АТЛАС АНАТОМИИ ЧЕЛОВЕКА - Г.Л. Билич - 2014

Система соединений

Скелет вместе с мышцами выполняет функции опоры и движения благодаря тому, что все кости соединены между собой и образуют прочные неподвижные конструкции или подвижные костные рычаги. Кости вместе с соединениями представляют пассивную, а мышцы — активную часть опорно-двигательного аппарата. Характер соединений зависит от строения и функций того или иного костного звена.

В онтогенезе человека большинство соединений костей проходят две стадии развития: сначала соединения непрерывные, часть из них в дальнейшем преобразуется в прерывные (суставы). В мезенхиме, соединяющей зачатки костей, на шестой неделе эмбрионального развития формируются щели, затем суставные хрящи, капсулы и связки.

В теле человека все соединения костей делятся натри большие группы: непрерывные; полусуставы, или симфизы; прерывные, или синовиальные (суставы) (табл. 21).

Непрерывные соединения (synarthroses) — это соединения костей с помощью различных видов соединительной ткани. Между соединяющимися костями нет щели или полости. Непрерывные соединения весьма прочны, но подвижность в них ограничена или вообще отсутствует. В зависимости от характера ткани, соединяющей кости, различают фиброзные, хрящевые и костные соединения (рис. 118).

В прочных фиброзных соединениях (juncturae fubrosae) кости соединены между собой плотной волокнистой соединительной тканью. К ним относятся синдесмозы, швы и «вколачивание».

Синдесмоз (syndesmosis) — это соединения костей с помощью связок, мембран, коллагеновые волокна которых срастаются с надкостницей, переходят в нее без четкой границы. Связки (ligamenta) представляют собой толстые пучки или пластины, образованные плотной волокнистой соединительной тканью, которые перекидываются от одной кости к другой, укрепляя соединения костей и ограничивая их движения. Большинство связок образовано пучками коллагеновых волокон. Однако встречаются связки, состоящие из эластических волокон, например, желтые связки, натянутые между дугами позвонков. Они растягиваются при сгибании позвоночного столба и благодаря своей эластичности вновь укорачиваются, способствуя разгибанию позвоночника.

Межкостные перепонки (membranae interosseae) представляют собой соединительнотканные пластины, натянутые между диафзами длинных трубчатых костей предплечья и голени. Они прочно удерживают одну кость возле другой, служат местом начала многих мышц. Межкостные перепонки сформированы параллельными пучками коллагеновых волокон, образующих слои, направленные от одной кости к другой.

Швы (suturae) — это соединения краев костей крыши черепа между собой с помощью тонких прослоек волокнистой соединительной ткани. С возрастом коллагеновые волокна кальцифицируются, и волокнистая соединительная ткань превращается в грубоволокнистую костную ткань. Надкостница, не прерываясь, покрывает линию шва. В зависимости от конфигурации краев соединяющихся костей различают зубчатый, плоский и чешуйчатый швы. В зубчатом шве (sutura serrata) зазубренный край одной кости входит в промежутки аналогичного края другой кости (например, между теменными, лобной и теменными, теменными и затылочной костями). Плоский, или гармоничный, шов (sutura plana) образован ровными (плоскими) краями двух соединяющихся костей (между костями лицевого отдела черепа). В чешуйчатом шве (sutura squamdsa) косо срезанные поверхности краев плоских костей, соединяющихся между собой, накладываются друг на друга в виде чешуи (например, соединение чешуи височной кости с теменной).

Таблица 21. Типы соединений костей

Рис. 118. Непрерывные соединения:

А — синдесмоз; Б — синхондроз; В — симфиз; Г, Д, Е — вколачивание (зубоальвеолярное соединение); Ж — зубчатый шов; З — чешуйчатый шов; И — плоский (гармоничный) шов; К — межкостная перепонка; Л — связки

Разновидностью фиброзного соединения является «вколачивание», или зубоальвеолярный синдесмоз (gomphosis), — соединение корня зуба с костной тканью зубной альвеолы с помощью периодонта — тонкой прослойки соединительной ткани. Швы, а также «вколачивание» представляют собой прочные, эластичные, малоподвижные, даже практически неподвижные соединения костей черепа.

Хрящевые соединения, или синхондрозы (synchondrosis), — это соединения костей с помощью волокнистого хряща, который подобно хрящу других типов состоит из небольшого количества расположенных в узких лакунах хондроцитов и межклеточного вещества. Межклеточное вещество образовано пучками коллагеновых волокон, состоящих из коллагена I (около 90%) и II (около 10%) типов, имеющих весьма упорядоченное строение, которое определяется направлением сил натяжения и сжатия. Соединительнотканные волокна и образованные ими пучки ориентированы параллельно друг другу. Наиболее крупные пучки толщиной 40—70 нм соединяются между собой тонкими волокнами, а количество аморфного вещества волокнистого хряща невелико.

Синхондрозы отличаются прочностью, упругостью и малой подвижностью, объем и амплитуда которой зависят от толщины и структуры хрящевой прослойки между костями. Крайне редко хрящ между соединяющимися костями сохраняется в течение всей жизни. Такие синхондрозы являются постоянными (например, межпозвоночные диски и соединение I реберного хряща с грудиной). В большинстве синхондрозов хрящевая прослойка между костями сохраняется лишь до определенного возраста (например, клиновидно-затылочный синхондроз), после чего хрящ замещается костной тканью.

Костные соединения — синостозы (synostosis) появляются по мере окостенения синхондрозов между отдельными костями основания черепа, костями, составляющими тазовую кость, и др.

Симфизы (от греч. symphysis — срастание) также представляют собой хрящевые соединения, лишенные суставной капсулы. Однако в толще хряща имеется небольшая щелевидная полость, заполненная синовиальной жидкость ет: 1) суставные поверхности костей, покрытые суставным хрящом; 2) суставную капсулу; 3) суставную полость; 4) синовиальную жидкость. Суставные поверхности покрыты, как правило, гиалиновым хрящом. Лишь в височно-нижнечелюстном и грудино-ключичном суставах хрящ волокнистый. Толщина хряща колеблется в пределах от 0,2 до 6,0 мм и находится в прямой зависимости от функциональной нагрузки, испытываемой суставом. Чем больше нагрузка, тем толще хрящ. Суставной хрящ лишен кровеносных сосудов и надхрящницы. Он содержит 75—80% воды и 20—25% сухих веществ, из которых около половины составляет коллаген, соединенный с протеогликанами. Через межклеточное вещество путем диффузии из синовиальной жидкости в хрящ свободно проникают вода, питательные вещества и т.д.

К ним относятся межпозвоночные симфизы, лобковый симфиз. Соединяющиеся кости связаны волокнистым хрящом, образованным переплетающимися между собой S-образно изогнутыми пучками коллагеновых волокон, которые вплетаются в надкостницу и в гиалиновый хрящ, покрывающий обращенные друг к другу симфизиальные поверхности. Между волокнами залегают хрящевые клетки.

Суставы, или синовиальные соединения (articulationes synoviales), представляют собой прерывные соединения костей, в которых между соединяющимися костями всегда имеется суставная полость (рис. 119). Каждый сустав имеет: 1) суставные поверхности костей, покрытые суставным хрящом; 2) суставную капсулу; 3) суставную полость; 4) синовиальную жидкость. Суставные поверхности покрыты, как правило, гиалиновым хрящом. Лишь в височно-нижнечелюстном и грудино-ключичном суставах хрящ волокнистый. Толщина хряща колеблется в пределах от 0,2 до 6,0 мм и находится в прямой зависимости от функциональной нагрузки, испытываемой суставом. Чем больше нагрузка, тем толще хрящ. Суставной хрящ лишен кровеносных сосудов и надхрящницы. Он содержит 75—80% воды и 20—25% сухих веществ, из которых около половины составляет коллаген, соединенный с протеогликанами. Через межклеточное вещество путем диффузии из синовиальной жидкости в хрящ свободно проникают вода, питательные вещества и т.д.

Рис. 119. Строение сустава (схема)

Основную роль в питании хряща играет синовиальная жидкость (synovia). Наряду с этим питание хряща осуществляется также в результате диффузии из капилляров подлежащей субхондральной костной пластинки.

Суставной хрящ отделен от кости извилистой электронноплотной линией, образующей множество выпячиваний, направленных в сторону хряща, в которые проникают синусоидные кровеносные капилляры. При этом в норме всегда между хрящом и кровеносными капиллярами кости находятся пластинки остеоидной ткани.

Суставной хрящ защищает суставные концы кости от механических воздействий, уменьшает давление и равномерно распределяет его по поверхности кости. Деформация хряща, возникающая при движениях в суставе, обратима. Так, при давлении меняется взаиморасположение коллагеновых волокон и агрегатов про- теогликанов, хрящ уплощается. Чем больше в хряще протеогликанов, которые удерживают воду, тем меньше возможность сжатия хряща. Способность суставного хряща возвращаться в исходное состояние после сжатия наиболее выражена в его поверхностной зоне. С возрастом упругие свойства суставного хряща уменьшаются.

Суставная капсула (capsula articularis), прикрепляющаяся вблизи краев суставных поверхностей сочленяющихся костей или на некотором расстоянии от них, прочно срастается с надкостницей, образуя замкнутую суставную полость. Капсула состоит из двух слоев. Наружный слой представлен толстой фиброзной мембраной (membrana fibrosa), образованной волокнистой соединительной тканью, коллагеновые волокна которой направлены преимущественно продольно от одной кости к другой. Местами фиброзная мембрана образует утолщения — связки (ligamenta), укрепляющие суставную капсулу. Связки могут располагаться в толще капсулы (капсульные связки) или вне ее (внекапсульные связки). Кроме того, встречаются внутрикапсульные связки, расположенные в глубине сустава и покрытые снаружи синовиальной мембраной. Толщина и форма связок зависят от особенностей строения сустава и действующей на него силы тяжести. Связки не только укрепляют сустав, но и направляют, а также ограничивают движения. Они чрезвычайно прочны. Так, например, прочность на разрыв подвздошно-бедренной связки достигает 350 кг, а длинной связки подошвы — 200 кг. Связки выполняют функцию пассивных тормозов, ограничивая движения в суставе. Связки переходят в волокнистый хрящ в зоне своего прикрепления к кости.

Подобно надкостнице, суставная капсула богата сосудами и нервными окончаниями, которые проникают в синовиальный слой. Внутренний слой суставной капсулы образован тонкой гладкой блестящей синовиальной мембраной — membrana synovialis (stratum sinoviale), которая выстилает изнутри фиброзную мембрану и продолжается на поверхность кости, не покрытую суставным хрящом. Синовиальная мембрана состоит из плоской и ворсинчатой частей. Ворсинчатая часть имеет множество небольших выростов, обращенных в полость сустава — синовиальные ворсинки, очень богатые кровеносными сосудами. Разветвленные ворсинки значительно увеличивают поверхность синовиальной мембраны. Количество ворсинок и складок синовиальной оболочки пропорционально степени подвижности сустава. Через ворсинки осуществляются ультрафильтрация из кровеносного русла в полость сустава суставной жидкости (синовии) и резорбция веществ из нее. Лимфатические сосуды не проникают в ворсинки, они располагаются в плоской части синовиальной мембраны, образуют сплетения, заканчивающиеся расширенными лакунами. Собственная (плоская) пластинка синовиальной мембраны, похожая на базальную мембрану, образована тонкими ретикулярными и коллагеновыми волокнами и прерывистым слоем основного вещества.

Если сочленяющиеся поверхности недостаточно соответствуют друг другу (инконгруэнтны), синовиальная мембрана обычно образует различные синовиальные складки (plicae si- noviales). В наиболее крупных складках, например, в коленном суставе, в складках имеются скопления жировой ткани.

Синовиальная мембрана выстилает выпячивания — дивертикулы суставов, синовиальные сумки, окружает внутрисуставные связки и сухожилия. Наряду с коллагеновыми волокнами в синовиальной мембране имеется множество эластических волокон.

Синовиальная жидкость, находящаяся в небольшом количестве в полости суставов, содержит 95% воды, остальная часть — белки, мукополисахариды, соли, глюкоза и другие вещества. Содержание белка в синовиальной жидкости значительно колеблется в различных суставах. Синовиальная жидкость тонкой протекторной пленкой покрывает пластинку поверхностной зоны суставного хряща, смачивает покрытые хрящом суставные поверхности, устраняет их трение друг о друга и одновременно осуществляет трофику суставного хряща. Количество и состав синовии, а также толщина протекторной пленки зависят от функциональной нагрузки на сустав. Даже в таких крупных суставах, как коленный или тазобедренный, ее количество не превышает 2—4 мл. Давление в полости сустава ниже атмосферного.

В норме у живого человека суставная полость представляет собой узкую щель, расположенную между покрытыми хрящом суставными поверхностями и ограниченную синовиальной мембраной. Форма суставной полости зависит от формы сочленяющихся поверхностей, наличия или отсутствия внутри сустава вспомогательных образований (синовиальных складок, суставного диска или мениска) либо внутрикапсульных связок.

Суставные поверхности редко полностью соответствуют друг другу по форме. Для достижения конгруэнтности (от лат. congruens — согласный между собою, соответствующий) в суставах находится ряд вспомогательных образований — хрящевых дисков, менисков, губ. Так, например, в височно-нижнечелюстном суставе имеется хрящевой диск, сращенный с капсулой по наружному краю. Суставной диск, как правило, разделяет суставную полость на два этажа. Суставные мениски — это хрящевые или соединительнотканные пластинки полулунной формы, расположенные между суставными поверхностями. В коленном суставе имеются полукольцевые медиальный и латеральный мениски, которые расположены между суставными поверхностями бедренной и большеберцовой костей.

Диски и мениски состоят из волокнистого (коллагенового) хряща, содержащего упорядоченные пучки коллагеновых волокон, которые ориентированы соответственно направлению сил натяжения и давления. Волокна в дисках, менисках построены преимущественно из коллагена I типа (90%), но присутствует и коллаген II типа (до 10%). Количество аморфного вещества невелико. Оно богато сульфатированными гликозаминогликанами. В поверхностных слоях хряща лежат удлиненные хондроциты, заключенные в базофильные двулучепреломляющие капсулы. Центральная часть мениска или диска состоит из толстых параллельных пучков коллагеновых волокон, разделенных сухожильными клетками со множеством плоских крыловидных отростков. Диски и мениски способны смещаться при движениях. Они сглаживают неровности сочленяющихся поверхностей, делают их конгруэнтными, амортизируют сотрясения и толчки при движении.

Суставная губа (labrum articulare), расположенная по краю вогнутой суставной поверхности, дополняет и углубляет ее. Она прикреплена своим основанием к краю суставной поверхности, а внутренней вогнутой поверхностью обращена в сторону полости сустава. Так, по краю полулунной суставной поверхности вертлужной впадины тазовой кости имеется вертлужная губа, благодаря которой суставная поверхность тазобедренного сустава углубляется и больше соответствует шаровидной головке бедренной кости. Суставные губы построены аналогично менискам, но в них преобладает плотная оформленная коллагеновая (волокнистая) ткань, напоминающая по строению сухожилие.

Классификация суставов. В зависимости от количества суставных поверхностей и их взаимоотношений между собой суставы делятся: на простые (articulationes simplicae), образованные двумя сочленяющимися костями, и сложные (articulationes compositae), у которых более двух костей; комбинированные и комплексные (анатомическая классификация суставов). Если два анатомически самостоятельных сустава или более функционируют совместно, то они называются комбинированными (например, оба височно-нижнечелюстных сустава). В комплексных суставах между сочленяющимися поверхностями имеются диск или мениски, разделяющие полость сустава на два отдела.

Суставы подразделяют также по форме их суставных поверхностей и по числу осей вращения, вокруг которых выполняются движения в этих суставах (биомеханическая классификация суставов) (табл. 22, рис. 120, 121).

Форма сочленяющихся поверхностей обусловливает число осей, вокруг которых может совершаться движение. В зависимости от этого суставы делятся на одно-, двух- и многоосные. Для удобства форму суставной поверхности сравнивают с отрезком тела вращения, при этом каждая форма сустава имеет то или иное число осей вращения. Так, к одноосным суставам относятся цилиндрические и блоковидные суставы. При вращении прямой линии вокруг параллельной ей прямой оси возникает цилиндрическое тело вращения. Цилиндрический сустав (articulatio cylindrica) имеет одну выпуклую суставную поверхность, представляет собой отрезок цилиндра, другую вогнутую су ставную поверхность, по форме соответствующую цилиндру. Цилиндрические суставы — это срединный атлантоосевой, проксимальный и дистальный лучелоктевые. В блоковидном суставе (ginglymus) блок представляет собой цилиндр с бороздой или гребнем, расположенными перпендикулярно оси цилиндра. На другой суставной поверхности имеется соответствующее углубление или выступ. Примерами блоковидных суставов служат межфаланговые суставы кисти. Разновидностью блоковидного сустава является винтообразный, или вращательный сустав (articulatio trochoidea). Отличие винта от блока в том, что борозда расположена не перпендикулярно оси вращения, а ориентирована по спирали. Примером винтообразного сустава может служить плечелоктевой сустав.

Таблица 22. Классификация прерывных (синовиальных) соединений (суставов) по форме их суставных поверхностей

Рис. 120. Синовиальные соединения (суставы). Виды суставов по форме и числу осей вращения:

1 — одноосные суставы: 1,2 — блоковидные суставы; 3 — цилиндрический сустав; Б — двухосные суставы: 4 — эллипсовидный сустав: 5 — мыщелковый сустав; 6— седловидный сустав; В — трехосные суставы: 7— шаровидный сустав; 8 — чашеобразный сустав; 9 — плоский сустав

Рис. 121. Движения в суставах (схема):

А — трехосные (многоосные) суставы: А1 — шаровидный сустав; А2 — плоский сустав; Б — двухосные суставы: Б1 — эллипсовидный сустав; Б2 — - седловидный сустав; В — одноосные суставы: B1 — цилиндрический сустав; В2 — блоковидный сустав

Двухосными суставами являются эллипсовидный, мыщелковый и седловидный. Суставные поверхности эллипсовидного сустава (articulatio ellipsoidea) имеют форму эллипса в виде выпуклости (суставной головки) и вогнутости (суставной ямки). Вращение в эллипсовидном суставе происходит вокруг двух взаимно перпендикулярных осей. Примером эллипсовидного сустава служит лучезапястный сустав. Мыщелковый сустав (articulatio bicondylaris) по форме близок и к блоковидному, и к эллипсовидному. Его суставная головка имеет форму эллипса, но, в отличие от блоковидного, его суставная поверхность располагается на мыщелке. Например, коленный и атлантозатылочный суставы являются мыщелковыми (первый является также комплексным, второй — комбинированным).

У седловидного сустава (articulatio sellaris) суставные поверхности представляют собой два «седла», сидящих одно на другом с пересекающимися под прямым углом осями. Седловидным является запястно-пястный сустав большого пальца, который характерен только для человека и обусловливает противопоставление большого пальца кисти остальным. Типично седловидный сустав обуславливает возможность трудовой деятельности человека.

Многоосные суставы — шаровидный, чашеобразный и плоские. В шаровидном суставе (articulatio spheroidea) выпуклая суставная поверхность, имеющая форму отрезка шара, представляет собой суставную головку. Вогнутая суставная поверхность (суставная ямка) на другой кости соответствует выпуклости. Однако поверхность суставной головки обычно больше, чем суставной ямки, поэтому движения в шаровидных суставах имеют большой объем. Примером может служить шаровидный плечевой сустав.

Движения в шаровидных суставах совершаются вокруг фронтальной, сагиттальной и продольной осей. Вокруг фронтальной оси выполняются сгибание, при котором угол между сочленяющимися костями уменьшается, и разгибание, при котором угол в суставе между костями увеличивается до 180°, и конечность выпрямляется. Вокруг саггитальной оси осуществляются приведение, при котором одна из сочленяющихся костей приближается к срединной плоскости (к туловищу), и отведение, при котором кость удаляется от нее. При вращении кость вращается вокруг своей продольной оси в ту или другую сторону.

Круговое движение — это последовательное движение вокруг всех осей, при котором свободный конец движущейся кости или конечности (например, кисть руки) описывает окружность. Чем больше разность угловых величин (в угловых градусах) сочленяющихся поверхностей, тем больше размах (объем) движений. При почти равной протяженности суставных поверхностей объем движений в суставах незначителен. На объем движений в суставах влияют также число и расположение связок, укрепляющих сустав, положение и растяжимость мышц, окружающих сустав.

Разновидностью шаровидного сустава является так называемый чашеобразный сустав (articulatio cotylica), имеющий очень глубокую суставную ямку, которая охватывает более половины поверхности шаровидной головки, поэтому разность между угловыми размерами шаровидной головки и суставной ямки (впадины) мала. Движения в чашеобразном суставе ограничены. Примером чашеобразного сустава, который называют также ореховидным, служит тазобедренный сустав.

К шаровидным суставам относятся также плоские суставы (articulatio plana). Суставные поверхности плоских суставов напоминают участки поверхности шара большого диаметра. Движения в плоских суставах выполняются вокруг трех взаимно перпендикулярных осей. Однако размах движений ограничен, так как форма суставных поверхностей плоская и разность угловых размеров таких суставных поверхностей невелика. Примером плоских суставов служат межзапястные, предплюсне-плюсневые суставы. Таким образом, объем движений в любом суставе зависит от его строения и разности угловых размеров суставных поверхностей.