Опорно-двигательный аппарат

Одна из функций человеческого организма - изменение положения частей тела, передвижение в пространстве. Движения происходят при участии костей, выполняющих функции рычагов, и скелетных мышц, которые вместе с костями и их соединениями образуют опорно-двигательный аппарат. Кости и соединения костей составляют пассивную часть опорно-двигательного аппарата, а мышцы, способные сокращаться и изменять положение костей, его активную часть.

Итак, опорно-двигательный аппарат состоит из двух систем органов: 1) костей и их соединений и 2) мышц с их вспомогательными приспособлениями.

КОСТИ И ИХ СОЕДИНЕНИЯ (ОСТЕОАРТРОЛОГИЯ)

ОБЩАЯ ОСТЕОЛОГИЯ

Скелет представляет собой совокупность костей, образующих в теле человека твердый остов, обеспечивающий выполнение ряда важнейших функций, которые можно разделить на механические и биологические. Различают осевой скелет, к которому относятся череп, позвоночный столб и грудная клетка, и добавочный скелет, состоящий из костей верхних и нижних конечностей.

Механические функции скелета проявляются в его способности осуществлять защиту, опору и движение. Опорная функция скелета состоит в том, что кости поддерживают прикрепляющиеся к ним мягкие ткани (мышцы, фасции и другие органы). Без скелета тело человека, на которое действуют силы притяжения (силы тяжести), не могло бы занимать определенное положение в пространстве. Кости скелета являются длинными и короткими рычагами, соединенными подвижными сочленениями и приводимыми в движение мышцами. В результате части тела обладают способностью к передвижению. Скелет образует вместилища для жизненно важных органов, защищает их от внешних воздействий. Так, в полости черепа находится головной мозг, в позвоночном канале - спинной мозг. Грудная клетка защищает сердце, легкие, крупные сосуды, костный таз – органы половой и мочевой систем.

Биологические функции костной системы связаны с участием скелета в обмене веществ, особенно в минеральном (кости являются депо минеральных солей фосфора, кальция, железа). Скелет выполняет и кроветворную функцию. Усиленные движения способствуют кроветворению, поэтому при разработке физических упражнений необходимо учитывать единство всех функций организма.

Химический состав кости и ее физические свойства. Кость имеет сложное строение и химический состав. Костное вещество состоит из двоякого рода химических веществ: органических (1/3), главным образом оссеина, и неорганических (2/3) - воды и солей кальция. Если же кость подвергнуть обжиганию, то органическое вещество сгорает, а неорганическое остается, при этом кость становится хрупкой, однако форма кости и ее твердость сохраняются. Если кость подвергнуть действию раствора кислот (соляной, азотной и др.), то соли извести растворяются (декальцинируются), а органическое вещество остается и сохраняет форму кости, однако она становится мягкой и эластичной. Следовательно, эластичность кости зависит от оссеина, а твердость - от минеральных солей. Сочетание неорганических и органических веществ в живой кости придает ей необычайные крепость и упругость. В этом убеждают и возрастные изменения кости. У маленьких детей, у которых оссеина сравнительно больше, кости отличаются большой гибкостью и потому редко ломаются. Наоборот, в старости, когда соотношение органических и неорганических веществ изменяется в пользу последних, кости становятся менее эластичными и более хрупкими, вследствие чего переломы костей чаще всего наблюдаются у стариков. Питание только растительной или только животной пищей также может вызвать изменение химического состава костей. При недостатке в пище витамина Д в костях ребенка плохо откладываются соли кальция, нарушаются сроки окостенения.

СТРОЕНИЕ КОСТИ

Кость как орган живого организма состоит из нескольких тканей: костной ткани, образующей главную массу кости, костного мозга, надкостницы, суставного хряща, многочисленных нервов и сосудов. Строение каждой кости соответствует ее месту в организме и назначению.

Структурно-функциональной единицей костой ткани является остеон (рис.14). Остеон – это система концентрических цилиндрических костных пластинок, вставленных друг в друга и окружающих центральный (гаверсов) канал, в котором проходят сосуды и нервы. Остеоны не прилегают друг к другу вплотную, промежутки между ними заполнены интерстициальными костными пластинками. Между пластинками остеона находятся костные клетки - остеоциты, остеобласты и остеокласты, функция которых направлена на постоянное обновление костной ткани для обеспечения опоры и движения. Остеоциты - это зрелые клетки, под­держивающие питание костной ткани. Остеокласты - клетки, разрушающие поврежденные и «состарившиеся» костные структуры, участвующие в перестройке костей. Остеобласты - это молодые костные клетки, за счет которых кости растут в толщину и в длину. Остеобласты идут всегда следом за остеокластами и вос­производят кост­ную ткань. Поэтому между клетками-строителями и клетками разру­шителями должно быть абсолютное равновесие. Если этого равновесия нет, происходит постепенное саморазрушение костной ткани - так развивается остеопороз, при котором костные балки истончаются, становятся редкими.

Вместе с интерстициальными пластинками остеоны образуют основной средний слой костного вещества, покрытый изнутри внутренним слоем костных пластинок, а снаружи - наружным слоем окружающих пластинок. Наружный слой пронизан кровеносными сосудами, идущими из надкостницы в костное вещество и обеспечивающими обмен веществ в кости. Из остеонов состоят более крупные элементы кости - перекладины костного вещества или трабекулы. Из трабекул образуется двоякого рода костное вещество: если трабекулы лежат плотно, то получается компактное вещество; если рыхло, образуя между собой костные ячейки наподобие губки, получается губчатое вещество. Наружный слой кости представлен толстой (в диафизах

Рис. 14. Строение костной ткани (поперечный разрез

через трубчатую кость): 1-надкостница, 2-пластинки остеона, 3-канал остеона (гаверсов канал), 4-наружные главные пластинки, 7-остеоциты, 9-остеон.

трубчатых костей) или тонкой (в эпифизах трубчатых костей, в губчатых и плоских костях) пластинкой компактного вещества. Под компактным веществом располагается губчатое вещество. Компактное вещество хорошо развито в костях, выполняющих преимущественно функцию опоры и движения (например, в диафизах трубчатых костей, рис. 15). В местах, где при большом объеме требуется сохранить легкость и прочность, преобладает губчатое вещество. Такие кости имеют снаружи лишь тонкую пластинку компактного костного вещества (эпифизы трубчатых костей, губчатые кости). Костные ячейки содержат красный костный мозг, диафизы трубчатых костей - желтый костный мозг. Красный костный мозг состоит из ретукулярной ткани, в петлях которой находятся клеточные элементы, имеющие отношение к кроветворению (стволовые клетки) и костеобразованию (костесозидатели - остеобласты и костеразрушители - остеокласты). Желтый костный мозг состоит в основном из жировых клеток. В период развития и роста организма преобладает красный костный мозг, затем он постепенно замещается желтым костным мозгом.

Рис. 15. Строение трубчатой кости.

В эпифизах трубчатых костей рас­полагаются клетки хрящевой ткани - хондроциты, которые обеспечивают разрушение и одновременно восстановление хрящевой ткани на концах костей в местах их сочленения.

Снаружи кость, за исключением суставных поверхностей, покрыта надкостницей, которая выполняет защитную, питательную и костеобразующую функции (рис. 14,16). Надкостница - это тонкая, крепкая соединительно-тканная пластинка, окружающая кость снаружи и плотно с ней срастающаяся. Отделение надкостницы приводит к омертвению кости. Надкостница состоит из двух слоев: наружного фиброзного и внутреннего костеобразующего (камбиального), непосредственно прилегающего к костной ткани. Она богата нервами и сосудами, благодаря чему участвует в питании и росте кости в толщину, а также в

Рис. 16. Строение кости.

восстановлении после переломов. 3а счет внутреннего слоя надкостницы образуются молодые костные клетки (остеобласты), откладывающиеся на поверхности кости. Вследствие костеобразующих свойств надкостницы кость растет в толщину. Суставные поверхности кости, свободные от надкостницы, покрывает суставной хрящ.

КЛАССИФИКАЦИЯ КОСТЕЙ

Кости разнообразны по величине и форме, занимают определенное положение в теле. По форме, строению и особенностям развития различают трубчатые, губчатые, плоские, воздухоносные, сесамовидные и смешанные кости.

1. Трубчатые кости имеют удлиненную, цилиндрической или трехгранной формы среднюю часть - тело или диафиз, который представляет собой костную трубку, внутри которой расположена костномозговая полость, содержащая у взрослых желтый костный мозг. Стенка трубки состоит из плотного компактного вещества. Утолщенные концы кости называются эпифизами. Они состоят из губчатого вещества, содержащего красный костный мозг, снаружи имеют покрытые хрящом суставные поверхности, участвующие в образовании сустава. Различают проксимальный и дистальный эпифизы. Вблизи эпифиза располагаются костные выступы - апофизы, к которым прикрепляются мышцы и связки. Участок кости, где диафиз переходит в эпифиз, называется метафизом. В этой зоне у детей располагается хрящевая ткань, которая с возрастом замещается костной. За счет метафиза кость растет в длину. Трубчатые кости составляют, в основном, скелет конечностей. Различают трубчатые кости длинные (плечевая, бедренная, кости предплечья и голени) и короткие (пястные, плюсневые, фаланги пальцев).

2. Губчатые кости (длинные и короткие)построены преимущественно из губчатого вещества, покрытого тонким слоем компактного. Такие кости расположены в участках скелета, где необходимо обеспечить достаточную прочность и опору при небольшом размахе движений (ребра, грудина, тела позвонков и др.).

3. Плоские кости участвуют в образовании полостей тела, выполняют опорную и защитную функции (кости черепа, лопатка, тазовые кости), имеют большие площадки для прикрепления мышц.

4. Воздухоносные кости имеют в теле полость, выстланную слизистой оболочкой и заполненную воздухом (кости черепа - лобная, клиновидная, решетчатая, верхняя челюсть).

5. Сесамовидные кости располагаются около суставов, участвуя в их образовании и способствуя движениям в них, но с костями скелета непосредственно не связаны (надколенник, гороховидная кость).

6. Смешанные кости по форме разнообразны, они состоят из частей, имеющих различные строение, функции и развитие (позвонки).

Кости имеют отростки, шероховатости, бугристости, ямки, которые служат местами прикрепления мышц и связок.

Стадии развития кости. В процессе развития кость проходит три стадии. В период внутриутробного развития скелет закладывается в виде длинного плотного тяжа клеток, идущего от головного до хвостового конца туловища. Это перепончатая стадия. На 2-м месяце внутриутробного развития большая часть перепончатого скелета заменяется хрящевой тканью, т.е. формируются хрящевые модели будущих костей. Эта стадия развития скелета называется хрящевой. На 3-м месяце внутриутробного развития начинается формирование костного скелета. Процесс замены хрящевой и соединительной тканей костной очень длительный и полностью заканчивается к 20-ти годам, когда организм достигает половой зрелости. Рост плоских костей происходит за счет надкостницы и соединительной ткани швов, рост трубчатых костей в толщину также происходит за счет надкостницы, а в длину - за счет метафизов, расположенных между эпифизом и диафизом, и заканчивается у женщин в 17-20 лет, у мужчин - в 18-23 года. В молодом возрасте преобладают процессы костеобразования, в пожилом процессы разрушения кости.

Перестройка костной ткани протекает в течение всей жизни человека. Она возможна благодаря одновременному протеканию двух процессов: разрушению старой, ранее образовавшейся костной ткани и образованию новых костных клеток и межклеточного вещества. Важную роль в изучении костной системы играет рентгенологический метод, поскольку позволяет исследовать особенности строения и развития костей непосредственно на живом человеке. В спортивной практике, которая нередко требует постоянного контроля за динамикой развития костной системы спортсменов под влиянием физических нагрузок, рентгенологический метод имеет важное значение.

На рост и формирование костей существенное влияние оказывают социально-экологические факторы: питание, окружающая среда и т.д. Дефицит питательных веществ, солей или нарушение обменных процессов, связанных с синтезом белка, незамедлительно отражаются на росте костей. Недостаток витаминов С, D, кальция или фосфора нарушает естественный процесс обызвествления и синтеза белка в костях, делает их более хрупкими. На изменение костей влияют и физические нагрузки.

Изменения скелета в связи с возрастом и занятиями спортом. Кость отличается большой пластичностью, При изменяющихся условиях действия на кость различных сил происходит перестройка кости. Тренировки, спортивные упражнения оказывают на кость формообразующее воздействие, укрепляют кости скелета. При постоянной физической нагрузке на кость развивается ее рабочая гипертрофия, кость становится массивнее и толще за счет увеличения костной массы. Все выступы, гребни, шероховатости выражены резче. Степень развития указанных изменений зависит от вида спорта. Так у тяжелоатлетов кости массивнее, чем у пловцов, особенно в скелете верхних конечностей. При систематическом выполнении значительных по объему и интенсивности статических и динамических упражнений кости становятся более массивными, в местах прикрепления мышц формируются хорошо выраженные утолщения - костные выступы, бугры и гребни. Происходит внутренняя перестройка компактного костного вещества, увеличиваются количество и размеры костных клеток, кости становятся значительно прочнее. Правильно организованная физическая нагрузка при выполнении силовых и скоростно-силовых упражнений способствует замедлению процесса старения костей.

При правильно дозированных нагрузках эти изменения бывают благоприятными, они проявляются постепенно на протяжении всего тренировочного процесса. При прекращении активной спортивной деятельности приспособительные изменения костей сохраняются довольно продолжительное время. При усиленной физической нагрузке, выходящей за пределы нормы, в костной ткани постепенно могут возникать изменения, граничащие с предпатологическими и патологическими состояниями.

Для тренеров и педагогов по физическому воспитанию большую практическую значимость приобретают данные о возрастных особенностях скелета, которые необходимы при планировании учебно-тренировочных занятий, дозировании нагрузок по величине и интенсивности, решению вопросов ранней специализации, составлению программ и нормативных требований для различных возрастных групп, конструированию спортивных снарядов и т.д. Возрастные особенности скелета касаются химического состава, внешней формы, внутреннего строения и соединения костей. Поэтому тренерам и преподавателям физического воспитания необходимо знать сроки синостозирования, т.к. чрезмерные нагрузки, несоответствие их по объему и интенсивности состоянию двигательного аппарата могут привести к нарушению сроков синостозирования и даже к деформации кости. Например, у юношей-боксеров может искривляться лучевая кость, принимающая на себя нагрузку при ударах в боксе.

Сроки синостозирования. Окостенение (синостозирование) костей у детей происходит неравномерно. Слияние всех элементов позвонка происходит к 23-26 летнему возрасту, сращение крестцовых позвонков к 17-25 годам, полное окостенение ключицы, лопаток, плечевой кости и костей предплечья к 20-25 годам, костей запястья и пясти - к 10-13 годам, фаланг пальцев кисти к 9-11 годам. При этом окостенение у девочек начинается и заканчивается на 2-3 года раньше, чем у мальчиков. Появление точек окостенения в костях запястья имеет определенную последовательность и часто служит одним из диагностических признаков определения возраста, этапов полового развития, интенсивности роста тела в длину. Срастание отдельных костей таза начинается в 5-6 лет и заканчивается к 20-21 году. Эти сроки необходимо учитывать тренерам, особенно в процессе физического воспитания девочек. При резких прыжках, продолжительном сидении, переносе тяжестей несросшиеся кости таза могут незаметно сместиться и привести к неправильной форме входа в малый таз, что может впоследствии осложнить роды. В большеберцовой и малоберцовой костях полное окостенение эпифизарных хрящей происходит к 20-24 годам, в костях плюсны к 17-21 году у мужчин и к 14-19 годам у женщин, в костях фаланг пальцев к 15-21году. Замещение хрящевой ткани костной в процессе роста и развития кости происходит не полностью. Хрящевая ткань остается на суставных поверхностях костей, в области хрящевого скелета носа, в хрящевой части ребер.

Физические упражнения оказывают большое формообразующее влияние на скелет, изменяя рельеф кости и ее структуру. Если нагрузка распределяется равномерно на кости правой и левой половины тела, то и изменения в костях наблюдаются одинаковые. При неодинаковой нагрузке сильнее изменяется более нагруженная кость. Происходящие в кости изменения повышают механические свойства костей.

ОБЩАЯ АРТРОЛОГИЯ

Раздел анатомии, посвященный учению о соединениях костей, называется артрологией. Скелет человека состоит более чем из 200 костей, которые в определенном порядке соединены между собой в единое целое. Соединения костей удерживают их друг возле друга и обеспечивают им большую или меньшую подвижность. Соединения костей имеют различное строение и обладают такими физическими свойствами как прочность и подвижность, что и связано с выполняемой ими функцией.

По развитию, строению и функции все соединения костей можно разделить на три группы (рис. 17, 18).

1.Непрерывные соединения (синартрозы), в которых между костями имеется прослойка какой-либо ткани (соединительной, хрящевой, костной). Щель или полость между соединяющимися костями отсутствует. Эти соединения являются более ранними по развитию, неподвижными или малоподвижными по функции.

2. Прерывные соединения или суставы (диартрозы, синовиальные соединения) характеризуются наличием между костями полости и синовиальной мембраны, выстилающей изнутри суставную капсулу. Они более поздние по развитию и более подвижные по функции.

3. Симфизы (полусуставы) – переходная форма от непрерывных соединений к прерывным. В них имеется небольшая щель в хрящевой или соединительнотканной прослойке между соединяющимися костями.

Рис. 17. Классификация соединений костей.

НЕПРЕРЫВНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ КОСТЕЙ

Непрерывные соединения костей (рис. 18) обладают большой упругостью, прочностью и, как правило, ограниченной подвижностью. В своем развитии скелет проходит 3 стадии: соединительнотканную, хрящевую и костную. Так как переход из одной стадии в другую связан также и с изменением ткани, находящейся в промежутке между костями, то соединения костей в своем развитии проходят те же 3 фазы, вследствие чего различают 3 вида синартрозов - фиброзные (синдесмозы), хрящевые (синхондрозы) и костные (синостозы)

Если между соединяющимися костями располагается плотная волокнистая соединительная ткань, то такое соединение костей называется синдесмозом. Различают следующие виды синдесмозов: связки, межкостные перепонки, швы, вколачивания.

Связки представляют собой толстые пучки или пластины, образованные плотной волокнистой соединительной тканью. В большинстве своем связки перекидываются от одной кости к другой, перекрывая сустав. Они укрепляют суставы или являются тормозом, ограничивающим движения в суставах. В позвоночном столбе встречаются связки, образованные эластической соединительной тканью, имеющей желтоватый цвет. Поэтому такие связки получили название желтых.

Межкостные перепонки представляют собой соединительно-тканные пластинки, натянутые между диафизами трубчатых костей (локтевой и лучевой, костямии голени) или закрывающие некоторые костные отверстия (запирательное отверстие тазовой кости). Они обеспечивают небольшую подвижность соединенных костей относительно друг друга и служат местом начала мышц.

Швы - разновидность фиброзного соединения, в котором между краями соединяющихся костей имеется узкая соединительнотканная прослойка. Соединение костей швами встречается только в черепе. В зависимости от конфигурации краев соединяющихся костей выделяют зубчатый, чешуйчатый и плоский швы. У зубчатого шва зазубренные края одной кости входят в промежутки между зубцами края другой кости, а прослойкой между ними является соединительная ткань. Если соединяющиеся края плоских костей имеют кососрезанные поверхности и накладываются друг на друга в виде чешуи, то образуется чешуйчатый шов. В плоских швах с помощью тонкой соединительнотканной прослойки соединяются между собой ровные края двух костей. С возрастом соединительная ткань замещается костной тканью. Соединения по типу швов обладают гибкостью и прочностью, швы уменьшают передачу толчков и сотрясений к головному мозгу. Так, в детском и юношеском возрасте прыжки и толчки переносятся безболезненно, а в пожилом возрасте, когда швы окостеневают, такие движения воспринимаются болезненно, вызывают головные боли и даже обморочные состояния.

Рис. 18. Виды соединений костей.

Зубоальвеолярное вколачивание - соединение зуба с костной тканью зубной альвеолы, т.к. между зубом и стенкой альвеол располагается прослойка соединительной ткани - периодонт.

Синхондрозы представляют собой соединения костей при помощи хрящевой ткани. Такие соединения характеризуются прочностью, малой подвижностью, упругостью вследствие эластических свойств хряща. Движения при синхондрозе невелики и имеют пружинящий характер. Они зависят от толщины хрящевой прослойки: чем она толще, тем подвижность больше.

По длительности своего существования синхондрозы бывают:

1) постоянные, существующие в течение всей жизни (например, синхондрозы между телами позвонков, между пирамидой височной кости и клиновидной костью);

2) временные, существующие только до определенного возраста (например, синхондрозы между эпифизом и метафизом или между тремя костями пояса нижней конечности, сливающимися в единую тазовую кость), после чего они заменяются костной тканью, переходя в синостоз.

Если в центре синхондроза образуется узкая щель, не имеющая характера настоящей суставной полости с суставными поверхностями и капсулой, то такое соединение становится переходным от непрерывных к прерывным (к суставам) и называется симфизом (например, лобковый симфиз).

ПРЕРЫВНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ КОСТЕЙ (СУСТАВЫ)

Суставы (синовиальные соединения, диартрозы) являются наиболее совершенными видами соединения костей. Они отличаются большой подвижностью и разнообразием движений. Суставы имеют обязательные и вспомогательные элементы.

Обязательными элементами сустава являются суставные поверхности сочленяющихся костей, суставная капсула, окружающая в форме муфты сочленяющиеся концы костей, и суставная полость, расположенная внутри капсулы между костями (рис. 18, 19).

Суставные поверхности - это поверхности, которыми кости сочленяются друг с другом. Они покрыты суставным хрящом (чаще гиалиновым, реже волокнистым) толщиной 0,2-0,5мм. Вследствие постоянного трения суставной хрящ приобретает гладкость, облегчающую скольжение суставных поверхностей, а вследствие своей эластичности смягчает толчки и сотрясения, которые могут испытывать сочленяющиеся кости при ходьбе, прыжках и других движениях. Кроме того, эластические свойства хряща, его способность деформироваться оказывают некоторое влияние на увеличение подвижности в суставах. Суставные поверхности чаще соответствуют друг другу по форме. Например, на одной кости имеется выпуклость, на другой - соответствующая ей вогнутость. Такие суставы называются конгруэнтными. В них подвижность больше, чем в не конгруентных суставах, в которых суставные поверхности по форме не соответствуют друг другу (мыщелки бедренной и большеберцовой костей).

Рис. 19. Строение сустава.

Суставная капсула прикрепляется к сочленяющимся костям вблизи краев суставных поверхностей или отступя на некоторое расстояние от них. Она прочно срастается с надкостницей, образуя замкнутую суставную полость. Капсула состоит из двух слоев: наружного – фиброзной мембраны и внутреннего – синовиальной мембраны. Синовиальная мембрана на стороне, обращенной к суставной полости, покрыта слоем эндотелиальных клеток, вследствие чего имеет гладкий и блестящий вид. Она выделяет в полость сустава липкую прозрачную синовиальную жидкость - синовию,наличие которой уменьшает трение суставных поверхностей. Синовиальная мембрана оканчивается по краям суставных хрящей.

Суставная полость представляет собой герметически закрытое щелевидное пространство между покрытыми хрящом суставными поверхностями. Она ограничена синовиальной мембраной суставной капсулы, содержит небольшое количество синовиальной жидкости (в зависимости от размера суставов от 0,1 до 4 мл), которая увлажняет и смазывает суставные поверхности, уменьшая трение между ними. При нагрузке из глубоких слоев хряща через поры и пространства между волокнами выделяется жидкость для его смазки. При снижении нагрузки жидкость уходит обратно внутрь хряща. Поэтому скольжение суставного хряща происходит почти без трения даже при значительных физических нагрузках (так называемая «усиленная смазка»). Кроме того, синовия участвует в обмене жидкости и в укреплении сустава, препятствуя расхождению поверхностей, увеличивает сцепление суставных поверхностей, повышает их подвижность, обеспечивает питание суставного хряща, служит дополнительным амортизатором. Она служит также буфером, смягчающим сдавливание и толчки суставных поверхностей, так как движение в суставах — это не только скольжение, но и расхождение суставных поверхностей. Давление между суставными поверхностями меньше атмосферного, что препятствует их расхождению. Этим же объясняется чувствительность суставов к колебаниям атмосферного давления при некоторых их заболеваниях, на основании чего некоторые больные могут предсказывать ухудшение погоды. При повреждении суставной капсулы воздух попадает в полость сустава и суставные поверхности немедленно расходятся. В обычных условиях расхождению суставных поверхностей, кроме отрицательного давления в полости, препятствуют также связки (внутри- и внесуставные) и мышцы с заложенными в толще их сухожилий сесамовидными костями (коленный сустав).

К вспомогательным элементам сустава относятся внутрисуставные хрящи (диски и мениски, суставные губы), синовиальные ворсинки, синовиальные сумки и синовиальные складки, связки и сухожилия мышц.

Суставные диски и мениски — это различной формы хрящевые пластинки, которые располагаются между не полностью соответствующими друг другу (неконгруэнтными) суставными поверхностями. Диск представляет собой сплошную пластинку, сращенную по наружному краю с суставной капсулой (височно-нижнечелюстной, грудино-ключичный суставы), и, как правило, разделяет суставную полость на две камеры (два этажа). Мениски — это не сплошные хрящевые пластинки полулунной формы, которые вклиниваются между суставными поверхностями (коленный сустав). Диски и мениски как бы сглаживают неровности сочленяющихся поверхностей, делают их конгруэнтными, амортизируют сотрясения и толчки при движении, содействуют движению в суставах.

Суставная губа расположена по краю вогнутой суставной поверхности, дополняет и углубляет ее (например, в плечевом суставе). Она прикреплена своим основанием к краю суставной поверхности, а внутренней вогнутой поверхностью обращена в полость сустава.

Синовиальная мембрана часто образует небольшие отростки, называемые синовиальными ворсинками; местами то большей, то меньшей величины синовиальные сумки и синовиальные складки, вдающиеся в полость сустава. Иногда синовиальные складки содержат значительное количество врастающего в них снаружи жира, тогда получаются так называемые жировые складки (например, жировые складки коленного сустава). Синовиальные сумки представляют собой мешкообразные выпячивания или вывороты синовиальной мембраны, располагающиеся в утонченных местах капсулы вокруг сухожилий или под мышцами, лежащими вблизи сустава. Будучи заполнены синовией, эти синовиальные сумки уменьшают трение сухожилий и мышц при движениях (коленный сустав).

Связки и сухожилия мышц составляют вспомогательный укрепляющий аппарат сустава.

Биомеханика суставов. В организме живого человека суставы выполняют следующую роль: 1) содействуют сохранению положения тела; 2) участвуют в перемещении частей тела по отношению друг к другу; 3) являются органами передвижения (локомоции) тела в пространстве. Так как в процессе эволюции условия для мышечной деятельности были различными, то и получились сочленения, различные по форме и функциям. По форме суставные поверхности можно рассматривать как отрезки геометрических тел вращения: цилиндра, вращающегося вокруг одной оси; эллипса, вращающегося вокруг двух осей, и шара, вращающегося вокруг трех и более осей.

Различают следующие виды движений в суставах:

1) движение вокруг поперечной оси - сгибание, т.е. уменьшение угла между сочленяющимися костями, и разгибание;

2) движения вокруг сагиттальной оси - приведение, т.е. приближение к срединной плоскости, и отведение, т.е. удаление от нее;

3) движения вокруг вертикальной оси, т.е. вращение: кнутри (пронация) и кнаружи (супинация);

4) круговые движения, при которых совершается переход из одной оси в другую. Возможны и скользящие движения суставных поверхностей, а также удаление их друг от друга, как, например, при растягивании пальцев при висах.

Характер движения в суставах обусловлен формой суставных поверхностей. Объем движения в суставах зависит от разности в величине сочленяющихся поверхностей и их конгруэнтности. Чем больше разница площадей суставных поверхностей, тем больше дуга (объем) движения и наоборот. Если сочленяющиеся поверхности по величине равны между собой, то такие суставы называются плоскими (крестцово-подвздошный сустав). Движения в таких суставах либо отсутствуют, либо очень незначительные. В конгруэнтных суставах объем движения больше, чем в неконгруэнтных. Движения в суставах могут ограничиваться различного рода тормозами, роль которых выполняют некоторые связки, мышцы, костные выступы и т.д.

Так как усиленная физическая нагрузка, вызывающая рабочую гипертрофию костей, связок и мышц, приводит к разрастанию этих образований и ограничению подвижности, то у спортсменов отмечается разная гибкость в суставах в зависимости от вида спорта. Например, плечевой сустав имеет больший объем движений у легкоатлетов и меньший - у тяжелоатлетов. На объем движений влияют и внутрисуставные хрящи, увеличивающие либо объем движения, либо разнообразие движений. Так, в височно-нижнечелюстном суставе, относящемся по форме суставных поверхностей к двухосным суставам, благодаря наличию внутрисуставного диска возможны движения вокруг трех осей.

Классификация суставов и их общая характеристика. Существует классификация суставов по числу суставных поверхностей, по форме суставных поверхностей и по функции.

По числу суставных поверхностей различают:

1) простой сустав, имеющий только две суставные поверхности (например, плечевой и тазобедренный суставы);

2) сложный сустав, имеющий более двух сочленяющихся поверхностей (локтевой и голеностопный суставы);

3) комплексный сустав содержит внутрисуставной хрящ, который разделяет сустав на две камеры (двухкамерный сустав); деление на камеры происходит или полностью, если внутрисуставной хрящ имеет форму диска (височно-нижнечелюстной, грудино-ключичный суставы) или неполностью, если хрящ приобретает форму полулунного мениска (коленный сустав);

4) комбинированный сустав представляет собой комбинацию нескольких изолированных друг от друга суставов, но функционирующих вместе (оба височно-нижнечелюстных сустава, оба атлантозатылочных сустава, проксимальный и дистальный лучелоктевые суставы).

По форме и по функции классификация проводится следующим образом. Функция сустава определяется количеством осей, вокруг которых совершаются движения в суставе. Количество осей зависит от формы его сочленяющихся поверхностей. Исходя из этого, согласно анатомо-физиологической классификации суставов различают (табл. 1):

а) одноосные суставы:

1) цилиндрические - пронация и супинация (лучелоктевой сустав) или повороты направо и налево (атлантоосевой сустав);

2) блоковидные - сгибание и разгибание (межфаланговые сочления пальцев);

б) двухосные суставы:

1) эллипсоидные - сгибание и разгибание, отведение и приведение (лучезапястный сустав);

2) мыщелковые - сгибание и разгибание, пронация и супинация (коленный сустав);

3) седловидные - сгибание и разгибание, отведение и приведение (запястно-пястный сустав большого пальца);

Таблица 1

Классификация суставов

Форма сустава	Оси вращения	Движения в суставе	Примеры суставов
Блоковидный	Одна ось (чаще поперечная)	Сгибание и разгибание	Между фалангами пальцев, плечелоктевой
Цилиндрический	Одна ось (чаще вертикальная)	пронация и супинация	Лучелоктевой, атлантоосевой
Эллипсоидный	Две оси (поперечная и сагиттальная)	Сгибание и разгибание, отведение и приведение, круговое движение	Лучезапястный
Седловидный	Две оси (поперечная и сагиттальная)	Сгибание и разгибание, отведение и приведение, круговое движение	Запястно-пястный сустав большого пальца кисти
Мыщелковый	Две оси (поперечная и вертикальная)	Сгибание и разгибание, пронация и супинация	Коленный сустав
Шаровид Ный	Три оси (поперечная, сагиттальная и вертикальная)	Сгибание и разгибание, отведение и приведение, пронация и супинация, круговое движение	Плечевой и тазобедренный суставы

в) многоосные (трехосные) суставы - шаровидный (плечевой сустав) и чашеобразный (тазобедренный сустав), в которых осуществляются движения вокруг всех трех осей. При переходе из одной оси в другую получается круговое движение.

В условиях нормальной физиологической деятельности и двигательной активности суставы долго сохраняют объем (амплитуду) движений и медленно подвергаются старению. При систематических занятиях физическими упражнениями и спортом суставы развиваются и укрепляются, повышается эластичность связок и мышечных сухожилий, увеличивается гибкость. И, наоборот, при отсутствии движений разрыхляется суставный хрящ и изменяются суставные поверхности сочленяющихся костей, появляются болевые ощущения, возникают воспалительные процессы. Однако чрезмерные физические нагрузки пагубно сказываются на строении и функции суставов: суставные хрящи могут истончаться, суставная капсула и связки склерозироваться, по периферии могут образовываться костные выступы и т.д. Иными словами, морфологические изменения в суставах приводят к функциональным ограничениям подвижности в суставах и уменьшению амплитуды движений

Дата добавления: 2015-07-11