Прерывные соединения – суставы, диартрозы
Непрерывные соединения – синартрозы
Непрерывные соединения костей в зависимости от вида ткани, находящейся в промежутке между костями, делятся на 3 вида:
1. Соединения посредством соединительной ткани – синдесмозы;
2. Соединения посредством хрящевой ткани – синхондрозы;
3. Соединения посредством костной ткани – синостозы.
Виды синдесмозов. К соединительнотканным соединениям относятся: 1) межкостные перепонки; 2) связки; 3) роднички; 4) межкостные швы.
1. Межкостные перепонкисоединяют соседние кости (межкостная перепонка предплечья, межкостная перепонка голени), или закрывают отверстия в костях (перепонка запирательного отверстия, передняя и задняя атлантозатылочные перепонки). Межкостные перепонки укрепляют кости между собой, служат для прикрепления к ним мышц, имеют отверстия для прохождения сосудов и нервов.
2. Связки служат для укрепления различных соединений костей. Фиброзные связки построены из плотной соединительной ткани, богатой коллагеновыми волокнами. Выдерживают нагрузку в несколько сот кг. (подвздошно-бедренная, длинная подвздошная связка). Связки, образованные эластичными волокнами, обладают растяжимостью и гибкостью (желтые связки между дугами позвонков).
3. Роднички – широкие остатки первичной соединительной ткани между костями крыши черепа.
4. Швы - соединения костей черепа посредством тонкой прослойки соединительной ткани. По форме сочленяющихся костных краев различают следующие швы:
а) зубчатый, в котором край одной кости имеет зубцы, входящие в углубления между зубцами другой кости (между большинством костей свода черепа).
б) чешуйчатый, образующийся путем наложения друг на друга косо срезанных костей (соединение чешуи височной кости с теменной).
в) гладкий или плоский, в котором ровный край одной кости прилегает к таким же краям другой (соединение костей лицевого черепа).
По длительности существования синдесмозы бывают:
1. Временные– существуют до определенного возраста между отдельными частями костей или между отдельными костями, после чего они заменяются синостозами (швы и роднички).
2. Постоянные – сохраняются на протяжении всей жизни (межкостные перепонки, связки).
Виды синхондрозов. По свойству хрящевой ткани различают: 1) синхондроз гиалиновый и 2) синхондроз волокнистый.
1. Синхондроз гиалиновый образован гиалиновым хрящом(метаэпифизарный хрящ между эпифизом и диафизом, между ребрами и грудиной).
2. Синхондроз волокнистый образован волокнистым хрящом и возникает там, где необходимо большое сопротивление механическим воздействиям (межпозвонковые диски, хрящевые суставные губы, внутрисуставные диски и мениски).
Синхондрозы также могут быть временными, существующими до определенного возраста, например хрящевое соединение диафизов и эпифизов длинных трубчатых костей, трех костей тазового пояса и постоянными, остающимися в течении всей жизни индивидуума, например, между пирамидой височной кости и соседними костями – клиновидной и затылочной, межпозвоночные диски, между нижними ребрами (реберная дуга) и т.д.
Синостоз - замещение временного непрерывного соединения (соединительно-тканного или хрящевого) костной тканью (соединения между телами затылочной и клиновидной костей, между крестцовыми позвонками, между костями тазового пояса, между костями крыши черепа и т.д.).
Переходные соединения – полусуставы, гемиартрозы
Переходная форма соединения – гемиартроз или симфиз (полусустав) характеризуется наличием небольшой щели, не имеющей строение настоящей суставной полости. Малоподвижные соединения, стоят ближе к непрерывным. К гемиартрозу относится лобковый симфиз, где соединение происходит при помощи хряща, внутри которого находится небольшая полость.
Прерывные соединения – суставы, диартрозы
Сустав представляет прерывное, полостное, подвижное соединение или сочленение.
Каждый сустав имеет следующие суставные части: 1) суставные поверхности сочленяющихся костей; 2) суставную сумку, окружающую в форме муфты сочленовые концы костей; 3) суставную полость, находящуюся внутри сумки между костями.
1. Суставные поверхностипокрыты суставным хрящом, гиалиновым или, реже, волокнистым, свободная поверхность их, обращенная в полость сустава, гладкая, что облегчает движение костей относительно друг друга. Внутренняя поверхность хряща прочно связана с костью, через которую он получает питание. Суставные поверхности обыкновенно более или менее соответствуют друг другу (конгруентны). Так, если суставная поверхность одной кости выпукла (суставная головка), то поверхность другой кости соответствующим образом вогнута (суставная впадина). Суставные головки покрыты более толстым слоем гиалинового хряща в наиболее выпуклой центральной части, а на периферии – более тонким. Соответственно им суставные впадины на костях в центре имеют более тонкий слой хряща, а на периферии – толстый. Толщина суставного хряща колеблется от 0,5 до 2-3 мм. Суставные хрящи смягчают толчки, сглаживают шероховатости сочленяющихся костей, придавая им соответствующую форму в отношении друг друга и увеличивая конгруентность .
2. Суставная капсула охватывает суставные поверхности костей, прикрепляясь по их краю или несколько отступая от них и образует герметически замкнутую суставную полость. Она состоит из двух оболочек: наружной фиброзной оболочки (мембраны) и внутренней синовиальной оболочки (мембраны). Фиброзная оболочка состоит из фиброзной соединительной ткани, причем волокна поверхностного слоя идут продольно, а в глубине косо или поперечно. В суставах с обширными движениями капсула тоньше, чем в малоподвижных. Синовиальная оболочка состоит из рыхлой соединительной ткани, которая покрыта слоем эпителиальных клеток, обращенном к суставной полости. Она оканчивается по краю суставных хрящей, где образует особые выросты – синовиальные ворсинки, участвующие в образовании синовиальной жидкости (синовия). Синовия смачивает суставные поверхности, что обеспечивает их сцепление и уменьшение трения между суставными поверхностями.
Синовиальная оболочка местами образуетсиновиальные складки, вдающиеся в полость сустава, в которых может содержаться значительное количество врастающего в них снаружи жира, и тогда они называются жировыми складками. В тех случаях, когда синовиальная оболочка выпячивается мешкообразно наружу, образуются синовиальные сумки, располагающиеся вокруг сухожилий, или под мышцами вблизи сустава (коленный сустав). Будучи выполнены синовией, эти синовиальные сумки облегчают трение сухожилий и мышц при движениях.
3. Суставная полость представляет собой щелевидное пространство, ограниченное суставными поверхностями костей и синовиальной оболочки. Оно заполнено небольшим количеством синовиальной жидкости. В суставной полости отрицательное давление (т.е. меньше атмосферного), в результате чего атмосферное давление препятствует расхождению суставных поверхностей. Попадание воздуха в полость сустава при повреждениях суставной сумки приводит к расхождению суставных поверхностей.
В ряде суставов, помимо рассмотренных основных частей, имеющихся в каждом суставе, бывают дополнительные элементы: суставная губа, внутрисуставные диски, мениски, связкии сесамовидные кости.
Суставная губа состоит из волокнистого хряща, прикрепляющегося по краю суставной впадины. Она увеличивает площадь соприкосновения суставных поверхностей и способствуют более равномерному давлению одной кости на другую. Например, суставная губа имеется в плечевом и тазобедренном суставах.
Суставные диски имениски, представляют собой волокнистые хрящи, располагающиеся в полости сустава. Если хрящ разделяет полость сустава полностью на два этажа, говорят о диске, как например, это наблюдается в височно-нижнечелюстном и грудино-ключичном суставах. Если разделение полости сустава неполное, говорят о менисках, например, мениски в коленном суставе. Диски и мениски создают большую конгруетность сочленяющихся поверхностей, увеличивают рессорные св-ва суставов и степень подвижности суставов.
Связки состоят из плотной соединительной ткани и соединяют одну кость с другой. Связочный аппарат у разных суставов построен не одинаково. В одних случаях связки расположены в полости суставов, как, например, крестообразные связки коленного сустава, связка головки бедра тазобедренного сустава. Такие связки называются внутрикапсульными, а связки, находящиеся вне суставной полости – внекапсульными. В одних случаях внекапсульные связки представляют собой утолщенные места суставной сумки, как, например, повздошно-бедренная связка. В других – связки находятся на некотором, иногда довольно значительном расстоянии от суставной сумки, например, крестцовоостистая и крестцовобугровая.
Сесамовидные кости не входят в состав скелета, т.е. не несут опорной функции. Большинство их окостеневает внутри сухожилий или связок. Некоторые сесамовидные кости располагаются в капсуле сустава. Внутренняя поверхность их, обращенная в полость сустава, покрыта гиалиновым хрящом, наружная – сращена с фиброзным слоем капсулы. Примером сесамовидной кости, располагающейся в капсуле коленного сустава, является надколенная чашка. Сесамовидные кости служат блоками, через которые перекидываются сухожилия. Это увеличивает плечо силы мышцы и создает более выгодное условие для ее работы.
В укреплении суставов играют роль следующие факторы:
1. Суставная сумка и вспомогательные связки.
2. Тяга мышц, проходящих около сустава.
Особенно она имеет значение в укреплении подвижных суставов с широкой суставной сумкой (плечевой сустав).
3. Разница между атмосферным давлением и давлением в суставной полости.
4. Сила молекулярного притяжения.
Развитие соединений между костями.
Развитие соединений костей тесно связано с развитием самих костей. На стадии хрящевого скелета хрящевые модели будущих костей связаны между собой прослойками мезенхимы. Если образуется непрерывное соединение, мезенхима превращается либо в хрящ, либо в соединительную ткань. В случае развития сустава на 8-9 неделе внутриутробного развития на концах эпифизов происходит разрежение мезенхимы и ее исчезновение, что ведет к образованию суставной щели. К этому времени в диафизах появляются точки окостенения, а из соединительнотканных элементов, окружающих суставные концы, начинают образовываться суставная капсула и связки.
Во второй половине эмбрионального развития появляются различные внутрисуставные компоненты: диски, мениски связки, которые также образуются из мезенхимы, втягивающейся в виде эластической подушки между хрящевыми эпифизами трубчатых костей. Незначительный остаток хрящевой закладки сохраняется и по окончанию процесса окостенения, образуя на суставных поверхностях хрящевой покров толщиной в несколько миллиметров. Формирование суставной полости происходит не только в эмбриональном, но и в постнатальном периодах.
Биомеханика суставов
Классификация суставов
В организме человека суставы играют тройную роль: 1) они содействуют сохранению положения тела; 2) участвуют в перемещении частей тела в отношении друг друга; 3) являются органами локомоции (передвижения) тела в пространстве.
Биомеханика суставов
Движения в суставах рассматриваются в трехмерной системе координат вокруг трех осей вращения – сагиттальной, поперечной и вертикальной. Различают следующие виды движений в суставах:
1. Движение вокруг поперечной (фронтальной) оси – сгибание(flexio), т.е уменьшение угла между сочленяющимися костями, и разгибание (extensio), т.е. увеличение этого угла.
2. Движение вокруг сагиттальной оси – приведение(adductatio), т.е. приближение к срединной плоскости, и отведение, т.е. удаление от нее (abductio).
3. Движение вокруг вертикальной оси, т.е. вращение (rotatio), которое включает поворот внутрь (pronatio) и поворот кнаружи (supianatio).
4. Круговое движение (circumductio), при котором происходит пересечение основных осей вращения в суставе, причем свободный конец кости движется по окружности.
Амплитуда движений (объем движений, величина подвижности, степень подвижности, размах движений) в суставах определяется максимальной величиной дуги в градусах, на которую отклоняется свободный конец кости, сочленяющейся в суставе. Амплитуда движения в суставах, при прочих равных условиях, зависит от разности в величине сочленяющихся поверхностей. Так, например, если суставная ямка представляет по своему протяжению дугу в 140 градусов, а головка в 210 градусов, то дуга будет равна 70 градусам. Чем больше разность по протяжению суставных поверхностей, тем больше дуга (амплитуда) движения и наоборот. Например, в плечевом суставе площадь суставной поверхности головки плечевой кости значительно больше, чем площадь поверхности суставной впадины лопатки. Плечевой сустав является одним из наиболее подвижных. Подвижность бедра в тазобедренном суставе меньше, чем подвижность плеч, а т.к. площадь сочленяющихся в тазобедренном суставе поверхностей костей более соответствует одна другой, хотя оба сустава шаровидной формы, т.е. имеют три оси вращения. Если же обе сочленяющиеся поверхности равны между собой, то движения отсутствуют или очень незначительны, например, в суставах между клиновидными костями предплюсны, в крестцово-подвздошном суставе, в запястно-пястных суставах, в предплюсно-плюсневых (тугие суставы).
Величина подвижности в суставах, кроме степени соответствия сочленяющихся поверхностей по величине их площадей зависит от анатомических особенностей строения этих соединений: формы суставных поверхностей, наличия или отсутствия внутрисуставных хрящей, вне- и внутрикапсульных связок, костных выступов, окружающих суставов, анатомо-функционального состояния суставной капсулы, связок и мышц. Так, например, плечевой сустав является одним из наиболее подвижных. Шаровидной формы головка дает возможность производить вращение вокруг множества осей, совпадающих с диаметром шара. Площадь суставной поверхности головки плечевой кости значительно больше, чем площадь поверхности суставной впадины лопатки. Суставная капсула тонкая и большая по размеру. Связочный аппарат сустава представлен только клювовидно-плечевой связкой, которая идет от клювовидного отростка к капсуле сустава. Однако, подвижность в плечевом суставе ограничена так называемом плечевым сводом, который образуется клюво-акромиальной связкой и акромионом. Сгибание и отведение плеча возможно только до уровня плеч (т.е. на 90%), так как дальнейшее движение тормозится упором верхнего конца плечевой кости в плечевой свод. Если движение верхней конечности продолжается выше горизонтали, то тогда это движение совершается уже не в плечевом суставе, а в суставах плечевого пояса, причем лопатка делает поворот нижним углом кнаружи.
Тазобедренный сустав так же имеет головку шаровидной формы, однако подвижность бедра меньше подвижности плеча в плечевом суставе. Эта разница зависит от того, что, во-первых, пощади сочленяющихся в тазобедренном суставе поверхностей значительно более соответствуют одна другой, чем это имеет место в плечевом суставе, во-вторых, связочный аппарат тазобедренного сустава развит гораздо лучше, чем плечевого, и, в-третьих, тазобедренный сустав окружают значительно более мощные мышцы, сем мышцы, расположенные около плечевого сустава. Костным выступом, ограничивающим движение в тазобедренном суставе при отведении, является большой вертел, который упирается в верхний край вертлужной впадины. При супинированном бедре большой вертел уходит назад и не препятствует отведению, поэтому при движении “мах в сторону” бедро всегда стараются удержать в более супинированном положении.
Усиленная силовая нагрузка вызывает рабочую гипертрофию костных выступов, связок и мышц, что приводит к разрастанию этих образований и ограничению подвижности. Например, плечевой сустав имеет больший объем движений у легкоатлетов, а меньший - у тяжелоатлетов.
На величину движений влияют и внутрисуставные хрящи, увеличивающие количество движений. Так, в височно-нижечелюстном и грудино-ключичном суставах, относящихся по форме суставных поверхностей к двуосным суставам, благодаря присутствию внутрисуставного диска возможны троякого рода движения.
Классификация суставов
Классификацию суставов проводят по следующим признакам: 1) по форме суставных поверхностей, 2) по функции, 3) по числу суставных поверхностей.