Коленный сустав: строение (Анатомия)

Внешние 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.

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.

Грудная клетка

Грудную
клетку образуют 12 грудных позвонков,
12 пар ребер и грудина. Грудная клетка
ограничивает грудную полость. В
зависимости от типа телосложения грудная
клетка может иметь разную форму –
плоскую, цилиндрическую, коническую.

В
грудной клетке различают 4 стенки:
переднюю, 2 боковых; 2 отверстия – верхнюю
и нижнюю апертуры грудной клетки.

Верхняя
апертура грудной клетки, aperture
thoracis
superior,
– ограничена I
грудным позвонком, I
ребрами, рукояткой грудины.

Нижняя
апертура грудной клетки, aperture
thoracis
inferior,
– ограничена XII
грудным позвонком, нижними ребрами и
мечевидным отростком грудины.

VII
X
ребра, соединяясь между собой реберными
хрящами, образуют реберную дугу, arcus
costalis.

Правая
и левая реберные дуги ограничивают
подгрудинный угол, angulus
infrasternalis.

Поднимание
ребер при вдохе: наружные межличностные,
лестничные, верхние задние зубчатые
мышцы. При фиксированном плечевом поясе
усиливают вдох большая и малая грудные
и передняя зубчатая мышцы, а при
запрокинутой голове –
грудино-ключично-сосцевидные мышцы.

Опускание
ребер при спокойном выдохе совершатся
без участия мышц благодаря эластичности
реберных хрящей и реберно-позвоночных
соединений. При глубоком выдохе
сокращаются внутренние межреберные,
подреберные мышцы, поперечная мышца
груди, нижние зубчатые мышцы, а также
мышцы живота.

При
брюшном дыхании (у грудных детей) и
смешанном дыхании большую роль играет
диафрагма. Грудной тип дыхания без
значительных сокращений диафрагмы
наблюдается у беременных женщин.

Движения
грудной клетки сочетаются с движениями
позвоночного столба: при вдохе позвоночник
разгибается, а при выдохе сгибается.

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.

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.

Суставная сумка коленного сустава представляет собой фиброзный футляр, ограничивающий снаружи суставную полость. Она крепится к большеберцовой и бедренной костям. Капсула имеет слабое натяжение, за счет чего в колене обеспечивается большая амплитуда движений в разных плоскостях.

Суставная сумка питает элементы сочленения, защищает их от внешнего воздействия и изнашивания. Расположенный с внутренней стороны колена задний отдел капсулы толще и напоминает решето – через многочисленные отверстия проходят кровеносные сосуды, и обеспечивается кровоснабжение сочленения.

Капсула коленного сустава имеет две оболочки: внутреннюю синовиальную и наружную фиброзную. Плотная фиброзная оболочка выполняет защитные функции. Она имеет простое строение и прочно зафиксирована. Синовиальная оболочка вырабатывает жидкость, получившую соответствующее название. Она покрыта небольшими выростами – ворсинками, которые увеличивают площадь ее поверхности.

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 каждогобольного.

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.

Лучезанястный и среднезапястный суставы.

Сгибание:
локтевой и лучевой сгибатели запястья,
поверхностный и глубокий сгибатели
пальцев, длинный сгибатель большого
пальца.

Разгибание:
локтевой и оба лучевых разгибателя
запястья, разгибатели пальцев, разгибатели
большого, указательного пальцев и
мизинца.

Вращательный
момент сгибателей кисти в 2 раза больше,
чем у разгибателей.

Отведение:
лучевые разгибатели запястья, лучевой
сгибатель запястья, а также длинная
отводящая мышца большого пальца и
длинный разгибатель большого пальца,
разгибатель указательного пальца.

Приведение:
локтевой разгибатель и локтевой сгибатель
запястья.

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.

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.

Соединение ребер с грудиной

С
грудиной соединяются I
VII
ребра (истинные ребра, costae
verae).
VIII,
IX
и X
ребра (ложные ребра, costae
spuriae)
соединяются своими хрящами между собой,
а хрящ VIII
ребра соединяется с хрящемVII
ребра.

I
ребро соединяется с грудиной при помощи
грудино-реберных суставов, art.sternocostales.

Грудино-реберный
сустав образован хрящем ребра и реберной
вырезкой грудины. Сустав плоский.

Связки,
укрепляющие сустав: а) Лучистая
грудино-реберная связка, lig.sternocostale
radiatum.
,) Внутрисосудистая грудино-реберная
связка, lig.
sternocostale
raarticulare
– эта связка хорошо выражена только в
суставе II
ребра.

Сумки коленного сочленения

Синовиальные сумки являются важным дополнением, благодаря которому мышцы и сухожилия могут свободно и безболезненно двигаться. Выделяют шесть основных сумок, которые имеют вид небольших щелевидных полостей, образованных тканью синовиальной оболочки.

Внутри они содержат синовиальную жидкость и могут сообщаться с полостью сочленения или нет. Сумки начинают образовываться после рождения человека, под влиянием нагрузок в области коленного сочленения. С возрастом увеличивается их количество и объем.

Синовиальные сумки коленного сустава

Патологические изменения костно-мышечной системы могут быть вызваны врожденной патологией, травмами и заболеваниями. Основными признаками, сигнализирующими о наличии нарушений, является:

• воспалительный процесс;
• болезненные ощущения;
• ограничение подвижности.

Степень поражения элементов сочленения вкупе с причиной их возникновения определяет локализацию и интенсивность болевого синдрома. Боли могут диагностироваться периодически, носить постоянный характер, появляться при попытке согнуть/разогнуть колено или быть следствием физических нагрузок.

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.

В народе эта кость часто называется коленной чашечкой. Она не прилежит к суставным поверхностям, однако прикрывает сочленение и выполняет защитную и ограничительную роли.

Суставы пальцев.

Отведение:
длинная и короткая отводящие большой
палец мышцы.

Приведение:
приводящая большой палец мышца, I
тыльная межкостная мышца.

Сгибание:
длинный и короткий сгибатели большого
пальца.

Разгибание:
длинный и короткий разгибатели большого
пальца.

Противопоставление
(оппозиция): противопоставляющая и
приводящая большой палец мышцы, а также
оба сгибателя большого пальца.

Репозиция:
длинная отводящая большой палец мышца
и оба разгибателя большого пальца.

Пястно-фаланговый
сустав большого пальца. Сгибание и
разгибание: длинный и короткий сгибатели
большого пальца. Межфаланговый сустав
большого пальца. Сгибание и разгибание:
только длинные сгибатель и разгибатель
большого пальца.

Пястно-фаланговые
суставы II-V
пальцев. Сгибание: поверхностный и
глубокий сгибатели пальцев, червеобразные
и межкостные мышцы. Разгибание: разгибатель
пальцев, разгибатели указательного
пальца и мизинца.

Проксимальные
межфаланговые суставы. Сгибание:
поверхностный и глубокий сгибатели
пальцев. Разгибание: разгибатель пальцев,
разгибатели указательного пальца и
мизинца, червеобразные и межкостные
мышцы.

Дистальные
межфаланговые суставы. Сгибание: глубокий
сгибатель пальцев. Разгибание: те же
мышцы, которые производят разгибание
в проксимальных межфаланговых суставах.

Действие
сгибателей пальцев проявляется более
сильно при разогнутой кисти и слабо при
согнутой (сжимание пальцев в кулак).

Тазобедренный сустав.

Сгибание:
подвздошно-поясничная мышца – главный
сгибатель, при ходьбе выбрасывает ногу
вперёд, при фиксированной ноге наклоняет
таз вперёд и поясничную часть позвоночного
столба, выпрямляет туловище из лежачего
положения.

Разгибание:
большая ягодичная мышца – главный
разгибатель, предотвращает опрокидывание
таза и туловища вперёд; мышцы задней
поверхности бедра – полусухожильная,
полуперепончатая, двуглавая мышца
бедра, а также задние пучки средней и
малой ягодичной мышц.

Отведение:
средняя и малая ягодичные мышцы,
напрягатель широкой фасции, верхние
пучки большой ягодичной мышцы

Средняя
и малая ягодичные мышцы вместе с
приводящими мышцами обеспечивают
балансировку таза на головке бедренной
кости.

Приведение:
все приводящие мышцы, особенно большая
приводящая, а также гребешковая мышца.

Вращение
внутрь: средняя и малая ягодичная мышцы,
напрягатель широкой фасции, большая и
длинная приводящие мышцы.

Вращение
наружу: большая ягодичная мышца, задние
части средней и малой ягодичных мышц,
внутренняя и наружная запирательные
мышцы, грушевидная мышца, квадратная
мышца бедра.

Форма и движения

Движения
плечевого пояса осуществляются в
грудино-ключичном и акромиально-ключичном
суставах и обычно комбинируются с
движениями в плечевом суставе.

Лопатка
прижимается к грудной клетке совместным
действием ромбовидных и передней
зубчатой мышц.

Поднимание
плечевого пояса: мышца, поднимающая
лопатку и верхняя часть трапециевидной
мышцы.

Опускание
плечевого пояса: нижняя часть трапециевидной
мышцы, малая грудная мышца.

Движение
лопатки вперед и латерально (от
позвоночного столба) производит передняя
зубчатая мышца: назад и медиально (по
направлению к позвоночному столбу) –
средняя часть трапециевидной и ромбовидные
мышцы.

Вращение
лопатки: верхний и нижний отделы
трапециевидной и передняя зубчатая
мышцы. При этом суставная впадина лопатки
обращается вверх и рука может быть
поднята выше горизонтального уровня.

Сгибание
(поднимание руки вперед): передние пучки
дельтовидной мышцы, двуглавая мышца
плеча, клювовидно-плечевая мышца, большая
грудная мышца (ее ключичная и грудинореберная
части).

Разгибание:
задние пучки дельтовидной, большая
груглая мышца, широчайшая мышца спины;
длинная головка трехглавой мышцы плеча
(при поднятой руке).

Отведение:
дельтовидная и надостная мышцы, длинная
головка двуглавой мышцы плеча.

Приведение:
большая грудная и большая круглая мышцы,
широчайшая мышца, длинная головка
трехглавой мышцы плеча.

Вращение
внутрь: подлопаточная и большая грудная
мышцы, большая круглая мышца, двуглавая
мышца плеча, а также широчайшая мышца
спины и передние пучки дельтовидной.

Вращение
наружу: подостная и малая круглая мышцы,
задние пучки дельтовидной мышцы.

При
фиксированных руках большая грудная
мышца и широчайшая мышца спины подтягивают
туловище.

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.

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.

Особенностью коленного сустава является наличие менисков – особых хрящевых элементов, имеющих полулунную форму. Медиальный и латеральный мениски расположены под соответствующими мыщелками бедренной кости.

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.