Строение коленного сустава и мышцы приводящие его в движение

Анатомия коленного сустава, какие мышцы и связки приводят его в движение

Коленный сустав (Articulatio genus, Артикуляцио генус) – это сложное костно-хрящевое образование, состоящее из множества различных элементов, благодаря которым, сустав становится подвижным, функциональным и, одновременно, подверженным множествам травм. Давайте разберемся, какое же строение коленного сустава.

Как показывает нам анатомический атлас с фото, коленный сустав по форме является блоковидно-шаровидным. В разогнутом состоянии он работает как блоковидный. Коленный сустав образован тремя костями: дистальный (нижний) эпифиз бедренной кости, проксимальный (верхний) эпифиз большеберцовой кости и надколенник (прим. эпифиз – закругленный концевой отдел трубчатой кости, формирующий сустав).

Суставная поверхность мыщелков (выступов на костном эпифизе) бедренной кости имеет эллипсоидную форму, причем медиальный мыщелок больше, чем латеральный. Форма мыщелков бедренной кости не совпадает с формой мыщелков большеберцовой кости, так как последние имеют иную кривизну. Это несоответствие выравнивается благодаря медиальному и латеральному мениску, который располагается между мыщелками бедренной и большеберцовой костями.

Мениск коленного сустава и суставная капсула

Мениск редставляет собой трехгранные хрящевые пластинки, различные по форме и размеру. Они устроены таким образом, что латеральный (наружный) край утолщен и срастается с суставной капсулой, что демонстрирует рисунок. Медиальный (внутренний) свободный край заострен и обращен в полость сустава. Мениск прикрепляются спереди и сзади к межмыщелковому возвышению большеберцовой кости. Поперечная связка коленного сустава соединяет передние края обоих менисков.

Огромное значение в коленном суставе имеет суставная капсула. Чаще всего она и является причиной болевых ощущений в колене, ограничивающих движение человека (прим. сам сустав в принципе болеть не может, так как там нет нервных окончаний). Как показывает нам картинка, суставная капсула прикрепляется к краю бедренной кости под надмыщелками, к краю большеберцовой кости и надколеннику. К надколеннику она прикрепляется таким образом, что его передняя поверхность оказывается за пределами полости сустава. Структура суставной капсулы: внутри нее имеется синовиальная мембрана, которая выстилается на поверхности сочленяющихся костей до линии суставных хрящей.

Суставная капсула коленного сустава образует ряд синовиальных сумок, которые залегают по ходу мышц и сухожилий, при этом они не сообщаются с самой полостью сустава. Самой крупной сумкой является наднадколенниковая сумка, и располагается она между сухожилием четырехглавой мышцы и бедренной костью.

Связки коленного сустава

Коленный сустав поддерживается связками, которые обычно делят на две группы:

• внекапсульные (связки, находящиеся вне полости сустава);
• внутрикапсульные (связки внутри сустава).

К внешним связкам можно отнести:

• Большеберцовая коллатеральная связка, которая начинается от медиального мыщелка бедренной кости и направляется вниз, срастаясь с суставной капсулой и медиальным мениском, достигая проксимального эпифиза большеберцовой кости;
• Малоберцовая коллатеральная связка, несколько уже предыдущей, идет от латерального надмыщелка бедра вниз и прикрепляется к латеральной поверхности головки малоберцовой кости.
• Связка надколенника. По сути, связка надколенника это продолжение сухожилия четырехглавой мышцы бедра. Сухожилие этой мышцы подходит к надколеннику, охватывает его со всех сторон, и продолжается вниз, достигая большеберцовой кости. Некоторая часть пучков этого сухожилия, которая достигает бугристости большеберцовой кости, называется связкой надколенника.
• Латеральная и медиальная поддерживающая связка. Это также продолжение сухожилия четырехглавой мышцы, но эти пучки направляются от надколенника к наружному и внутреннему мыщелкам большеберцовой кости.
• Поддерживающие связки надколенника. Прикрепляются к надмыщелкам бедренной кости. Исходя из названия, эти связки выполняют важную роль, удерживая надколенник в нужном положении.
• Косая и дугообразная подколенная связка. Косая связка укрепляет задние отделы суставной капсулы и представляет собой часть пучков сухожилия полуперепончатой мышцы. Связка берет свое начало у медиального мыщелка большеберцовой кости к латеральному мыщелку бедренной кости. Дугообразная начинается от внешнего мыщелка бедра и головки малоберцовой кости, прикрепляется к косой подколенной связке и идет дальше к латеральному мыщелку большеберцовой кости.

К внутренним связкам относятся:

• Крестообразные связки. Сюда стоит отдельно выделить переднюю крестообразную и заднюю крестообразную связки. Передняя крестообразная связка коленного сустава берет свое начало с внутренней поверхности внешнего мыщелка бедра, направляется вперед и медиально прикрепляется на переднем межмыщелковом поле большеберцовой кости. Задняя крестообразная связка, наоборот, берет свое начало на внутренней поверхности внутреннего мыщелка бедра, направляется назад медиально и прикрепляется к заднему межмыщелковому полю большеберцовой кости. Регулярные запредельные движения ногами в коленях могут приводить к разрывам крестообразных связок в них.
• Есть еще три связки, относящиеся к менискам: поперечная связка колена, передняя и задняя менискобедренная связка.

Мышцы коленного сустава

Мышцы коленного сустава обеспечивают различные движения в нем, благодаря которому человек обладает способностью передвигаться. При фиксированном бедре, мышцы колена обеспечивают сгибание, разгибание, супинацию и пронацию (вращения) голени, а при фиксированной голени обеспечивают супинацию, пронацию, а также движение вперед и назад бедра.

Сгибание обеспечивается благодаря следующей группе мышц:

• двуглавая мышцы бедра;
• полусухожильная и полуперепончатая мышца бедра;
• портняжная и тонкая мышца;
• подколенная мышца;
• икроножная мышца;
• подошвенная мышца.

Разгибание обеспечивается благодаря следующей группе мышц;

• прямая мышца бедра;
• латеральная и медиальная широкая мышца бедра;
• промежуточная широкая мышца бедра.

Пронация коленного сустава обеспечивается следующими мышцами:

• полусухожильная и полуперепончатая;
• портняжная и тонкая;
• медиальная головка икроножной;
• подколенная.

Супинация коленного сустава обеспечивается двуглавой мышцей бедра и латеральной головкой икроножной.

Вот мы в общих чертах и ознакомились с тем, какая анатомия коленного сустава и что он из себя представляет. А схема его работы и ее подробное описание предложены в следующем видео сюжете.

Строение коленного сустава человека

Коленное сочленение является самым крупным костным соединением в скелете человека. На него возлагается большая нагрузка независимо от движения или нахождения в спокойном положении (сидя, стоя), а вместе с уязвимостью строения, сустав колена чаще других подвержен травмам и различным заболеваниям ОДА.

Анатомия коленного сустава и связок состоит из окружных мышц, приводящих его в движение, костей, менисков, нервов, сосудов. Работу сустава можно представить как шарнир, функции которого сосредоточены на сгибании, разгибании, пронации и супинации. Рассмотрим более подробно строение коленного сустава человека и мышцы приводящие его в движение.

Для чего нужен

Функции коленного сустава осуществляются при помощи сокращения мышечных волокон и связок, окружающих сустав, благодаря сокращению и расслаблению которых человек способен сгибать и разгибать ногу в коленном сочленении, а также вращать голень по осевой линии.

Движение колена задействует мышцы всей ноги &#8212, от стопы до начала бедра. Рассмотрим подробнее, как устроено колено.

Строение колена: окружные мышцы и связки

Костная ткань &#8212, это первое, на что следует обратить внимание, говоря, из чего состоит колено. Данное сочленение формируется трубчатыми костями &#8212, берцовыми и бедренной.

Нижняя часть сустава представлена шарообразными конечностями &#8212, мыщелками, которые формируют углубления, соответствующие друг другу, так образуется подвижность сустава.

Мыщелки, двигаясь, взаимодействуют с большеберцовой костью, которая разделена на центральное и латеральное плато. А сама коленная чашечка (капсула) движется по пателлофеморальному углублению, состоящему из дугообразных мыщелков.

На фото коленного сустава видно, как взаимодействуют мыщелки при движении.

Капсула коленного сустава представляет собой дугообразную костную пластину, вмещающей головки вышеуказанных костей, закрепленных связочной тканью, сухожилиями и менисками.

Внутри суставной капсулы расположена бурса &#8212, соединительная ткань, в которой происходит синтез смазочного материала.

Хрящевая ткань незаменима для создания способности сустава амортизировать нагрузку, предотвращая травмы и износ. Хрящ покрывает все костные сочленения капсулы сустава. Толщина хряща &#8212, 5-8мм.

Для укрепления уязвимого сочленения коленная чашечка и кости фиксируются связками &#8212, латеральной и медиальной в боковых частях, задней и передней крестовидной в центральной части.

Связочный материал предотвращает соскальзывание костей относительно капсулы вбок, назад и вперед.

Важнейшими из них принято считать большеберцовую коллатеральную связку, крепящуюся к суставной капсуле, малоберцовую связку, переднюю и заднюю крестообразные, дугообразные подколенные связки.

Все они участвуют в приведении и отведении, вращении, сгибании и разгибании коленного сустава.

Еще одно соединительное образование, играющее важную роль в функционировании колена &#8212, мениск. Это соединительная ткань округлой формы, по строению напоминающая хрящ и связку. Располагаются мениски между берцовым плато и бедренной костью.

Мениски выступают в качестве стабилизаторов, равномерно распределяя нагрузку и обеспечивая устойчивость сустава.

Эластичная структура менисков позволяет смещать чрезмерную нагрузку с одной точки на всю поверхность костного плато. Повреждение всех менисков способствует скорой деформацие хрящей, потере стабильности сочленения, его вывиху и перелому.

Без мышечных волокон, расположенных около сустава с разных сторон, движения в колене не были бы возможны. Строение мышц колена разделяется по видам: сгибатели, разгибатели и приводящие.

К мышечным волокнам передней поверхности бедра (сгибателям) относятся четырехглавая и портняжная мышца над коленом.

Разгибающий механизм включает в себя двуглавую, полуперепончатую, полусухожильную мышцу. Расположены они позади бедра.

Медиальный мыщелок коленного сустава приводится в действие тонкими и большими приводящими волокнами.

Самая крупная мышечная группа (передняя поверхность бедра) включает в себя четырехглавую, которая делится на четыре самостоятельных мышцы. Данная группа крепится к надколеннику и капсуле, участвует в разгибании и сгибании сустава.

Портняжная простирается от подвздошного бугра, проходит во внутренней части бедра через коленную капсулу и крепится к берцовой кости. Функция портняжной мускулатуры состоит в сгибании, разгибании, вращении сустава.

Двусуставная тонкая мышца спускается от лобка к коленной чашечке, участвует в сгибательных и приводящих движениях.

В схеме коленного сустава полусухожильные мышечные волокна выполняют вращение и сгибание сустава. Данные волокна расположены позади колена.

За отведение и приведение голени также ответственно устройство коленного сустава. В движении участвуют полуперепончатая, полусухожильная и подколенная связка.

Кровоснабжение и иннервация коленного сустава обеспечиваются артериями, венами и нервными ветвями.

Структура колена включает в себя иннервацию различными нервными окончаниями: седалищным, большеберцовым и малоберцовым, проходящие по задней и передней поверхности бедер.

Мениски также оснащены нервными переплетениями, проходящими по периферии вместе с кровеносными сосудами. Нервные ветви менисков носят названия мякотных и безмякотных. При повреждении мениска и нервных окончаний в суставной капсуле образуется склероз тканей.

Все венозные каналы соединены между собой в единую сетку, в которую входят кровеносные сосуды и лимфатические узлы. Все основные крупные сосуды расположены позади чашечки и осуществляют венозный отток крови. Подколенная артерия контролирует движение крови обратно к сердцу. Движение крови по сосудам происходит с помощью клапанов.

Все лимфатические узлы, проходящие через капсулу, соединяются под коленом, в падине. Впереди и внутри коленной чашечки лимфоотток осуществляется по направлению к паху.

Популярные травмы и болезни

Уязвимость коленного сочленения подвергается частым травмам, в особенности при активных занятиях профессиональным спортом и тяжелой физической работе.

Самая частая травма &#8212, разрыв крестообразной связки. Причиной служит сильный удар, часто разрыв связок сопровождается переломом.

Классификация повреждений колена рассматривает характер его болезни и лечение поврежденных тканей.

Чаще всего травматолог диагностирует вывих, перелом, воспалительные и дистрофические процессы в суставе (артрит, артроз, подагра, бурсит и др.), повреждение околосуставных тканей (менисков, связок, сухожилий, бурсы).

Заключение

Коленное сочленение представляет особую важность в опорно-двигательной системе человека. За счет мышц, связок, хрящей и костей колена человек способен активно перемещаться, взбираться на высоту и спускаться вниз, выполнять акробатические трюки, приседания и тд.

Выполнению своих функций коленное сочленение обязано костям, окружающим их мышцам, связкам, менискам, сухожилиям, хрящая, нервной ткани. Активная подвижность трубчатых костей делает сочленение уязвимым для травм. Опасны не сами травмы и заболевания, а их последствия &#8212, инвалидность, утрата двигательной функции и трудоспособности.

Коленный сустав

Коленный сустав, art. genus, является самым большим и вместе с тем наиболее сложным из всех сочленений. Это обусловлено тем, что именно в этом месте сочленяются самые длинные рычаги нижней конечности (бедренная кость и кости голени), совершающие наибольший размах движений при ходьбе.

В его образовании принимают участие: дистальный конец бедренной кости, проксимальный конец большеберцовой кости и надколенник. Суставные поверхности мыщелков бедра, сочленяющиеся с tibia, выпуклы в поперечном и сагиттальном направлении и представляют отрезки эллипсоида. Facies articularis superior большеберцовой кости, сочленяющаяся с мыщелками бедренной кости, состоит из двух слабовогнутых, покрытых гиалиновым хрящом суставных площадок; последние дополняются посредством двух внутрисуставных хрящей, или менисков, meniscus lateralis et medialis, лежащих между мыщелками бедренной кости и суставными поверхностями большеберцовой кости.

Каждый мениск представляет трехгранную, согнутую по краю пластинку, периферический утолщенный край которой сращен с суставной капсулой, а обращенный внутрь сустава заостренный край свободен. Латеральный мениск более согнут, чем медиальный; последний по своей форме скорее напоминает полулуние, тогда как латеральный приближается к кругу. Концы обоих менисков прикрепляются спереди и сзади к eminentia intercondylaris. Спереди между обоими менисками протягивается фиброзный пучок, называемый lig. transversum genus.

Суставная капсула прикрепляется несколько отступя от краев суставных поверхностей бедра, большеберцовой кости и надколенника.

Поэтому на бедре она спереди поднимается вверх, обходя facies patellaris, по бокам идет между мыщелками и надмыщелками, оставляя последние вне капсулы, для прикрепления мышц и связок, а сзади опускается до краев суставных поверхностей мыщелков. Кроме того, спереди синовиальная оболочка образует большой заворот, bursa suprapatellaris, высоко простирающийся между бедренной костью и четырехглавой мышцей бедра. Иногда bursa suprapatellaris может быть замкнутой и обособленной от полости коленного сустава.

На большеберцовой кости капсула прикрепляется по краю суставных поверхностей мыщелков. На надколеннике она прирастает к краям хрящевой его поверхности, вследствие чего он оказывается как бы вставленным в передний отдел капсулы, как в рамку. По бокам сустава находятся коллатеральные связки, идущие перпендикулярно фронтальной оси: с медиальной стороны, lig. collaterale tibiale (от epicondylus medialis бедра до края tibiae, срастаясь с капсулой и медиальным мениском), и с латеральной стороны, lig. collaterale fibulare (от epicondylus lateralis до головки fibulae).

На задней стороне капсулы коленного сустава находятся две связки, вплетающиеся в заднюю стенку капсулы — lig. popliteum arcuatum и lig. popliteum obliquum (один из 3 конечных пучков сухожилия m. semimembranosi).

На передней стороне коленного сочленения располагается сухожилие четерехглавой мышцы бедра, которое охватывает patella, как сесамовидную кость, и затем продолжается в толстую и крепкую связку, lig.patellae, которая идет от верхушки надколенника вниз и прикрепляется к tuberositas tibiae.

По бокам patella боковые расширения сухожилия четырехглавой мышцы образуют так называемые retinacula patellae (laterale et mediate), состоящие из вертикальных и горизонтальных пучков; вертикальные пучки прикрепляются к мыщелкам tibiae, а горизонтальные — к обоим epicodyli бедренной кости. Эти пучки удерживают надколенник в его положении во время движения.

Кроме описанных внесуставных связок, коленный сустав имеет две внутрисуставные связки, называемые крестообразными, ligg. cruciata genus. Одна из них — передняя, lig. cruciatum anterius, соединяет внутреннюю поверхность латерального мыщелка бедренной кости с area intercondylaris anterior tibiae. Другая — задняя, lig. cruciatum posterius, идет от внутренней поверхности медиального мыщелка бедренной кости к area intercondylaris posterior большеберцовой кости.

Выстилающая изнутри капсулу синовиальная оболочка покрывает вдающиеся в сустав крестообразные связки и образует на передней стенке сустава ниже надколенника две содержащие жир складки, plicae alares, которые приспособляются при каждом положении колена к суставным поверхностям, заполняя промежутки между ними.

Крестообразные связки делят полость сустава на переднюю и заднюю части, препятствуя в случае воспаления до определенного времени проникновению гноя из одной части в другую.

По соседству с суставом залегает ряд синовиальных сумок; некоторые из них сообщаются с суставом. На передней поверхности надколенника встречаются сумки, число которых может доходить до трех: под кожей — bursa prepatellaris subcutanea, глубже под фасцией — bursa subfascialis prepatellaris, наконец, под апоневротическим растяжением m. quadricipitis — bursa subtendinea prepatellaris. У места нижнего прикрепления lig. patellae, между этой связкой и большеберцовой костью, заложена постоянная, не сообщающаяся с суставом синовиальная сумка, bursa infrapatellaris profunda.

В задней области сустава сумки встречаются под местами прикрепления почти всех мышц.

В коленном суставе возможны движения: сгибание, разгибание, вращение. По своему характеру он представляет собой мыщелковый сустав. При разгибании мениски сжимаются, ligg. collateralia et cruciata сильно натягиваются, и голень вместе с бедром превращается в одно неподвижное целое. При сгибании мениски расправляются, a ligg. collateralia благодаря сближению их точек прикрепления расслабляются, вследствие чего при согнутом колене появляется возможность вращения вокруг вертикальной оси. При вращении голени внутрь крестообразные связки затормаживают движение. При вращении кнаружи крестообразные связки, наоборот, расслабляются. Ограничение движения в этом случае происходит за счет боковых связок.

Устройство и расположение связок коленного сустава у человека способствует длительному пребыванию его в вертикальном положении. (У обезьян же связки коленного сустава, наоборот, затрудняют вертикальное положение и облегчают сидение «на корточках»).

Коленный сустав получает питание из rete articulare, которая образована аа. genus superiores medialis et lateralis, aa. genus ihferiores medialis et lateralis, a. genus media (из a. poplitea), a. geniis descendens (из a. femoralis), aa. recurrentes tibiales anterior et posterior (из a. tibialis anterior). Венозный отток происходит по одноименным венам в глубокие вены нижней конечности — vv. tibiales anteriores, v. poplitea, v. femoralis. Отток лимфы происходит по глубоким лимфатическим сосудам в nodi lymphatici poplitei. Иннервируется капсула сустава из nn. tibialis et peroneus communis.

Сагиттальный срез коленного сустава, изображение, взвешенное по протонной плотности, с подавлением сигнала от жировой ткани (магнитно-резонансная томография):
1 — латеральный мыщелок большеберцовой кости; 2—латеральный мениск;
3 — икроножная мышца, латеральная головка; 4 — латеральный мыщелок бедренной кости;
5— эпифмзарный хрящ: 6 — двуглавая мышца бедра; 7 – латеральная широкая мышца бедра. а – Рентгенограмма коленного сустава в прямой проекции:
1 — медиальный мыщелок бедренной кости: 2 — латеральный мыщелок бедренной кости; 3 – медиальный падмышелок;
4 — латеральный малмышелок; 5— надколенник: 6 – нижний полюс надколенника; 7 — верхний полюс надколенника;
5 — медиальный мыщелок большеберцовой кости; 9 — латеральный мыщелок большеберцовой кости: 10 — медиальный межмышелковый бугорок;
11 — латеральный межмыщелковый бугорок; 12 — головка малоберцовой кости: 13 — суставная щель коленного сустава.
б – Рентгенограмма коленного сустава в боковой проекции:
1 — медиальный мыщелок бедренной кости; 2 — латеральный мыщелок бедренной кости: 3 — межмышелковая ямка бедренной кости;
4 — надколенник; 5 — головка малоберцовой кости: 6 – подколенная ямка; 7- бугристостьбольшеберновой кости;
8 — передняя поверхность диафиза болымебериовой кости; 9 — задняя поверхность диафиза большеберновой кости;
10 — суставная щель коленного сустава; 11 – латеральный мыщелок большеберновой кости; 12 — медиальный мыщелок большеберновой кости.