Анатомия и биомеханика коленного сустава

К разгибательному аппарату (РА) коленного сустава (КС) относятся: сухожилие четырехглавой мышцы бедра (ЧГМ), надколенник (Н) с поддерживающими его связками и связка надколенника (СН). Наибольшую роль в разгибании голени играет прямая головка ЧГМ. Эта двусуставная мышца начинается от верхне-нижней ости подвздошной кости и верхнего края губы суставной впадины; наружная и внутренняя головки (наружная и внутренние широкие мышцы бедра) начинаются от lin. aspera бедра, а промежуточная головка (широкая промежуточная мышца) от межвертельной линии. Все они в составе единого и мощного сухожильного растяжения прикрепляются к верхнему полюсу надколенника.

Сухожильное растяжение представляется единым, но имеет различные точки прикрепления. Так, сухожилие прямой головки (кроме тонкой передней пластинки, идущей кпереди от Н и образующей его собственное сухожильное растяжение), прикрепляется к передней кромке верхнего полюса, а части сухожилия боковых головок вплетаются в углубление между передней и задней кромкой Н. Остальные части сухожилия наружной и внутренней головок ЧГМ непосредственно переходят в связки, окружающие и поддерживающие надколенник. По передней поверхности КС от retinaculum patellae под углом отходят две пателло-большеберцовые связки. Рис 1. Так же как и retinaculum patella они особого влияния на функцию разгибания в коленном суставе не оказывают.

Доказательством этому факту может служить полное восстановление разгибательной функции после прочного остеосинтеза перелома надколенника без восстановления разорванных поддерживающих связок. Основным стабилизатором надколенника, предохраняющим его от наружного смещения, считается lig. patello-femoralis medialis, которая нередко разрывается или отрывается при вывихе Н.

Каждая мышца, помимо общего сухожильного растяжения, имеет собственное сухожилие, самое короткое у внутренней головки и самое длинное у промежуточной. Длина сухожилия имеет значение для определения степени растяжимости (т.е. эластичности) мышц, и чем короче сухожилие, (а значит длиннее брюшко мышцы), тем растяжимость мышцы больше.

В норме широкие внутренняя и наружные мышцы подходят к Н под углом 55-60° и обеспечивают его равновесие. Внутренняя головка состоит из двух частей: vastus medialis longus (обеспечивает натяжение надколенника под углом около 15°) и vastus medialis obliquus (мышечные волокна идут более горизонтально, в среднем под углом 55°). Главная задача косой порции противостоять сокращению наиболее мощной наружной головки. Поэтому широкая внутренняя косая мышца является важнейшим динамическим стабилизатором надколенника.

По мнению С. Stanitski [2003], “работа” РАКС напоминает работу ворота в качестве подъемного механизма. Рис 2. В зависимости от положения сустава (сгибание – разгибание) из-за изменения плеча рычага меняется сила сокращения ЧГМ и связки надколенника.

Все головки ЧГМ принимают участие в разгибании в различной степени. Так, прямая головка одна обеспечивает разгибание до угла около 160-165°, и только затем в процесс включаются обе боковые головки. Промежуточная головка, располагаясь наиболее глубоко кзади, участвует в самой заключительной фазе разгибания. Сама по себе она не может даже сместить Н вверх. На кости располагается еще одна тонкая суставная мышца колена (m. articularis genus), состоящая из плоских продольных мышечных пучков, натягивающих суставную капсулу, но участия в разгибании голени она не принимает.

Такое трехслойное строение сухожильного растяжения ЧГМ объясняет его высокую механическую прочность и поэтому даже при закрытых переломах дистального конца бедра повреждение сухожилия практически никогда не происходит. Кроме того, такое строение с разделением мест прикреплений объясняет тот факт, что в практике встречаются случаи разрыва не всех слоев сухожильного растяжения, а только прямой головки или прямой и одной из боковых головок.

ЧГМ относительно хорошо кровоснабжается за счет огибающей глубокой и наружной артерии бедра; иннервируется ветвями бедренного нерва.

При разгибании в коленном суставе происходит скольжение и перемещение всех элементов РАКС в отношении друг друга и бедренной кости, при полном разгибании смещение Н вверх достигает в среднем 8 см. Такому мягкому и плавному скольжению в норме способствуют слизистые сумки и синовиальная оболочка, (особенно верхний заворот). Рис. 3.

Помимо функции разгибания РАКС выполняет еще одну важную роль активного динамического синергиста задней крестообразной связки, и при сгибании сустава ЧГМ препятствует заднему смещению голени. Недостаточно изучена роль ЧГМ в активной ротации голени. Между центральной осью бедра и направлением связки надколенника существует угол Q (угол quadriceps), в норме составляющий 15-20°. На величину этого угла ЧГМ может осуществить ротацию голени. Рис. 4.

При этом обе широкие боковые мышцы выступают в роли антагонистов ротаторов. Так, например, наружная головка, подтягивая надколенник к наружному мыщелку бедра, противодействует дальнейшей внутренней ротации голени.

По данным Cadilchak et al. [1978], в разных головках отмечено различное качественное представительство мышечных волокон. В наружной – лучше представлены волокна 1 типа, обеспечивающие выносливость в статическом положении, а в медиальной – больше волокон 2 типа для взрывных, быстро меняющихся фазовых сокращений.

Надколенник – самая крупная сесамовидная кость, имеет форму треугольника, с вершиной, направленной дистально. По данным Grelsamer et al. [1994], основанных на исследовании 564 больных, длина надколенника колеблется от 47 до 58 мм, а ширина – от 51 до 57 мм. Была обнаружена особая форма надколенника с очень длинным, не участвующим в артикуляции, нижним полюсом, она была названа “Сирано”, в честь длинного носа знаменитого литературного персонажа.

Суставная поверхность Н имеет 7 фасеток, а продольный бугорок делит ее на две неравные части (меньшую медиальную и большую латеральную), каждую состоящую из 3 фасеток, седьмая – срединная – узкая продольная фасетка на медиальной стороне кости. Степень контакта каждой из фасеток зависит от угла сгибания в суставе. Рис 5.

При разогнутом суставе с бедром контактируют только две нижние фасетки, проксимальные фасетки плотно прижимаются к мыщелкам бедра только при полном сгибании, причем, основная нагрузка падает на внутреннюю фасетку из-за большего размера внутреннего мыщелка. В норме в артикуляции не участвует почти 25% длины надколенника, (эти данные будут иметь особое значение при обосновании показаний к резекции надколенника при оскольчатых и многооскольчатых переломах нижнего полюса).

Важнейшее значение для стабильности надколенника имеют поддерживающие связки и его сухожильное растяжение. Наружные и внутренние retinaculum cостоят из продольных волокон апоневроза наружной и внутренней широких мышц, вместе с широкой фасцией и двумя пателло-тибиальными связками они вплетаются в надколенник и в верхний бордюр большеберцового плато, препятствуя боковым смещениям Н.

Внутренняя широкая мышца более тонкая и слабая. Она не поддерживается таким мощным образованием как илио-тибиальный тракт, который прикрепляется снаружи к бугорку Gerdy. Во многом эти анатомические особенности объясняют преобладание наружных вывихов Н, хотя основной причиной привычного вывиха считается дисплазия наружного мыщелка бедра и вальгусная деформация сустава.

Theut и Fulkerson [2003] показали, что косая порция внутренней головки ЧГМ (VMO - vastus medialis obliquus) в состоянии противодействовать 60% сил, смещающих Н кнаружи. Еще 22% защиты обеспечивают медиальный retinaculum и медиальная мениско-пателлярная связка. Таким образом, функция VMO больше заключается в ограничении латерального смещения надколенника, чем в разгибании голени.

Кровоснабжение Н неравномерно и осуществляется, в основном, за счет ветвей a. genucularis и a. genus. По данным Scapinelli [1967], лучше кровоснабжается нижний полюс и средняя часть кости, чем, возможно, и объясняются случаи асептического некроза верхнего полюса Н и более частое развитие артрозных изменений в верхней части пателло-феморального сустава (ПФС).

В литературе мы нашли описание 41 случая асептического некроза проксимального фрагмента после перелома Н [Scapinelli R., 1967]. Нарушения кровообращения в нем рентгенологически выявлялись уже через 1-2 месяца после травмы, в большинстве случаев протекали бессимптомно и заканчивались спонтанной реваскуляризацией. Мы в своей практике также встречались с подобными осложнениями, но можно предположить, что в большинстве случаев они просматриваются.

Связка надколенника (СН) мощная и прочная. Ее длина, в среднем, составляет 4,5 см, ширина до 3 –3,2 см, а толщина до 1 см. В норме отношение длины связки (расстояние от нижнего полюса Н до верхушки бугристости большеберцовой кости) к длине надколенника, измеренной по боковой рентгенограмме, не превышает 1,2. Рис. 6.

Точное соотношение этих размеров необходимо соблюдать, например, при резекциях дистальной части надколенника, кроме того, низкое положение Н (patella baja) c короткой, широкой связкой делает невозможным использовать ее в качестве пластического материала при реконструкции передней крестообразной связки.

Связка начинается от нижнего полюса Н и прикрепляется к бугристости большеберцовой кости, по задней поверхности она интимно связана с капсулой сустава, и поэтому при ее разрыве или отрыве всегда имеется сопутствующий разрыв суставной капсулы. В верхней части (у самого нижнего полюса) под связкой располагается жировая подушка, которая во многом обеспечивает кровоснабжение всей СН. Об этом необходимо помнить, например, при чрезсвязочном доступе к суставу по Daniel et al. [1990], чтобы не нарушить питание уже ослабленной иссечением трансплантата связки.

Жировое тело состоит из множества жировых долек, каждая из которых покрыта синовией. Оно не только участвует в кровоснабжении связки, но и обеспечивает амортизацию и регулирует движение суставной жидкости.

В дистальном отделе связки кзади, почти у места прикрепления к кости, располагается крупная слизистая cумка – b. infrapatellaris prof., спереди связка покрыта прочной фасцией, которая может быть использована для закрытия дефекта после взятия трансплантата. Между связкой и илиотибиальным трактом (ИТТ) имеется пространство, куда легко проникнуть при передне-наружном доступе по Kentch-Muller.

Снутри к дистальной трети СН подходит сухожильное растяжение - “гусиной лапки”, включающее сухожилия портняжной, нежной и полусухожильной мышц. Это сухожильное образование может быть использовано при операции Slocum-Larsen для коррекции ротационной нестабильности сустава, а отдельные ее элементы для замещения крестообразных и большеберцовой коллатеральной связок (операции Lindemann, Ellison, Cho и др.), при привычном вывихе надколенника (операция Galeazzi).

Место дистального прикрепления к бугристости широкое и прочное, что объясняет преобладание отрывных переломов, а не отрывов самой связки у подростков с незакрытой зоной роста. В дальнейшем, обусловленное таким переломом преждевременное закрытие вторичного центра окостенения, может привести к деформации – genu recurvatum.

Роль надколенника в функции разгибания неоднозначна. Наиболее распространена точка зрения, что он защищает суставной хрящ мыщелков бедра от повреждений, передает усилия ЧГМ и, за счет изменений внутрисуставного давления при движениях, улучшает процессы диффузии, участвуя, таким образом, в питании суставного хряща.

Хорошо известно, что питание хряща Н осуществляется как за счет подхрящевых сосудов (Рис 8), так и за счет диффузии синовиальной жидкости, зависящей от переменного давления при сгибании/разгибании в суставе. Эти две составляющих обеспечивают обмен хрящевых клеток на глубину до 3мм, т.е. глубину, превышающую толщину гиалинового хряща Н. Без перемены в давлении обмен возможен лишь на глубину до 1,7 мм [154].

Существует и другая точка зрения о функциональной значимости Н. Еще в 1937 г. Brooke, (он первый назвал Н сесамовидной костью), отрицал значение его в передаче разгибающих усилий ЧГМ и даже настаивал на том, что разгибательный механизм более эффективен без надколенника. Аналогичные предположения встречаем и в ряде других, более поздних работ [Уотсон-Джонс Р., 1972].

Тем не менее, большинство ортопедов считают, что Н играет важную роль в разгибании, т.к. без него резко укорачивается плечо рычага, что ведет к снижению силы разгибания. Рис. 7.

Рябчиков И. В., Панков И. О.,

Коленный сустав по своему анатомическому строению и биомеханическим условиям является одним из самых сложных суставов человека. В образовании коленного сустава принимают участие суставные концы бедренной, большеберцовой костей, а также надколенник. Суставные поверхности мыщелков бедра эллипсоидной формы. При этом кривизна медиального мыщелка больше латерального. Верхние суставные поверхности мыщелков большеберцовой кости слегка вогнуты и не соответствуют кривизне суставных поверхностей мыщелков бедренной кости. Такое несоответствие несколько выравнивают располагающиеся между мыщелками бедра и большеберцовой кости межсуставные хрящи, или мениски (Синельников Р.Д., 1967).

Особенности анатомии коленного сустава и характер движений определяются особенностями торсионного развития нижних конечностей.

Известно, что угол между продольными осями бедренной и большеберцовой костями открыт кнаружи и в норме составляет 170–172°. В этом случае биомеханическая ось нижней конечности проходит через середины тазобедренного и коленного суставов и близко к наружному краю блока таранной кости, что определяет равномерную нагрузку на суставы и функцию всей конечности (Гафаров Х.З., 1990).

Исследованиями Х.З. Гафарова (1984, 1990) установлено, что при нормальном развитии нижней конечности дистальный конец продольной оси большеберцовой кости в процессе торсионного развития отклоняется от вертикальной оси кнаружи во фронтальной плоскости на 10–12 градусов, а ее проксимальный конец – кнутри на 4–6 градусов, при этом величина угла отклонения зависит от величины приведения бедра. Таким образом, угол отклонения продольной оси большеберцовой кости составляет 14–16°. Данное положение определяется тонусом и работой мышц нижней конечности. Отклонение проксимального конца голени кнутри, а дистального кнаружи происходит при внутренней торсии коленного сустава во фронтальной плоскости и по спирали снаружи кнутри, при этом проксимальный конец костей голени отклоняется снаружи кнутри и спереди назад (Гафаров Х.З., 1990). По этой причине коленный сустав получает физиологическое вальгусное положение.

При внутреннем скручивании коленного сустава поперечные оси мыщелков бедренной и большеберцовой костей в горизонтальной плоскости описывают дугу 18–22° по определенному радиусу, который находится в зависимости от длины сегментов бедра и голени. При этом поперечные оси мыщелков бедренной и большеберцовой костей в процессе внутреннего скручивания образуют с фронтальной плоскостью угол 4–8°, пересекая ее спереди назад. Дистальный отдел костей голени, скручиваясь кнаружи, отклоняется латерально (кнаружи), при этом обеспечивается физиологический вальгус в коленном суставе. В результате этого биомеханическая ось нижней конечности проходит у наружного края блока таранной кости, что определяет равномерную нагрузку в над- и подтаранном суставах, и способствует правильному развитию сводов стопы и ее рессорной функции (Гафаров Х.З., 1990).

Отклонение дистального конца голени в процессе торсионного развития уменьшает нагрузку на внутренний отдел ростковых пластин бедренной и большеберцовой костей. Это способствует большему развитию внутреннего мыщелка бедра, что в дальнейшем обеспечивает сохранение параллельности щели коленного сустава по отношению к горизонтальной плоскости и равномерную нагрузку на суставы нижней конечности (закон Вольфа, Гюнтера, Фолькманна).

Исследования биомеханики движений в коленном суставе последних десятилетий XX века выявили более сложный характер движений. Этот характер определяется как совокупность смещений (скольжений – перекатываний) между мыщелками бедренной и большеберцовой костей и вращений в коленном суставе в трех плоскостях.

Таким образом, при максимальном сгибании в коленном суставе осуществляется вращение относительно фронтальной оси 135° с одновременным (4–8°) вращением мыщелков большеберцовой кости кнутри и перемещением в переднее – заднем направлении до 10 мм.

При этом проксимальный конец большеберцовой кости оказывается развернутым кнутри и выдвинутым кпереди относительно дистального суставного конца бедра.

Рис. 1.1. наглядно демонстрирует величину и направление перемещений мыщелков бедренной и большеберцовой костей при максимальном сгибании в коленном суставе.

Рис. 1.1. Перемещение мыщелков большеберцовой кости относительно мыщелков бедра при максимальном сгибании в коленном суставе: а – положение разгибания; б – сгибание 90° в – максимальное сгибание в суставе

При полном разгибании в коленном суставе мыщелки бедренной кости выстоят несколько кпереди относительно мыщелков бедра (рис. 1а); сгибание 90° – незначительное выдвижение мыщелков большеберцовой кости кпереди от бедренной кости (рис. 1б). При максимальном сгибании – выдвижение мыщелков большеберцовой кости относительно мыщелков бедра кпереди на 10 мм с внутренней ротацией относительно вертикальной оси – перемещение и наслоение малоберцовой кости на большеберцовую, при этом кпереди выдвигается наружный мыщелок большеберцовой кости (рис. 1в).

Данные положения имеют принципиальное прикладное значение в клинике, так как объясняют механизм и особенности переломов костей, составляющих коленный сустав при травме.

Экология здоровья: В современном мире спортивной биомеханики колено рассматривают не как единичную биомеханическую структуру, а комплексно с голеностопом и тазобедренным суставом.

Биомеханика работы коленного сустава: нормальная и патологическая

В современном мире спортивной биомеханики колено рассматривают не как единичную биомеханическую структуру, а комплексно с голеностопом и тазобедренным суставом.

Любые заболевания, возникающие в коленном суставе, в большинстве случаев являются следствием неправильной работы тазобедренного или голеностопного суставов (не считая чрезвычайных ситуации вроде автомобильной аварии).

Для профилактики или лечения заболеваний коленного сустава в первую очередь проводят диагностику работы всех трех суставов.

Причины нарушений:

Существует много причин биомеханических нарушений работы коленного сустава. Два основных и самых типичных нарушения правильной биомеханики коленного сустава, которые приводят к травмам и заболеваниям, связаны с деформацией голеностопного сустава:

Х-образная (вальгусная) деформация ног.

О-образная (варусная) деформация ног.

Как правило, эти два отклонения формируются еще в раннем детстве, если на одном из этапов формирования осанки произошел сбой. Именно поэтому самая важная рекомендация для родителей: постоянно следите за изменениями в осанке ребенка и в строении его ног. Если вы видите, что ноги становятся похожи на букву Х или рогалик, то сразу же обратитесь к ортопеду. Он составит индивидуальную программу, включающую в себя комплекс упражнений по восстановлению измененных структур и, как крайний вариант, назначит подбор стелек.

Часто отклонения от правильной биомеханики коленного сустава обусловлены неправильной постановкой таза. Нарушения постановки тазобедренного или голеностопного суставов могут быть структурными или функциональными.

Структурные изменения очень сложно вылечить, так как кости и хрящи уже деформировались и такие деформации практически необратимы.

Нарушения функционального характера можно и нужно исправлять. Функциональные нарушения от неправильной биомеханики возникают в результате мышечного дисбаланса и несогласованной работы мышц.

Например, при Х-образной деформации ног активно работают мышцы-напрягатели широкой фасции и бицепс бедра. В это же время приводящие мышцы, полусухожильная и полумембранозная мышцы очень слабые. При варусной деформации всё происходит наоборот.

Чем опасны функциональные и структурные нарушения работы коленного сустава?

Во-первых, нарушается правильная соосность (конгруэнтность), что приводит к неравномерному распределению нагрузок. Например, латеральный мениск нагружается на 70%, а медиальный мениск на 30% (прим. автора мениск – хрящевая прокладка, которая играет роль амортизатора в суставе и стабилизирует коленный сустав). Поэтому латеральный мениск быстрее изнашивается.

В этом случае очень важно восстановить мышечный баланс и выровнять распределение нагрузки на мениски.

Во-вторых, при наличии мышечного дисбаланса, который приводит к функциональным нарушениям, мышцы не могут полноценно выполнять функцию стабилизации коленного сустава. Поэтому эту функцию берут на себя пассивные системы стабилизации, такие как связки и сухожилия, что приводит к их преждевременному износу. В норме связки и сухожилия не должны участвовать в процессе стабилизации. Если же они начинают выполнять эту функцию, то их полный или частичный разрыв, лишь вопрос времени.

Чтобы снять со связок и сухожилий функцию стабилизации коленного сустава, нужно активировать мышцы, основная функция которых безопасность коленного сустава в любых движениях и амплитуде.

Будьте очень внимательны к своим ногам, особенно если вам говорили о наличии вальгусной или варусной деформаций коленей. Необходимо понимать, что данные изменения в большинстве случаев приводят к артриту (прим – воспаление коленного сустава) или артрозу (прим. – старение коленного сустава). Подобные нарушения вынуждают внутри- и внесуставные пассивные структуры (связки и сухожилия) брать на себя функцию стабилизации, что повышает вероятность получения спортивной травмы.

Если у вас возникли вопросы по этой теме, задайте их специалистам и читателям нашего проекта здесь.

Понравилась статья? Напишите свое мнение в комментариях.
Подпишитесь на наш ФБ:

Сложное строение колена обуславливает выполнение человеком ротационных, сгибательно-разгибательных и минимальных боковых движений, содействует правильному перераспределению веса тела на стопы. Под влиянием значительных нагрузок сустав часто подвергается повреждениям. Наличие базовых знаний по его структуре и биомеханике поможет вовремя распознать симптомы развивающихся заболеваний.

Анатомические особенности

Основными звеньями, образующими коленный сустав, являются надколенник, эпифизы длинных трубчатых костей (бедренной и большеберцовой).

В перечне добавочных структур — связки, мениски, образования синовиальной оболочки. Среди последних — сумки, складки (в т. ч. жировые). Слаженно работающие вспомогательные составляющие обеспечивают необходимые прерывистому соединению подвижность, амортизацию.

Анатомия коленного сустава не включает малоберцовую кость: сегмент относится к звеньям ОДА, образующим голень.

Характер движений сочленения определяется имеющими различиями параметров кривизны мыщелков самого большого элемента скелета человека.

При выпрямленной голени возможно сгибание конечности до 130º. Дальнейшее изменение положения осуществляется путем нажима на внешние поверхности формирований локомоторной системы.

Наивысшая степень ротации нижней части ноги доступна при согнутом на 65-70º суставе.

Наружное вращение может быть произведено на 40º, внутреннее — на 10º. Увеличению объема указанного типа движений препятствует закручивание связок.

Амплитуда приведения, отведения — незначительна; выполняется только после сгибания конечности в рассматриваемой области.

Эпифизы бедренной и большеберцовой кости

В образовании сочленения участвуют эпифизы бедренной, большеберцовой костей. Концевые отделы первой формируют прерывистое соединение сверху, второй — снизу. Суставные поверхности структур покрыты хрящами и имеют различную форму — выпуклую и вогнутую соответственно. Совпадение конфигураций звеньев обеспечивают мениски.

Утолщения эпифизов называются мыщелками (внутренний — медиальным, наружный — латеральным).

выступы частично доступны пальпации. Исследование здоровых элементов методом ощупывания не вызывает неприятных ощущений. Появление дискомфорта при проведении манипуляций — симптом развития болезни.

Мыщелки бедренной кости контактируют с поверхностью большеберцового элемента ОДА — большеберцовым плато. Образование состоит из 2 частей — латеральной, медиальной.

Коленная чашечка

В структуру колена входит надколенник, имеющий форму вогнутого изнутри и незначительно выпуклого снаружи треугольника со скругленными углами. Анатомическое образование расположено на передней части сочленения, внутри объединяющего головки четырехглавой мышцы бедра сухожилия.

Звено является наиболее крупной сесамовидной костью.

В строении надколенника выделяют:

• основание — верхний край;
• верхушку (нижняя вытянутая часть);
• 2 поверхности — переднюю и заднюю (первая покрыта надкостницей, вторая — гиалиновым хрящом).

Суставная сторона образования делится посредством вертикального гребешка на 2 неравные доли — медиальную (она имеет меньшую площадь), латеральную.

В перечне функций коленной чашечки:

1. Предохранение прерывистого сочленения от травм.
2. Увеличение усилий, создаваемых четырехглавой мышцей бедра при разгибании ноги.
3. Защита поверхностей трубчатых костей от смещений в стороны

Хрящи и мениски

По своей структуре коленный сустав представляет сложную схему, особое место в которой занимает разновидность соединительной ткани — хрящи.

Образования выполняют несколько важных функций. В их перечне:

• амортизация ударных нагрузок;
• защита структур сочленения от истирания, деформаций;
• обеспечение стабильности и правильной работы полостного соединения.

Описываемые элементы покрывают утолщения костных эпифизов. Визуально они напоминают матовое стекло; состоят из крупных овальных клеток — хондроцитов. Последние находятся (группами, изолированно) в лакунах хрящевого матрикса — особого межклеточного вещества, компонентами которого являются коллаген, гликопротеины, эластин, протеогликаны и белки неколлагенового происхождения.

Формирования подвержены повреждениям — механическим, патологическим. О развитии заболеваний свидетельствует появление щелчков, хруста, болей при ходьбе.

Плотные, твердые соединительнотканные элементы, отличающиеся от вышерассмотренных наличием в структуре сети коллагеновых волокон. Располагаются между большеберцовым плато и бедренным трубчатым звеном скелетно-мышечной системы.

Изменяют свою форму в соответствии с возрастом человека: у новорожденных образование имеет вид диска, по мере роста ребенка центральная часть ткани атрофируется и приобретает С-образную конфигурацию. Размягчение структур менисков наблюдается у лиц старше 60 лет.

Согласно анатомии строения колена, плоские внутрисуставные хрящевые элементы соединения подразделяются на внутренние и латеральные. Медиальные звенья менее подвижны, чаще травмируются расположенными рядом костями.

В структуре образований выделяют среднюю часть (тело), рога (передний, задний).

Периферические края рассматриваемых компонентов ОДА утолщены, прикреплены к суставной капсуле; свободные — направлены к центру сочленений.

В строении колена отдельно выделяются связки менисков; подробнее о них рассказано ниже.

Полость сустава

Закрытое пространство, имеющее щелевидную конфигурацию. Ограничено поверхностями формирующих элемент костей, оболочкой из соединительной ткани. Заполнено синовиальной жидкостью.

Минимальная емкость образования при согнутой ноге — 75 см³. У женщин предельный объем полости коленного сустава достигает 130 единиц. Вместимость рассматриваемого пространства нижних конечностей у представителей мужского пола на 20 больше.

Капсула коленного сустава

Формирование является соединительнотканной пластиной. Отличается плотностью, прочностью. Элемент, муфтообразно соединяющий костные эпифизы, образует замкнутую полость сочленения.

Капсула коленного сустава состоит из 2 мембран (внутренней и наружной), отличающихся строением и функциями.

Первая из них — синовиальная оболочка. Ее компонентами являются эластические и коллагеновые пучки, плоские клетки.

Слой покрывает все звенья сочленения (за исключением хрящей), имеет неоднородную структуру.

В строении мембраны выделяют:

1. Завороты, или ряд выпячиваний. Наибольшей величиной отличаются 2 задних боковых, передневерхний срединный.
2. Складки, содержащие жировые ткани.
3. Мелкие ворсины, количество которых может варьироваться.

Среди наиболее значимых функций оболочки — осуществление амортизации соединения, обеспечение биозащиты и питания, синтез достаточного объема синовиальной жидкости (эластичную массу продуцируют эпителиальные клетки), улучшение подвижности эпифизов.

Второй мембраной, входящей в структуру суставной капсулы коленного сустава, является фиброзный слой. Он выстилает рассматриваемое образование снаружи. Состоит из соединительной рыхлой ткани, эластических и коллагеновых волокон. Формирование предохраняет полостное соединение от внешних повреждений и проникновения патологических агентов.

Сумки коленного сустава

Данные элементы отдельно выделяются в устройстве коленного сустава. Синовиальные сумки представляют собой полости уплощенной конфигурации с варьирующимися размерами. Они заполнены особой жидкостью. Специальные капсулы отграничивают образования от окружающих звеньев.

Подвержены ли развитию патологических процессов суставные сумки коленных суставов, является положительным. К наиболее распространенным болезням относятся бурситы (воспаления). Они проявляются болью, отечностью в области сочленения.

Сумки коленного сустава находятся преимущественно между и рядом с соединительнотканными образованиями, под мышцами. В перечне выполняемых ими функций — защита внутренних звеньев сочленения от повреждений и обеспечение их естественного движения, снижение трения.

Состав прерывистого соединения объединяет несколько видов рассматриваемых сегментов. Они отличаются топографией, конфигурацией, размерами. Не идентична и структура содержащейся в полостях жидкости. У вещества элементов, не имеющих выхода в щелевидное пространство, нет морфологических признаков синовии.

Среди наиболее значимых синовиальных сумок коленного сустава:

1. Наднадколенниковый заворот. Находится выше надколенника. Место расположения — между утолщениями эпифизов бедра и сухожилием квадрицепса. Структура изменяется по мере формирования человеческого организма.
2. Глубокая поднадколенниковая. Находится между эпифизом большеберцового трубчатого звена ОДА и связкой сесамовидной кости. Отличается овальной формой. Не сообщается с суставной полостью.
3. Полуперепончатой мышцы. Выявляется у 20% людей. По конфигурации сумка похожа на удлиненный овал. В половине случаев сообщается со щелевидным пространством сочленения.
4. Подкожные пред- и поднаколенниковые. Выявляются у 50-60% обследуемых. Обеспечивают эластическую опору сесамовидной кости и ее связки.
5. Гусиной лапки. Образование преимущественно овальной формы. Сообщается с полостью сочленения в 30% случаев. Залегает под сухожилием тонкой, портняжной и полусухожильной мышц на коллатеральной связке большеберцовой кости. Стенки формирования состоят из синовиальной мембраны.

Запрещается проводить лечение воспалений рассмотренных элементов в домашних условиях без предварительной консультации с врачом: прогрессирующие патологические процессы могут стать причиной инвалидизации.

Строение связок коленного сустава

Анатомия строения коленного сустава включает связки, или лигаменты. Они обеспечивают стабильность системы и точность выполнения движений.

Элементы представляют собой структуры (тяжи) из соединительной ткани. Прикрепляются к костям с помощью особых волокон.

В строении связок коленного сустава преобладают белки — коллаген, эластин. Упругость, гибкость формирований снижаются по достижении человеком 2 периода зрелого возраста. Лигаменты подвержены различным видам травм — растяжениям, разрывам. О наличии повреждений свидетельствует ограничение двигательной активности.

По месту нахождения образования систематизируются на вне- и внутрисуставные.

Группа объединяет 2 крестообразные связки, покрытые синовиальными мембранами — заднюю, переднюю.

Медиальный мыщелок бедра и заднее межмыщелковое поле большеберцового трубчатого сегмента ОДА — места прикрепления первого из перечисленных формирований. Второе соединяет внутреннюю поверхность латерального выступа эпифиза и переднее межмыщелковое поле указанных выше звеньев локомоторной системы.

Основные функции лигаментов — стабилизация сочленения, препятствование смещению бедренной кости вперед-назад относительно голени.

К категории внутрисуставных также относятся тяжи менисков.

В структуре коленного сустава здорового человека выделяют 2 типа элементов: мениско бедренные и поперечные связки.

Первые систематизируются на заднюю и переднюю, соединяют хрящевые звенья с мыщелками бедренной кости. Их появление обусловлено необходимостью совершать вращательные движения в сочленении. Результаты исследований в области физиологии свидетельствуют: частота случаев выявления недоразвития рассматриваемых сегментов возрастает. Это происходит в связи со снижением амплитуды ротации полостных соединений у современного человека.

Поперечная связка колена — структура, соединяющая передние края латерального мениска и внутреннего хрящевого формирования. Обеспечивает их устойчивость по отношению к мыщелкам в различных фазах движения. Ее появление связывают с развитием прямохождения. Лигамент присутствует у 65% обследуемых.

Особенность анатомии коленного сустава — наличие сумочных и коллатеральных связок.

К последним относятся 2 типа плотных тяжей — мало- и большеберцовый. Они стабилизируют сочленение, препятствуют смещению трубчатых длинных костей в боковой плоскости. Каждая состоит из двух зон — глубокой и поверхностной, передней и задней соответственно.

Группа сумочных лигаментов объединяет косую и дугообразную подколенные связки. Вторая из перечисленных начинается на латеральном мыщелке бедра и проходит до аналогичного звена большеберцовой кости. Укрепляет заднюю часть сустава. Состоит из 2 отделов — наружного и внутреннего. Ее срединная область скреплена с продолжением полумембранозного сухожилия — косой подколенной связкой. Последняя соединяет внутренний мыщелок большеберцовой кости с латеральным утолщением эпифиза бедра.

За стабилизацию положения крупнейшего сесамовидного формирования отвечает связка надколенника, образованная сухожилиями квадрицепса.

Мышцы колена

Мышцы коленного сустава обеспечивают правильное функционирование сочленения.

Все мускулы соединения дифференцируются с учетом топографии и выполняемых функций на 3 категории. В их перечне:

1. Передняя группа. Объединяет квадрицепс (наиболее мощную структуру) и портняжное (самое длинное) формирование. Элементы являются сгибателями бедра. Эксперты включают в категорию также суставную мышцу колена, чья основная функция — смещение капсулы сочленения вверх (во избежание ее ущемления).
2. Задняя группа. В нее входят двуглавая, полусухожильная, полуперепончатая структуры. Мускулы относятся к разгибателям тазобедренного соединения, сгибателям голени в коленном суставе. Элементы проходят через 2 перечисленных сочленения, ограничивают подколенную ямку сверху.
3. Внутренняя (медиальная) группа. Категория объединяет гребенчатую и тонкую структуры, а также 3 вида приводящих мышц (длинную, короткую, большую). Сокращение мускул способствует сведению бедер нижних конечностей, поворачиванию голени наружу и сгибанию ее в области колена, развороту кнаружи проксимальной части ноги.

Все перечисленные формирования состоят из мышечной ткани, основная часть которой представлена миоцитами.

Иннервация и кровоснабжение колена

Элементами, обеспечивающими иннервацию коленного сустава, являются ветви самого толстого нерва человеческого организма — седалищного. Образование разделяется в области подколенной ямки (реже — у крестцового сплетения) на 2 части — больше- и малоберцовую. Они обеспечивают чувствительность задней, передней частей голени соответственно.

Схему расположения вышеуказанных структур повторяет сеть крупных кровеносных сосудов.

Кровоснабжение коленного сустава осуществляется при помощи ветвей подколенной артерии. В их списке:

1. Латеральная и медиальная верхние, снабжающие питательными веществами двуглавую и широкую бедренные мышцы.
2. Средняя. По ней кровоток достигает синовиальных складок капсулы сочленения, менисков, крестообразных связок.
3. Внутренняя и наружная нижние, участвующие в формировании обеспечивающей трофику тканей артериальной сети.

Отток обогащенной углекислым газом биологической жидкости осуществляется подколенной веной. Сосуд образуется при слиянии сегментов, собирающих лишенную кислорода кровь из структур соединения.

Мышцы, кости и связки коленного сустава объединены в комплекс, выполняющий ряд сложных взаимодействий. При появлении первых симптомов повреждения любого из рассмотренных формирований соединения следует немедленно обращаться к врачу — последствия даже незначительных травм могут привести к обездвиживанию конечности.