Хорошая подвижность коленного сустава необходима для стояния, ходьбы и бега. Для понимания возможных проблем с коленом нужно знать строение коленного сустава и каким образом его составляющие работают совместно, обеспечивая нормальную функцию.
Ключевые слова: сустав, связка, коленный сустав, надколенник, мениск, мыщелок.
Сустав — это подвижное соединение костей скелета, разделенных щелью, покрытых синовиальной оболочкой и суставной сумкой и обеспечивающее скольжение суставных поверхностей относительно друг друга. Это движение совершается с помощью соответствующих мышц.
Коленный сустав — сустав, соединяющий бедренную кость, большеберцовую кость и надколенник. Является сложным, так как имеет несколько суставных поверхностей и считается комплексным — содержит мениски. Относится к двухосному мыщелковому суставу.
Мыщелковый сустав — это переходный тип сустава от блоковидного к эллиптическому.
Рис. 1. Схема мыщелкового сустава
Комплексный сустав — сустав, который содержит внутрисуставной хрящ (мениск либо диск), разделяющий сустав на две камеры, например коленный сустав.
В различных суставах, в зависимости от строения сочленяющихся поверхностей, движения могут совершаться вокруг различных осей. В биомеханике суставов выделяют следующие оси вращения: фронтальную, сагиттальную и продольную. В коленном суставе движения возможны вокруг поперечной и продольной оси, а одновременно по двум осям только при согнутом колене.
Важные структуры коленного сустава можно разделить на семь категорий: кости, суставы, связки, сухожилия, мышцы, нервы и кровеносные сосуды.
Рис. 2. Обобщенный план строения коленного сустава
Коленный сустав — место соединения бедренной и большеберцовой костей. Этот сустав синовиальный. В синовиальных суставах есть: суставные капсула и синовиальная жидкость внутри сустава, обеспечивающая его смазку. Коленный сустав образуется сверху дистальной части бедренной кости и верхней части большеберцовой кости. На конце бедренной кости находятся два округлых мыщелка, расположенных на относительно плоских мыщелках большеберцовой кости. Снаружи, дальше от центральной линии (вертикальной оси), находится плоский латеральный мыщелок большеберцовой кости. С внутренней стороны располагается плоский медиальный мыщелок большеберцовой кости. Надколенник располагается в специальном отделении между мыщелками бедра под названием надколенниковая поверхность бедренной кости. Меньшая из костей голени — малоберцовая кость — образует с большеберцовой костью небольшой сустав за пределами коленного сустава. В месте контакта кости на их поверхности есть суставной хрящ. Он относительно толстый и упругой консистенции. Суставный хрящ делает возможным скольжение суставных поверхностей без сопутствующих повреждений. Функции суставного хряща — обеспечение чрезвычайно гладкой поверхности для облегчения движения. В суставах хрящ находится на подвижных друг относительно друга поверхностях. В коленном суставе хрящом покрыты дистальная часть бедренной кости, вверх большеберцовой кости и задняя часть надколенника.
Связки — плотное соединительнотканное образование, соединяющие кости между собой. Коленный сустав имеет внутрисуставные и внесуставные связки. К внутрисуставным относятся: передняя и задняя крестообразная, поперечная связка колена. К внесуставным относятся: большеберцовая коллатеральная, малоберцовая коллатеральная, связка надколенника, косая подколенная связка, дугообразная подколенная. Связки играют роль ограничения движений сустава. Две важные связки располагаются с наружных сторон коленного сустава. Внутренняя боковая медиальная коллатеральная связка и наружная боковая латеральная коллатеральная связка. Другие две важные связки расположены внутри сустава между бедренной и большеберцовой кости. Передняя крестообразная связка спереди и задняя крестообразная связка сзади. Наружные и внутренние боковые связки предотвращают чрезмерное движения колена из стороны в сторону. Передняя крестообразная связка и задняя крестообразная связка стабилизируют колено в переднем и заднем направлении. Передняя крестообразная связка не дает колену соскальзывать слишком далеко вперёд, задняя крестообразная связка предотвращает соскальзывание назад. При совместной работе передней крестообразной связки и задний крестообразной связки контролируется движение вперёд и назад. Связки колена — элемент, обеспечивающий стабильность сустава. Между бедренной и большеберцовой костями есть два важных связующих образования — мениски.
Мениски дополняют суставой хрящ в колене и выполняют важные функции. Первая — распределяет нагрузку в суставе по большой площади, вторая — помогает связкам обеспечивать стабильность колена.
Если представить коленный сустав в виде шара, лежащего на плоской поверхности, то шар — мыщелок бедра,а плоская поверхность — мыщелок большеберцовой кости. Мениск позволяет шару оставаться на плоской поверхности. Без мениска в любой момент времени одна из точек поверхности бедренной кости контактировала бы с другой точкой на поверхности большеберцовой кости. Наличие мениска позволяет распределить давление по всей поверхности. Подобное распределения давления необходимо для предотвращения чрезмерных нагрузок на суставной хрящ. Без мениска чрезмерная нагрузка на суставной хрящ может привести к его дегенерации. Благодаря клиновидной форме менисков, утолщенных с внешнего края, обеспечивается стабильность выпуклых мыщелков бедренной кости на относительно плоской поверхности большеберцовой кости.
Совместно связки и мениски обеспечивают стабильность коленного сустава. Без крепких связок и менисков коленный сустав был бы слишком подвижным. В отличие от других суставов, в коленном нет костных стабилизаторов. Сухожилия похожи на связки, но они соединяют мышцы с костями. Сухожилия четырехглавой мышцы соединяют большую четырехглавую мышцу с верхней частью надколенника. Это сухожилие проходит через надколенник и продолжается до его соединения с большеберцовой костью. Соединение надколенника и большеберцовой кости называется связкой надколенника. Мышцы задней поверхности бедра прикрепляются сухожилиями в разных местах вокруг коленного сустава и помогают связкам стабилизировать сустав.
Механизм, разгибающий коленный сустав состоит из надколенника, связки надколенника, сухожилия четырехглавой мышцы и четырёхглавой мышцы. При сокращении все четыре головки четырехглавой мышцы выпрямляют коленный сустав — например, при вставании из положения приседания. Надколенник соответствует по форме надколенной ямке бедра и скользит в ней, увеличивая силу, которую производит четырехглавая мышца при выпрямлении коленного сустава. При сокращении крупных мышц задней поверхности бедра происходит сгибание коленного сустава.
Наиболее важные нервы, проходящие сзади от коленного сустава — большеберцовый и общий малоберцовый. Эти нервы отвечают за контроль ощущений и сокращение мышц в голени и стопе. Большеберцовый и общий малоберцовый нервы образуются при разветвлении седалищного нерва непосредственно над коленным суставом. Большеберцовый нерв идет вдоль задней поверхности голени, общий малоберцовый нерв спускается по наружной передней поверхности голени на стопу.
Оба нерва могут повреждаться при травмах колена.
Основные кровеносные сосуды проходят рядом с большеберцовым нервом в задней части коленного сустава. Подколенная артерия и вена — наибольшие сосуды, питающие голень и стопу. При повреждении подколенной артерии, не позволяющее её восстановление, велика вероятность отмирания голени и стопы. По подколенной артерии кровь идёт к голени и стопе, а по подколенной вене кровь возвращается от стопы и голени к сердцу.
Заключение:
У коленного сустава весьма нестабильное строение, при этом он вынужден выдерживать нагрузку практически всей массы тела,особенно значительны при ходьбе или беге. Поэтому, проблемы с коленными суставами широко распространены среди людей всех возрастов. Знания основных частей, из которых состоит коленный сустав, позволяет лучше понять что произойдет в случае проблем с коленом.
Литература:
- https://ru.wikipedia.org/wiki/ %D0 %A1 %D1 %83 %D1 %81 %D1 %82 %D0 %B0 %D0 %B2 // Википедия (дата обращения: 24.09.2019).
- https://howlingpixel.com/i-ru/ %D0 %A1 %D1 %83 %D1 %81 %D1 %82 %D0 %B0 %D0 %B2 // (дата обращения: 24.09.2019).
- Резанова Е. А., Антонова И. П., Резанов А. А. Биология человека. — М.: Издат-Школа, 1998. — 208 с.
