Артрология. Учение о соединениях костей
Нормальная анатомия человека Сапин М. Р., Билич Г. Л.
- Учение о соединениях костей (артрология)
- Соединения костей черепа. Соединение черепа с позвоночником. Соединения позвоночного столба. Соединения костей туловища. Грудная клетка
- Соединения костей верхней конечности. Суставы пояса верхних конечностей
- Соединения пояса верхних конечностей
- Соединения свободной части верхней конечности
- Соединения костей нижней конечности. Суставы тазового пояса.
- Суставы тазового пояса
- Таз в целом
- Соединения костей свободной части нижней конечности
Суставы и соединения костей. Наименования на латыни
Скелет вместе с мышцами выполняет функции опоры и движения благодаря тому, что все кости соединены между собой и образуют подвижные костные рычаги. Характер соединений зависит от функции того или иного костного звена. В соответствии с особенностями развития, строения и функции тела человека в его онтогенезе присутствуют непрерывные и прерывные (синовиальные) соединения (суставы).
При формировании суставов на 6-й неделе эмбрионального развития между концами будущих костей начинается процесс образования суставной щели. Затем образуются суставной хрящ, суставная капсула, связки. Суставной хрящ образуется из мезенхимы, прилежащей к будущей кости. Очень рано, также из мезенхимы, окружающей будущий сустав, формируются связки сустава. Глубокий слой первичной капсулы сустава образует синовиальную мембрану. В зонах закладки некоторых суставов, например коленного, грудино-ключичного, височно-нижнечелюстного, образуются две суставные щели, а расположенный между ними слой мезенхимы превращается в суставной диск. Хрящевая суставная губа формируется из внутрисуставного хряща, в котором резорбируется его центральная часть, а периферические отделы прирастают к краю суставной поверхности кости. В теле человека все соединения костей делятся на три большие группы: непрерывные, полусуставы (симфизы) и прерывные, или синовиальные (суставы) (рис. 96).
Рис. 96. Непрерывные соединения костей и полусустав: А – синдесмоз: 1 – межкостная перепонка предплечья; Б – синхондроз: 2 – межпозвоночный диск; В – полусустав: 3 – лобковый симфиз
Непрерывные соединения костей образованы с помощью различных видов соединительной ткани. При этом отсутствует суставная щель или полость между соединяющимися костями. Непрерывные соединения весьма прочны, однако их подвижность ограничена. В зависимости от характера ткани, соединяющей кости, различают фиброзные, хрящевые и костные соединения.
У фиброзных соединений (синдесмозов) кости соединены между собой плотной волокнистой соединительной тканью. Синдесмоз (syndesmosis) – это соединение костей с помощью связок, мембран, швов, коллагеновые волокна которых срастаются с надкостницей, переходят в нее без четкой границы. Связки представляют собой толстые, образованные плотной волокнистой соединительной тканью пучки, которые перекидываются от одной кости к другой, укрепляя суставы и ограничивая их движения. Большинство связок образовано пучками коллагеновых волокон. Однако встречаются связки, состоящие из пучков эластических волокон, например желтые связки, натянутые между дугами позвонков. Желтые связки растягиваются при сгибании позвоночного столба и благодаря своей эластичности вновь укорачиваются, способствуя разгибанию позвоночника.
Межкостные перепонки представляют собой соединительнотканные пластины, натянутые, например, между диафизами длинных трубчатых костей предплечья и голени. Они прочно удерживают одну кость возле другой, служат местом начала многих мышц. Межкостные перепонки сформированы пучками коллагеновых волокон, образующих слои, направленные от одной кости к другой.
Швы – это соединение краев костей крыши и лицевого отдела черепа между собой с помощью тонких прослоек волокнистой соединительной ткани. Между соединяющимися краями костей черепа находится тонкая прослойка волокнистой соединительной ткани. В зависимости от конфигурации краев соединяющихся костей различают зубчатый, плоский и чешуйчатый швы.
Разновидностями фиброзного соединения являются «вколачивание» (gomphosis) и зубоальвеолярное соединение (articulatio dento alve olaris) – соединение зуба с костной тканью зубной альвеолы. Швы, а также «вколачивание» представляют собой прочные, эластичные, малоподвижные, даже практически неподвижные соединения костей черепа.
Хрящевые соединения, или синхондрозы, представляют собой соединения костей с помощью волокнистой хрящевой ткани. Синхондрозы отличаются прочностью, упругостью и малой подвижностью, степень которой зависит от толщины и структуры хрящевой прослойки между костями. Крайне редко хрящ между соединяющимися костями сохраняется в течение всей жизни. Такие синхондрозы являются постоянными (например, между ребрами и грудиной). Большинство синхондрозов временные, так как хрящевая прослойка между костями сохраняется лишь до определенного возраста, после чего хрящ замещается костной тканью (например, между эпифизами и диафизами трубчатых костей).
Костные соединения – синостозы – появляются по мере окостенения синхондрозов между отдельными костями основания черепа, костями, образующими тазовую кость, и др.
Симфизы (от греч. symphysis – срастание) – это также хрящевые соединения. Однако в толще хряща имеется небольшая, заполненная жидкостью щелевидная полость, синовиальная оболочка отсутствует. К этому типу соединений относят межпозвоночные симфизы и лобковый симфиз.
Суставы, или синовиальные соединения, представляют собой прерывные соединения костей, у которых между соединяющимися костями всегда имеется суставная щель. Каждый сустав имеет следующие анатомические элементы: суставные поверхности костей, покрытые суставным хрящом, суставную капсулу, суставную полость, синовиальную жидкость (рис. 97). Суставные поверхности покрыты, как правило, гиалиновым хрящом. Лишь у височно-нижнечелюстного и грудино-ключичного суставов хрящ волокнистый. Толщина хряща колеблется от 0,2 до 6 мм и находится в прямой зависимости от функциональной нагрузки, испытываемой суставом. Чем больше нагрузка, тем толще хрящ.
Рис. 97. Схема строения сустава: 1 – надкостница; 2 – кость; 3 – суставная капсула; 4 – суставной хрящ; 5 – суставная полость
Суставной хрящ не имеет кровеносных сосудов и надхрящницы. Он состоит на 75–80% из воды; 20–25% его массы приходится на сухое вещество, около половины которого составляет коллаген, соединенный с протеогликанами, причем первый придает хрящу прочность, вторые – упругость. Через межклеточное вещество путем диффузии из синовиальной жидкости в хрящ свободно проникает вода, питательные вещества и т. д. Наряду с этим питание хряща осуществляется за счет диффузии из капилляров подлежащей субхондральной костной пластинки. В суставном хряще различают три слоя: поверхностный, промежуточный и базальный (рис. 98).
Рис. 98. Строение суставного хряща на поперечном разрезе сустава: 1 – поверхностный слой; 2 – хрящевое основное вещество; 3 – глубокий слой (группы хондроцитов); 4 – хрящ, пропитанный солями кальция; 5 – кость
Непосредственно к кости прилежит слой хряща, пропитанный солями кальция. Над ним в основном веществе располагаются изогенные группы клеток – хондроцитов, залегающих в своих ячейках. Изогенные группы располагаются в виде колонок, перпендикулярных поверхности хряща. Над слоем изогенных групп находится тонкий волокнистый слой (промежуточная зона), а над ним – поверхностный слой. Со стороны суставной полости хрящ покрыт слоем аморфного вещества. Хондроциты секретируют гигантские молекулы протеогликанов, которые образуют межклеточное вещество. Суставной хрящ защищает суставные концы кости от механических воздействий, уменьшая давление и равномерно распределяя его по поверхности.
Суставная капсула, прикрепляющаяся вблизи краев суставных поверхностей сочленяющихся костей или на некотором расстоянии от них, прочно срастается с надкостницей, образуя замкнутую суставную полость. Капсула состоит из двух слоев. Наружный слой представлен толстой прочной фиброзной мембраной, образованной волокнистой соединительной тканью. Местами фиброзная мембрана образует утолщения – связки, укрепляющие суставную капсулу. Связки могут располагаться также в толще капсулы (капсульные связки) или вне ее (внекапсульные связки). Кроме того, встречаются внутрисуставные связки, расположенные внутри сустава, покрытые снаружи синовиальной мембраной. Толщина и форма связок зависят от особенностей строения сустава и действующей на него силы тяжести. Связки не только укрепляют сустав, но также направляют и ограничивают движения. Они чрезвычайно прочны. Так, например, прочность на разрыв подвздошно-бедренной связки достигает 350 кг, а длинной связки подошвы – 200 кг. Связки выполняют также функцию пассивных тормозов, ограничивая движения в суставе. Они вплетаются в надкостницу в зоне прикрепления суставной капсулы к кости.
Внутренний слой суставной капсулы образован тонкой гладкой блестящей синовиальной мембраной, которая выстилает изнутри фиброзную мембрану и продолжается на поверхность кости, не покрытую суставным хрящом. Синовиальная мембрана имеет небольшие выросты, обращенные в полость сустава, – синовиальные ворсинки, очень богатые кровеносными сосудами. Разветвленные ворсинки значительно увеличивают поверхность синовиальной мембраны. Через ворсинки осуществляются ультрафильтрация из кровеносного русла в полость сустава синовиальной жидкости и резорбция этой жидкости из нее. Если сочленяющиеся поверхности костей обширные и не очень соответствуют друг другу (инконгруэнтны), синовиальная мембрана образует различной величины и формы синовиальные складки. В наиболее крупных складках, например в коленном суставе, имеются скопления жировой ткани.
Синовиальная жидкость, находящаяся в полости сустава, смачивает покрытые хрящом суставные поверхности, устраняет их трение друг о друга и осуществляет трофику суставного хряща. Количество и состав смазочного вещества – синовии – также зависит от функциональной нагрузки на сустав. В таких крупных суставах, как коленный или тазобедренный, ее количество не превышает 2–4 мл. Давление в полости сустава ниже атмосферного.
Суставные поверхности редко полностью соответствуют друг другу по форме. Конгруэнтность (от лат. congruens – согласный между собою, соответствующий) в суставах достигается за счет ряда вспомогательных образований: хрящевых дисков, менисков, губ (рис. 99).
Рис. 99. Различные виды суставов, имеющих вспомогательные образования: А – коленный сустав, правый; на горизонтальном разрезе видны суставная капсула и крестообразные связки (отрезаны), а также проксимальный эпифиз большеберцовой кости с менисками: 1 – связка надколенника; 2 – поднадколенниковая сумка; 3 – попе речная связка колена; 4 – суставная капсула; 5 – латеральный мениск; 6 – малоберцовая коллатеральная связка (перерезана); 7 – задняя крестообразная связка; 8 – медиальный мениск; 9 – большеберцовая коллатеральная связка (перерезана); 10 – передняя крестообразная связка; Б – грудино-ключичный сустав (правый сустав вскрыт), вид спереди: 1 – суставной диск; 2 – суставная капсула; 3 – межключичная связка; 4 – передняя грудино-ключичная связка; 5 – реберно-ключичная связка; 6 – ключица; 7 – I ребро; 8 – рукоятка грудины; В – акромиально-ключичный сустав (правый), связки лопатки: 1 – клювовидно-акромиальная связка; 2 – трапециевидная связка; 3 – коническая связка; 4 – акромиальный конец ключицы; 5 – клювовидный отросток; 6 – верхняя поперечная связка лопатки; 7 – лопатка; 8 – суставная губа; 9 – суставная впадина лопатки; 10 – акромион; 11 – акромиально-ключичный сустав, видна акромиально-ключичная связка
Так, в височно-нижнечелюстном суставе имеется хрящевой диск, сращенный с капсулой по наружному краю. Диск, как правило, разделяет суставную полость на два отдела. Мениски – это хрящевые или соединительнотканные пластинки полулунной формы, расположенные между суставными поверхностями. В коленном суставе имеются полукольцевые медиальный и латеральный мениски, которые расположены между суставными поверхностями бедренной и большеберцовой костей. Диски и мениски способны смещаться при движениях. Они как бы сглаживают неровности сочленяющихся поверхностей, делают их конгруэнтными, амортизируют сотрясения и толчки при передвижении.
Суставная губа, расположенная по краю вогнутой суставной поверхности, дополняет и углубляет ее. Она прикреплена своим основанием к краю суставной поверхности, а внутренней вогнутой поверхностью обращена в сторону полости сустава. Так, по краю полулунной суставной поверхности вертлужной впадины имеется вертлужная губа, благодаря которой суставная поверхность тазовой кости углубляется и больше соответствует шаровидной головке бедренной кости.
В зависимости от количества суставных поверхностей, участвующих в образовании сустава, и их взаимоотношений между собой суставы делятся на простые (две суставные поверхности), сложные (более двух), комбинированные и комплексные. Если два (или более) анатомически самостоятельных сустава функционируют совместно, то они называются комбинированными: например, оба височно-нижнечелюстных сустава. Комплексные суставы – это суставы, в которых между сочленяющимися поверхностями имеется диск или мениск, разделяющий полость сустава на два отдела.
Движения в суставах совершаются вокруг фронтальной, сагиттальной и продольной осей вращения. Вокруг фронтальной оси выполняются сгибание и разгибание, при которых угол между сочленяющимися костями уменьшается или увеличивается. Например, при сгибании в локтевом суставе угол между плечом и предплечьем уменьшается, а при разгибании увеличивается до 180°, конечность выпрямляется. Вокруг сагиттальной оси осуществляются приведение, при котором одна из сочленяющихся костей (конечность) приближается к срединной плоскости (к туловищу), и отведение, при котором кость (конечность) удаляется от нее. При вращении кость поворачивается вокруг своей продольной оси в ту или иную сторону.
Круговое движение – это последовательное движение вокруг всех осей, при котором свободный конец движущейся кости (конечности), например, кисть руки, описывает окружность. Чем больше разность угловых величин (в угловых градусах) сочленяющихся поверхностей, тем больше размах (объем) движений. При почти равной протяженности суставных поверхностей объем движений в суставах незначителен. На величину объема движений в суставах влияют также количество и расположение связок, укрепляющих сустав, положение и степень растяжимости мышц, окружающих сустав. Форма сочленяющихся поверхностей определяет число осей, вокруг которых может совершаться движение. В зависимости от этого суставы делятся на одно-, двух- и многоосные (рис. 100, табл. 11).
Так, одноосными суставами являются суставы цилиндрической и блоковидной форм. Цилиндрические суставы – это срединный атлантоосевой, проксимальный и дистальный лучелоктевые. Блок представляет собой цилиндр с бороздой или гребнем, расположенным перпендикулярно к оси цилиндра. На другой суставной поверхности имеется соответствующее углубление или выступ. Примерами блоковидных суставов являются межфаланговые суставы кисти. Разновидность блоковидных суставов – винтообразный сустав. Отличие винта от блока в том, что борозда расположена не перпендикулярно к оси, а по спирали. Примером винтообразного сустава может служить плечелоктевой сустав.
Двуосными суставами являются эллипсоидный, мыщелковый и седловидный суставы. При поворотах эллипса вокруг длинного диаметра образуется тело вращения – эллипс. Лучезапястный сустав является эллипсоидным. Мыщелковый сустав по форме близок к блоковидному и эллипсоидному. Его суставная головка имеет форму эллипса, однако, в отличие от блоковидного, суставная поверхность располагается на мыщелке. Например, коленный и атлантозатылочный суставы мыщелковые (первый является также комплексным, второй – комбинированным). Суставные поверхности седловидного сустава по форме напоминают два седла с осями, пересекающимися под прямым углом. Седловидным является запястно-пястный сустав большого пальца, который создает противопоставление большого пальца кисти остальным пальцам.
Шаровидный и плоский суставы многоосные. При повороте круга вокруг своего диаметра образуется шар. Кроме движений вокруг трех осей, в этих суставах возможны и круговые движения. Такими суставами являются, например, плечевой и тазобедренный. Последний считают чашеобразным благодаря значительной глубине суставной ямки. Плоские суставы также относятся к многоосным. Движения в них могут производиться вокруг трех осей, но отличаются малым объемом. У плоских суставов величина дуги движения незначительная. К плоским суставам относят, например, межзапястные, предплюсне-плюсневые суставы.
В раннем детском возрасте суставы развиваются активно, окончательное формирование всех элементов суставов заканчивается в возрасте 13–16 лет. Подвижность суставов больше у детей и молодых людей, у женщин больше, чем у мужчин. С возрастом подвижность суставов уменьшается. Это связано со склерозированием фиброзной мембраны и связок, ослаблением мышечной активности. Высокая физическая активность замедляет развитие возрастных именений суставов.
Таблица 11. Классификация прерывных (синовиальных) соединений (суставов) по форме их суставных поверхностей
