Автоматическая ротация в коленном суставе
Ранее уже упоминалось, что конечные градусы разгибания сочетаются с небольшой наружной ротацией, а начало сгибания всегда сочетается с некоторой внутренней ротацией. Эти ротационные движения происходят автоматически, т.е. непроизвольно.
Автоматическую ротацию можно увидеть на анатомическом препарате, основанном на эксперименте Руда. Две спицы проводят горизонтально и поперечно через мыщелки бедра и плато большеберцовой кости (рис. 235, вид сверху). Когда коленный сустав разогнут, эти спицы параллельны друг другу. Если бедро сгибают по отношению к большеберцовой кости (рис. 236), его ось проходит косо кзади и кнутри (на нашем примере это правый коленный сустав). Когда угол сгибания достигает 90°, спицы образуют в горизонтальной плоскости угол в 30°, который открыт кнаружи и кзади (45° согласно Руду).
Когда ось бедра возвращается в сагиттальную плоскость (рис. 237) спица, проходящая через большеберцовую кость, наклоняется в боковом и передне-заднем направлении, что говорит о внутренней ротации большеберцовой кости по отношению к бедренной. Эта спица образует угол в 20° с линией перпендикулярной оси бедренной кости, поэтому сгибание в коленном суставе сочетается с автоматической внутренней ротацией на 20°. Эта разница в 10° объясняется тем фактом, что спица, проходящая через бедро (здесь она не показана), из-за физиологического вальгуса не перпендикулярна оси диафиза бедра, а образует с ней угол в 80° (рис. 3).
То же самое можно проделать в ином порядке. В положении сгибания на 90° спицы расходятся (рис. 236), а при полном разгибании в коленном суставе они становятся параллельными (рис. 235). Это показывает, что разгибание в коленном суставе сопровождается автоматической наружной ротацией.
Внутреняя ротация большеберцовой кости (рис. 238) происходит при флексии потому, что наружный мыщелок бедра отступает кзади больше, чем внутренний. При разогнутом положении коленного сустава точка контакта "а" и "b" лежат на поперечной оси Оx. При флексии внутренний мыщелок из положения "а" переходит в положение "а'" (5 - 6 мм), а наружный – из положения "в" в положение "в'" (10 - 12 мм), и точка контакта при сгибании лежит на линии Оу, образующей угол в 20° с линией Ох. Поэтому для того, чтобы линия Оу вновь совпала с поперечной плоскостью, большеберцовая кость должна ротироваться внутрь на 20°.
Это неодинаковое перемещение мыщелков кзади объясняется тремя механизмами:
1. Неравной длиной профилей мыщелков бедренной кости (рис. 239, 240). Если измерить длину суставных поверхностей внутреннего (рис. 239) и наружного (рис. 240) мыщелков, прокатив их по контуру по плоской поверхности, то можно видеть, что длина bd' задней дуги наружного мыщелка слегка превосходит длину задней дуги внутреннего мыщелка (ас' = bс'). Это отчасти объясняет, почему наружный мыщелок катится по большему расстоянию, чем внутренний.
2. Формой мыщелков большеберцовой кости. Внутренний мыщелок бедра отступает кзади лишь немного, т.к. он находится внутри вогнутой суставной поверхности большеберцовой кости (рис. 241), а наружный мыщелок скользит более свободно по заднему склону выпуклой поверхности тибиального плато (рис. 242).
3. Направлением боковых связок. Когда мыщелки бедра откатываются кзади, внутренняя боковая связка напрягается быстрей наружной (рис. 241 и 242), поэтому мыщелок на стороне последней отступает дальше по наклонному склону. Ротация вызывается двумя парами сил:
преобладающим действием сгибателей и внутренних ротаторов (рис. 243): тонкой, портняжной, полусухожильной (чёрная стрелка) и подколенной (белая стрелка) мышц;
натяжением крестообразной связки к концу разгибания (рис. 244); как только эта связка оказывается латеральнее оси сустава, она напрягается и вызывает наружную ротацию.