2.2.Общая характеристика суставов человека

Суставы, или синовиальные соединения (articufationes synoviales), представляют собой прерывные соединения костей, у которых между соединяющимися костями всегда имеется «прерывность» -суставная щель. Каждый сустав имеет следующие анатомические элементы: суставные поверхности костей, покрытые суставным хрящом, суставную капсулу, суставную полость, синовиальную жидкость (рис.5). Суставные поверхности покрыты, как пра­вило, гиалиновым хрящом. Лишь у височно-нижнечелюстного и грудино-ключичного суставов он волокнистый. Толщина хряща колеблется от 0,2 до 6,0 мм и находится в прямой зависимости от функциональной нагрузки, испытываемой суставом. Чем больше нагрузка, тем толще хрящ.

Суставной хрящ лишен кровеносных сосудов и надхрящницы. Он состоит на 75 - 80 % из воды и 20 - 25 % массы приходится на сухое вещество, около половины которого составляет коллаген, соединенный с протеогликанами. Первый придает хрящу проч­ность, вторые - упругость. Через межклеточное вещество путем диффузии из синовиальной жидкости в хрящ свободно проникают вода, питательные вещества и т. д., оно непроницаемо для круп­ных молекул белка. Наряду с этим питание хряща осуществляется за счет диффузии из капилляров подлежащей субхондральной костной пластинки. В хряще имеются микроциркуляторные пути, расположенные в основном веществе между коллагеновыми пуч­ками по ходу макромолекул протеогликанов.

Таблица 1.

Соединения костей

Тип соединения			Вид соединения		Характеристика соединения		Степень подвижности	Примеры
Непрерывные соедине- ния					Соединения с помо- щью плотной волокни- стой соединительной ткани, хряща или кости (полость отсутствует)
Фиброзные (синдесмозы)			Связки, мембраны		Соединения с помо- щью соединительной ткани, волокна которой срастаются с надкост- ницей. Прочные		Малопод- вижные	Связки (межости- стые, желтые, меж- поперечные, надос - тистые и др.) и меж- костные перепонки предплечья и голени, запирательная мемб- рана
			Швы		Соединения с помо- щью тонкой соедини- тельнотканной прослой- ки между костями		Непод- вижные	Соединения боль- шинства костей че- репа
			Зубча- тый		Зубцы зазубренного края одной кости внед- ряются в промежутки между зубцами другой кости		Непод- вижный	Венечный, сагит- тальный, ламбдовид- ный швы крыши че- репа
			Плоский		Ровный край одной кости соединяется с ровным краем другой кости		»	Лобно-носовой, лобно-слезный, слез- но-верхнечелюстной, срединный и попе- речный нёбные, кли- новидно-теменной и другие швы лицевого черепа
			Чешуй- чатый		Косо срезанный край одной кости наклады- вается на такой же край другой кости, по- добно чешуе		»	Височно-теменной шов
			Вколачи вание		Соединения корня зу- ба со стенками костной зубной альвеолу с по- мощью периодонта		»	Зубоальвеолярные соединения
Хрящевые (синхондро- зы)					Соединения с помо- щью хряща. Прочные, упругие, эластичные		Малопод- вижные	Соединения диа- физов длинных труб- чатых костей с эпи- физами, синхондро- зы черепа (клиновид- но-затылочный, кли- новидно-каменис- тый, каменисто-за- тылочный, клиновид- но-решетчатый). Синхондроз мече-
								видного отростка гру- дины. Соединение нижних ребер с гру- диной и друг с дру- гом
Костные (синостозы)				Соединения с помо- щью костной ткани вследствие окостенения фиброзных или хряще- вых соединений			Непод- вижные	На месте бывших синхондрозов или синдесмозов (мета- эпифизарные хрящи трубчатых костей, синхондрозы в ос- новании черепа, швы)
Полусуставы (симфи- зы)				Соединения с помо- щью хряща или соеди- нительной ткани, в ко- торых имеется неболь- шая щель, заполненная жидкостью			Малопод- вижные. Не- значитель- ное сдавле- ние	Межпозвоночные, лобковый симфизы
Прерывные, или синови- альные, сое- динения (сус- тавы)				Наличие суставной полости с синовиаль- ной жидкостью, сус- тавной сумки, сустав- ных поверхностей, по- крытых хрящом			Движения вокруг 1 - 3 осей
		Простой		Две суставные по- верхности				Плечевой, запяст- но-пястные, пястно- фаланговые, межфа- ланговые - кисти и стопы, крестцово- подвздошный, тазо- бедренный, пяточно- кубовидный пред- плюснеплюсневые, плюснефаланговые и др.
		Сложный		Три (и более) сус­тавные поверхности				Локтевой, лучезапястный, голено стопный, таранно- пяточно-ладьевид- ный, клиноладьевид ный и др.
		Комбинированный		Два анатомически изолированных сустава, которые действуют совместно				Правый и левый височно - нижнечелюстные, атлантозатылочный, латеральные атлантоосевые, реберно -позвоночные, проксимальный и дистальный лучелоктевые и др.
	комплексный					Наличие диска или мениска, который расположен между сочленяющимися поверхностями и делит полость сустава на две части		Коленный, грудино-ключичный, Височно-нижнечелюстной

Рис.4. Непрерывные соединения костей и полусустав:

А- синдесмоз: 1 -межкостная перепонка предплечья; Б - синхондроз: 2 - межпозво­ночный диск; В - полусустав: 3 - лобковый симфиз

Таблица 2.

Классификация прерывных (синовиальных) соединений (суставов) по форме их суставных поверхностей

Количество осей суставов		Форма сустава	Характеристика суставных поверхностей		Направление движения в суставах		Примеры
Одноосные		Цилиндри- ческий	Выпуклая сустав- ная поверхность - отрезок цилиндра, вогнутая соответ- ствует выпуклости цилиндра		Вращение вокруг вертикальной про дольной оси суста- ва; вращательные движения головы, вращение лучевой кости (пронация и супинация)		Проксимальный и дистальный лучелоктевой, срединный атлантоосевой
Двуосные		Эллипсо- идный	Суставные по- верхности - отрез- ки эллипса, один слегка выпуклый, другой слегка вог- нутый		Вокруг попереч- ной фронтальной оси (сгибание, раз- гибание), сагит- тальной передне- задней оси (приве- дение и отведение)		Лучезапястный, пястно-фаланговые, плюснефаланговые
	Мыщелко- вый			Переходная фор- ма от блоковидно- го к эллипсоидному		Вокруг попереч- ной фронтальной оси (сгибание и разгибание), продольной оси (вра щение)		Коленный, ат- лантозатылоч- ный, височно- нижнечелюстной
Многое с - ые	Шаровид- ный			Суставные по- верхности - отре- зок шара и соот- ветствующая ему впадина (ямка)		Вокруг фронталь- ной оси (сгибание и разгибание), сагиттальной оси (приведение и от ведение), продоль ной оси (вращение)		Плечевой, пле- челучевой
	Чашеоб- разный			Разновидность шаровидного, сус- тавная ямка более глубокая		Вокруг фронталь- ной оси (сгибание и разгибание) , сагиттальной оси (приведение и от ведение) , продоль ной оси (вращение)		Тазобедренный
	Плоский			Суставные по- верхности плоские		Вокруг фронталь- ной оси (сгибание и разгибание), са- гиттальной оси (приведение и от ведение), продоль ной оси (враще ние). Объем дви- жения ограничен		Дугоотростча- тые, латеральный атлантоосевой, акромиально- ключичный, за- пястно-пястные II-V, крестцо- во-подвздошный. клиноладьевид - ный, предплюс- неплюсневые

Рис.5. Схема строения сустава: 1 - надкостница, 2 - кость, 3 - суставная капсула, 4 - сустав­ной хрящ, 5 - суставная полость

Хрящ отделен от кости извилистой электронноплотной линией, образующей множество выпячиваний, направленных в сторону хряща, в которые проникают синусоидные кровеносные капилля­ры. При этом в норме всегда между хрящом и капиллярами кости находятся пластинки остеоидной ткани. В суставном хряще разли­чают три зоны: поверхностную, промежуточную и базальную. 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, а над ним - поверхно­стный слой. Со стороны суставной полости хрящ покрыт слоем аморфного вещества. Хондроциты секретируют гигантские молеку­лы, которые образуют межклеточное вещество.

Суставной хрящ защищает суставные концы кости от механи­ческих воздействий, уменьшая давление и равномерно распреде­ляя его по поверхности. Деформация хряща, возникающая при движениях в суставе, обратима.

Суставная капсула (capsula articularis), 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, коллагеновые волокна которой направлены преимуще­ственно продольно. 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 внутрикапсульные связки, расположенные в глубине 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 и направ­ляют, а также ограничивают движения. Они чрезвычайно прочны. Так, например, прочность на разрыв подвздошно-бедренной связки достигает 350 км, а длинной связки подошвы - 200 кг. Связки вы­полняют также функцию пассивных тормозов, ограничивая дви­жения в суставе. Связки вплетаются в надкостницу в зоне при­крепления суставной капсулы к кости.

Подобно надкостнице, суставная капсула богата сосудами я нервными окончаниями, особенно пластинчатыми тельцами (Фатера - Пачини) и колбами Краузе. Нервные окончания проникают в синовиальный слой.

Внутренний слой суставной капсулы образован тонкой гладкой блестящей синовиальной мембраной, которая выстилает изнутри фиброзную мембрану и продолжается на поверхность кости, не покрытой суставным хрящом. Синовиальная мембрана состоит из плоской и ворсинчатой частей. Последняя имеет множество не­больших выростов, обращенных в полость сустава, - синовиаль­ные ворсинки, очень богатые кровеносными сосудами. Разветвлен­ные ворсинки значительно увеличивают поверхность синовиальной мембраны. Количество ворсинок и складок синовиальной оболочки прямо пропорционально степени подвижности сустава (И. П. Кал-листов, 1951). Через ворсинки осуществляются ультрафильтрация

из кровеносного русла в полость сустава и резорбция жидкости из нее. Лимфатические сосуды не проникают в ворсинки, они об­разуют в плоской части синовиальной мембраны сплетение, на­чинающееся расширенными лимфатическими капиллярами - ла­кунами. Если сочленяющиеся поверхности не очень соответствуют друг другу (инконгруэнтны), синовиальная мембрана обычно об­разует различной величины и формы синовиальные складки. В наиболее крупных складках, например в коленном суставе, име­ются скопления жировой ткани.

Синовиальная мембрана состоит из синовиальной собственной пластинки, образованной ретикулярными и коллагеновыми фиб­риллами, на которых располагается слой синовиальных клеток - синовиоцитов. Синовиальные клетки лежат на тонком прерывистом слое основного вещества, похожего на базальную мембрану, но не являющегося ею.

Различают два типа синовиоцитов (В. Н. Павлова, 1980): секреторные и фагоцитарные. Секреторные синовиоциты выраба­тывают синовиальную жидкость и ее главный компонент - гиалуроновую кислоту. Синовиальная жидкость содержит 95 % во­ды, остальная часть - белки, мукополисахариды и соли. Фагоци­тарные синовиоциты обладают свойствами макрофагов, они имеют множество цитоплазматических отростков и микроворсинок, бо­гаты лизосомами и фагосомами.

Бесклеточная пластинка поверхностной зоны суставного хряща покрыта протекторной пленкой синовии, толщина которой меня­ется в зависимости от нагрузки на сустав. Синовиальная жидкость смачивает покрытые хрящом суставные поверхности, устраняет их трение друг о друга и осуществляет трофику суставного хряща. Количество и состав смазочного вещества - синовии - зависит от функциональной нагрузки на сустав. Даже в таких крупных суставах, как коленный или тазобедренный, ее количество не пре­вышает 2 - 4 мл. Давление в полости сустава ниже атмосферного. Прозрачная синовия содержит воду, соли, гиалуроновую кислоту, глюкозу, мочевину. Содержание белка в синовиальной жидкости значительно колеблется в различных суставах.

В норме у живого человека суставная полость представляет собой узкую щель, расположенную между покрытыми хрящом суставными поверхностями и ограниченную синовиальной мембра­ной. Форма суставной полости зависит от формы сочленяющихся поверхностей, наличия или отсутствия внутри сустава вспомога­тельных образований (синовиальные складки, суставной диск или мениск) либо внутрикапсульных связок.

Суставные поверхности редко полностью соответствуют друг другу по форме. Для достижения конгруэнтности (от лат. соngruens - согласный между собою, соответствующий) в суставах имеется ряд вспомогательных образований - хрящевых дисков, менисков, губ. Так, например, в височно-нижнечелюст­ном суставе имеется хрящевой диск, сращенный с капсулой по наружному краю. Диск, как правило, разделяет суставную полость

на два этажа. Мениски - это несплошные 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 состоят из волокнистого (коллагенового) хряща, образованного упорядоченными пучками коллагеновых волокон, которые ориентированы соответственно направлению сил натяжения и давления. 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 тазо­бедренного сустава углубляется и больше соответствует шаровид­ной головке бедренной кости. К вспомогательным образованиям суставов относятся и синовиальные сумки, синовиальные влага­лища - небольшие полости, образованные синовиальной мембра­ной и заполненные синовиальной жидкостью.

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 - это суста­вы, в которых между сочленяющимися поверхностями имеются диск или мениск, разделяющие 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 или 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 количество осей, вокруг которых может совершаться движение. В зависимости от этого суставы делятся на одно-, двух- и многоосные (рис.6, см. табл.2).

Рис.6. Схематическое изображение суставных поверхностей. Суставы-

А- блоковидный, Б - эллипсоидный, В - седловидный, Г - шаровидный

Для удобства форму суставной поверхности сравнивают с от­резком тела вращения. При этом каждая форма сустава допускает то или иное число осей движения. Так, суставы цилиндрической и блоковидной формы являются одноосными. При вращении прямой линии вокруг параллельной ей прямой оси возникает ци­линдрическое тело вращения. Цилиндрические суставы - это сре­динный атлантоосевой, проксимальный лучелоктевой. Блок пред­ставляет собой цилиндр с бороздой или гребнем, расположенными перпендикулярно оси цилиндра, на другой суставной поверхности имеется соответствующее углубление или выступ. Примерами блоковидных суставов являются межфаланговые суставы кисти. Разновидностью блоковидных суставов является винтообразный сустав. Отличие винта от блока в том, что борозда расположена не перпендикулярно оси, а по спирали. Примером винтообразного сустава может служить плечелоктевой сустав.

Эллипсовидный, мыщелковый и седловидный суставы являются двухосными. При вращении половины эллипса вокруг его диаметра образуется тело вращения - эллипс. Лучезапястный сустав явля­ется эллипсовидным. Мыщелковый сустав по форме близок к блоковидному и эллипсовидному, его суставная головка - подобие эллипса, однако в отличие от первого суставная поверхность располагается на мыщелке. Например, коленный и атлантозатылочный суставы являются мыщелковыми (первый является также комплексным, второй - комбинированным).

Суставные поверхности седловидного сустава по форме напо­минают два «седла» с пересекающимися под прямым углом осями. Седловидным является запястно-пястный сустав большого пальца, который характерен только для человека и обусловливает проти­вопоставление большого пальца кисти остальным. Преобразование сустава в типично седловидный связано с трудовой деятель­ностью.

Шаровидный и плоский суставы - многоосные. При вращении половины круга вокруг его диаметра образуется шар. Кроме движения вокруг трех осей в этих суставах совершается еще и круговое движение (например, плечевой и тазобедренный суста­вы). Последний считают чашеобразным благодаря значительной глубине суставной ямки.

Плоские суставы также относятся к многоосным. Движения в них, хотя и могут производиться вокруг трех осей, отличаются малым объемом. Объем движения в любом суставе зависит от его строения, разности угловых размеров суставных поверхностей, а в плоских суставах величина дуги движения незначительна. К плос­ким относятся, например, межзапястные, предплюснеплюсневые суставы.

В раннем детском возрасте суставы развиваются интенсивно, окончательное формирование всех элементов суставов заканчива­ется в возрасте 13 - 16 лет. Подвижность суставов больше у детей и молодых людей, у женщин она больше, чем у мужчин. С возра­стом подвижность суставов уменьшается. Это связано со склеро­зированием фиброзной мембраны и связок, ослаблением мышеч­ной активности. Лучшее средство для достижения высокой под­вижности суставов и профилактики возрастных изменений - это постоянные физические упражнения.

Как указано выше, движения в суставах оп­ределяются формой сустав­ных поверхностей. Следует запомнить, что в суставах вокруг фронтальной оси производятся сгибание и разгибания (движение проис­ходит в сагиттальной плоскости) ; вокруг сагиттальной оси - приведение и отведение (движение происходит во фронтальной плоскости); вокруг вертикальной оси (про­дольной) – вращение (пронация- супинация).

Величина подвижности в суставах зависит от соответ­ствия конгруэнтности сочленяющихся поверхностей. Чем соответствие больше, тем подвижность в суставе меньше (пример: тазобедренный сустав), и наоборот, чем мень­ше соответствуют суставные поверхности друг другу, тем большая подвижность в таком суставе (например, плече­вой сустав).

Величина подвижности в суставах определяется разни­цей угловых размеров суставных поверхностей сочленяю­щихся костей. Так, если величина угловых размеров сустав­ной впадины составляет 150°, а угловых размеров сустав­ной головки - 230°, то дуга возможного движения равна 80°. Чем больше разность кривизны суставных поверхностей, тем больше возможный размах движения в данном суставе.

На подвижность в суставах влияет также натянутость суставной капсулы, связочный аппарат, развитие мышц и степень их эластичности, а также половые и возрастные особенности, характер труда и вид спорта.