и тесно прилежит к капсуле сустава. Все эти анатомические особенности: положение отростков лопатки, связок, угол наклона эпифиза плеча к его диафизу, малые размеры капсулы резко ограничивают отведение плеча, вращение его вокруг вертикальной оси.

Развитие костей и нарастающая двигательная активность изменяют структуру плечевого сустава. К 4-м годам суставная впадина лопатки увеличивается в размерах и приобретает овоидную форму и вогнутость, свойственную взрослому, разрастается хрящевая суставная губа. Полное формирование суставной впадины лопатки заканчивается к концу пубертатного периода — к 15-16 годам. К 10-12-летнему возрасту клювовидный отросток лопатки занимает типичное положение, смещаясь вверх, что изменяет положение клювовидно-акромиальной связки. Угол между головкой и телом плечевой кости уменьшается до 140°. Это способствует увеличению объема движений. Максимум подвижности в суставе приходится на 8-10 лет. В укреплении плечевого сустава ведущая роль принадлежит мышцам. Будучи рыхло связанными с капсулой в первые месяцы жизни, они в дальнейшем своими сухожильными частями вплетаются в нее по всей поверхности, за исключением нижнего отдела, остающегося наиболее слабым местом капсулы.

Подвижность в соединениях пояса верхней конечности и в плечевом суставе увеличивается до 10-12 лет, до 16 лет показатели ее сохраняются на высоком уровне, а затем начинают снижаться, особенно резко после 50 лет.

Локтевой сустав. К моменту рождения концы плечевой, локтевой и лучевой костей хрящевые. Венечная ямка, локтевая и лучевая ямки плеча и борозда блока выражены слабо. Это же относится и к лучевой вырезке локтевой кости. Слабо развит локтевой отросток. Размеры суставной капсулы относительно велики, ее толщина спереди больше, чем сзади. Коллатеральные связки развиты слабо и еще не дифференцируются от суставной капсулы. Кольцевая связка лучевой кости слабая. Просторная капсула образует вдавление в полость сустава в области локтевой, лучевой и венечной ямок, а между плечевой и лучевой костями образуется своеобразный мениск — складка синовиальной оболочки с подлежащей жировой тканью. Самое слабое место капсулы — область ее прикрепления к краям венечной ямки.

На 1-м году жизни складка (мениск), разделявшая плечевую и лучевую кости, исчезает. В раннем детстве капсула остается просторной, коллатеральные связки удлиняются, объем движений возрастает. Анатомическая структура локтевого отростка в раннем детстве создает предпосылки для переразгибания предплечья в суставе. Сохраняющаяся тонкость и слабость кольцевой связки, а также скошенность головки лучевой кости являются условиями для выскальзывания последней из связки, в результате чего возможны подвывихи в плечелучевом суставе у детей раннего возраста. Большую роль в укреплении локтевого сустава в первые годы жизни играет мышца-супинатор. В ней два слоя — поверхностный и глубокий. Сухожильные волокна глубокого слоя вплетаются в капсулу сустава с лучевой стороны, укрепляя коллатеральную лучевую связку.

К 16-ти годам капсула и связочный аппарат сустава достигают дефинитивного состояния. Сгибательно-разгибательная подвижность увеличивается в локтевом суставе до 11-12 лет и долго сохраняется примерно на одном уровне, снижаясь после 40 лет. Пронаторно-супинаторная подвижность предплечья увеличивается только до 8-10 лет.

Ранние занятия спортом (гимнастикой) при слабости мышц, принимающих участие в укреплении локтевого сустава, и незавершенности его развития при больших нагрузках могут привести к деформации сустава, нежелательному переразгибанию, сохраняющемуся на всю жизнь, что создает дополнительную нагрузку на мышцы-сгибатели предплечья в локтевом суставе, способствует повреждению капсулы, вывихам, переломам костей.

Лучезапястный сустав. На первом году жизни он образован хрящевым дистальным эпифизом лучевой кости и хрящевыми телами развивающихся костей проксимального ряда запястья — ладьевидной, полулунной и трехгранной. Его суставная капсула тесно натянута в большей степени с ладонной стороны, что ограничивает разгибание кисти. Связки плохо дифференцированы от капсулы. Дальнейшее формирование сустава определяется сроками окостенения образующих его костей.

На первых годам практически отсутствует, становясь выраженным к 7-ми годам, а полностью формируясь к 10-13-ти годам, канал кисти — углубление на ладонной поверхности сустава, служащее ложем для сухожилий мышц-сгибателей. Канал кисти с его поперечной связкой создает достаточную опору идущим в нем сухожилиям к 16-ти годам.

Связочный аппарат сустава, в частности коллатеральные связки, достигают максимальной прочности к периоду полового созревания.

Капсула сустава в течение всей жизни имеет ряд слабых мест, преимущественно на тыльной стороне, что служит предпосылкой возникновения выпячиваний ее, при повреждении которых могут возникать воспалительные процессы.

Ранняя спортивная специализация без учета степени развития образующих сустав структур может существенно сказаться на его формировании. Так, при начале занятий гимнастикой с 5-6 лет типичная для сустава эллипсовидная форма может преобразоваться в шаровидную, обеспечивающую больший объем движений вокруг всех осей, включая вертикальную. В противоположность этому, у баскетболистов сустав становится менее подвижным, приобретая форму более вытянутого в поперечном направлении эллипса, что ограничивает боковые движения (вокруг сагиттальной оси), одновременно увеличивая объем сгибания и разгибания в общей сложности до 200°.

Увеличение активной подвижности в суставе наблюдается до 31-40 лет, объем пассивных движений кисти уменьшается после 8-9 лет.

Тазобедренный сустав. У новорожденного он образован преимущественно хрящевой вертлужной впадиной тазовой кости и полностью хрящевой головкой бедренной кости. Вертлужная впадина имеет овальную форму размером 18×14 мм, по краям ее расположена невысокая хрящевая губа. Сама впадина уплощена, особенно сглажен ее верхний край, что является предпосылкой для врожденных вывихов бедра. В связи с прямохождением и под действием сил тяжести объем вертлужной впадины быстро увеличивается. К 6-ти годам она приобретает округлые очертания (размер ее становится равным 31×30 мм), более высокой становится хрящевая губа. Быстро изменяется и бедренная кость. Укороченная поначалу ее шейка, расположенная при рождении под углом к телу кости в 150°, к 5-6-ти годам удлиняется, а величина угла уменьшается до 140°.

Капсула сустава у новорожденного тонкая, натянутая. Толщина ее переднего отдела – 1-2 мм, а сзади и снизу — 0,2-0,3 мм. Связки плохо дифференцируются. Синовиальная оболочка прикрепляется к наиболее выступающим частям суставной губы и по границе суставной поверхности головки бедра. Она менее обширная, чем фиброзная оболочка капсулы, прикрывающая также шейку бедренной кости и крепящаяся по межвертельному гребню и межвертельной линии. Синовиальная оболочка образует круговой карман вокруг вертлужной впадины, который покрывает край суставной губы, а на бедренной кости образует ряд складок в виде валика, содержащего значительное количество жировой ткани.

Связка головки бедра первично плоская, ее длина примерно равна диаметру головки бедра — 8-11 мм. В толще этой связки, а ширина ее у места начала в ямке вертлужной впадины – 4-7 мм и 4-6 мм – у головки бедра при толщине на всем протяжении равной 1-2 мм, проходит от 3 до 20 артерий небольшого калибра, питающих головку бедра. Связка выдерживает нагрузку при испытании прочности на разрыв до 7-8 кг.

Подвздошно-бедренная связка у новорожденного хорошо развита — толстая, треугольной формы, длиной около 1,5 см. Лобково-бедренная и седалищно-бедренная связки тонкие, едва намечены, плотно сращены с фиброзной оболочкой капсулы. В связи с особенностями расположения связок и строения впадины наиболее слабым местом сустава является верхнезадний отдел, что необходимо учитывать при воздействии избыточных вертикальных нагрузок в детском возрасте. Короткость и прочность подвздошно-бедренной связки при рождении резко ограничивает разгибание и вращение кнаружи бедра в тазобедренном суставе.

К концу 1-го года жизни с началом хождения подвздошно-бедренная связка удлиняется, капсула сустава становится несколько свободнее, размах движений в суставе увеличивается. Параллельно развиваются лобково-бедренная и седалищно-бедренная связки. Седалищно-бедренная связка, разрастаясь, покрывает капсулу сустава сзади и сверху к периоду раннего детства. В дальнейшем она продолжает утолщаться, достигая достаточной прочности к 10-12-ти годам.

Головка бедренной кости на 1-2-м году жизни постепенно погружается в суставную впадину, и круговая зона (внутрикапсульная связка) смещается с головки на шейку. Этот процесс заканчивается к 12-16-ти годам.

Тазобедренный сустав в основном принимает дефинитивное строение к 15-16 годам, однако, в течение всей жизни наиболее слабым местом его капсулы остается задненижний отдел, наименее укрепленный связками и мышцами, что редко, но при достаточно большом внешнем усилии при отведении в сочетании с вращением бедра внутрь (шпагат) у нетренированных людей может привести к вывиху.

В тазобедренном суставе наиболее интенсивный прирост подвижности характерен для младшего школьного возраста, в 12-15 лет ее изменения невелики, а с 16-ти лет подвижность сустава несколько снижается, стабилизируясь в интервале 20-50 лет и вновь уменьшаясь после 50 лет.

Ранняя специализация в различных видах спорта оказывает существенное влияние на формирование тазобедренного сустава. У футболистов размеры головки бедра и глубина вертлужной впадины, охватывающей головку, возрастают, что ограничивает объем движений в суставе. У гимнастов, наоборот, диаметр головки бедренной кости, меньше, а вертлужная впадина мельче. Объем суставной впадины оказывается значительно меньше головки, и размах движений в суставе большой.

Коленный сустав. Мениски сустава при рождении тонкие, эластичные и легко смещаются. Поперечная связка обычно хорошо выражена, а крестообразные — тонкие, короткие и почти одинаковой длины. Капсула сустава тонкая, особенно в верхнем отделе. Наружные связки слабые, особенно медиальная коллатеральная. Связка надколенника короткая. Синовиальные сумки малы или отсутствуют.

В период раннего детства изменяется положение проксимального эпифиза большой берцовой кости, и ее суставные поверхности занимают более горизонтальное положение (у новорожденного они обращены в большей степени назад). Неравномерно растущие мыщелки бедра из горизонтального положения переходят в косое. Наружный мыщелок постепенно опускается. Усиление этого процесса может привести к О-образному искривлению нижних конечностей, а в других случаях — к Х-образному, что особенно часто происходит при увеличении вертикальной нагрузки на коленные суставы в возрасте от 4-5-ти до 10-12-ти лет. Положение эпифизов бедра и большеберцовой кости устанавливается к 10-12-ти годам. К этому периоду завершается оссификация надколенника, дифференцирование связочного аппарата. Синовиальные сумки в окружности сустава развиваются по мере дифференцирования прикрепляющихся здесь мышц.

В коленном суставе сгибательно-разгибательная подвижность начинает снижаться уже с 7-ми лет. Пронаторно-супинаторная подвижность голени увеличивается до 10-11 лет, затем снижается.

Голеностопный сустав. У новорожденного он образован суставными поверхностями блока таранной кости, уже имеющей точки окостенения, и полностью хрящевых дистальных эпифизов большой берцовой и малой берцовой костей. Блок таранной кости имеет форму неправильной трапеции. Латеральная лодыжка отстоит кзади по сравнению с медиальной. Капсула сустава плотная. Связки хорошо выражены. Из них дельтовидная (медиальная) сравнительно более прочная, относительно короткая и затрудняет супинирование и подошвенное сгибание стопы.

Максимальной подвижности сустав достигает к 7-8-ми годам, когда практически завершается формирование его структур.

При систематических занятиях силовыми видами спорта с раннего возраста происходит уплощение блока таранной кости, значительно уменьшающее подвижность в суставе, что сказывается на устойчивости тела при выполнении характерных для этих видов спорта приемов и движений.

Стопа. Становление ее опорной и рессорной функции начинается, когда ребенок впервые самостоятельно принимает вертикальное положение. Рессорные свойства стопы определяются степенью выраженности ее сводов и их прочностью. Своды стопы, удерживаемые пассивными и активными затяжками, формируются еще до рождения ребенка. Стопа новорожденного выглядит плоской, так как на ней хорошо развит слой подкожной жировой клетчатки. Период активного формирования сводов приходится на возраст от 3 до 7 лет. В этот период наиболее часто возникает плоскостопие. В период второго детства (8-12 лет) скелет стопы фактически заканчивает формирование. Рост отдельных костей идет неравномерно. Прочность связочного аппарата значительно нарастает за счет изменения соотношения коллагеновых и эластических волокон в сторону увеличения первых. Интенсивный рост пяточной и всех плюсневых костей приводит к 12-летнему возрасту к качественно новому соотношению между отделами стопы, характерному для взрослого человека.

Окончательно рессорные свойства стопы, обусловленные степенью выраженности ее сводов, устанавливаются к 16-20 годам, после чего плоскостопие (если оно не появилось раньше), как правило, не развивается.

В возрастных изменениях подвижности стопы выделяют три этапа:

· от 1 года до 11-13 лет — уменьшение размаха движений;

· до 40 лет — стабилизация подвижности;

· после 40 лет — снижение подвижности, особенно прогрессирующее к 70 годам.