Строение коленного сустава — анатомия, болезни и профилактика

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.

Мениск коленного сустава и суставная капсула

Мениск редставляет собой трехгранные хрящевые пластинки, различные по форме и размеру. Они устроены таким образом, что латеральный (наружный) край утолщен и срастается с суставной капсулой, что демонстрирует рисунок. Медиальный (внутренний) свободный край заострен и обращен в полость сустава. Мениск прикрепляются спереди и сзади к межмыщелковому возвышению большеберцовой кости. Поперечная связка коленного сустава соединяет передние края обоих менисков.

Огромное значение в коленном суставе имеет суставная капсула. Чаще всего она и является причиной болевых ощущений в колене, ограничивающих движение человека (прим. сам сустав в принципе болеть не может, так как там нет нервных окончаний). Как показывает нам картинка, суставная капсула прикрепляется к краю бедренной кости под надмыщелками, к краю большеберцовой кости и надколеннику. К надколеннику она прикрепляется таким образом, что его передняя поверхность оказывается за пределами полости сустава. Структура суставной капсулы: внутри нее имеется синовиальная мембрана, которая выстилается на поверхности сочленяющихся костей до линии суставных хрящей.

Мениск коленного сустава и суставная капсула

Суставная капсула коленного сустава образует ряд синовиальных сумок, которые залегают по ходу мышц и сухожилий, при этом они не сообщаются с самой полостью сустава. Самой крупной сумкой является наднадколенниковая сумка, и располагается она между сухожилием четырехглавой мышцы и бедренной костью.

Функциональная нагрузка

Так как надколенник является сесамовидной костью, он выполняет роль блока (как и все остальные кости в этой группе). За счет них человеком контролируются мышечные усилия, а также направление конечности в нужную сторону во время движения. Данная кость принадлежит группе, отвечающего за работу аппарата сгибания и разгибания голени. Основные функции чашечки заключаются в следующих аспектах:

  1. С ее помощью увеличивается сила квадрицепса бедра (работает блоком);
  2. Позволяет стабилизировать коленный сустав. Благодаря вогнутому строению чашечки удерживаются края костей, исключая смещения в стороны;
  3. Выполняет защитную функцию колена от механических травм. С раннего детства ребенок падает на колени, получая ссадины и раны. Именно надколенник предупреждает серьезные повреждения самого колена от переломов и разрывов.
Функциональная нагрузка

Благодаря сухожильным сумкам уменьшается трение самих сухожилий о поверхность костей, они обеспечивают оптимальное скольжение. Особенность строения колена включает разное количество костей бедренно — надколенного сустава. Таким образом, у каждого человека свое число от двух до четырех. В медицинской практике также выделяются случаи, когда чашечка с внутренней стороны имеет не вогнутую форму, а неправильную плоскую. Мыщелки могут быть слишком маленькие, в некоторых случаях наблюдаются связки длиннее или короче нормального. Такие индивидуальные отклонения являются патологическими, которые приводят к смещению надколенника. Это провоцирует работать неправильно, а соответственно выполнять функции не так как нужно. Развиваются проблемы с коленом.

интересный факт! При сгибании колена до положения прямого угла нагрузка на бедренно — надколенниковый сустав превышает 500 кг. При угле, равном 130 градусам нагрузка превышает одну тонну.

Боль в колене: что делать?

В первую очередь следует исключить или снизить нагрузку на коленный сустав. Недопустимы физические упражнения, длительная ходьба, резкие движения. Рекомендуется несколько раз в день обеспечивать суставу полный покой.

Читайте также:  Если у ребенка хрустят суставы чем это опасно и что делать

При травмах облегчить боль могут иммобилизация конечности, прикладывание льда. Ногу желательно разместить так, чтобы обеспечить высокое расположение колена.

Обратитесь к врачу, чтобы установить причину боли и начать эффективное лечение. Обязательно надо обратиться к врачу, если:

  • боль не дает наступать на ногу;
  • колено опухло, покраснело, наблюдается повышение температуры;
  • колено деформировано (например, вид одного колена отличается от другого);
  • боль в колене носит постоянный характер.

В Москве лечение боли в коленях проводится в поликлиниках АО «Семейный доктор».

Популярные травмы и болезни

Уязвимость коленного сочленения подвергается частым травмам, в особенности при активных занятиях профессиональным спортом и тяжелой физической работе.

Самая частая травма — разрыв крестообразной связки. Причиной служит сильный удар, часто разрыв связок сопровождается переломом.

Популярные травмы и болезни

Классификация повреждений колена рассматривает характер его болезни и лечение поврежденных тканей.

Чаще всего травматолог диагностирует вывих, перелом, воспалительные и дистрофические процессы в суставе (артрит, артроз, подагра, бурсит и др.), повреждение околосуставных тканей (менисков, связок, сухожилий, бурсы).

Как может помочь бандаж?

Бандаж позволяет жестко зафиксировать суставно-связочный аппарат, что не получится сделать с помощью простого эластичного бинта.

Как может помочь бандаж?

Когда фиксатор подобран правильно он может помочь снизить нагрузку на колено, замедлить появления артрита.

Иногда мягкий эластичный бандаж уплотнен шерстяной вставкой, которая обладает теплосохраняющим свойством, улучшает циркуляцию крови.

Как может помочь бандаж?

Регулярное ношение фиксатора помогает устранить боли, замедлить прогрессирования разрушения сустава, способствует быстрейшему восстановлению его активности.

Компрессионный бандаж позволяет купировать воспалительный процесс, увеличить объем движения в поврежденном колене.

Как может помочь бандаж?

Но только когда ортопедическое изделие будет подобран правильно, оно окажется полезным.

Физиология и патология колена: цепная реакция на травму

Движения коленного сочленения делаются в таких плоскостях, как:

  • вертикальная — разгибание и сгибание;
  • фронтальная — выведение;
  • горизонтальная — физиологические движения делаются исключительно при согнутой ноге;
  • ротация.
Тип движения Норма угла наклона, °
Сгиб 40
Разгибание 180
Ротация 40

Колено работает только при слаженном функционировании всех элементов. Динамическим стабилизатором надколенника выступает квадрицепс, который разгибает ногу. Полусухожильная и полуперепончатая мышца предупреждает развитие синдрома переднего выдвижного ящика, защищает мениски и заднюю область фиброзной сумки.

Хрящевые диски плотно сращены со связками, что усиливает капсулу на задней стороне и препятствует чрезмерному воздействию вращательных усилий. Крестовидные связки, производящие движения во фронтальной плоскости, обеспечивают качение и скольжение при сгибе. Медиальная боковая связка стабилизирует колено при отведении, а латеральная предупреждает чрезмерное расширение суставных щелей.

Коленные суставы у женщин и мужчин выполняют очень важную функцию, фактически беря на себя вес всего тела по время ходьбы и перераспределяя его ниже. Поэтому нет ничего удивительного в том, что боли в коленном суставе при ходьбе значительно осложняют человеку жизнь.

Данная область обеспечивает не только удерживание веса, но и подвижность тела человека. В норме оба сустава способны разгибаться, сгибаться, совершать вращательные движения. Благодаря этому человек может менять положение тела.

Во фронтальной плоскости возможно отведение и приведение. Ротация колена в норме возможна до 40 град.

Коленный сустав способствует соединению двух костей. За счет этого человек может совершать любые движения. Основными направлениями являются:

  • Сгибание и разгибание.
  • Ротация по вертикальной оси.

За счет этих возможностей, человек может легко совершать движения ногами и телом.

Связки и сухожилия

Крестообразные связки являются уникальной особенностью коленного сустава. Располагаясь внутри сустава, они отделены от полости последнего синовиальной оболочкой.

Толщина связки составляет в среднем 10 мм, а длина порядка 35 мм. Она начинается широким основанием в задних отделах внутренней поверхности наружного мыщелка бедренной кости, следуя в направлении вниз, кнутри и вперёд, и прикрепляется также широко кпереди от межмыщелкового возвышения большеберцовой кости. Связки состоят из множества волокон, объеденных в два основных пучка.

Это подразделение носит больше теоретический характер, и предназначено для объяснения функционирования связок при различных положениях сустава. Так полагают, что при полном разгибании основную нагрузку в передней крестообразной связке (ПКС) испытывает заднелатеральный пучок, а при сгибании — переднемедиальный.

В итоге связка в любом положении сустава сохраняет своё рабочее натяжение. Главная функция ПКС — предупреждение переднего подвывиха наружного мыщелка большеберцовой кости в наиболее уязвимом положении сустава.

Задняя крестообразная связка (ЗКС) имеет толщину около 15 мм и длину 30 мм. Она начинается в передних отделах внутренней поверхности внутреннего мыщелка бедренной кости и, следуя кзади вниз и кнаружи, прикрепляется в области задней межмыщелковой ямки большеберцовой кости, вплетая часть волокон в задние отделы капсулы сустава.

Основная функция ЗКС — предупреждение задней дислокации и переразгибания большеберцовой кости. Связка состоит также из двух пучков, основного переднелатерального и менее значимого заднемедиального. В определённой степени ЗКС дублируют две мениско-бедренные связки. Спереди лежит связка Humphry, а сзади Wrisberg’a.

Медиальная коллатеральная связка (МКС) является основным стабилизатором сустава по его внутренней поверхности, препятствующим вальгусному отклонению голени и переднему подвывиху её медиального мыщелка. Связка состоит из двух порций: поверхностной и глубокой. Первая, играющая в основном стабилизирующую функцию, содержит длинные волокна, веерообразно распространяющиеся от внутреннего надмыщелка бедренной кости к медиальным метаэпифизарным отделам большеберцовой.

Связки и сухожилия

Вторая состоит из коротких волокон, связанных с медиальным мениском и образующих мениско-бедренную и мениско-большеберцовую связки. Кзади от МКС располагается заднемедиальный участок капсулы, играющий существенную роль в стабилизации сустава.

В его составе выделяют длинные волокна, ориентированные в задне-каудальном направлении, в связи, с чем он получил название задней косой связки, функция её схожа с МКС.

Выделение её в самостоятельную структуру носит практическое значение в плане обеспечения стабильности медиальных и заднемедиальных отделов капсульно связочного аппарата (КСА), носящих ещё название заднемедиального угла коленного сустава.

Латеральные и заднелатеральные отделы КСА представляют собой конгломерат связочно-сухожильных структур, именуемых заднелатеральным связочно-сухожильным комплексом.

В его состав входят заднелатеральные структуры, латеральная коллатеральная связка и сухожилие двуглавой мышцы бедра. Под заднелатеральными структурами подразумевают дугообразный связочный комплекс, подколенное сухожилие и подколенно-малоберцовую связку.

Функция комплекса — стабилизация заднелатеральных отделов сустава, препятствие варусному отклонению голени и заднему подвывиху латерального мыщелка большеберцовой кости. Функционально структуры заднелатерального угла тесным образом связаны с ЗКС.

Сумки коленного сочленения

Синовиальные сумки являются важным дополнением, благодаря которому мышцы и сухожилия могут свободно и безболезненно двигаться. Выделяют шесть основных сумок, которые имеют вид небольших щелевидных полостей, образованных тканью синовиальной оболочки. Внутри они содержат синовиальную жидкость и могут сообщаться с полостью сочленения или нет. Сумки начинают образовываться после рождения человека, под влиянием нагрузок в области коленного сочленения. С возрастом увеличивается их количество и объем.

Сумки коленного сочленения

Синовиальные сумки коленного сустава

Как выбрать наколенник

Итак, изучив всю информацию по наколенникам, вы переходите к следующим пунктам:

1. Проконсультироваться с врачом на тему приобретения наколенника. Список заболеваний коленного сустава, к которым подходит ношение наколенника, достаточно широк. И самих типов этих изделий тоже немало. Врач поможет определить, какой наколенник будет наиболее полезен в конкретном случае, какая фиксация изделия предпочтительна. А также назначит режим и длительность его ношения.

2. Определить цель ношения.

Также формирует лечащий врач, на основании состояния коленного сустава.

Чаще всего наколенник выбирают:

  • по рекомендации врача: воспалительные процессы, травмы, операции;
  • для профилактики и лечения травм после занятий активными видами спорта и танцев,
  • для профилактики и лечения травм во время работы, связанной с усиленной нагрузкой на колени.

3. Определить размер изделия.

Если изделие будет большим, оно не сможет зафиксировать сустав надлежащим образом, а если маленьким – может пережать сосуды и спровоцировать прогрессирование заболевания.

4. Выбрать производителя, у которого вы решили приобрести наколенник. Взвесьте все «за» и «против» относительно комфорта ношения, ведь если наколенник дает ощущение неудобства, то эффективность его ношения будет минимальной или пропадет. В этом случае лучше приобрести изделие с более высокой стоимостью или, наоборот, не ориентироваться на стоимость в выборе изделия и остановиться на том наколеннике, в котором наиболее комфортно.

Каковы осложнения деформирующего артроза колена?

Деформирующий артроз колена представляет собой постепенно прогрессирующее разрушение хрящевой ткани сустава. На первых этапах это заболевание может проявляться периодическими болями, ограничением подвижности в суставе, хрустом. Однако со временем без специального лечения ситуация значительно ухудшается. Сустав постепенно теряет свои функции, и болезнь может привести к серьезным осложнениям. При отсутствии лечения возможно развитие следующих осложнений артроза коленного сустава:

  • Деформация сустава. Собственно говоря, деформация сустава является скорее не осложнением, а последней стадией болезни. Разрушение хряща вызывает гипертрофию костной ткани. Организм как бы пытается укрепить слабый участок. У пациента появляются сильные боли, смещается коленная чашечка, в области сустава прощупываются плотные образования. Иногда нога начинает постепенно искривляться под неестественным углом. Все это приводит не только к косметическим дефектам, но и к полной потере функции сустава. Человек больше не может сгибать ногу или ходить, опираясь на нее.
  • Попадание инфекции в сустав. Инфицирование обычно происходит из-за микротравм. Ими можно считать небольшие трещины в хрящевой ткани. Патогенные микроорганизмы заносятся в сустав с током крови или лимфы из других очагов. Часто это происходит после перенесенных инфекционных заболеваний. Высок риск попадания инфекции после диагностической пункции или артроскопии, так как в полость сустава вводятся инородные предметы (игла, артроскоп). Разумеется, их предварительно стерилизуют, однако риск все равно повышается. Попадание инфекции может привести к асептическому некрозу. При этом размножение бактерий вызывает ускоренный распад тканей. Данное осложнение встречается достаточно редко, но представляет серьезную угрозу для здоровья пациента.
  • Вывихи и переломы. Данные осложнения объясняются нарушением функции коленного сустава. При артрозе нет равномерного распределения нагрузки с бедренной кости на кости голени. Также ослабевают связки, в норме укрепляющие сустав. Из-за этого на кости голени в определенный момент (даже при обычной ходьбе) может воздействовать избыточная нагрузка, которая и повлечет перелом или вывих. Чтобы избежать этого, людям с выраженными структурными и функциональными нарушениями в коленном суставе следует передвигаться при помощи костыля или трости.
  • Анкилоз. Анкилозом называется сращение двух костей в месте, где раньше существовал сустав. Это осложнение является, пожалуй, наиболее тяжелым, так как сустав попросту исчезает. Большая берцовая кость и бедренная кость постепенно срастаются, и голень фиксируется в одном положении. Движения, разумеется, невозможны.

Следует отметить, что все эти осложнения появляются в основном в тех случаях, когда пациент запускает болезнь или не следует курсу лечения, назначенному специалистом. В наши дни существует достаточно много хирургических и консервативных методов лечения, которые способны длительное время поддерживать функциональность коленного сустава, пораженного артрозом. Профилактические осмотры у врача помогут предупредить осложнения, так как для их развития требуется довольно много времени (для анкилоза — это, обычно, годы).