Тема: Виды соединения костей. Артросиндесмология. Влияние физической нагрузки на суставной аппарат

План:

1. Виды соединения костей.

2. Непрерывные соединения костей, их разновидности, морфолого-функциональная характеристика.

3. Прерывные соединения костей (суставы) и их морфолого-функциональная характеристика.

4. Классификация суставов: простые, сложные, комбинированные, одно и двухкамерные.

Познакомившись в общих чертах с видами соединения костей, переходим к детальному их рассмотрению, т.е. выявлению особенностей строения, значения и их функции. Начнем с синартрозов. Синартрозами называются такие соединения, в которых концы соединяющихся костей как бы сращены между собой какой-либо тканью. Такой тканью может быть соединительная, хрящевая, костная, или мышечная. В связи с этим синартрозы – непрерывные соединения, в сравнении с диартрозами (прерывными соединениями) отличаются сравнительно большой прочностью и незначительным размахом движения. Сюда надо добавить и то, что движения в синартрозах неорганизованные, т.е. они могут быть разнообразными, хотя и с небольшим размахом. Объем движения в них зависит от эластичности, упругости и гибкос­ти той ткани, которая соединяет данные кости. Таким образом, синартрозы по функции определяют не только прочность соединения и некоторую подвижность, но и буферность. Поэтому они и встречаются чаще всего в области туловища и головы.

В зависимости от соединяющей кости ткани, синартрозы подразделяются на:

а) соединительнотканные или синдес­мозы,

б) хрящевые или синхондрозы,

в) костные сращения или синостозы,

г) наконец, кости во многих местах имеют соединения друг с другом при помощи мышц, образуя так называемые мышечные соединения или синсаркозы.

Остановимся несколько более подробно на каждом из этих видов непрерывных соединений. Синдесмозы, в зависи­мости от характера ткани, подразделяются на фиброзные и эластические. А по внешнему виду самого соединения, син­десмозы подразделяются на связочные, мембранные и швы. Связки представляют собой более или менее обособленные соединительнотканные тяжи, которые тянутся от надкост­ницы одной кости к другой, соединяя их. Крепость связок увеличивается тем, что составляющие их волокна идут не просто параллельно, но имеют перекрестный и косой ход. Они могут быть как самостоятельное соединение, т.е. истин­ный синдесмоз, например, крестцово-остистая, крестцово-бугорная, клювовидно-плечевая связки, связки между одноименными отрост­ками и дугами рядом лежащих позвонков и др. Чаще же связки служат укрепляющим, т.е. вспомогательным элементом различных видов соединений костей и, в частности, суставов.

Фиброзные связки построены в основном из коллагеновых волокон, обладающих большой упругостью и прочностью. Поэтому такие связки, например, подвздошно-бедренная, длинная связка подошвы и другие, могут выдерживать очень большую нагрузку на растяжение.

Эластические связки, наоборот, содержат значительное количество эластиновых волокон. Они обладают меньшей крепостью, чем фиброзные, но зато имеют большую гибкость и растяжимость. Этого вида соединения встречаются у чело­века в области позвоночного столба - в форме так называемых желтых связок, соединяющих дуги позвонков.

Мембраны- тонкие перепонки, состоящие из фиброзной соединительной ткани, на значительном протяжении соединяют расположенные рядом кости, например, кости предплечья или голени, и закрывают некоторые костные отверстия. Поэтому они еще называются межкостными перепонками. В пер­вом случае они удерживают друг около друга кости, не мешая и не ограничивая их движения. Кроме этого межкостные пере­понки являются дополнением к костному скелету, так как увеличивают поверхность для начала мышц.

К синдесмозам относятся также швы, встречающиеся только на черепе. Они характеризуются тем, что между двумя смежными костями находится тонкая прослойка соединительной ткани. Швы, как соединения, совершенно неподвижны, но чрезвычайно прочные. По внешнему виду различают швы зубчатые, чешуйчатые и плоские (гармоничные). Зубчатый шов образован выпячиваниями и углублениями, находящимися на одной из соединяющихся костей черепа, соответственно которым имеется углубления и выпячивания на другой кости (например, соединение одной теменной кости с другой). Чешуйчатый шов имеет ту особенность, что скошенный край одной кости, подобно чешуе или черепице, накладывается на скошенный в обратном направлении край другой кости (например, соединение височной и теменной костей). Плоский или гармоничный шов характеризуется тем, что края прилегающих друг к другу костей ровные, без высту­пов. Они встречаются только в области лицевого черепа (например, между носовыми костями). К швам можно отнес­ти, с некоторой оговоркой, соединения корней зубов с ниж­ней и верхней челюстью - так называемое вколачивание или гомфозис. Это соединение очень прочное, но совершенно неподвижное.

Синхондрозы представляют собой прослойки фиб­розного, или гиалинового, или эластического хряща между костями. Они обладают значительной прочностью и упругостью, благодаря чему могут выполнять функции рессорного аппара­та. Подвижность этого вида соединения сравнительно неве­лика и зависит от толщины данной хрящевой прослойки. Чем толще хрящ, представляющий собой прослойку между костями, тем больше подвижность, связанная с упругостью, и движения носят пружинистый характер. Примером синхондроза, построенного из волокнистого хряща, могут служить межпозвоночные хрящевые диски, соединяющие тела выше и ниже лежащих позвонков. Увеличению упругости межпозво­ночных фиброзных дисков способствуют студенистые ядра, находящиеся в сдавленном состоянии в центральной части дисков. Гиалиновые синхондрозы более упруги, но обладают меньшей прочностью. Примером таких синхондрозов могут служить реберные хрящи, а также метафизарные хрящи, на­ходящиеся между диафизами и эпифизами трубчатых костей в период их роста и в дальнейшем замещаемые костной тканью. Ко всему сказанному о синхондрозах надо добавить, что функция их заключается еще и в том, что они смягча­ют передачу толчков с одной кости на другую, играя при этом роль рессорных, пружинящих аппаратов.

Синостозы представляют собой совершенно неподвижные соединения костей друг с другом при помощи костной ткани. Это самые прочные соединения. Примером этого вида соеди­нения могут служить сращение крестцовых позвонков в крест­цовую кость и заросшие швы черепа. В молодости синостозы немногочисленны, но количество их значительно увеличива­ется с возрастом, когда соединительная ткань или хрящ между концами некоторых костей заменяется костной тканью.

Синсаркозы – соединения костей при помощи поперечно-полосатой мускулатуры. Эти соединения подвижные и измен­чивые по своей протяженности. Типичным синсаркозом может служить соединение подъязычной кости с нижней челюстью, грудиной и ключицей, а также лопатки с грудной клеткой и позвоночным столбом.

Переходим к рассмотрению прерывных соединений кос­тей – суставов. Суставы являются наиболее дифференциро­ванными видами соединения костей и отличаются от непре­рывных соединений сравнительно большей подвижностью, прочностью и организованностью движений.

Сустав характеризуется наличием обязательных элементов:

1. суставных поверхностей, покрытых гиалиновым хрящом;

2. капсулой или сумкой сустава;

3. полостью сустава или суставной щели с синовиальной жидкостью.

Если в каком-либо соединении один из выше названных элементов отсутствует, то такое соединение уже не будет называться суставом. Кроме основных элементов, суставы могут иметь другие образования, которые принято называть вспомогатель­ными. Они не обязательны для сустава.

Суставная поверхность одной кости, образующей сустав, обычно выпуклая и носит название головки. На другой кости развивается соответствующая головке вогну­тость – впадина или ямка. Как головка, так и ямка могут быть образованы двумя или несколькими костями. Сочленяющиеся поверхности костей покрыты тонким слоем гиалинового хряща. Поверхность гиалинового хряща, обра­щенная в полость сустава, гладкая, что облегчает дви­жение одной кости относительно другой. Так как гиали­новый хрящ пластичен и может несколько деформироваться под влиянием механических воздействий, то в суставах происходит смягчение тех ударов и сотрясений, которые могут испытывать сочленяющиеся кости при ходьбе, беге, прыжке и других движениях. Суставные поверхнос­ти обычно соответствуют друг другу по степени кривиз­ны, что называется конгруэнтностью. Суставная сумка (капсула) обычно прикрепляется по краям суставных поверхностей обеих костей, замыкая полость сустава. Толщина ее и степень натяжения за­висит от функции сустава. Так, в суставах с большим объемом движения сумка относительно тонка и более свободно натянута, например, в плечевом суставе. Туго на­тянутая сумка, наоборот, ограничивает размах движения в суставе и делает его более прочным (крестцово-подвздошный сустав). Суставная сумка состоит из двух слоев. Поверхност­ный, фиброзный слой, состоящий из волокнистой соедини­тельной ткани, более толстый. Он сливается с надкостни­цей сочленяющихся костей и несет защитную функцию в отношении сустава. Внутренний слой, или синовиальная оболочка, тонкий и состоит из рыхлой соединительной ткани, изнутри покрытой плоским однослойным эпителием, названным эндотелием. Эндотелий образует выросты (вор­синки), выделяющие вязкую жидкость - синовию, которая смазывает суставные поверхности и облегчает их сколь­жение. В нормально функционирующих суставах очень мало синовии, например, в крупном коленном суставе – не более 3,5 куб.см. Суставная полость представляет собой щелевидное пространство, ограниченное суставными поверхностями костей и суставной сумкой. Оно герметически замкнуто и заполнено синовиальной жидкостью. Давление в полос­ти сустава всегда меньше атмосферного, что способствует укреплению сустава.

Помимо обязательных элементов, описанных выше, в суставе могут быть вспомогательные образования. К ним относятся суставные связки, хрящевые губы, внутрисуставные хрящевые диски и мениски. Суставные связки представляют собой пучки, или тяжи, плотной волокнистой соединительной ткани. Различают три вида суставных связок: внутрисуставные, капсулярные и внекапсулярные. Внутрисуставные связки представляют собой ограниченные тяжи соединительной ткани; расположены внутри полости сустава. Примером их являются крестообразные связки коленного сустава. Капсулярные связки – это местные утолщения волокон капсулы сустава. Такие связки многочисленны и есть почти в каждом суставе. Характерным для них является то, что они могут быть очень прочными. Например, подвздошно-бедренная (или бертиниева) связка тазобедренного сустава, достига­ющая в диаметре до одного сантиметра, обладает боль­шой прочностью и ограничивает разгибание бедра. Внекапсулярные связки находятся на некотором, а иногда довольно значительном расстоянии от суставной сумки, например, боковая малоберцовая связка коленного сустава. В большинстве случаев такие связки укрепля­ют сустав, не влияя на размах движения. Перекидываясь через сустав и прикрепляясь к кос­тям, связки укрепляют сочленения. Однако основная их роль заключается в ограничении потенциально возможного движения: они не допускают его перехода за известные пределы. Большинство связок не эластичны, но очень прочные. Путем систематических упражнений можно уве­личить эластичность связочного аппарата и вместе с этим увеличить степень подвижности в суставе. Суставные губысостоят из фиброзного хряща, коль­цевидно охватывающего края суставных впадин, площадь которых они дополняют и увеличивают. Суставные губы придают суставу большую прочность, но уменьшают раз­мах движения в нем. Диски и мениски представляют собой хрящевые прокладки – сплошные (диски), или с отверстием в центре (мениски). Они располагаются поперек полости сустава между суставными поверхностями, и по краям срастаются с суставной сумкой. Поверхности менисков и дисков повторяют форму суставных поверхностей костей, прилегающих к ним с обеих сторон. Диски и мениски содержат те суставы, суставные поверхности которых не конгруэнтны, т.е. не соответствуют друг другу по степени кривиз­ны (коленный, височно-нижнечелюстной, грудино-ключичный суста­вы).

Познакомившись с основными элементами и вспомогательным аппаратом сустава, как прерывным соединением, необходимо выяснить факторы, обеспечивающие удержива­ние костей в суставе друг около друга и укрепляющие сустав. К таким факторам относятся: разность атмосферного давления и давления в полости сустава, прилипание одной сустав­ной поверхности к другой, степень натяжения суставной сум­ки и вспомогательных связок сустава и, наконец, тяга мышц, окружающих сустав.

1. Разность давления атмосферного и давления в герметически замкнутой полости сустава - главный фактор, способствующий удержанию костей друг около друга в суставе, так как давление в полости сустава всегда меньше атмосферного. В силу этого, более высокое атмосферное давление как бы прижимает друг к другу сочленяющиеся кости.

2. Существенную роль имеет прилипание одной сустав­ной поверхности к другой в силу молекулярного притяжения, так как в большинстве суставов суставные поверхности конгруэнтны, т.е. соответствуют друг другу по радиусу кривизны. Сюда надо добавить и то, что находящаяся в полости сустава синовиальная жидкость оказывает также на сочленяющиеся поверхности склеивающее действие. Присутствие ее не только не препятствует скольжению одной суставной поверхности относительно другой, а, нао­борот, облегчает его, уменьшая трение.

3.Немаловажную роль в укреплении суставов имеют степень натяжения суставной сумки и вспомогательных свя­зок. Чем сильнее натянута суставная капсула и чем больше в данном суставе вспомогательных связок, тем более проч­ным будет сустав. Однако в суставах с большим размахом движений (например, плечевой сустав) суставная сумка слабо натянута и не может играть существенной роли в укреплении суста­ва. К этому надо добавить и то, что в таких суставах связок обычно нет или они немногочисленны, а если они и есть, то слабо натянуты и в укреплении сустава почти никакой роли не играют. Они только ограничивают степень подвижности в суставе.

4. Мышцы, проходящие около того или иного сустава, имеют исключительно важную роль в его укреплении. В частности, своим сокращением они активно укрепляют сустав в то время, когда суставы испытывают большие нагрузки на растяжение. В спортивной практике такое явление не редкость. Например, при выполнении упражнения на перекладине "Большой оборот", суставы верхней конечности испытывают исключительно большие нагрузки, такие, что ни один сустав не способен их выдержать. Однако при выполнении этого упражнения не происходит растяжения или разрыва связок и капсул суставов верхней конечности лишь только потому, что все мышцы, сокращаясь с большой силой, укрепляют эти суставы.

Ранее уже было сказано, что сустав образуют, как минимум, две кости. Однако мы можем констатировать факт, когда сустав образуют три и большее количество костей. Первые виды суставов называют простыми, а вторые – сложными. Однако такая классификация суставов с точки зрения функциональной анатомии несовер­шенна и не отражает сути, так как не количество костей, образующих сустав, определяет сложность его, а свое­образие функции. Есть некоторые суставы, в которых движения тесно связаны между собой. Так, например, невозможно изолированное движение в одном височно-нижнечелюстном суставе без того, чтобы не происходило такое движение в другом. Такие два анатомически раздельных сустава, но функционирующих одновременно, объединяются под общим названием комбинированный сустав. Примером комбинированного сустава, кроме указанного выше, могут быть реберно-позвоночный, атланто-затылочный, атланто-осевой, луче-локтевой, подтаранный и ряд других. Суставы, внутри которых имеются суставные хря­щевые диски и мениски, по сути дела, состоят из двух суставов, полость которых полностью или частично разде­лена на две части. Такие суставы называют двухкамерными или многокамерными. Например, височно-нижнечелюстной и грудино-ключичный, в которых полость сустава полностью подразделена хрящевым диском на две сообщающиеся камеры. Коленный сустав за счет двух хрящевых менисков и крестообразных связок подразделяется на 4 камеры, в норме сообщающихся между собой. Однако при воспалительных процес­сах в суставе эти камеры могут полностью разобщаться.

Влияние занятий физической культурой на суставной аппарат:Под влиянием физических упражнений суставы укрепляются, увеличивается их подвижность, суставные хрящи становятся более эластичными, значительно повышается тонус капсулы суставов и связок. В спортивной деятельности весьма важно выделить роль позвоночника и межпозвоночных соединений. Физические упражнения оказывают большое влияние на развитие позвоночного столба, предупреждая развитие сутулости, патологических боковых искривлений, и являются также мощным средством для исправления имеющихся дефектов. Изгибы позвоночного столба увеличивают его рессорные свойства. Под действием внешних влияний изгибы могут несколько изменяться в течение одного и того же дня. В связи с этим высота всего позвоночного столба, равно как и рост человека, не является величиной строго постоянной. Суточные колебания роста обычно наблюдаются в пределах 1 см, но нередко бывают больше, достигая 2 – 2,5 см. Описаны случаи суточных колебаний роста, достигающих 4 и даже 6 см. Благодаря межпозвоночным дискам и связкам, позвонки образуют гибкий и эластичный столб, при движениях которого две эластичные системы противодействуют друг другу: межпозвоночные диски не дают возможности соседним позвонкам сблизиться, а связки, соединяющие дуги и отростки позвонков, - отдалиться друг от друга. В силу небольшой подвижности в межпозвоночных суставах движения между двумя соседними позвонками не могут быть обширными. Однако, благодаря тому, что позвоночный столб состоит из большого числа отдельных костных сегментов, незначительные движения между позвонками, суммируясь, обуславливают довольно большую подвижность позвоночного столба в целом. Эта подвижность неодинаково выражена в различных отделах позвоночного столба. Наибольшая подвижность наблюдается в шейном и поясничном отделах, меньшая – в верхнем и нижнем участках грудного отдела, самая малая – в среднем участке грудного отдела. Одним из важных факторов для подвижности позвоночника является состояние межпозвоночных дисков. Однако, если представить колоссальные нагрузки, которые испытывают межпозвоночные хрящевые соединения и связки у спортсменов, особенно при занятиях тяжёлой атлетикой, гимнастикой, при метании диска и молота, то понятно, что нерациональные занятия указанными видами спорта и чрезмерные нагрузки могут быть причиной разрыва межпозвоночных связок, грыжи межпозвоночных дисков.

У тяжелоатлетов, например, в начале тяги вверх, при подъёме штанги, чрезмерное усилие при согнутом позвоночнике способствует сползанию вышележащего позвонка вперёд. Затем при полном выпрямлении позвоночника тяжёлый вес штанги может привести к сдавливанию позвонков и межпозвоночных хрящевых соединений. Поэтому у штангистов нередки компрессионные переломы тел позвонков в поясничном отделе, разрывы передней связки, ущемление межпозвоночных дисков.

В целом, при методически правильных занятиях другими видами спорта, деформации и повреждения позвоночника и составляющих его элементов встречаются крайне редко. Основным условием профилактики повреждений позвоночника является рациональный режим тренировок с постоянно нарастающими физическими нагрузками опорно-двигательного аппарата.

Таким образом, на примере вышесказанного мы видим, что правильно организованные занятия физической культурой и спортом благотворно влияют на развитие опорно-двигательного аппарата, и, в частности, суставов.

Вопросы для самоконтроля и коррекции знаний:

1. Пассивный аппарат движения, его характеристика.

2. Виды соединения костей.

3. Основные элементы сустава, их характеристика.

4. Вспомогательный аппарат суставов.

5. Классификация суставов.

6. Влияние занятия физической культурой на суставной аппарат.

ЛЕКЦИЯ №4