Колено человека — уникальный сустав, способный выполнять сложные пространственные движения. Такого подвижного и одновременно устойчивого соединения нет ни у одного четвероногого животного. Столь сложные анатомические особенности и функциональные особенности колено приобрело в процессе эволюции, с того момента как человек стал прямоходящим. Рассмотрим строение коленного сустава человека, чтобы лучше понять, как он работает.
Коленный сустав: анатомия и функции
Коленный сустав состоит:
- из двух трубчатых костей (бедренной и большеберцовой) и одной сесамовидной кости (надколенника) (малоберцовая кость голени не входит в сустав);
- семи наружных и трех внутрисуставных связок;
- латерального и медиального менисков;
- суставной (синовиальной) капсулы;
- нескольких синовиальных сумок (бурс).
Главные кости коленного сустава
Суставные поверхности обеих трубчатых костей (эпифизы) имеют по два мыщелка — концевых расширений. Один из них внутренний (медиальный), другой мыщелок наружный (латеральный). Мыщелки бедра имеют выпуклую форму, между ними находится углубление. Соответственно, мыщелки большеберцовой кости — вогнутой формы с возвышением посредине. Таким образом, образуется идеальный мыщелковый замок эпифизов. Поверхности мыщелков покрыты гладким хрящевым слоем (гиалиновым хрящом), что обеспечивает гладкое беспрепятственное скольжение в суставе.
Поверхности сочленения не примыкают плотно друг к другу: между ними остается суставная щель, которая хорошо различимая при рентгенографии.
Трубчатые кости сустава соединены четырьмя связками — двумя боковыми наружными (латеральной и медиальной) и двумя внутренними (передней и задней крестообразной связками).
Надколенник (синоним — коленная чашечка) расположен в передней части колена. Его роль двояка: он должен максимально защищать колено и в то же время обеспечивать полную его подвижность. Необходимость в надколеннике и усложняет строение колена:
Надколенник подвешен при помощи трех связок — собственной и двух поддерживающих. Это обеспечивает его свободу и в тоже время удерживает в анатомически правильном положении.
Внутренняя поверхность коленной чашечки, как и прочие суставные поверхности, покрыта гиалиновым хрящом.
Суставная капсула колена
Суставная капсула представляет из себя мягкотканную эластичную двухслойную оболочку, сумку, в которой двигается сустав.
Верхний слой ее состоит из фиброзной ткани, а внутренний из синовиальной мембраны. Синовиальная оболочка пронизана сетью кровеносных сосудов, через которые в сустав поступают важные вещества. Кроме того, сама оболочка вырабатывает особую жидкость (синовию), в которой содержатся:
- хондроитинсульфат (основной компонент хряща);
- гликозаминогликан (гиалуроновая кислота), повышающую вязкость, благодаря чему синовия превращается в смазку для суставов.
Не с костей, а именно с синовиальной оболочки часто начинаются дегенеративно-дистрофические процессы в суставах. Она принимает прямое участие в патогенезе артроза. Патологии синовиальной оболочки, врожденные или приобретенные, обедняют синовию, порождая в ней дефицит главных компонентов, что нарушает процесс регенерации хряща, приводит к затрудненным движениям и хрусту в суставах.
Суставная капсула образует многочисленные завороты и карманы, что увеличивает ее объем, позволяет обойти все элементы сустава и способствует лучшей циркуляции синовии.
Кроме внутренних карманов, в области колена имеется множество поверхностных и глубоких сумок (бурс), находящихся между сухожилиями, под ними и недалеко от них. Подробнее о бурсах в этой статье.
Связки колена
Анатомия коленного сустава представлена девятью связками, у каждой из которых свое назначение.
Общая роль связок — надежная стабильность сустава: ни одна из его частей во время сгибания, разгибания отведения, приведения или вращения не должна уйти за пределы допустимого ограничения. Запас прочности связки позволяет превышать эти пределы, но благодаря нашей нервной системе, регулирующей все движения ОДС, в момент опасного приближения к анатомическому барьеру в суставе возникает резкая боль. Если бы этого не было, человек бы постоянно травмировал себя. Если же прилагаемое внешнее усилие превышает запас прочности связки, в ней происходит разрыв.
Почему столь часты спортивные травмы? Во время соревнования в кровь спортсмена выбрасывается много адреналина, и он перестает просто чувствовать боль, и может даже не заметить, что порвалась связка или мениск.
Связки бедренной и большеберцовой костей
Бедренная и большеберцовая кости укреплены:
- двумя боковыми (коллатеральными) связками — наружной (латеральной) и внутренней (медиальной);
- передней крестцовой связкой (ПКС);
- задней крестцовой связкой (ЗКС).
Наружную коллатеральную связку называют также малоберцовой: она начинается от надмыщелка бедренной кости и идет до головки м/б* кости. С суставной капсулой она не соединяется.
Внутренняя коллатеральная связка (синоним: большеберцовая) соединяет внутренний надмыщелок бедренной кости с внутренней поверхностью б/б* кости. Она более широкая и мощная, чем наружная, покрывает суставную капсулу, соединяясь с ней спереди и сзади, и прикрепляется к медиальному мениску.
Роль коллатеральный связок — ограничений боковых перегибаний и ротации колена.
Передняя и задняя крестообразные связки (ПКС и ЗКС) находятся внутри суставной капсулы и пересекают полость сустава.
- ПКС начинается от наружного края бугристости бедренной кости и кончается у передней поверхности б/б кости, вблизи от межмыщелкового возвышения;
- ЗКС идет от внутреннего мыщелка бедренной кости и крепится между мыщелками б/б кости возле ее задней поверхности.
Назначение крестообразных связок:
- ПКС защищает коленный сустав от переразгибания, то есть от смещения голени вперед;
- ЗКС защищает от перегибаний колена с задним смещением голени.
Связки надколенника
Назначение их — свободное крепление коленной чашечки.
Передняя связка коленной чашки нашими ортопедами часто называется собственной связкой надколенника. Это продолжение сухожилия квадрицепса (четырехглавой мышцы), проходящего поверх надколенника и прикрепленного к нему в верхней части, а в нижней — к срединному бугру б/б кости.
Поддерживающие связки надколенника — две небольшие связки (медиальная и латеральная), являющиеся разветвлениями сухожилия квадрицепса, которыми коленная чашечка крепится недалеко от внутренней и наружной передней суставной поверхности б/б кости.
Задние связки коленного сустава
На задней области колена расположены две подколенные связки — косая и дугообразная. Их функция — поддержание стабильности колена в задних его отделах.
Косая связка продолжает сухожилие полуперепончатой мышцы и начинается возле медиального мыщелка б/б кости. Она частично крепится к бедренной кости и сращивается с задней поверхностью суставной капсулы.
Дугообразная связка начинается сзади, одновременно от головки малоберцовой кости и от наружного мыщелка бедра. Крепится к задней срединной поверхности б/б кости и дальше идет по дуге вовнутрь, соединяясь с косой подколенной связкой.
Десятая, самая маленькая связка, находится внутри сустава и соединяет два мениска колена. Она называется поперечной менисковой связкой.
Мениски коленного сустава
Коленный сустав строением своим напоминает идеальный рычажно-шарнирный механизм, в котором рычаги — это кости, мышцы и сухожилия, а шарнир — сам сустав с его шаровыми поверхностями. Однако колено еще более совершенный механизм, так как в нем предусматривается опоры и амортизаторы.
Опорно-амортизационную функцию выполняют мениски, наружный и внутренний. Эти выгнутые в форме полумесяца пластинки из более эластичного, чем все остальные хрящи, коллагена, прекрасно смягчают нагрузку на суставы из-за собственного веса тела и при движении.
При сгибании колена на мениски падает до 85% всей нагрузки. Они способны оказывать также стабилизирующее действие во время травмы: например, при разрыве ПКС голень не уйдет вперед, так как ее будет удерживать прикрепленный к коллатеральной внутренней связке медиальный мениск.
Мышцы колена
Без мышц наш рычаг оставался бы совершенно беспомощным.
За движение колена отвечают три вида мышц:
- сгибатели;
- разгибатели;
- приводящие мышцы (внутренней стороны бедра).
Сгибатели
- Четырехглавая мышца: она занимает всю переднюю и часть боковой поверхности бедра и состоит из четырех головок — бедренных мышц (прямой, медиальной широкой, латеральной широкой, промежуточной широкой).
- Портняжная мышца — одна из самых длинных мышц бедра передней группы: начинается от подвздошной кости (передняя верхняя ость), идет косо вниз по спирали, заходя на внутреннюю переднюю поверхность голени, и прикрепляется к бугристости б/б кости.
Разгибатели задней группы
Двуглавая мышца — состоит из двух головок, начинающихся от седалищной и бедренной костей, которые внизу переходят в сухожилие, прикрепляющееся к головке м/б кости.
Полусухожильная мышца расположена ближе к медиальной поверхности, граничит с наружной стороны с двуглавой, с внутренней — с полуперепончатой мышцей, а посредине закрыта большой ягодичной. Начинается от седалищного бугра, огибает медиальный мыщелок бедренной кости и крепится к бугристости б/б кости, образуя вместе с портняжной и тонкой мышцей треугольник, называемой гусиной поверхностной лапкой.
Полуперепончатая мышца также берет начало от седалищного бугра и, идя вниз, разветвляется на три пучка (один доходит до медиального мыщелка б/б кости, второй — до подколенной фасции, а третий переходит в медиальную связку колена. Перепончатая мышца участвует во вращательном вращении голени.
Приводящие мышцы
Большая приводящая мышца — самая большая из медиальных (внутренних мышц): начинается от нижних лобковых и седалищных костей. Мышечные волокна веерообразно направлены вниз и наружу, прикрепляясь к шероховатой линии бедра при помощи широких сухожилий вдоль всей медиальной губы.
Тонкая мышца — длинная подкожная мышца, самая медиальная. Начинается от лобковой кости и крепится к бугру б/б кости.
Заключение
Строение коленного сустава позволило человеку адаптироваться в окружающих его условиях. Однако современный темп жизни и большие нагрузки приводят к быстрому износу этого замечательного механизма. Растяжение и разрывы связок, вывихи надколенника, повреждения менисков и другие травмы выводят колено из строя надолго, и не всегда после них возвращается прежняя работоспособность коленного сустава. Не оставляйте без внимания непонятные боли, хруст, ограничение движений или, напротив, подозрительную свободу в колене. Многие травмы, особенно касающиеся мениска, могут быть скрытыми.
Позаботьтесь о колене, посетите ортопеда.
______________
*м/б — малоберцовая;
*б/б — большеберцовая.
