Что обеспечивает торможение в коленном суставе
Коленный сустав: как устроен и почему болит
Боли в колене – самая частая причина обращения к ортопеду-ревматологу. Этот сустав поражается чаще остальных, поскольку ежедневно выдерживает колоссальную нагрузку. Он принадлежит к одним из самых сложных в организме человека. Как устроен коленный сустав и в чем причина болевого синдрома в нем?
Строение коленного сустава в двух словах
Коленный сустав состоит из двух костей – бедренной и большеберцовой. Между костями находятся две соединительные связки, расположенные относительно друг друга крест-накрест. Их называют передняя и задняя. С наружной и внутренней сторон есть две боковые связки (по-научному внутренняя медиальная и наружная латеральная). Связки – это прочные эластичные волокна, задача которых – направлять движение сустава и тормозить его в определенных позициях. Они не имеют ничего общего с сухожилиями.
Связки представляют собой эластичные волокна между костями, а сухожилия соединяют кости с мышцами. Это две совершенно разные субстанции. Мышцы постепенно переходят в сухожилия, которые крепятся к костям. Сгибая или разгибая ногу, человек управляет мышцами, которые через сухожилия тянут за собой кости.
Связки и сухожилия – разные субстанции: не путать!
Хрящи, суставная сумка, синовиальная жидкость…
В месте, где кости соединяются между собой, их головки покрыты хрящом, который защищает их от трения и ударов. Внутри сустава есть два мениска, напоминающих по форме полумесяцы. Они нужны в качестве дополнительной защиты хрящей и костей от механических воздействий.
Хрящи и мениски находятся в так называемой суставной сумке, внутри которой расположена синовиальная жидкость. По аналогии с маслом она смазывает все поверхности сустава и предотвращает их трение. Это справедливо, если синовиальной жидкости достаточно и ее вязкость соответствует нормальной.
Спереди сустава находится надколенник, или коленная чашечка. Ее удерживают связки и сухожилия, а внутри – покрывает хрящ. Надколенник – это своеобразный щит, который защищает внутренние составляющие коленного сустава от повреждения.
Так выглядит коленный сустав изнутри
Как устроен коленный сустав? Наглядная демонстрация с детальными пояснениями:
Что может болеть в суставе
Нервных окончаний в хрящах и менисках нет, поэтому болеть они не могут. По сути, в суставе нет ничего, что могло бы болеть в привычном понимании. Нервы подходят не к костям, а к надкостницам – тонким оболочкам, покрывающим кость снаружи. Поэтому человек испытывает боль при повреждении кости. Что же происходит, если перелома нет?
При отсутствии перелома источником болевого синдрома могут быть связки, окружающие коленный сустав и удерживающие внутри мениски. Кроме того, нервные окончания подходят к суставной сумке, которая также может вызывать боль.
Хрящи не болят: нервных окончаний в них нет
При механической травме происходит следующее:
Спустя какое-то время мелкие связки заживают, отек спадает, жидкость снова начинает циркулировать – боль исчезает. Так происходит, если повреждены только мелкие связки, а крупные и мениск остались целы. При повреждении мениска ситуация развивается иначе, поскольку человек не испытывает боли, а структура продолжает нарушаться.
Со временем мениск повреждается еще больше, хрящи вокруг него также деформируются, оказавшись в неблагоприятных условиях. Их поверхность постепенно истирается, что приводит к трению костей, раздражению нервных окончаний в надкостнице и как следствие – к боли. Именно так развивается артроз коленного сустава – заболевание, которое редко диагностируют на ранней стадии.
Когда человеку назначают лечение артроза или остеоартроза, состояние суставов у него уже оставляет желать лучшего. Почти наверняка в суставной сумке недостаточно синовиальной жидкости, а в условиях дефицита смазки хрящи быстро иссушиваются, трескаются и истираются. Исправить ситуацию можно внутрисуставными инъекциями заменителя синовиальной жидкости «Нолтрекс».
«Нолтрекс» – как недостающий кирпичик в строительстве дома
Препарат вводится внутрь суставной сумки и равномерно распределяется по хрящевым поверхностям. Из-за высокой молекулярной массы он не проникает внутрь, а задерживается там, выполняя функцию смазки. Noltrex не имеет в составе белков животного происхождения, поэтому не вызывает аллергии и не распознается иммунными клетками организма. Нескольких инъекций достаточно, чтобы восстановить физиологические особенности сустава на год, полтора или даже два, а значит, избавить человека от боли.
Научная электронная библиотека
Рябчиков И. В., Панков И. О.,
Анатомо-биомеханические особенности коленного сустава
Коленный сустав по своему анатомическому строению и биомеханическим условиям является одним из самых сложных суставов человека. В образовании коленного сустава принимают участие суставные концы бедренной, большеберцовой костей, а также надколенник. Суставные поверхности мыщелков бедра эллипсоидной формы. При этом кривизна медиального мыщелка больше латерального. Верхние суставные поверхности мыщелков большеберцовой кости слегка вогнуты и не соответствуют кривизне суставных поверхностей мыщелков бедренной кости. Такое несоответствие несколько выравнивают располагающиеся между мыщелками бедра и большеберцовой кости межсуставные хрящи, или мениски (Синельников Р.Д., 1967).
Различия в параметрах кривизны медиального и латерального мыщелков бедренной кости, а также несоответствие их параметрам кривизны суставных поверхностей плато большеберцовой кости определяет характер движений в коленном суставе, где наряду с движением относительно фронтальной оси («сгибание – разгибание») имеет место ротационное движение. Таким образом, коленный сустав представляет собой сочетание блоковидного сустава с вращательным и относится к вращательно-блоковидным суставам (Синельников Р.Д., 1967).
Особенности анатомии коленного сустава и характер движений определяются особенностями торсионного развития нижних конечностей.
Известно, что угол между продольными осями бедренной и большеберцовой костями открыт кнаружи и в норме составляет 170–172°. В этом случае биомеханическая ось нижней конечности проходит через середины тазобедренного и коленного суставов и близко к наружному краю блока таранной кости, что определяет равномерную нагрузку на суставы и функцию всей конечности (Гафаров Х.З., 1990).
Исследованиями Х.З. Гафарова (1984, 1990) установлено, что при нормальном развитии нижней конечности дистальный конец продольной оси большеберцовой кости в процессе торсионного развития отклоняется от вертикальной оси кнаружи во фронтальной плоскости на 10–12 градусов, а ее проксимальный конец – кнутри на 4–6 градусов, при этом величина угла отклонения зависит от величины приведения бедра. Таким образом, угол отклонения продольной оси большеберцовой кости составляет 14–16°. Данное положение определяется тонусом и работой мышц нижней конечности. Отклонение проксимального конца голени кнутри, а дистального кнаружи происходит при внутренней торсии коленного сустава во фронтальной плоскости и по спирали снаружи кнутри, при этом проксимальный конец костей голени отклоняется снаружи кнутри и спереди назад (Гафаров Х.З., 1990). По этой причине коленный сустав получает физиологическое вальгусное положение.
При внутреннем скручивании коленного сустава поперечные оси мыщелков бедренной и большеберцовой костей в горизонтальной плоскости описывают дугу 18–22° по определенному радиусу, который находится в зависимости от длины сегментов бедра и голени. При этом поперечные оси мыщелков бедренной и большеберцовой костей в процессе внутреннего скручивания образуют с фронтальной плоскостью угол 4–8°, пересекая ее спереди назад. Дистальный отдел костей голени, скручиваясь кнаружи, отклоняется латерально (кнаружи), при этом обеспечивается физиологический вальгус в коленном суставе. В результате этого биомеханическая ось нижней конечности проходит у наружного края блока таранной кости, что определяет равномерную нагрузку в над- и подтаранном суставах, и способствует правильному развитию сводов стопы и ее рессорной функции (Гафаров Х.З., 1990).
Отклонение дистального конца голени в процессе торсионного развития уменьшает нагрузку на внутренний отдел ростковых пластин бедренной и большеберцовой костей. Это способствует большему развитию внутреннего мыщелка бедра, что в дальнейшем обеспечивает сохранение параллельности щели коленного сустава по отношению к горизонтальной плоскости и равномерную нагрузку на суставы нижней конечности (закон Вольфа, Гюнтера, Фолькманна).
Исследования биомеханики движений в коленном суставе последних десятилетий XX века выявили более сложный характер движений. Этот характер определяется как совокупность смещений (скольжений – перекатываний) между мыщелками бедренной и большеберцовой костей и вращений в коленном суставе в трех плоскостях.
Несомненно, что величина вращательного движения значительно преобладает над остальными видами движений, которые составляют: в передне – заднем направлении 5–10 мм, во внутренне – наружном направлении 2–5 мм и так называемая «компрессия – дистракция» при нагрузке 1–2 мм. При этом само вращательное движение является сложным и происходит в трёх плоскостях: во фронтальной плоскости (ротационное движение), в сагиттальной плоскости «сгибание – разгибание», и в вертикальной плоскости «отведение – приведение» (Johnson R.J., 1988; Lafortune M.A., Cavanaugh P.R., Sommer H.J., 1992; Woo S.L.Y., Livesay G.A., 1994; Putz R., 1995).
Вращательное движение в коленном суставе, которое осуществляется между суставными поверхностями мыщелков бедренной и большеберцовой костей сопряжено с движением «скольжение – перекатывание». При этом движении суставная поверхность мыщелков большеберцовой кости проходит сложный путь перемещений по суставным поверхностям мыщелков бедра, различающимися между собой размерами и радиусами кривизны. Описанная кривая траектории движения между суставными поверхностями мыщелков бедра и большеберцовой кости получила название «вершина кубика» («vertex cubis») (Menshik A., 1974, 1975).
Таким образом, при максимальном сгибании в коленном суставе осуществляется вращение относительно фронтальной оси 135° с одновременным (4–8°) вращением мыщелков большеберцовой кости кнутри и перемещением в переднее – заднем направлении до 10 мм.
При этом проксимальный конец большеберцовой кости оказывается развернутым кнутри и выдвинутым кпереди относительно дистального суставного конца бедра.
Рис. 1.1. наглядно демонстрирует величину и направление перемещений мыщелков бедренной и большеберцовой костей при максимальном сгибании в коленном суставе.
Рис. 1.1. Перемещение мыщелков большеберцовой кости относительно мыщелков бедра при максимальном сгибании в коленном суставе: а – положение разгибания; б – сгибание 90° в – максимальное сгибание в суставе
При полном разгибании в коленном суставе мыщелки бедренной кости выстоят несколько кпереди относительно мыщелков бедра (рис. 1а); сгибание 90° – незначительное выдвижение мыщелков большеберцовой кости кпереди от бедренной кости (рис. 1б). При максимальном сгибании – выдвижение мыщелков большеберцовой кости относительно мыщелков бедра кпереди на 10 мм с внутренней ротацией относительно вертикальной оси – перемещение и наслоение малоберцовой кости на большеберцовую, при этом кпереди выдвигается наружный мыщелок большеберцовой кости (рис. 1в).
Данные положения имеют принципиальное прикладное значение в клинике, так как объясняют механизм и особенности переломов костей, составляющих коленный сустав при травме.
Почему появляется боль в коленном суставе?
Боль в коленном суставе мы чаще всего списываем на травмы: случайные растяжения, вывихи, неловкие движения. Но причина не всегда так очевидна. В новой статье мы решили разобраться, из-за чего еще может появится боль в колене.
При дискомфорте в колене мы редко задумываемся о повреждении суставов. После сорока и вовсе кажется, что беспокоиться не о чем: в этом возрасте суставы неизбежно будут болеть. На самом деле очень важно вовремя узнать, почему появляется боль в коленном суставе: это может быть сигнал травмы, заболевания или даже проблем с нервной системой.
Что может быть повреждено в колене?
Колено — один из самых крупных суставов в человеческом теле. Оно состоит из:
Все эти части могут быть повреждены, хоть и не все могут болеть: в костях нет нервных окончаний.
Болью в колено могут отдавать повреждения бедренной и берцовой костей, а также близлежащих мышц.
Части повреждений, например, вывих сустава, повреждение или разрыв мениска, снизят подвижность. Повреждения даже мелких сосудов вызовут гематому и воспаления, которые будут причинять дискомфорт при попытке пошевелить ногой. Суставная сумка — отличная среда для заражения: после вирусных и бактериальных инфекций пациенты часто жалуются на осложнения и боли в суставах. А при заболевании нервов пациент будет ощущать острую простреливающую боль в колене даже при полностью здоровом суставе.
Боль в колене из-за травм
Травмы — одна из самых распространённых причин болей. Колени можно повредить при неудачном падении, занятии спортом, резком движении, даже неудобная обувь может спровоцировать осложнения.
Такие повреждения может диагностировать хирург или травматолог. Часто достаточно визуального осмотра, но вас могут отправить на рентген (при подозрении на перелом или вывих) или томографию, если врач заподозрил повреждение связок или мениска.
Какие заболевания суставов могут вызвать боль?
Любое поражение сустава, будь это разрушение хряща, инфекция в суставной сумке или воспаление костей, будут вызывать ноющую боль и снижение подвижности. Не всегда болезнь локализована именно в колене: общие заболевания суставов будут поражать всё тело. Колени же при этом будут разрушаться быстрее из-за высокой нагрузки.
Для диагностики этих заболеваний проводят рентген, магнитно-резонансную или компьютерную томографию, на которых видно все части поражённого сустава. При подозрениях на воспаление врач посоветует сдать общий и биохимический анализ крови, возьмёт пункцию синовиальной жидкости. Для исключения инфекционных болезней вас могут направить на дополнительные анализы и флюорографию.
Боль в коленном суставе из-за повреждения нервов
Намного реже боль в коленях появляется из-за нарушения нервной ткани. Оно сопровождается резкими простреливающими болями, может начаться онемение и покалывание в ноге.
Для диагностики нервных заболеваний применяют МРТ или КТ, в зависимости от противопоказаний пациента. Если боль вызвана защемлением нерва, то, возможно, потребуются анализ крови и синовиальной жидкости, чтобы определить причину деформации сустава.
Можно ли определить по симптому, почему появляется боль в коленном суставе?
Точную причину боли можно будет понять только у специалиста и после соответствующих анализов. Однако примерно определить хотя бы область поражения вполне возможно:
Примерно определив причину боли, можно подготовиться к посещению врача, сделать необходимые анализы и снимки. Это сократит время диагностики и ускорит восстановление. Не пытайтесь лечить больное колено самостоятельно, так как можно ошибиться с причиной возникновения болезни и усугубить состояние. Сильную боль можно снять анальгетиками, а по поводу противовоспалительных средств, хондропротекторов, бандажа и физиотерапии лучше проконсультироваться у доктора.
Физическая реабилитация после реконструкции передней крестообразной связки коленного сустава
Передняя крестообразная связка является одной из важных связок, обеспечивающих стабильность коленного сустава. Она соединяет заднюю часть межмыщелковой поверхности латерального мыщелка бедренной кости с передней частью суставной поверхности верхнего конца большеберцовой кости.
Связка ограничивает чрезмерное смещение голени кпереди относительно бедра. Кроме того, находящиеся в ней нервные окончания в ответ на нагрузку и изменение положения сустава дают сигналы мышцам, стабилизирующим колено.
Таким образом, состоятельная передняя крестообразная связка предупреждает подвывихи и неустойчивость в колене при ходьбе, беге, прыжках, танцах, т. е. в ситуациях, когда происходит внезапное изменение направления движения.
Разрывы передней крестообразной связки могут происходить при внезапном резком скручивании, переразгибании или сгибании колена при беге, приземлении с прыжка или вследствие удара по колену или голени. Наиболее частыми обстоятельствами травмы являются спортивные игры
Следует понимать, что приживление трансплантата в коленном суставе происходит в течение 12 недель с момента операции. В этот период новая связка наиболее слабая и ранимая, поэтому следует соблюдать осторожность и исключить возможность чрезмерной нагрузки на связку. Нельзя бегать, танцевать, прыгать, приземляться с высоты на оперированную ногу, глубоко приседать, выполнять скручивающие движения в колене, оступаться и подворачивать ногу, стоять на коленях.
В связи с этим восстановительный период с данной травмой длительный и подразделяется на несколько этапов:
ПОСЛЕОПЕРАЦИОННЫЙ ПЕРИОД
Физические упражнения:
Ходьба
Запрещено:
Вторая неделя после операции
Физические упражнения:
Ходьба:
Опорная нагрузка: опираться на выпрямленную ногу с нагрузкой 25-50% от веса тела.
Запрещено:
РЕАБИЛИТАЦИОННЫЙ ПЕРИОД (3-5-я недели после операции)
Физические упражнения:
Ходьба:
С 4-ой недели ходьба без средств дополнительной опоры.
Запрещено:
6-7-я недели после операции
Физические упражнения:
Ходьба
Запрещено:
Ходить с опорой на полусогнутую ногу;
Функциональный период (8-12-я недели после операции)
Цель — восстановление физиологической подвижности коленного сустава, восстановление тонуса, эластичности и повышение силы мышц бедра, улучшение мышечного баланса и координации движений, восстановление повседневной активности, возвращение к офисному и легкому физическому труду.
Контроль нагрузок и интенсивности упражнений: отек и боль в суставе не должны быть постоянными. Если отек колена не проходит после отдыха и к утру, то надо прекратить нагрузки на 2-3 дня. Если после отдыха отек сохраняется, следует показаться врачу-травматологу.
Ходьба без ограничений.
ТРЕНИРОВОЧНЫЙ ПЕРИОД (13-30 недель после операции)
3. Ходьба без ограничений.
4. Физические упражнения:
Запрещено:
До 6 месяцев с момента операции выполнять силовые упражнения для передней группы мышц бедра на тренажере с блоком (т. е. разгибание)
КОЛЕННЫЙ РЕФЛЕКС
КОЛЕННЫЙ РЕФЛЕКС (син. пателлярный рефлекс) — сокращение четырехглавой мышцы бедра (musculus quadriceps femoris) и разгибание голени в коленном суставе в ответ на раздражение сухожилия этой мышцы. Часто одновременно происходит разгибание бедра в тазобедренном суставе. Наличие рефлекса может проявиться также напряжением и утолщением четырехглавой мышцы, что исследующий легко ощущает ладонью. Дуга коленного рефлекса проходит через сегменты спинного мозга L2-4. К. р. описан одновременно К. Вестфалем и В. Эрбом.
К. р. вызывают нанесением удара перкуссионным молотком в области сухожилия четырехглавой мышцы бедра при различных положениях пациента: 1) пациент сидит на стуле, колено испытуемой ноги перекинуто через колено другой; 2) пациент сидит на стуле, ноги его упираются носками в пол и согнуты под тупым углом в коленных суставах (можно исследовать К. р. на обеих ногах); 3) пациент сидит на высоком табурете или на столе, свободно свесив ноги (этот способ позволяет, как и предыдущий, сравнивать силу обоих К. р.); 4) пациент сидит на стуле; исследователь, опираясь ладонью о колено испытуемого, перекидывает ДРУГУЮ его ногу через свое предплечье, нога больного должна при этом свободно свешиваться вниз; 5) пациент лежит на спине, исследователь сгибает его ногу в коленном суставе под тупым углом и поддерживает ее под коленом; 6) пациент лежит на спине, колено одной его ноги перекинуто через колено другой ноги.
Точное измерение латентного времени К. р. возможно с помощью электромиографа, регистрирующего момент нанесения раздражения и момент возникновения токов действия в четырехглавой мышце.
Отсутствие К. р. (так наз. симптом Вестфаля) может наблюдаться при органических поражениях периферической нервной системы и переднего рога спинного мозга (спинная сухотка, полиневриты, неврит бедренного нерва, полиомиелит, миелит поясничной локализации), при которых прерывается соответствующая рефлекторная дуга, при миопатии, церебральных поражениях в вялой стадии центральной гемиплегии, в некоторых случаях опухолей, энцефалитов стволовой локализации, при коматозных состояниях. Повышение коленных рефлексов, в особенности сопровождаемое клонусом (см.), является симптомом поражения пирамидного пути, но может встречаться и при неврозах.
Библиография: Бехтерев В. М. Общая диагностика болезней нервной системы, Спб., 1911; Многотомное руководство по неврологии, под ред. С. Н.*’ Давиденкова, т. 2, с. 167, М., 1962; Спивак Л. И. Коленный рефлекс в норме и патологии, Л., 1957, библиогр.; Erb W. Uber Sehnenreflexe bei Gesunden und bei Riicken-markskranken, Arch. Psychiat. Nervenkr., Bd 5, S. 792, 1875; Westphal C. tjber einige Bewegungs-Erscheinungen an ge-lahmten Gliedern, ibid., S. 803.