Биология что такое сустав. Суставы человека: виды и особенности строения

articulationes synoviales, являются наиболее совершенными видами соединения костей. Они отличаются большой подвижностью, разнообразием движений.

Строение сустава

В каждый сустав входят суставные поверхности кос­тей, покрытые хрящом, суставная капсула, суставная полость с небольшим количеством синовиальной жидкости. В некоторых суставах есть еще вспомогательные образования в виде сустав­ных дисков, менисков и суставной губы.

Суставные поверхности, fades articulares, в боль­шинстве случаев у сочленяющихся костей соответствуют друг другу - они- конгруэнтные (от лат. congruens - соответствующий, совпадающий).

Суставной хрящ, cartilago articularis, как правило, гиалиновый, у отдельных суставов (височно-нижнечелюстной) - волокнистый, имеет толщину 0,2-6,0 мм.

Суставная капсула, capsula articularis, прикрепля­ется к сочленяющимся костям вблизи краев суставных поверх­ностей или отступя на некоторое расстояние от них; она прочно срастается с надкостницей, образуя замкнутую суставную по­лость.

Суставная полость, cavum articulare, представляет собой щелевидное пространство между покрытыми хрящом су­ставными поверхностями.

Суставные диски и мениски, disci et menisci articulares, - это различной формы хрящевые пластинки, которые располагаются между не полностью соответствующими друг дру­гу (инконгруэнтными) суставными поверхностями. Диск пред­ставляет собой обычно сплошную пластинку, сращенную по на­ружному краю с суставной капсулой, и, как правило, разделяет суставную полость на две камеры (два этажа).

Мениски

Это несплошные хрящевые или соединительнотканные пластинки полулунной формы, которые вклиниваются между суставными поверхностями.

Суставная губа, labrum articulare, 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.

Формы суставных поверхностей

напоминают отрезки поверх­ностей различных геометрических тел: цилиндра, эллипса, шара. Соответственно этому различают суставы по форме суставных поверхностей: цилиндрический, эллипсоидный и шаровидный. Встречаются и варианты указанных форм суставов. Например, разновидностью цилиндрического сустава будет блоковидный сустав, шаровидного - чашеобразный и плоский су­ставы.

Форма суставных поверхностей определяет число осей , вокруг которых происходит движение в данном суставе. Так, цилиндри­ческая форма суставных поверхностей позволяет производить движение лишь вокруг одной оси, а эллипсоид­ная - вокруг двух осей. В суставах с шаровидны­ми суставными поверх­ностями движения воз­можны вокруг трех и более взаимно перпенди­кулярных осей.

Таким образом, меж­ду формой сочленяющих­ся поверхностей и числом осей движения имеется определенная взаимоза­висимость.

Био­механическая класси­фикация суставов:

1) суставы с одной осью движения (одноосные);

2) суставы с двумя осями движения (двуосные);

3) суставы со многими осями движения, из кото­рых три основные (мно­гоосные, или трехосные).

Скелет является пассивной частью аппарата движения и представляет собой систему рычагов движения и опоры. Следовательно, отдельные его элементы должны быть закономерно соединены друг с другом подвижно, что позволило бы телу перемещаться в пространстве. Подвижные соединения костей, прежде всего, характерны для костей конечностей - грудной и тазовой.

В то же время часть скелета служит опорой и защитой для мягких частей тела и внутренних органов, поэтому отдельные элементы скелета должны быть соединены неподвижно. Примером могут служить кости черепа, грудной полости. Исходя из этого, можно отметить большое разнообразие видов соединения костей скелета, в зависимости от выполняемой функции и в связи с историческим развитием конкретного организма. Таким образом, все виды соединения костей можно разделить на две большие группы: непрерывное или синартроз (synarthrosis) и прерывистое, или диартроз (diarthrosis). Соединение костей скелета изучает наука синдесмология (syndesmologia).

Существует пять видов непрерывного соединения костей.

1. синсаркоз (synsarcosis) - соединение костей с помощью мышц. Например, лопатка соединяется с туловищем с помощью трапециевидной, ромбовидной, зубчатой вентральной и атланто-акромиальной мышц. Плечевая кость соединяется с туловищем с помощью широчайшей мышцы спины, внутренних и поверхностных грудных и плечеголовной мышц. Такое соединение обеспечивает максимальную подвижность соединяющихся частей.

2. cиндесмоз (syndesmosis) - соединение костей с помощью волокнистой фиброзной соединительной ткани. Различают несколько видов синдесмозов:

· связки (ligamentum) - образуются пучками коллагеновых волокон. Таким образом соединяются лучевая и локтевая кости предплечья, малая и большая берцовые кости голени. Связки являются очень крепким соединением, занимают второе место после костей по крепости. С возрастом прочность связок увеличивается. Однако длительное отсутствие физических нагрузок приводит к снижению прочности связок на разрыв;

· мембраны (membrana) - образуются плоскими пластинками коллагенновых волокон. Например, широкая тазовая связка, соединяющая крестец с тазовой костью, или мембраны затылочно-атлантного сустава;

· швы (sutura) - образованы соединительной тканью и находятся между пластинчатыми костями черепа. Швы бывают нескольких видов: 1) гладкие или плоские (sutura plana) - являются непрочным соединением. Они находятся между парными носовыми костями, носовыми и резцовыми, носовыми и верхнечелюстными, 2) зубчатые (sutura serrata) - соединение между лобными и теменными парными костями, 3) чешуйчатые (sutura squamosa) - соединение, при котором истонченный край одной кости налегает на истонченный край другой кости. Так соединяются височная и теменная кости. 4) листочковые (sutura foliata) - соединение, при котором края одной кости в виде листочков далеко вдаются в углубления другой кости. Такие швы располагаются между костями мозгового отдела черепа. Чешуйчатые и листочковые швы являются самыми прочными соединениями;

3. синэластоз (synelastosis) - соединение костей с помощью эластической волокнистой соединительной ткани, способной к растяжению и противостоянию разрыву. Синэластозы встречаются там, где кости сильно расходятся при движении. Таким образом соединяются дужки, остистые и поперечные отростки позвонков. При сгибании позвоночного столба эти части позвонков значительно отодвигаются друг от друга. Эластические волокна способны формировать мощные тяжи, образуя надостистую и выйную связки, которые помогают соединять голову и позвоночный столб друг с другом.

4. синхондроз (synchondrosis) - соединение костей с помощью хрящевой ткани - гиалиновой или волокнистой. Синхондрозы обеспечивают значительную прочность соединения, допускают некоторую его подвижность, выполняют рессорную функцию, ослабляя толчки при движении. Гиалиновый хрящ обладает упругостью и прочностью, но он ломок. Встречается в местах с ограниченной подвижностью, например, соединяет эпифизы и диафизы трубчатых костей молодых животных, или реберные хрящи и костные ребра. Волокнистый хрящ упруг и прочен. Он находится в местах с большой подвижностью соединения. Примером могут служить межпозвоночные хрящевые диски между головками и ямками соседних позвонков. Если при синхондрозе в толще хряща имеется щель, то это соединение называется симфизом (symphisis). Так соединяются между собой кости таза, образуя тазовый шов - симфиз.

5. синостоз (synostosis) - соединение костей с помощью костной ткани. В нем полностью отсутствует подвижность, потому что говорят о срастании костей. Синостоз встречается между 4 и 5 костями в запястье и заплюсне, между костями предплечья и голени у жвачных животных и лошадей, между сегментами крестцовой кости. С возрастом синостоз распространяется в скелете, он возникает на месте синдесмоза или синхондроза. Например, окостенение между костями черепа, между эпифизами и диафизами трубчатых костей и т.д. По наличию синостоза определяют возраст костей скелета туловища и черепа при судебной и ветеринарной экспертизе.

В филогенезе это наиболее поздний вид соединения костей, который появился только у наземных животных. Он обеспечивает большой размах движения и построен сложнее, чем непрерывное соединение. Называется такое соединение - диартроз (сустав). Характеризуется наличием щелевидной полости между сочленяющимися костями.

Строение сустава

Сустав - articulatio. В каждом суставе различают капсулу, синовиальную жидкость, заполняющую суставную полость, суставные хрящи, покрывающие поверхность соединяющихся костей.

Капсула сустава (capsula articularis) - формирует герметически закрытую полость, давление в которой отрицательное, ниже атмосферного. Это способствует более плотному прилеганию соединяющихся костей. Состоит из двух оболочек: наружной или фиброзной и внутренней или синовиальной. Толщина капсулы неодинакова в различных ее участках. Фиброзная мембрана - membrana fibrosa - служит продолжением надкостницы, которая переходит с одной кости на другую. За счет утолщения фиброзной оболочки формируются добавочные связки. Синовиальная мембрана - membrana synovialis - построена из рыхлой соединительной ткани, богата кровеносными сосудами, нервами, складчатая с ворсинками. Иногда в суставах образуются синовиальные сумки или выпячивания, располагающиеся между костями и сухожилиями мышц. Капсула суставов богата лимфатическими сосудами, по которым оттекают составные части синовии. Любое повреждение капсулы и загрязнение полости сустава опасны для жизни животного.

Синовия - synovia - тягучая желтоватая жидкость. Она выделяется синовиальной мембраной капсулы и выполняет следующие функции: смазывает суставные поверхности костей и снимает трение между ними, служит питательной средой для суставного хряща, в нее выделяются продукты обмена веществ суставного хряща.

Суставной хрящ - cartilago articularis - покрывает соприкасающиеся поверхности костей. Это гиалиновый хрящ, гладкий, упругий, уменьшает поверхностное трение между костями. Хрящ способен ослаблять силу толчков при движении.

Некоторые суставы имеют внутрисуставные хрящи в виде менисков (большеберцовый бедренный) и дисков (височно-нижнечелюстной). Иногда в суставах встречаются внутрисуставные связки - круглая (тазобедренный) и крестовидная (коленный). Внутри сустава могут содержаться небольшие асимметричные косточки (запястный и заплюсневый суставы). Они соединяются между собой внутри сустава межкостными связками. Внесуставные связки - бывают вспомогательными и добавочными. Они формируются за счет утолщения фиброзного слоя капсулы и скрепляют кости, направляют движение в суставе или ограничивают его. Бывают боковые латеральные и медиальные связки. При травме или растяжении связок происходит смещение костей сустава, то есть вывих.

Рис. 1. Схема строения простого и сложного суставов

А, Б – простой сустав; В – сложный сустав

1 – эпифиз; 2 – суставной хрящ; 3 – фиброзный слой капсулы; 4 – синовиальный слой капсулы; 5 – суставная полость; 6 – рецессус; 7 – мышца; 8 – суставной диск.

Типы суставов

По строению различают суставы простые и сложные.

Простые суставы - это такие сочленения, при которых между двумя соединяющимися костями нет внутрисуставных включений. Например, головка плечевой кости и суставная ямка лопатки соединяются простым суставом, в полости которого нет включений.

Сложные суставы - это такие соединения костей, при которых между соединяющимися костями находятся внутрисуставные включения в виде дисков (височно-нижнечелюстной сустав), менисков (коленный сустав) или мелких костей (запястный и заплюсневый суставы).

По характеру движения различают суставы одноосные, двуосные, многоосные, комбинированные.

Одноосные суставы - движение в них происходит по одной оси. В зависимости от формы суставной поверхности такие суставы бывают блоковидные, винтообразные и вращательные. Блоковидный сустав (гинглим) образуется частью блока, цилиндра или усеченного конуса на одной кости и соответствующими углублениями на другой. Например, локтевой сустав копытных животных. Винтообразный сустав - характеризуется движением одновременно в плоскости, перпендикулярной оси, и вдоль оси. Например, берцово-таранный сустав лошади и собаки. Вращательный сустав - движение происходит вокруг центральной оси. Например, анланто-осевой сустав у всех животных.

Двуосные суставы - движение происходит по двум взаимоперпендикулярным плоскостям. По характеру суставной поверхности двуосные суставы могут быть эллипсоидными и седловидными. В эллипсоидных суставах суставная поверхность на одном суставе имеет форму эллипса, на другом соответствующую ямку (затылочно-атлантный сустав). В седловидных суставах обе кости имеют выпуклые и вогнутые поверхности, лежащие перпендикулярно друг другу (сустав бугорка ребра с позвонком).

Многоосные суставы - движение осуществляется по многим осям, так как суставная поверхность на одной кости имеет вид части шара, а на другой соответствующую округлую ямку (лопатко-плечевой и тазобедренный суставы).

Безосный сустав - имеет плоские суставные поверхности, обеспечивающие скользящие и слегка вращающие движения. К таким суставам относятся тугие суставы в запястном и заплюсневом суставах между короткими костями и костями их дистального ряда с пястными и плюсневыми костями.

Комбинированные суставы - движение одновременно осуществляется в нескольких суставах. Например, в коленном суставе одновременно происходит движение в суставе коленной чашки и бедробольшеберцовом. Одновременное движение парных челюстных суставов.

По форме суставных поверхностей суставы разнообразны, что определяется их неравнозначной функцией. Форму суставных поверхностей сравнивают с определенной геометрической фигурой, от которой и происходит название сустава.

Плоские или скользящие суставы - суставные поверхности костей практически плоские, движения в них крайне ограничены. Они выполняют буферную функцию (запястно-пястный и заплюсно-плюсневый).

Чашеобразный сустав - имеет на одной из сочленяющихся костей головку, а на другой – соответсвующее ей углубление. Например, плечевой суставы.

Шаровидный сустав - является разновидностью чашеобразного сустава, при котором головка сочленяющейся кости более рельефная, а соответствущее ей углубление на другой кости более глубокое (тазобедренный сустав).

Эллипсовидный сустав - имеет на одной из сочленяющихся костей эллипсоидную форму суставной поверхности, а на другой, соответственно, вытянутое углубление (атлантозатылочный сустав и бедробольшеберцовый суставы).

Седловидный сустав - имеет на обеих сочленяющихся костях вогнутые поверхности, располагающиеся перпендикулярно друг к другу (височнонижнечелюстной сустав).

Цилиндрический сустав - характеризуется продольно расположенными суставными поверхностями, из которых одна имеет форму оси, а другая - форму продольно срезанного цилиндра (соединение зубовидного отростка эпистрофея с дугой атланта).

Блоковидный сустав - по форме напоминает цилиндрический, но с поперечно поставленными суставными поверхностями, которые на себе могут иметь валики (гребни) и углубления, обеспечивающие ограничение боковых смещений сочленяющихся костей (межфаланговые суставы, локтевой сустав у копытных).

Винтообразный сустав - разновидность блоковидного сустава, при котором на суставной поверхности имеется два направляющих гребня и соответствующие им желоба или борозды на противоположной суставной поверхности. В таком суставе движение может осуществляться по спирали, что позволило его называть спиралевидным (голеннотаранный сустав лошади).

Втулкообразный сустав - характеризуется тем, что суставная поверхность одной кости окружена суставной поверхностью другой подобно втулке. Ось вращения в суставе соответствует длинной оси сочленяющихся костей (краниальные и каудальный суставные отростки у свиньи и крупного рогатого скота).

Рис. 2. Формы поверхностей суставов (по Koch T., 1960)

1 – чашеобразная; 2 – шаровидная; 3 – блоковидная; 4 – эллипсовидная; 5 – седловидная; 6 – винтообразная; 7 – втулкообразная; 8 – цилиндрическая.

Виды движения в суставах

В суставах конечностей различают следующие виды движений: сгибание, разгибание, абдукция, аддукция, пронация, супинация и кружение.

Сгибание (flexio) - называют такое движение в суставе, при котором угол сустава уменьшается, а образующие сустав кости сближаются противоположными концами.

Разгибание (extensio) - обратное движение, когда угол сустава увеличивается, а концы костей удаляются друг от друга. Тот вид движения возможен в одноосном, двуосном и многоосном суставах конечностей.

Аддукция (adductio) - это приведение конечности к срединной плоскости, например, когда обе конечности сближаются.

Абдукция (abductio) - обратное движение, когда конечности отставляются друг от друга. Аддукция и абдукция возможны только с многоосных суставах (тазобедренном и лопатно-плечевом). У стопоходящих животных (медведи) такие движения возможны в запястном и заплюсневом суставах.

Вращение (rotatio) - ось движения параллельна длине кости. Вращение наружу называется супинация (supinatio), вращение кости внутрь это пронация (pronatio).

Кружение (circumductio), - или коническое движение, лучше развито у человека и практически отсутствует у животных, Например, в тазобедренном суставе при сгибании колено не упирается в живот, а отводится вбок.

На ранней стадии развития плода все кости соединяются друг с другом непрерывно. Позднее, на 14-15 неделе эмбрионального развития у крупного рогатого скота, в местах образования будущих суставов прослойка из мезенхимы между двумя соединяющимися костями рассасывается, образуется щель, заполненная синовиальной жидкостью. По краям образуется капсула сустава, отделяющая образовавшуюся полость от окружающей ткани. Она связывает обе кости и обеспечивает полную герметичность сустава. Позднее хрящевые закладки костей окостеневают, а гиалиновый хрящ сохраняется только на концах костей, обращенных внутрь суставной полости. Хрящ обеспечивает скольжение и амортизирует удары.

К моменту рождения все виды соединения у копытных животных сформированы. Новорожденные сразу способны передвигаться и спустя уже несколько часов способны развивать большую скорость движения.

В постнатальный период онтогенеза всякие изменения содержания и кормления животных отражаются на соединении костей друг с другом. Происходит замена одного соединения на другой. В суставах истончается суставной хрящ, изменяется состав синовии или она исчезает, что приводит к анкилозу - срастанию костей.

По числу суставных поверхностей различают:

1. Простой сустав (art. simplex), имеющий только 2 суставные поверхности, например межфаланговые суставы.

2. Сложный сустав (art. composite), имеющий более двух сочленовных поверхностей, например локтевой сустав. Сложный сустав состоит из нескольких простых сочленений, в которых движения могут совершаться отдельно. Наличие в сложном суставе нескольких сочленений обусловливает общность их связок.

3. Комплексный сустав (art. complexa), содержащий внутрисуставной хрящ, который разделяет сустав на две камеры (двухкамерный сустав). Деление на камеры происходит или полностью, если внутрисуставной хрящ имеет форму диска (например, в височно-нижнечелюстном суставе), или неполностью, если хрящ приобретает форму полулунного мениска (например, в коленном суставе).

4. Комбинированный сустав представляет комбинацию нескольких изолированных друг от друга суставов, расположенных отдельно друг от друга, но функционирующих вместе. Таковы, например, оба височно-нижнечелюстных сустава, проксимальный и дистальный лучелоктевые суставы и др. Так как комбинированный сустав представляет функциональное сочетание двух или более анатомически отдельных сочленений, то этим он отличается от сложного и комплексного суставов, каждый из которых, будучи анатомически единым, слагается из функционально различных соединений.

По форме и по функции классификация проводится следующим образом. Функция сустава определяется количеством осей, вокруг которых совершаются движения. Количество же осей, вокруг которых происходят движения в данном суставе, зависит от формы его сочленовных поверхностей. Так, например, цилиндрическая форма сустава позволяет производить движение лишь вокруг одной оси вращения. При этом направление данной оси будет совпадать с осью расположения самого цилиндра: если цилиндрическая головка стоит вертикально, то и движение совершается вокруг вертикальной оси (цилиндрический сустав); если же цилиндрическая головка лежит горизонтально, то и движение будет совершаться вокруг одной из горизонтальных осей, совпадающих с осью расположения головки, - например, фронтальной (блоковидный сустав). В противоположность этому шаровидная форма головки дает возможность производить вращение вокруг множества осей, совпадающих с радиусами шара (шаровидный сустав). Следовательно, между числом осей и формой сочленовных поверхностей имеется полное соответствие: форма суставных поверхностей определяет характер движений сустава и, наоборот, характер движений данного сочленения обусловливает его форму (П. Ф. Лесгафт).

Суставы с одной осью движения

1. Цилиндрический сустав (articulatio trochoidea) является конгруэнтным суставом, в котором форма и величина сочленованных поверхностей соответствуют друг другу и представляют отрезок поверхности тела вращения с одной осью. Классическим примером служит сочленение между локтевой и лучевой костями, где ось вращения проходит от головки лучевой кости к головке локтевой кости. Вокруг этой оси совершается вращение внутрь (pronatio) и кнаружи (supinatio). 2. Блоковидный сустав (ginglymus) представляет поверхность цилиндра с углублением для соединения с валиком суставной впадины другой кости. Наличие углубления и валика в суставе обеспечивает большую прочность и движения совершаются только по одной оси, проходящей по длиннику этого блока. К блоковидным относятся, например, голеностопный и межфаланговые суставы. 3. Винтообразный сустав (articulatio cochlearis) представляет разновидность блоковидного. Отличие от последнего заключается в том, что направляющий валик и соответствующее углубление образуют винтообразное направление на цилиндрической поверхности винтообразного сустава. К таким суставам относится локтевой.

Суставы с двумя осями движения

1. Мыщелковый сустав (articulatio condylaris) представляет промежуточную форму эллипсоидного и блоковидного суставов. Такую форму имеют коленный и височно-нижнечелюстный суставы. В коленном суставе движения возможны по двум осям только при согнутом коленном суставе. 2. Эллипсоидный сустав (articulatio ellipsoidea) - суставная головка и впадина имеют форму яйца. Движения совершаются по двум осям, проходящим поперечно к длиннику эллипса. Такую форму имеет сустав между затылочной костью и I шейным позвонком. 3. Седловидный сустав (articulatio sellaris) характеризуется тем, что в нем нельзя различить суставную головку и впадину. Эти седловидные поверхности равнозначны и прилежат перпендикулярно друг к другу. Движения в подобном суставе совершаются по двум взаимно перпендикулярным осям. У человека имеется седловидный сустав между I пястной костью I пальца руки и трапециевидной костью запястья, а также пяточно-кубовидный сустав.

Суставы с многими осями движения

1. Шаровидный сустав (articulatio spheroidea), в котором суставная головка составляет отрезок шара. Площадка соответствующей суставной впадины значительно меньше. Разница площади суставных поверхностей и обеспечивает размах движений в суставе: они совершаются по трем взаимно перпендикулярным осям, которые можно провести в различных плоскостях, поэтому число движений может быть бесконечно. Как правило, в шаровидных суставах капсула обширна и не укреплена связками, что способствует хорошей подвижности сустава. Например, плечевой сустав, образованный головкой плечевой кости и суставной впадиной лопатки, не имеет связок. 2. Чашеобразный сустав представляет разновидность шаровидного сустава. Он построен так, что головка кости находится в глубокой суставной впадине. На краях ее располагается губа из волокнистой соединительной ткани, которая еще больше охватывает головку кости. Движения совершаются по всем осям, но в меньшем объеме, чем в шаровидном суставе (например, тазобедренный сустав). 3. Плоский сустав (articulatio plana) имеет малоизогнутые суставные поверхности, соответствующие друг другу. Эти поверхности представляют отрезки большого шара, поэтому движения в плоских суставах совершаются по всем осям в виде скольжения с незначительным объемом. Плоские суставы образуют сочленения суставных отростков между позвонками. Незначительные смещения многих межпозвоночных суставов, объединяясь, обеспечивают большую амплитуду движений позвоночника, что позволяет производить круговое движение (circumductio). 4. Полуподвижный сустав (amphiarthrosis) образован равными суставными поверхностями. У таких суставов они конгруэнтные. Суставы укреплены короткими прочными связками, что ограничивает амплитуду движения до 4-7°. В этих суставах значительно затухают толчки и сотрясения.

Строение сустава

Синовиальные соединения (суставы), articulationes synoviales , являются наиболее совершенными видами соединения костей. Они отличаются большой подвижностью, разнообразием движений. В каждый сустав входят суставные поверхности кос­тей, покрытые хрящом, суставная капсула, суставная полость с небольшим количеством синовиальной жидкости. В некоторых суставах есть еще вспомогательные образования в виде сустав­ных дисков, менисков и суставной губы.

Суставные поверхности , fades articulares , в боль­шинстве случаев у сочленяющихся костей соответствуют друг другу - они- конгруэнтные (от лат. congruens - соответствующий, совпадающий).

Суставной хрящ , cartilago articularis , как правило, гиалиновый, у отдельных суставов (височно-нижнечелюстной) - волокнистый, имеет толщину 0,2-6,0 мм. Он состоит из трех сло­ев (зон): поверхностного, zona superficidlis ; промежуточного, zona intermedia , и глубокого, zona profunda .

Суставная капсула , capsula articularis , 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 имеет два слоя: наружный - фиброзная мембрана, membrana fibrosa (stratum fibrosum ), и внутренний - синовиальная мембрана, membrana synovialis (stratum synoviale ).

Суставная полость , cavum articulare , представляет собой щелевидное пространство между покрытыми хрящом су­ставными поверхностями. Она ограничена синовиальной мембра­ной суставной капсулы, содержит небольшое количество сино­виальной жидкости.

Суставные диски и мениски , disci et menisci articulares , - это различной формы хрящевые пластинки, которые располагаются между не полностью соответствующими друг дру­гу (инконгруэнтными) суставными поверхностями. Диск пред­ставляет собой обычно сплошную пластинку, сращенную по на­ружному краю с суставной капсулой, и, как правило, разделяет суставную полость на две камеры (два этажа). Мениски - это несплошные хрящевые или соединительнотканные пластинки полулунной формы, которые вклиниваются между суставными поверхностями.

Суставная губа , labrum articulare , 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.

Суставы в зависимости от числа костей, участвующих в их формировании, подразделяются на простые и сложные.
1. Простой сустав (articulatio simplex) образован суставными поверхностями двух костей. Например, в формировании плечевого сустава участвуют головка плечевой кости и суставная впадина лопатки;
2. Сложный сустав (articulatio composita) состоит из трех и более простых суставов, окруженных общей капсулой. Примером может служить локтевой сустав, который складывается из суставных поверхностей плечевой, локтевой и лучевой костей.

3. Комбинированный сустав формируется из двух или более суставов, которые анатомически разобщены, но функционируют одновременно. Примером могут служить правый и левый височно-нижнечелюстные суставы.

Форма суставных поверхностей

Каждый сустав человека имеет определенную геометрическую форму, которая напоминает цилиндр, эллипсоид, шар или сложную гиперболическую поверхность (блоковидный сустав), Форма суставных поверхностей определяет объем движений в суставе и по ней можно оценивать его функциональные особенности. Главным условием для оценки движений в суставе является разница величин двух суставных поверхностей сочленяющихся костей. Образованию соответствующей суставной поверхности способствуют мышцы, расположенные в виде мышечных групп: сгибатели, разгибатели, приводящие, отводящие и др. Закон о единстве формы и функции без особых доказательств подтверждается на примере строения суставов.

Для понимания особенностей движения в суставах необходимо представить их биомеханическую классификацию.

Суставы с одной осью движения

1. Цилиндрический сустав (articulatio trochoidea) является конгруэнтным суставом, в котором форма и величина сочленованных поверхностей соответствуют друг другу и представляют отрезок поверхности тела вращения с одной осью. Классическим примером служит сочленение между локтевой и лучевой костями, где ось вращения проходит от головки лучевой кости к головке локтевой кости. Вокруг этой оси совершается вращение внутрь (pronatio) и кнаружи (supinatio).

2. Блоковидный сустав (ginglymus) представляет поверхность цилиндра с углублением для соединения с валиком суставной впадины другой кости. Наличие углубления и валика в суставе обеспечивает большую прочность и движения совершаются только по одной оси, проходящей по длиннику этого блока. К блоковидным относятся, например, голеностопный и межфаланговые суставы.

3. Винтообразный сустав (articulatio cochlearis) представляет разновидность блоковидного. Отличие от последнего заключается в том, что направляющий валик и соответствующее углубление образуют винтообразное направление на цилиндрической поверхности винтообразного сустава. К таким суставам относится локтевой.

Суставы с двумя осями движения

1. Мыщелковый сустав (articulatio condylaris) представляет промежуточную форму эллипсоидного и блоковидного суставов. Такую форму имеют коленный и височно-нижнечелюстный суставы. В коленном суставе движения возможны по двум осям только при согнутом коленном суставе.

2. Эллипсоидный сустав (articulatio ellipsoidea) - суставная головка и впадина имеют форму яйца. Движения совершаются по двум осям, проходящим поперечно к длиннику эллипса. Такую форму имеет сустав между затылочной костью и I шейным позвонком.

3. Седловидный сустав (articulatio sellaris) характеризуется тем, что в нем нельзя различить суставную головку и впадину. Эти седловидные поверхности равнозначны и прилежат перпендикулярно друг к другу. Движения в подобном суставе совершаются по двум взаимно перпендикулярным осям. У человека имеется седловидный сустав между I пястной костью I пальца руки и трапециевидной костью запястья, а также пяточно-кубовидный сустав.

Суставы с многими осями движения

1. Шаровидный сустав (articulatio spheroidea), в котором суставная головка составляет отрезок шара. Площадка соответствующей суставной впадины значительно меньше. Разница площади суставных поверхностей и обеспечивает размах движений в суставе: они совершаются по трем взаимно перпендикулярным осям, которые можно провести в различных плоскостях, поэтому число движений может быть бесконечно. Как правило, в шаровидных суставах капсула обширна и не укреплена связками, что способствует хорошей подвижности сустава. Например, плечевой сустав, образованный головкой плечевой кости и суставной впадиной лопатки, не имеет связок.

2. Чашеобразный сустав представляет разновидность шаровидного сустава. Он построен так, что головка кости находится в глубокой суставной впадине. На краях ее располагается губа из волокнистой соединительной ткани, которая еще больше охватывает головку кости. Движения совершаются по всем осям, но в меньшем объеме, чем в шаровидном суставе (например, тазобедренный сустав).

3. Плоский сустав (articulatio plana) имеет малоизогнутые суставные поверхности, соответствующие друг другу. Эти поверхности представляют отрезки большого шара, поэтому движения в плоских суставах совершаются по всем осям в виде скольжения с незначительным объемом. Плоские суставы образуют сочленения суставных отростков между позвонками. Незначительные смещения многих межпозвоночных суставов, объединяясь, обеспечивают большую амплитуду движений позвоночника, что позволяет производить круговое движение (circumductio).

4. Полуподвижный сустав (amphiarthrosis) образован равными суставными поверхностями. У таких суставов они конгруэнтные. Суставы укреплены короткими прочными связками, что ограничивает амплитуду движения до 4-7°. В этих суставах значительно затухают толчки и сотрясения.

Таким образом, рассмотрев строение суставов, необходимо учесть, что сравнение их суставных поверхностей с геометрической фигурой приблизительное. Размах движений в суставах во многом зависит от расположения связок, прикрепления мышц. Особенно важно представлять выполнение движений с включением нескольких суставов, составляющих последовательную кинематическую цепь.

Условия торможения движений в суставах

Многие связки оказывают тормозящее влияние на объем движений в суставах. Все связки построены из коллагеновых и эластических волокон. В связках преобладают коллагеновые волокна с большой прочностью и малой растяжимостью. Связки скрепляют суставные концы костей, ограничивают и направляют их движения. Эти функции объединяются с работой мышц. На препарате, где удалены мышцы и оставлены связки, объем движений в суставах всегда больше, чем на живом человеке, что зависит от тонуса мышц. Многие мышцы непосредственно начинаются от связок и при сокращении делают их более упругими и менее податливыми при растяжении (например, укрепление клювовидно-акромиальной связки клювовидно-плечевой мышцей, поддержание сводов стопы за счет напряжения коротких мышц стопы и мышц голени). Сухожилия мышц, или мышечные пучки, всегда перекидываются через сустав. В результате сокращения одной мышцы или целой группы (сгибатели) происходит растягивание другой группы мышц (разгибатели), которые сопротивляются этому растяжению и уменьшают объем движения. Помимо мышечного торможения, мышцы-разгибатели при выполнении сгибания обеспечивают постепенность и плавность движения в суставах. Помимо мышечного антагонизма, тормозящую роль движений в суставах играет винтовое отклонение, которое имеется в винтообразных суставах. В некоторых суставах встречается расхождение центров суставных поверхностей (полуподвижные сочленения). Наконец, встречаются суставные тормозы, которые создают условия движения в одну сторону и тормозят движения в другую сторону. Например, внутрисуставные связки коленного сустава ограничивают чрезмерное разгибание и не мешают сгибанию.

Человеческая кость настолько тверда, что способна выдержать около 10 тысяч килограмм, но если бы скелет состоял только из одной твердой кости, наше движение было бы невозможно. Природа решила эту проблему, просто разделив скелет на множество костей и создав суставы - места, где кости пересекаются.

Суставы человека выполняют достаточно важную функцию. Благодаря им кости, зубы и хрящи тела присоединяются друг другу.

Виды суставов человека

Их можно классифицировать по функциональности:

Сустав, который не допускает движения, известен как синартроз. Швы черепа и гомфос (соедининение зубов с черепом) являются примерами синартрозов. Соединения между костями называются синдесмозами, между хрящами - синхордрозами, костной тканью - синтостозами. Синартрозы образуются с помощью соединительной ткани.

Амфиартроз допускает небольшое движение соединенных костей. Примерами амфиартрозов служат межпозвоночные диски и лобковый симфиз.

Третий функциональный класс - свободноподвижные диартрозы. Они имеют самый высокий диапазон движения. Примеры: локти, колени, плечи и запястья. Практически всегда это синовиальные суставы.

Суставы скелета человека могут также быть классифицированы по своей структуре (по материалу, из которого они состоят):

Волокнистые суставы состоят из жестких волокон коллагена. К ним относятся и сустав, который соединяет локтевую и лучевую кости предплечья вместе.

Хрящевые суставы человека состоят из группы хрящей, которые связывают кости между собой. Примерами таких соединений будут суставы между ребрами и реберным хрящом, а также между межпозвоночными дисками.

Наиболее распространенный тип - синовиальный сустав - является заполненным жидкостью пространством между концами связываемых костей. Его окружает капсула жесткой плотной соединительной ткани, покрытой синовиальной мембраной. Синовиальная мембрана, из которой состоит капсула, производит масляную синовиальную жидкость, функция которой - смазывать сустав, уменьшая трение и изнашивание.

Есть несколько классов синовиальных суставов, например, эллипсоидный, блоковидный, седловидный и шаровидный.

Эллипсоидные суставы соединяют между собой гладкие кости и позволяют им скользить мимо друг друга в любом направлении.

Блоковидные суставы, например, локтевой и человека, ограничивают движение только в одном направлении так, что угол между костей можно увеличить или уменьшить. Ограниченное движение в блоковидных суставах обеспечивает больше силы и крепости костям, мышцам и связкам.

Седловидные суставы, такие как между первой пястной костью и костью-трапецией, позволяют поворачиваться костям на 360 градусов.

Плечевой и человека - единственные шаровидные суставы в теле. У них самый свободный диапазон движения, они единственные, которые могут повернуться вокруг своей оси. Однако недостаток шаровидных суставов состоит в том, что свободный диапазон движения делает их более восприимчивыми к дислокации, чем менее подвижные суставы человека. В этих местах чаще бывают переломы.

Некоторые синовиальные виды суставов человека необходимо рассмотреть отдельно.

Блоковидный сустав

Блоковидные суставы являются классом синовиальных. Это лодыжки, коленный и локтевой сустав человека. Обычно блоковидный сустав - связка двух или более костей, где они могут двигаться только по одной оси, чтобы сгибаться или выпрямляться.

Самые простые блоковидные суставы в теле - межфаланговые, они находятся между фалангами пальцев рук и ног.

Поскольку на них возложено мало массы тела и механической силы, они состоят из простого синовиального материала с крошечными дополнительными связками для укрепления. Каждая кость покрыта тонким слоем гладкого гиалинового хряща, предназначенного для уменьшения трения в суставах. Кости также окружены капсулой жесткой волокнистой соединительной ткани, покрытой синовиальной мембраной.

Человека всегда разное. Например, локтевой сустав является более сложным, формируется между плечевой костью, лучевой и локтевой костями предплечья. Локоть подвергнут более сильным нагрузкам, чем суставы пальцев и пальцев ног, поэтому содержит несколько сильных дополнительных связок и уникальных структур кости, которые укрепляют его структуру.

Локтевые и лучевые сопутствующие связки помогают держать локтевую и лучевую кости и укрепляют суставы. Ноги человека тоже состоят из нескольких крупных блоковидных суставов.

Подобный локтевому голеностопный сустав расположен между большой и малой берцовой костьми в голени и таранной кости в ноге. Ответвления большой берцовой малой берцовой кости формируют костистое гнездо вокруг таранной кости, чтобы ограничить движение ноги по одной оси. Четыре дополнительных связки, включая дельтовидную, скрепляют кости и укрепляют сустав, чтобы поддерживать вес тела.

Расположенный между бедром ноги и большой берцовой и малой берцовой костью голени, коленный сустав - самый большой и самый сложный блоковидный сустав в человеческом теле.

Локтевой сустав и голеностопный сустав, анатомия которых схожа, чаще всего бывают подвержены остеоартрозу.

Эллипсоидный сустав

Эллипсоидный сустав, также известный как плоский, является самой распространенной формой синовиальных суставов. Они образованы возле костей, имеющих гладкую или почти гладкую поверхность. Эти суставы позволяют костям скользить в любом направлении - вверх и вниз, влево и вправо, по диагонали.

Благодаря своей структуре эллипсоидные суставы гибкие, при этом их движение ограничено (для предотвращения травм). Эллипсоидные суставы покрыты синовальной мембраной, которая производит жидкость, служащую смазкой для сустава.

Большинство эллипсоидных суставов находятся в аппендикулярном скелете между кистевыми костями запястья, между запястными суставами и пястными костями кисти, между костями лодыжки.

Другая группа эллипсоидных суставов находится между гранями двадцати шести позвонков в межпозвонковых суставах. Эти соединения позволяют нам сгибаться, разгибаться и вращать туловищем, сохраняя при этом прочность позвоночника, который поддерживает вес тела и защищает спинной мозг.

Мыщелковые суставы

Существует отдельная разновидность эллипсоидных суставов - мыщелковый сустав. Его можно считать переходной формой от блоковидного вида сустава к эллипсоидному. От блоковидного сустава мыщелковый отличается большой разницей в форме и размерах сочленяющихся поверхностей, в результате чего возможно движение вокруг двух осей. От эллипсоидного сустава мыщелковый отличается лишь количеством суставных головок.

Седловидный сустав

Седловидный сустав является видом синовиальных суставов, где одна из костей сформирована как седло, а другая кость опирается на нее, как наездник на лошади.

Седловидные суставы более гибкие, чем шаровидные или эллипсоидные.

Лучшим примером седловидного сустава в теле является запястно-пястный сустав большого пальца, который сформирован между костью трапеции и первой пястной костью. В этом примере трапеция формирует округленное седло, на котором сидит первая Запястно-пястный сустав позволяет большому пальцу человека легко содействовать с другими четырьмя пальцами руки. Большой палец, конечно, чрезвычайно важен для нас, так как именно он позволяет нашей руке твердо захватывать объекты и использовать многие инструменты.

Шаровидный сустав

Шаровидные суставы являются специальным классом синовиальных суставов, которые обладают самой высокой свободой движения в теле благодаря их уникальной структуре. Тазобедренный сустав и плечевой сустав человека являются единственными шаровидными в человеческом теле.

Две основных составляющих шаровидного сустава: кость с шарообразной головкой и кость с чашеобразной выемкой. Рассмотрим плечевой сустав. Анатомия человека так устроена, что шарообразная головка плечевой кости (верхняя кость руки) вписывается в суставную впадину лопатки. Суставная впадина - это маленькая и неглубокая выемка, благодаря которой у плечевого сустава самый большой диапазон движения в человеческом теле. Она окружена кольцом гиалиновых хрящей, которые являются гибким укреплением кости, в то время как мышцы - манжеты вращающего устройства - удерживают плечевую кость внутри впадины.

Тазобедренный сустав несколько менее мобилен, чем плечо, но является более сильным и более стабильным суставом. Дополнительная стабильность тазобедренного сустава необходима, чтобы выдержать вес тела человека на ногах, выполняя действия, такие как ходьба, бег и т. д.

В тазобедренном суставе округленная, почти шарообразная головка бедра (бедренная кость) плотно прилегает к вертлужной впадине, глубокой выемке в тазовой кости. Достаточно большое количество жестких связок и сильных мышц держат головку бедренной кости на месте и сопротивляются самым сильным напряжениям в теле. Вертлужная впадина также предотвращает вывихи бедра, ограничивая движение кости в ее пределах.

На основе всего вышеизложенного можно составить небольшую таблицу. человека включать в нее не будем. Итак, в первой колонке таблицы указан тип сустава, во второй и третьей - примеры и их местонахождение соответственно.

Суставы человека: таблица

Чтобы было понятнее, что собой представляют суставы человека, подробнее опишем некоторые из них.

Локтевой сустав

Локтевые суставы человека, анатомия которых уже упоминалась, требуют особого внимания.

Локтевой сустав - один из самых сложных суставов человеческого тела. Он образован между дистальным концом плечевой кости (точнее, ее суставными поверхностями - блоком и мыщелком), лучевой и блоковидной вырезками локтевой кости, а также головкой лучевой кости и ее суставной окружностью. Он состоит сразу их трех суставов: плечелучевого, плечелоктевого и проксимального лучелоктевого.

Плечелоктевой сустав находится между блоковидной вырезкой локтевой кости и блоком (суставной поверхностью) плечевой кости. Данный сустав относится к блоковидным и является одноосным.

Плечелучевой сустав образован между мыщелком плечевой кости и головкой плечевой кости. Движения в суставе совершаются вокруг двух осей.

Промаксимальный лучелоктевой соединяет лучевую вырезку локтевой кости и суставную окружность головки лучевой кости. Он также одноосный.

В локтевом суставе отсутствуют боковые движения. В целом он считается блоковидным суставом с винтообразной формой скольжения.

Самыми крупными из верхней части тела считаются локтевые суставы. Ноги человека тоже состоят из суставов, о которых просто нельзя не рассказать.

Тазобедренный сустав

Этот сустав находится между вертлужной впадиной на тазовой кости и бедренной костью (ее головкой).

Эта головка покрыта практически на всем протяжении, кроме ямки. тоже покрыта хрящом, но только около полулунной поверхности, остальная ее часть покрыта синовальной мембраной.

К тазобедренному суставу относятся такие связки: седалищно-бедренная, подвздошно-бедренная, лобково-бедренная, круговая зона, а также связка головки бедренной кости.

Подвздошно-бедренная связка берет начало у нижней передней подвздошной кости и заканчивается у межвертельной линии. Эта связка участвует в поддержании туловища в вертикальном положении.

Следующая связка, седалищно-бедренная, начинается у седалищной кости и вплетается в капсулу самого тазобедренного сустава.

Чуть выше, у верха лобковой кости, начинается лобково-бедренная связка, которая идет вниз к капсуле тазобедренного сустава.

Внутри самого сустава находится связка головки бедренной кости. Начало она берет у поперечной связки вертлужной впадины и заканчивается у ямки головки бедренной кости.

Круговая зона выполнена в виде петли: она прикреплена к нижней передней подвздошной кости и окружает шейку бедренной кости.

Тазобедренный и плечевой суставы являются единственными шаровидными в теле человека.

Коленный сустав

Данный сустав образуют три кости: надколенник, дистальный конец бедренной и проксимальный конец большеберцовой костей.

Капсула коленного сустава прикреплена к краям большеберцовой, бедренной костям и надколеннику. К бедренной кости она крепится под надмыщелками. На большеберцовой фиксируется по краю суставной поверхности, а к надколеннику капсула прикреплена таким образом, что вся его передняя поверхность находится вне сустава.

Связки этого сустава можно поделить на две группы: внекапсульные и внутрикапсульные. Также в суставе есть две боковые - большеберцовая и малоберцовая коллатеральные связки.

Голеностопный сустав

Он образован с помощью суставной поверхности таранной кости и суставных поверхностей дистальных концов малоберцовой и большеберцовой костей.

Суставная капсула практически на всем протяжении прикреплена к краю суставного хряща и отступает от него только на передней поверхности таранной кости. На боковых поверхностях сустава находятся его связки.

Дельтовидная, или медиальная связка, состоит из нескольких частей:

Задняя большеберцово-таранная, находится между задним краем медиальной лодыжки и задними медиальными отделами таранной кости;

Передняя большеберцово-таранная, находится между передним краем медиальной лодыжки и заднемедиальной поверхностью таранной кости;

Большеберцово-пяточная часть, простирается от медиальной лодыжки до опоры таранной кости;

Большеберцово-ладьевидная часть, берет начало от медиальной лодыжки и заканчивается у тыльной поверхности ладьевидной кости.

Следующая связка, пяточно-малоберцовая, простирается от наружной поверхности латеральной лодыжки до боковой поверхности шейки таранной кости.

Недалеко от предыдущей находится передняя таранно-малоберцовая связка - между передним краем латеральной лодыжки и боковой поверхностью шейки таранной кости.

И последняя, задняя таранно-малоберцовая связка берет начало у заднего края латеральной лодыжки и заканчивается у латерального бугорка отростка таранной кости.

В целом голеностопный сустав является примером блоковидного сустава с винтообразным движением.

Итак, теперь мы точно имеем представление о том, что же такое суставы человека. Анатомия суставов сложнее, чем кажется, и вы сами можете в этом убедиться.