Классификация, биомеханика суставов

ТЕМА: 1. Понятие опрно-двигательный аппарат 2. Скелет - понятие , отделы , функции 3. Кость как орган 4. Соединение костей 5. Строение суставов , классификация 6. Скелет туловища (позвоночный столб , строение , изгибы , соединение позвонков . строение грудины , ребер , грудная клетка в целом.)

ОБЩИЕ ВОПРОСЫ АНАТОМИИ И БИОМЕХАНИКИ АППАРАТА ДВИЖЕНИЯ И КОСТНОЙ СИСТЕМЫ

Движение- важнейшая потребность организма человека, относящаяся ко второй ступени пирамиды потребностей А. Маслоу. Благодаря перемещению в пространстве человек не только наилучшим образом адаптируется к среде обитания, но и осуществляет все остальные потребности. Различают движения активные, пассивные и движения с сопротивлением. Процесс движения - функция опорно-двигательного аппарата, включающего кости, соединения костей и скелетные мышцы. В аппарате органов движения различают пассивную и активную части. К пассивной части относят кости и их соединения, к активной - мышцы. Раздел анатомии, изучающий кости, называется остеологией, соединения костей - синдесмологией,а мышцы - миологией.

Строение, состав, развитие кости

Кость- орган, состоящий преимущественно из костной ткани, включающей клетки и твёрдое межклеточное вещество, богатое коллагеновыми волокнами и минеральными соединениями. Кость содержит 50% воды, органические вещества (оссеин) и неорганические вещества (соединения кальция, фосфора, магния и др.).

Снаружи кость покрыта надкостницей- тонкой соединительнотканной пластинкой, которая прочно прирастает к кости. Надкостница содержит очень много сосудов, нервов, рецепторов, поэтому воздействие на неё используется в массаже. Наружный слой надкостницы волокнистый, а внутренний - ростковый: в нём образуются молодые клетки - остеобласты,за счёт которых кость растёт в толщину. При переломах из них формируется костная мозоль.

Наружный слой кости представлен пластинкой компактного вещества,под которым расположено пористое губчатое вещество, построенное из костных балок с ячейками между ними. Внутри тел трубчатых костей имеется костномозговая полость, содержащая жёлтый (жировой) костный мозг. Компактное вещество состоит из пластинчатой костной ткани и пронизано продольными (центральными) и поперечными (по отношению к поверхности кости) тонкими питательными канальцами, через которые в кость проходят сосуды и нервы. Стенками центральных каналов служат костные пластинки в виде трубочек, вставленных одна в другую. Центральный канал с системой из 5-20 окружающих его концентрических пластинок называется остеоном. Остеон- структурная единица кости. Пространства между остеонами выполнены вставочными пластинками.

Эпифизы трубчатых костей, губчатые кости, испытывающие нагрузку по многим направлениям, состоят из губчатого вещества и покрыты тонким слоем компактного вещества (рис. 3.1). Ячейки губчатого вещества в эпифизах трубчатых костей и губчатых костях заполнены красным костным мозгом, выполняющим кроветворные функции.

Рис. 3.1.Расположение костных перекладин в губчатом веществе вдоль направления сил сжатия (1) и растяжения (2) бедренной кости (схема).

Костные пластинки губчатого вещества расположены под углом друг к другу, в соответствии с линиями сжатия и растяжения, что обеспечивает равномерное распределение действующих на кость тяги мышц и давления. Такое арочное и трубчатое строение обеспечивает значительную прочность и лёгкость конструкции кости. По прочности кости не уступают металлам - меди, железу.

Чем больше нагрузка на кость, чем сильнее тяга действующих на неё мышц, тем кость прочнее, её компактное вещество толще, более выражены апофизы- бугристости, связанные с действием мышц. При уменьшении тяги мышц кость становится слабее и тоньше, апофизы сглаживаются. Таким образом, кость чрезвычайно пластична, легко перестраивается: изменяется количество остеонов, костных балок, их

расположение. Установлено, что физические упражнения, массаж, спортивные тренировки, профессиональные нагрузки укрепляют кости скелета, а гиподинамия при болезни или сидячем образе жизни их ослабляет. Перестройка костной ткани возможна благодаря одновременному протеканию двух процессов: разрушению старой кости с помощью остеокластови образованию новых костных клеток и межклеточного вещества.

В развитии костей выделяют перепончатую, хрящевую и костную стадии. Отдельные кости могут формироваться из эмбриональной соединительной ткани, минуя хрящевую стадию (кости черепа, часть ключицы). Большинство костей образуются на основе хрящевой модели (с прохождением всех трёх стадий).

Форма костей

По величине и форме кости делятся на длинные (трубчатые), короткие (губчатые), плоские, ненормальные (смешанные) и воздухоносные.

Длинные кости(трубчатые) состоят из средней части - тела с полостью и утолщённых концов - эпифизов. Эпифиз имеет гладкую суставную поверхность, покрытую суставным хрящом (для соединения с соседними костями). Участок перехода диафиза в эпифиз называют метафизом. Метафизарные гиалиновые хрящи, за счёт которых кость растёт в длину, характерны для периода роста организма человека (до 25-28 лет). Трубчатые кости образуют скелет конечностей и функционируют как рычаги.

Различают трубчатые кости длинные - плечевую, бедренную, кости предплечья, голени - и трубчатые кости короткие - кости пясти, плюсны, фаланги пальцев.

Короткие кости(губчатые) неправильной формы, они расположены в тех частях скелета, где требуется сочетание прочности с подвижностью (кости запястья, предплюсны).

Плоские костиограничивают полости тела, защищают и поддерживают внутренние органы, к ним крепятся мышцы (кости свода черепа, грудина, рёбра, тазовые кости).

Смешанные (ненормальные) костисложно устроены, разнообразной формы. Например, тело позвонка по строению - губчатая кость, а его отростки и дуга - плоская.

Воздухоносные костиимеют полость, выстланную слизистой оболочкой и заполненную воздухом (лобная, клиновидная, решётчатая кости, верхняя челюсть).

Для прикрепления мышц в костях есть выросты, апофизы различной величины и формы - отростки, гребни, бугры, бугорки, углубления (ямы, ямки), площадки. Кости имеют поверхности, ограниченные краями, бороздки, каналы, щели, вырезки, питательные отверстия для сосудов и нервов. Закруглённый эпифиз, отграниченный от диафиза сужением (шейкой), называют головкой. Головка гладкая, покрыта суставным хрящом. Головка является суставной поверхностью. Различают выпуклые, вогнутые или имеющие форму мыщелка суставные поверхности.

Таблица 5.Классификация костей

Понятие о скелете

Скелет- совокупность костей, образующих твёрдый остов (твёрдый скелет), составляющий ¹/₅-¹/₇ массы тела человека. Функции скелета: опорно-защитная, двигательная, депо минеральных солей. Анатомические образования к костям прикрепляет мягкий скелет, к которому относятся сухожилия, связки, фасции. Скелет ограничивает полости с расположенными в них внутренними органами: грудную, брюшную, малого таза, черепа, - защищая от внешних воздействий внутренние органы и являясь их опорой. Он состоит более чем из 200 костей. В это число входит 33-34 пары (66-68 костей), остальные кости непарные. Отделы скелета: скелет головы - череп; скелет туловища - позвоночный столб и грудная клетка; скелет верхних и нижних конечностей состоит из скелета поясов конечностей - плечевого и тазового и скелета свободных конечностей. Череп, позвоночный столб, грудную клетку относят к осевому скелету (скелету туловища). Кости верхних и нижних конечностей - добавочный скелет (рис. 3.2).

Рис. 3.2.Скелет человека.

1 - череп; 2 - позвоночный столб; 3 - ключица; 4 - ребро; 5 - грудина; 6 - плечевая кость; 7 - лучевая кость; 8 - локтевая кость; 9 - кости запястья; 10 - кости пясти; 11 - фаланги пальцев кисти; 12 - седалищная кость; 13 - кости плюсны; 14 - кости предплюсны; 15 - большеберцовая кость; 16 - малоберцовая кость; 17 - надколенник; 18 - бедренная кость; 19 - лобковая кость; 20 - подвздошная кость.

Соединения костей

Соединения скрепляют кости скелета в целое и сочетают прочность с упругостью и подвижностью. Различают 3 вида соединений (рис. 3.3): непрерывные, прерывные (суставы) и симфизы (полусуставы). Непрерывные соединения, синартрозы, прочны, упруги, их подвижность ограничена. В зависимости от вида ткани они делятся на фиброзные, хрящевые, костные.

Фиброзные соединения- это соединение костей плотной, волокнистой соединительной тканью. Различают три вида непрерывных соединений: синдесмозы, швы, вколачивание. Синдесмозы- это связки и перепонки. Связки- фиброзные пучки или пластинки, которые перекидываются между сочленяющимися костями и укрепляют (или тормозят) движения в суставах. Межкостные перепонки натянуты между диафизами трубчатых костей и в некоторых других местах, от них начинаются мышцы. В швах черепа - зубчатых, чешуйчатых и плоских - между срастающимися костями есть тонкая прослойка соединительной ткани. Вколачивание- соединение зуба с альвеолой с помощью тонкой фиброзной прослойки (периодонт).

Рис. 3.3.Виды соединений костей (схема). А - сустав; Б - фиброзное соединение; В - хрящевое соединение; Г - полусустав; 1 - кость; 2 - соединительная ткань; 3 - хрящ; 4 - полость сустава; 5 - капсула сустава; 6 - связка, укрепляющая сустав; 7 - синовиальная оболочка; 8 - хрящевой диск; 9 - щель в хрящевом диске.

Синхондрозы- соединения костей с помощью хрящевой ткани. Упругость хрящевой прослойки и, следовательно, амортизационные свойства зависят от толщины хряща. Постоянные синхондрозы существуют в течение всей жизни (межпозвоночные диски). Непостоянные синхондрозы сохраняются до определённого возраста, а затем замещаются костным сращением - синостозом (например, соединение рукоятки грудины с её телом).

Симфиз- промежуточное между синартрозом и суставом соединение. Это фиброзная ткань или волокнистый хрящ с узкой щелевидной полостью в толще: симфизы между рукояткой и телом грудины, межпозвоночный (между крестцом и копчиком), лобковый. Такое соединение не имеет суставной капсулы, синовиальной оболочки, но может быть укреплено связками.

Строение суставов

Прерывные соединения костей (синовиальные соединения или суставы) - подвижные соединения, отличающиеся большим разнообразием движений. Воспаление сустава - артрит. Основной аппарат сустава - суставные поверхности,покрытые хрящом, суставная капсула и суставная полость, содержащая синовиальную жидкость. Вспомогательный аппарат сустава - хрящевые диски, мениски, суставные губы. Суставные поверхности у большинства суставов соответствуют друг другу (конгруэнтны), иногда не соответствуют (не конгруэнтны). Суставной хрящ обычно гиалиновый, реже волокнистый (в височно-нижнечелюстном суставе). Хрящ не имеет сосудов, гладкий, амортизирует толчки, уменьшает трение при движениях суставных поверхностей. Чем больше нагрузка на сустав, тем хрящ толще. Суставная капсула прикрепляется к сочленяющимся костям чаще вблизи краёв суставных поверхностей, образуя герметичную суставную полость. Капсула имеет 2 слоя: наружный (фиброзная мембрана) и внутренний (синовиальная мембрана). Фиброзная мембранатолстая, прочная, состоит из плотной волокнистой соединительной ткани и образует связки, тормозящие движения в суставе. Синовиальная мембранатонкая, прилежит к фиброзной мембране изнутри и имеет выросты - ворсинки, которые увеличивают площадь слоя, богаты кровеносными сосудами и вырабатывают синовиальную жидкость. Эта жидкость увлажняет суставные поверхности, уменьшая трение. Суставная полость- щелевидное пространство между суставными поверхностями, содержит немного синовиальной жидкости (рис. 3.4).

Суставные дискии мениски- хрящевые пластинки различной формы, которые располагаются между суставными поверхностями в тех случаях, когда они не соответствуют друг другу (в грудино-ключичном, коленном и других суставах). Эти образования смещаются при движениях в суставе, исправляют несоответствие суставных поверхностей, амортизируют сотрясения и толчки. Суставная хрящевая губаприрастает по краям суставной впадины, дополняя и углубляя её в плечевом, тазобедренном суставе.

Рис. 3.4.Строение сустава (схема). 1 - суставные хрящи; 2 - фиброзная мембрана суставной капсулы; 3 - синовиальная мембрана суставной капсулы; 4 - суставная полость; 5 - надкостница; 6 - кость.

Классификация, биомеханика суставов

Суставыразличаются по форме и количеству сочленяющихся суставных поверхностей. Простойсустав образован двумя суставными поверхностями, сложныйсустав - тремя и более суставными поверхностями. Комплексныйсустав имеет в полости диск или мениски, которые делят полость сустава на два этажа. Комбинированныйсустав представлен 2 суставами, действующими согласованно (например, лучелоктевые суставы, проксимальный и дистальный).

По геометрической форме суставных поверхностей различают суставы цилиндрические, шаровидные, эллипсовидные. Остальные формы суставов возникли как видоизменение основных форм. Например, разновидность цилиндрического сустава - блоковидный сустав (разновидность - винтообразный сустав), шаровидного - чашеобразный и плоский сустав (рис. 3.5).

Число осей, вокруг которых происходят движения, определяется формой сустава. Одноосныесуставы - цилиндрические, блоковидные, винтообразные. Двухосные- эллипсовидные, седловидные, мыщелковые. Трёхосные(они же многоосные за счёт множества продольных осей) - шаровидные, чашеобразные, плоские.

Движения в суставах в зависимости от формы сочленяющихся поверхностей могут совершаться вокруг фронтальной, сагиттальной и продольной осей. Вокруг фронтальной оси совершается сгибаниеи

Рис. 3.5.Формы суставов. 1 - блоковидный; 2 - эллипсовидный; 3 - седловидный; 4 - шаровидный.

разгибание,вокруг сагиттальной - отведениеи приведениепо отношению к срединной плоскости. Вокруг продольной оси осуществляется вращение.При круговом движении,циркумдукции, последовательно используются все оси.

Объём (амплитуда, размах) движений в суставах зависит от разности угловых величин сочленяющихся поверхностей: чем больше разность, тем больше размах движений. На амплитуду движений в суставе влияют также количество и расположение связок и состояние мышц, окружающих сустав.