Коленный сустав: строение (Анатомия)

Содержание

1 Кости, образующие сочленение
2 Хрящи и мениски
3 Внутрисуставные связки
4 Внешние связки
5 Капсула сустава
6 Синовиальные сумки
7 Мышцы
8 Форма и движения
9 Кровоснабжение
10 Клиническая роль

Чтобы разобраться в клинической роли той или иной патологии, необходимо знать анатомию человеческого организма. Это относится и к патологии костно-суставной системы.

Коленный сустав представляет собой самое крупное сочленение в человеческом организме. Ежедневно он испытывает огромные нагрузки и выполняет большой объем движений. Анатомическое устройство этого элемента скелета помогает выполнять его функции.

Анатомия коленного сустава представляет собой сложную и интересную схему, которая включает твердые и мягкие ткани, а также сосуды и нервы, обеспечивающие работу сочленения.

Кости, образующие сочленение

Коленный состав человека формируется при соединении в общей синовиальной капсулы двух крупнейших костей – бедренной и большеберцовой.

Бедренная кость является наиболее крупным элементом скелета человека. Она удерживает на себе не только внушительный мышечный объем, но и позволяет человеку прямо ходить на двух конечностях. На бедро падает вся масса верхней половины тела.

Дистальный (нижний) отдел кости участвует в формировании колена. Он состоит из двух частей – медиального и латерального мыщелков. Эти образования сверху покрываются синовиальным хрящом, они контактируют с соответствующими участками на верхней части большеберцовой кости.

Большеберцовая кость человека является одной из двух костей голени, между которыми натянута соединительнотканная перепонка. В отличие от предплечья, где обе кости выполняют равноценные задачи, малоберцовая кость голени не несет такой функциональной нагрузки, как большеберцовая. Последняя имеет проксимальный и дистальный эпифизы.

Проксимальный (верхний) участвует в формировании сустава. Верхний отдел кости образует большеберцовое плато, состоящее из двух частей. Медиальный мыщелок бедренной кости сочленяется с внутренней частью плато, а латеральный мыщелок – с наружной.

Строение коленного сустава является особенным еще и потому, что дополняет устройство третья кость – надколенник.

В народе эта кость часто называется коленной чашечкой. Она не прилежит к суставным поверхностям, однако прикрывает сочленение и выполняет защитную и ограничительную роли.

Хрящи и мениски

Каждое сочленение организма построено по одинаковым принципам. Суставные поверхности костей обязательно покрывает особый тонкий хрящ. Это позволяет сгладить движения, добиться исключения трения между костями. Такой хрящ покрывает и суставные поверхности в коленном суставе. Кроме сглаживания движений, эластичная структура хряща помогает ему амортизировать вертикальные нагрузки.

Особенностью коленного сустава является наличие менисков – особых хрящевых элементов, имеющих полулунную форму. Медиальный и латеральный мениски расположены под соответствующими мыщелками бедренной кости.

Химическое строение менисков несколько отличается от обычного гиалинового хряща. Они имеют более плотную и эластичную консистенцию и способны выдерживать сильные нагрузки.

Функции менисков, участвующих в образовании сустава:

Амортизация вертикальных нагрузок.
Равномерное распределение падающего на большеберцовую кость веса.
Повышение прочности и стабильности сочленения.
Увеличение объема движений.
Формирование основы для крестообразных связок.
Удержание сочленения от переразгибания.

Без менисков сложно представить правильную работу сочленения. Коленный сустав представляет собой комплексный механизм, где повреждение любого из элементов приводит к значительному ограничению функции.

Внутрисуставные связки

Одной из важнейших функций менисков является создание опоры (точки фиксации) для крестообразных связок. Эти соединительнотканные элементы располагаются внутри полости сустава и выполняют важнейшую роль:

Передняя крестообразная связка начинается ближе к задней части наружного мыщелка бедренной кости и заканчивается у переднего отдела внутреннего мениска и межмыщелковому возвышению бедренной кости. Её роль состоит в ограничении переразгибания. Она имеет серьезную клиническую роль, поскольку при повреждении крестообразной связки нарушается функция сустава.
Задняя крестообразная связка берет начинается на передних отделах медиального мыщелка бедра и имеет ход волокон по направлению назад к латеральному мениску. Она гораздо меньше передней и несет меньшую нагрузку. Задняя крестообразная связка позволяет стабилизировать колено, удержать его от чрезмерного сгибания.
Еще одной внутрисуставной соединительнотканной структурой коленного сустава является поперечная связка колена. Она натянута между двумя менисками в переднем их отделе. Связка добавляет прочности и целостности всему внутреннему устройству сочленения.

Внешние связки

Строение колена невозможно представить и без соединительнотканных структур, покрывающих сустав снаружи. Ими являются коллатеральные связки. Коленный сустав человека покрыт:

Медиальной коллатеральной связкой – она покрывает внутреннюю поверхность суставной капсулы. Соединительнотканная структура имеет достаточно мощное строение и важную функцию. Связка предотвращает смещение голени внутрь и подвывих в коленном суставе. Внутри соединительнотканного пучка имеется две группы волокон – внутренняя и наружная. Они направляются от внутреннего надмыщелка бедра к метаэпифизам большеберцовой кости.
Латеральной коллатеральной связкой – менее мощный элемент, находящийся на наружной поверхности колена. Вместе с подколенным сухожилием и подколенно-малоберцовой связкой она удерживает задние и наружные отделы сустава от вывиха.
Подколенной связкой – этот сухожильный элемент является продолжением полуперепончатой мышцы и отвечает за стабильность сочленения в заднем отделе.
Связкой надколенника, которая направляется от надколенника к бугристости большеберцовой кости. Удерживает одноименную кость в области коленного сочленения.

Коленный сустав человека не зря окружен таким количеством мощнейших связочных элементов. Все перечисленные структуры призваны дополнить функцию такого образования, как капсула сустава.

Капсула сустава

Важнейшим элементом любого сочленения является его капсула. Эта структура выполняет следующие функции:

Объединяет в единую систему все элементы сочленения.
Удерживает сустав от чрезмерного сгибания и разгибания.
Является вместилищем для суставной жидкости, смазывающей поверхности хрящей.
Придает суставу форму и обеспечивает необходимый объем движений.
Защищает внутренние элементы сочленения от воздействия неблагоприятных факторов внешней среды.

Несмотря на внушительные размеры капсулы, она в большей своей части является достаточно тонкой структурой. Это компенсируется описанными выше связками колена.

Клиническая значимость капсулы крайне велика. При ее повреждениях возможны не только многочисленные травмы сочленения – от ушибов до вывихов, но и проникновение инфекции с развитием гнойного артрита.

Внутренней частью капсулы является синовиальная мембрана. Она покрывает все элементы сочленения изнутри, окутывает крестообразные связки и формирует особые складки – синовиальные сумки. Некоторые из них все же являются ограниченными полостями, не связанными с общей полостью.

Синовиальные сумки

Внутренняя оболочка капсулы переходит на многочисленные элементы сустава с формированием различных заворотов, карманов и сумок. Некоторые из них не имеют значимой клинической роли, другие выполняют функцию амортизаторов и сглаживают движения в сочленении.

13 заворотов внутри полости сочленения увеличивают её объем, позволяют в достаточном количестве циркулировать синовиальной жидкости, а при развитии воспаления являются местом скопления патологического экссудата.

Коленный сустав имеет следующие синовиальные карманы:

Верхний передний заворот.
Верхний и нижний передние медиальные завороты.
Верхний и нижний передние латеральные карманы.
Верхний и нижний задние медиальные завороты.
Верхний и нижний задние латеральные карманы.
Боковые завороты по 2 на медиальной и латеральной поверхностях.

Перечисленные карманы располагаются внутри полости сочленения. Снаружи от нее имеются другие особые полости — сумки. Коленный сустав имеет следующие синовиальные сумки:

Поднаколенниковая.
Подкожная преднадколенниковая.
Подфасциальная преднадколенниковая.
Подапоневровротическая преднадколенниковая.
Глубокая поднадколенниковая.
Подколенное углубление.
Подсухожильная сумка медиальной икроножной мышцы.
Сумка полуперепончатой мышцы – сумка Броди.

Не все полости сообщаются с капсулой сочленения, это обусловлено индивидуальными анатомическими особенностями.

Мышцы

Костные и связочные структуры являются неподвижными элементами любого сустава в организме. За функцию подвижных сочленений отвечают окружающие их мышцы. Это касается и такого крупного элементу костно-суставной системы, как коленный сустав.

Какие мышцы приводят крупнейшее сочленение ног в движение? Они подразделяются на 3 категории.

Передняя группа, ответственная за сгибание колена:

Четырехглавая мышца бедра – одна из самых крупных во всем организме. Находится на бедре в области его передней части и состоит из четырех крупных пучков.
Портняжная мышца – берет начало от тазовой кости и огибает коленный сустав вплоть до бугристости большеберцовой кости.

Внутренняя группа – мышцы, приводящие бедро к телу:

Тонкая мышца – начинаясь от лобковой кости, этот небольшой пучок мышечных волокон достигает бугристости на большеберцовой кости.
Больная приводящая мышца – этот пучок волокон имеет довольно крупный размер. Он начинается на нижней поверхности тазовой кости и идет к коленному суставу. Вместе с полусухожильной и портняжной мышцей образует сухожилие, называемое поверхностной гусиной лапкой.

Мышцы-разгибатели на задней поверхности сочленения:

Двуглавая мышца бедра – начинается двумя головками от седалищной кости и бедра и направляется к малоберцовой кости в области проксимального эпифиза.
Полусухожильная мышца – находится очень близко вместе с предыдущей мышцей, начинается в области седалищного бугра, формирует поверхностную гусиную лапку.
Полуперепончатая мышца – начинается на седалищной кости и прикрепляется к фасции подколенной мышцы, формирует глубокую гусиную лапку.

Все эти структуры позволяют осуществлять колену большой объем движений.

Форма и движения

Разобрав особенности анатомии сочленения, можно выделить его основные характеристики. По форме коленный сустав является мыщелковым, блоковидным.

Форма колена обусловливает его роль в организме и максимальную амплитуду движений во всех плоскостях. Возможные движения:

Сгибание на 130 градусов. При пассивном движении возможно на 160 градусов.
Разгибание на 10–15 градусов.
Небольшая супинация – вращение кнаружи, пронация – вращение кнаружи.

Такая амплитуда обеспечивает плавную ходьбу и бег, позволяет совершать различные по объему движения и при этом удерживает сустав в стабильном состоянии тела без чрезмерных перегрузок.

Кровоснабжение

Кровоснабжение коленного сустава осуществляется благодаря крупной подколенной артерии. Этот сосуд является продолжением глубокой артерии бедра и находится на задней поверхности сочленения.

Артерия разделяется на ряд крупных веточек, окружающих сочленение со всех сторон. Такое ветвление позволяет обеспечить крупный элемент опорно-двигательного аппарата достаточным количеством кислорода и питательных веществ.

Венозная кровь собирается от тканей сочленения в венулы, которые также образуют венозную сеть. Она объединяется в подколенную вену, являющуюся одной из частей системы глубоких вен нижней конечности.

Клиническая роль

Говоря об анатомии колена, нельзя не упомянуть о роли его строения в клинике различных заболеваний коленных суставов.

Наличие крупных костных структур и покрывающего их хряща объясняет развитие в колене такого заболевания, как деформирующий артроз. При возрастающих на сустав нагрузках происходит следующее:

Повреждается ткань суставного хряща.
Микротрещины в хряще являются источником воспаления.
Воспалительный процесс приводит к разрастанию костной ткани.
Происходит деформация тканей.

Проникновение в синовиальную полость инфекции провоцирует развитие гнойного артрита, а многочисленные карманы и сумки предрасполагают к формированию гнойных затеков.

Наличие хрупких менисков и крестообразных связок объясняет многочисленные повреждения мениска. Особенно часто в патологический процесс вовлекаются латеральный мениск и передняя крестообразная связка.

Обильное кровоснабжение сустава объясняет частое развитие в этой области аутоиммунных процессов, приводящих к артриту.

Все перечисленные особенности анатомии должен учитывать лечащий врач для получения четкой клинической картины патологического процесса у каждого больного.