Анатомическое строение коленного сустава и функции его элементов и структур

Коленный сустав – сложное по строению, крупное, одно из самых важных сочленений в организме. Он каждый день претерпевает значительные нагрузки – сгибается и разгибается, выдерживает вес тела. Чтобы понять механизм нарушения его работы, нужно не только рассмотреть колено вживую или по фото – важно знать анатомию.

Строение коленного сустава – костные структуры

Коленный сустав образован объемными трубчатыми костями – бедренной, большеберцовой. Первая находится сверху, вторая – под ней. Дополняет устройство колена надколенник, это – малая косточка круглой формы, по-другому ее нередко называют коленной чашечкой.

Характеристики основных костей таковы:

• Бедренная – самая крупная составляющая опорно-двигательного аппарата, способная держать много мышечных волокон. Именно ее нижняя часть (дистальная) формирует человеческое колено. Чтобы соединиться со второй костью, на бедренной предусмотрены медиальный и латеральный мыщелки.
• Большеберцовая – принадлежит к костной структуре голени наряду с малоберцовой. В верхней зоне имеет эпифизы – проксимальный, дистальный. Первый образует большеберцовое плато, с внешней и внутренней частью которого соединяются мыщелки бедренной кости.

У мыщелков есть еще одна задача – они формируют «коридор» или «канал», по которому в процессе ходьбы и других движений перемещается надколенник. Правильное название канала – пателлофеморальное углубление.

Хрящевая ткань и мениски

Все суставные поверхности покрыты тонкой хрящевой прослойкой. Это – гиалиновый хрящ коленного сустава, который отвечает за амортизационную функцию. Он не дает конечности страдать от резких движений, ударов, сглаживает трение и вертикальные нагрузки (именно из-за разрушения хряща появляются боли и прочие неприятные ощущения при артрозе). Толщина хряща в норме – около 4 мм, он однороден по структуре, имеет гладкую поверхность.

Также строение коленей дополняется менисками – прочными хрящевыми элементами, которые находятся под мыщелками и называются соответственно. На вид они похожи на гиалиновые хрящи, но более плотные. Без менисков невозможно придать равновесие конечности, ведь они помогают распределить нагрузку на ногу по всему плато большеберцовой кости. Основная задача этих структур – не допустить превышения нагрузок на одной из сторон плато, и для этого они толще на периферии, чем в центре. Травмы и другие поражения менисков приводят к быстрому износу всего суставного аппарата.

Структура связок

Анатомия коленного сустава включает не только твердые структуры, но и мягкие ткани. Так, внутри суставной полости и на внешней ее стороне есть связки – образования из соединительнотканных клеток. Их работа заключается в удерживании костей друг с другом, в предотвращении разболтанности сочленения и недопущения движения его в стороны.

Связок у коленного сустава несколько. Внутри самого колена есть такие связки:

• Передняя крестообразная. Берет начало от наружного мыщелка бедра, доходит до передней части внутреннего мениска. Она не допускает избыточного разгибания.
• Задняя крестообразная. Направлена от второго мыщелка к латеральному мениску, по размеру намного меньше передней. Ее роль – предотвращение сильного сгибания нижней конечности.
• Поперечная. Идет от одного мениска к другому, предназначается для еще большего упрочнения всей «конструкции».

С наружной стороны тоже есть свои связки – коллатеральные. Средняя (медиальная) является защитой от вывиха сочленения, латеральная поддерживает заднюю часть сустава. Имеется также подколенная связка и собственная связка надколенника, которые дополняют функции остальных.

Мышечный аппарат

Активность ноге придают мышечные волокна, которые объединяются в группы. Существуют сгибатели, которые помогают согнуть коленный сустав при движении, они расположены на задней части бедра и ниже. Также есть разгибатели – мышцы, которые подводят бедро назад и проходят по передней части ноги.

Самой крупной является четырехглавая мышца, которая расположена на бедренной области. Передняя часть бедра как раз сформирована этой мышцей, а последняя, в свою очередь, состоит из 4 мышечных пучков, окруженных фасциями (пленками). Рядом проходит портняжная мышечная группа, которая идет до верхней части большеберцовой кости.

Прочие мышцы ноги, помогающие фиксировать колено:

• Тонкая. Пролегает от лобка до большеберцового плато.
• Большая приводящая. От таза идет по передней части ноги непосредственно к суставной капсуле.
• Двуглавая. От седалищной кости направлена к малоберцовой.
• Полусухожильная. Располагается параллельно предыдущей.
• Полуперепончатая. Крепится к оболочке подколенной мышцы.

Синовиальные сумки

Элементы колена настолько многочисленны, что перечислить их сложно. Важнейшая роль в работе нижних конечностей принадлежит сумкам коленного сустава – щелевидным полостям, ограниченным синовиальной оболочкой. Внутри их находится жидкость, называемая синовиальной (внутрисуставной).

У детей количество сумок меньше, чем у взрослых – с возрастом оно растет. Размеры этих полостей также увеличиваются, ведь аппарат конечности вынужден приспосабливаться под условия существования. У людей число сумок может быть разным, часть из них соединяются с полостью сочленения и «питаются» его жидкостью.

Вот основные синовиальные сумки коленного сустава:

• Поднадколенниковая;
• Преднадколенниковая подкожная и фасциальная;
• Глубокая надколенниковая;
• Наднадколенниковая;
• Подколенная;
• Подсухожильная;
• Сумка Броди и т.д.

Сумки отвечают за улучшение скольжения костных поверхностей и движения мышц, а также за питание околосуставной клетчатки. Поскольку их патологии очень распространены, то при диагностике уделяют особенное внимание размерам, наличию припухлости, состоянию жидкости и прочим важным показателям.

Суставная капсула

Строение коленного сустава человека невозможно точно описать без суставной капсулы. Она предназначается для соединения воедино всех многочисленных элементов сочленения. Прочие задачи капсулы:

• Предохранение от сильного сгибания, разгибания.
• Поддержание нужного объема внутрисуставной жидкости, которая питает ткани хрящей.
• Обеспечение определенной формы сустава.
• Защита от травм, любых внешних негативных воздействий.

Капсула довольно тонкая, но свои функции осуществляет в полной мере. Это обеспечивается благодаря ее особенному строению. Внутри в ней есть синовиальная оболочка, которая и вырабатывает синовиальную жидкость – густую белую массу. Жидкость состоит из полисахарида гиалуроната и ряда других веществ. Именно этот полисахарид откладывается в хрящах и поддерживает их форму и толщину.

При возникновении воспаления в суставе синовиальная оболочка берет удар на себя – она ограничивает зону поражения и не дает ей распространяться дальше. На синовиальной оболочке есть ворсинки, которые усиливают продукцию жидкости. Снаружи капсула состоит из фиброзного слоя, представленного волокнами коллагена. Функция этой оболочки – придание прочности сочленению.

Кровоснабжение и иннервация

Нервные волокна в области колена сложные, переплетаются между собой. За строение колена человека и обеспечение его чувствительности отвечают нервные стволы – малоберцовый, ветви седалищного, большеберцовый, а также разнообразные их ответвления и корешки. Нервы проходят внутри мышц, в менисках – по периферии, проникая внутрь. Если нервы будут повреждены, нарушается работа всего сочленения.

Питающих крупных артерий в этой анатомической зоне организма четыре – бедренная, передняя большеберцовая, глубокая, подколенная. Они соединяются на определенных участках и формируют 13 сплетений. Если один из сосудов будет поврежден, его задачи на себя возьмут другие. Отводят кровь поверхностные и глубокие вены. Заболевания кровеносных сосудов со временем отражаются на качестве гиалиновых хрящей и приводят к поражению всего колена. Лечением заболеваний сустава занимаются ортопеды, неврологи, хирурги.