Анатомия коленного сустава человека очень интересна по причине того, что от целостности всех структур напрямую зависит его стабильность и функциональность. За счет того, что ось нижней конечности проходит через колено, вес человека распределяется на суставной поверхности. Небольшие дефекты в компонентах сустава могут стать причиной серьезных нарушений со стороны данной области (см. также Заболевания коленного сустава).
Костно-мышечная основа сустава
Коленный – самый крупный и мощный сустав в человеческом организме, что объясняется прямохождением и оказанием большого давления и веса всего тела на нижние конечности.
Перед тем как разобрать, как устроено колено, необходимо отметить, что в его формировании участвуют кости, хрящи, связки. Бедренная, большеберцовая кости и надколенник, в частности, их артикулярные поверхности являются составными элементами этого сочленения.
Важно! Малоберцовая кость не участвует в формировании коленного сустава.
Два бедренно-большеберцовых сочленения между мыщелками одноименных костей, а также бедренно-пателлярное (между бедром и надколенной костью) создают опорную часть данного сустава.
Не смотря на свою стойкость, коленный сустав, на удивление, является механически слабым из-за неполноценной конгруэнтности вышеперечисленных артикулярных поверхностей, что часто становится причиной воспаления. Таким образом, во многом стабильность колена обусловлена не костными структурами, а силой и функциональной способностью окружающих его мышц и их сухожилий, а также внутри- и внесуставных связок. При этом строение левого колена ничем не отличается от правого.
Внимание! Занимаясь физическими нагрузками, необходимо помнить о тренировке мышечного каркаса, который в большей степени обеспечивает стойкость коленного сустава. Это важное правило поможет предупредить множество спортивных травм.
Особое строение подразумевает выдерживание им больших нагрузок при вертикальном положении тела и при осуществлении движений в нем. Важной мышцей, нормальная работа которой стабилизирует в значительной степени колено, является четырехглавая мышца бедра (англ., quadriceps femoris).
Капсула сустава
Анатомия сумки коленного сустава мало чем отличается от других сочленений – она также состоит из наружного фиброзного слоя и внутреннего синовиального слоя капсулы.
Наружная оболочка суставной сумки на большем протяжении тонкая, утолщаясь лишь в местах прикрепления к ней внутрисуставных связок. На бедренной кости начинается от надмыщелковой области, покрывая полностью мыщелки и межмыщелковую ямку (англ., intercondylar fossa).
При этом наружный слой артикулярной сумки неполноценен за счет наличия открытых участков кзади от латерального мыщелка большеберцовой кости. Последнее возникает для того, чтоб, во-первых, сухожилье надколенника имело выход из полости сустава наружу и его прикрепления в поверхности кости. Во-вторых, спереди надколенник, его сухожилие и четырехглавой мышцы бедра замещает в этом месте фиброзный слой.
Синовиальная мембрана капсулы покрывает все артикулярные поверхности, ограничивая суставную полость, в которой находится синовиальная жидкость. Ее недостаток становится причиной гемартроза коленного сустава. Последняя играет роль в уменьшении силы трения и воздействии веса на суставные поверхности.
С задней поверхности коленного сустава внутренний слой – синовиальная оболочка покрывает инфрапателлярную жировую подушку и крестообразными связками таким образом, что они оказываются снаружи от суставной полости.
Связочный аппарат
Стабильность колена во многом зависит не только от мышечного каркаса, но и от полноценности и состоятельности связок сустава.
Внесуставные связки
Укрепление капсулы сустава происходит за счет пяти экстраартикулярных связок:
- надколенная связка;
- коллатеральная связка малоберцовой кости;
- большеберцовая коллатеральная;
- косая подколенная;
- дугообразная подколенная.
Пателлярная или надколенная связка является дистальной частью мощного сухожилия четырехглавой мышцы, которое следует от верхушки надколенника, прикрепляя его, таким образом, к бугристости голени. Такое прочное соединение позволяет создать стойкую структуру, участвующую в движениях, производимых в колене.
Данное сухожилие располагается спереди от всех остальных и дает латеральную и медиальную ножки, огибая капсулу сустава, тем самым дополнительно укрепляя положение колена.
Важно! В клинике выделяют такое понятие, как Q-угол (англ., Q-angle), наличие которого характерно для смещения надколенника в латеральную сторону. Это возникает из-за тесного отношения между осью, сформированной четырехглавой мышцей и осью надколенникового сухожилия и большеберцовой костью.
Коллатеральные связки в свою очередь, натянуты при полном разгибании колена, что обеспечивают стабильность сустава при стоянии. По мере сгибания в колене, они расслабляются, тем самым допуская и одновременно ограничивая ротацию в нем.
Анатомия связки коленного сустава несколько различаются даже среди экстраартикулярных связок. Например, коллатеральная связка малоберцовой кости выглядит как плотный канат, распространяющийся от латерального мыщелка бедра и до головки малоберцовой кости.
В свою очередь, коллатеральная связка (англ., tibial collateral ligament) представлена сильной плоской лентой, простирающейся от медиального бедренного мыщелка до верхней части внутренней поверхности большеберцовой кости.
Внимание! Большеберцовая коллатеральная связка повреждается чаще из-за своей слабости по сравнению с одноименной связкой, идущей к головке малоберцовой кости, именно тут развивается гонартроз, подробнее можно узнать тут. Это объясняет статистически большую распространенность травм ее и медиального мениска при контактных повреждениях.
Дугообразная и косая связки надколенника снаружи стабилизируют заднюю поверхность сустава.
Внутрисуставные связки
Представлены крестообразными связками и менисками. Последние являются хрящевыми образованиями, которые расположены на артикулярной поверхности, играя огромную роль в уменьшении воздействии силы тяжести на сустав, амортизируя движения в нем.
- Крестообразные связки колена. Название обусловлено их расположением внутри суставной полости, которые перекрещиваются через коленную капсулу, но при этом не проникают в синовиальную сумку.
При поперечных срезах колена можно заметить, что относительно друг друга данные связки располагаются в виде буквы Х.
Их функция чрезвычайно важна в предупреждении чрезмерной ротации в колене. Анатомия связок, а именно их взаимное косое расположение обуславливает ограничение ротаторного движения в колене как в медиальную (внутрь), так и в латеральную сторону (кнаружи).
Важно! Максимальный угол при медиальной ротации составляет 10°, и при латеральной — 60°. Чрезмерное ротаторное движение, в свою очередь, чревато разрывом связок.
Именно крестообразные связки обуславливают контакт суставных поверхностей бедренной и большеберцовой костей. Передняя, в свою очередь кроме ограничения ротаторного движения в колене, предупреждает смещение бедра кзади относительно артикулярной поверхности, а также переразгибание (гиперэкстензию) в суставе.
Задняя крестообразная связка не позволяет сдвинуться кпереди мыщелкам бедра, относительно поверхности большеберцовой кости, а также предупреждает чрезмерное сгибание в колене. При воздействии веса на согнутое колено (например, при ходьбе под гору), задняя связка является главным стабилизатором колена.
- Мениски. Данные образования, напоминающие полумесяц, располагаются на суставной поверхности большеберцовой кости. Их функция основана на абсорбции того воздействия, которое оказывает вес тела, равномерно распространяющийся на поверхности большеберцовой кости.
Медиальный мениск является С-образным и менее подвижным по сравнению с латеральным из-за его прикрепления к межмыщелковой области и к ее коллатеральной связке.
Латеральный мениск более подвижен и имеет более закругленную форму.
Важно! При подозрении на разрыв мениска, его состоятельность может проверить врач с помощью физикальных методов, а также МРТ – золотого стандарта диагностики повреждения менисков. Ультразвуковая диагностика при этом значительно уступает магнитно-резонансной томографии.
Кровоснабжение
Анатомия кровоснабжения коленного сустава интересна хотя бы тем, что в этом участвуют 10 сосудов, формирующих так званые периартикулярные геникулярные анастомозы.
В образовании последних принимают участие следующие артерии:
- геникулярные ветви бедренной и подколенной артерии;
- передняя и задняя возвратная ветви передней большеберцовой артерии;
- огибающая малоберцовая артерия.
Ветви от подколенной артерии проникают непосредственно в полость сустава, осуществляя кровоснабжение крестообразных связок, синовиальной оболочки и периферических краев менисков.
Движения в колене
Основными движениями в колене являются сгибание и разгибание, а также в некотором понимании – ротация при согнутом положении.
При полном разгибании колена и расположении стопы на полу происходит пассивное «блокирование» сустава, при котором натяжение крестообразных связок между собой не делает возможным осуществить ротацию в нем. Такое положение позволяет лучше переносить весовое воздействие на нижнюю конечность.
При «разблокировании» сустава сокращается подколенная мышца (англ., popliteal muscle), вращая колено внутрь на 5°, после чего наступает его сгибание. Более подробно об этом можно узнать в видео в этой статье.
Цена полноценных движений высока, но в то же время достаточно проста – ежедневная умеренная нагрузка. При выполнении физических упражнений важно прислушиваться к тому, что говорит инструкция по технике безопасности. Это предупредит неожиданные и неприятные спортивные травмы.
Внимание! Необходимо помнить, что коленям опасны как чрезмерные нагрузки, так и полное их отсутствие, а также неправильно подобранная обувь.
Частые вопросы
Какие структуры образуют коленный сустав?
Коленный сустав образован бедренной костью, большеберцовой костью и малоберцовой костью, а также связками, хрящами и сухожилиями.
Какие функции выполняет коленный сустав?
Коленный сустав обеспечивает подвижность нижних конечностей, амортизирует ударные нагрузки, поддерживает стабильность и участвует в передвижении.
Полезные советы
СОВЕТ №1
Изучите анатомию коленного сустава, чтобы понимать его строение и функции. Это поможет вам лучше понимать причины болей и травм, а также выбирать подходящие упражнения для укрепления сустава.
СОВЕТ №2
Обратитесь к специалисту, если у вас возникают проблемы с коленным суставом. Только профессионал сможет дать точную диагностику и рекомендации по лечению или профилактике.
Загрузка...
