Анатомия коленного сустава: основные особенности строения

Коленный сустав образован выпуклыми суставными поверхностями бедренной (1) и большеберцовой (2) кости. Суставные концы этих костей покрыты прочным и эластичным хрящом (3), а полость сустава заполнена скользкой синовиальной жидкостью (4), обеспечивающей снижение трения, смягчение ударов и передачу некоторых питательных веществ. Выпуклые суставные поверхности костей сочленены между собой с помощью двух двояковогнутых менисков – внутреннего и наружного (5). Коленный сустав очень подвижен, поэтому природа снабдила его прочными медиальной (6), латеральной (7), крестообразными (8) связками. Спереди сустав защищен надколенником (9), который также служит для сочленения мышц и связок бедра и голени.

Строение коленного сустава. (1) бедренная кость, (2) большеберцовая кость,(3) эластичный хрящ,(4) синовиальная жидкость, (5) мениски – внутренний и наружный, связки: (6) медиальная, (7) латеральная, (8) крестообразные,(9) надколенник.

Коленный сустав, как правило, хорошо отзывается на лечение, за исключением случаев значительного разрушения тканей сустава. Важно не только снять воспаление и боль, но уделить внимание и кровообращению в суставе, и обеспечению его питания, и правильной работе мышц. Мы часто обнаруживаем повреждение менисков из-за отсутствия содружественной работы мышц-стабилизаторов колена. Подробнее о лечении в Клинике «Эхинацея»…

Типичные проблемы колленного сустава

Травма мениска, связок, и кровоизлияние в сустав . При ушибе или насильственном движении в коленном суставе мениски и связки коленного сустава нередко разрываются и полость сустава заполняется кровью. Ситуация требует уточнения с помощью рентгенографии, МР-томографии или эндоскопии сустава. После стихания острых явлений травмы мы готовы выполнить для Вас курс восстановительного лечения. Подробнее…

Разрыв мениска и крестообразной связки

Артроз коленного сустава и постепенная дегенерация мениска могут появиться при длительной перегрузке сустава (спорт, избыточный вес, профессиональная нагрузка, сколиоз, нестабильность сустава). В суставе уменьшается объем жидкости, хрящ становится истонченным и надрывается, отсюда боли и ограничение подвижности в суставе. Диагноз нетрудно установить при осмотре и МР-томографии. Подробнее…

Слева – нормальный сустав. Справа – остеоартроз.

Связанные вопросы и ответы:

1. Что включает в себя строение коленного сустава

Коленный сустав представляет собой сложное анатомическое образование, которое соединяет бедренную кость (фемур), большеберцовую кость (тибия) и надколенник (пателла). В его строении участвуют кости, связки, мышцы, хрящи, мениски и синовиальная оболочка. Кости обеспечивают основу для сустава, а связки и мышцы предоставляют стабильность и возможность движения. Хрящи покрывают концы костей, уменьшая трение и амортизируя нагрузки. Мениски выступают в качестве амортизаторов и стабилизаторов, а синовиальная оболочка выделяет синовиальную жидкость, которая смазывает сустав.

2. Какие функции выполняют связки в коленном суставе

Связки в коленном суставе выполняют важную роль, обеспечивая его стабильность и предотвращая чрезмерные движения. Основные связки включают переднюю и заднюю крестовидные связки, а также медиальную и латеральной коллатеральные связки. Передняя крестовидная связка предотвращает избыточное смещение бедренной кости вперед, а задняя – назад. Медиальная и латеральная связки обеспечивают боковую стабильность, не допуская чрезмерного вращения или отклонения колена. Все связки работают вместе, чтобы поддерживать сустав в правильном положении во время движения.

3. Какие мышцы участвуют в работе коленного сустава

Мышцы, окружающие коленный сустав, делятся на две основные группы: квадрицепс и подколенные мышцы. Квадрицепс, расположенный на передней поверхности бедра, отвечает за разгибание колена и стабилизацию. Подколенные мышцы, находящиеся на задней поверхности, обеспечивают сгибание колена и также способствуют стабильности. Эти мышцы работают в тесном взаимодействии, чтобы обеспечить плавное и контролируемое движение колена, а также поддерживать баланс и предотвращать травмы.

4. Какую роль играют хрящи в коленном суставе

Хрящи в коленном суставе выполняют несколько важных функций. Во-первых, они покрывают концы костей, уменьшая трение между ними, что предотвращает износ и повреждение. Во-вторых, хрящи действуют как амортизаторы, поглощая удары и распределяя нагрузки равномерно. Это особенно важно при ходьбе, беге или прыжках, когда на сустав оказывается значительное давление. Благодаря хрящам сустав сохраняет подвижность и комфорт, а также защищается от преждевременного износа.

5. Что такое мениски и для чего они предназначены

Мениски – это хрящевые образования, расположенные внутри коленного сустава между бедренной и большеберцовой костями. Они выполняют несколько функций: амортизацию, стабилизацию и равномерное распределение нагрузки. Мениски также участвуют в передаче сил от бедренной кости к большеберцовой, что способствует эффективному движению. Кроме того, они помогают в смазке сустава, распределяя синовиальную жидкость по всей поверхности хрящей. Повреждение менисков может привести к боли и ограничению подвижности, поэтому их целостность крайне важна для нормального функционирования сустава.

6. Как происходит кровоснабжение и иннервация коленного сустава

Кровоснабжение коленного сустава обеспечивается сетью артерий, которые кислород и питательные вещества всем компонентам сустава. Основные артерии, участвующие в этом процессе, включают бедренную артерию и ее ветви, которые обслуживают мышцы, связки и синовиальную оболочку. Иннервация осуществляется через нервы, такие как бедренный нерв и общий подколенный нерв, которые передают сигналы от мозга к мышцам и связкам, а также обеспечивают чувствительность в области сустава. Это позволяет осуществлять контроль над движениями и чувствовать боль или дискомфорт при повреждении.

7. Какие основные движения возможны в коленном суставе

В коленном суставе возможны основные движения, такие как сгибание и разгибание. Сгибание – это движение, при котором голень приближается к бедру, а разгибание – обратное движение, при котором нога выпрямляется. Эти движения обеспечиваются работой мышц квадрицепса и подколенных мышц, а также связок и суставных поверхностей. Помимо этого, в коленном суставе возможны небольшие вращательные движения, особенно при сгибании, что позволяет осуществлять более сложные действия, такие как повороты или изменение направления движения.

Какие основные кости составляют коленный сустав

Строение коленного сустава человека является одной из самых сложных систем организма. Его образуют три кости: сверху бедренная кость снизу большеберцовая кость, а спереди расположена коленная чашечка, строение которой тоже достаточно сложное.

Это самая большая сесамовидная кость в организме человека.

Расположена коленная чашечка в сухожилиях четырёхглавой мышцы. Ее можно без проблем прощупать. Коленная чашечка может с легкостью смещаться в стороны и двигаться вверх или вниз. Верхняя часть (основание надколенника) чашечки имеет округлую форму. Нижняя часть (верхушка надколенника) обладает вытянутой формой.
Практически вся поверхность чашечки немного шероховата. Сзади надколенник разделен на две несимметричные части: (медиальная и латеральная). Главная функция чашечки — защитная, она защищает сустав от травм.

Врачи подчеркивают важность глубокого понимания анатомии коленного сустава для диагностики и лечения различных заболеваний. Коленный сустав, являясь одним из самых крупных и сложных суставов в человеческом теле, состоит из нескольких ключевых компонентов: бедренной кости, большеберцовой кости, надколенника и связок, которые обеспечивают его стабильность и подвижность. Специалисты отмечают, что знание анатомии помогает в выявлении повреждений менисков и связок, а также в оценке состояния хрящей. Врачи также акцентируют внимание на роли мышц, окружающих сустав, которые способствуют его функциональности. Понимание анатомических особенностей коленного сустава позволяет врачам разрабатывать более эффективные методы лечения и реабилитации, что в конечном итоге способствует улучшению качества жизни пациентов.

Что такое надколенник и какова его роль в коленном суставе

В практическом отношении удобно деление анатомических структур данного отдела на три слоя: глубокий, средний и поверхностный.

Наиболее глубокий третий слой включает в себя медиальную капсулу сустава, тонкую в переднем отделе. Длина его не велика, расположен он под внутренним мениском, обеспечивая его более прочное прикрепление к большеберцовой кости, чем к бедренной. Средняя часть глубокого слоя представлена глубоким листком медиальной коллатеральной связки коленного сустава. Этот сегмент делится на менискофеморальную и менискотибиальную части. В заднемедиальном отделе средний слой (II) сливается с более глубоким (III). Эта область называется задней косой связкой.

В данном случае хорошо видно тесное слияние пассивных элементов с относительно пассивными, что говорит об условности такого деления, хотя в нем и заложен вполне определенный биомеханический смысл.

Таким образом, видна четкая взаимосвязь и взаимозависимость деятельности различных пучков БКС. Так, в положении сгибания передние волокна связки коленного сустава напрягаются, в то время как задние расслабляются. Это привело нас к выводу о том, что при консервативном лечении разрывов БКС в зависимости от локализации повреждения связки коленного сустава для максимального уменьшения диастаза между разорванными волокнами необходимо подбирать оптимальный угол сгибания в коленном суставе. При оперативном лечении ушивание связки коленного сустава в остром периоде также надо производить по возможности с учетом этих биомеханических особенностей БКС.

Задние порции II и III слоя капсулы сустава соединяются в задней косой связке. Бедренное начало данной связки коленного сустава лежит на медиальной поверхности бедренной кости сзади от начала поверхностного листка БКС. Волокна связки коленного сустава направлены назад и вниз и прикрепляются в облает заднемедиального угла суставного конца большеберцовой кости. Мениско-тибиальная часть этой связки коленного сустава очень важна в прикреплении задней части мениска. Эта же область является важным прикреплением m. semimembranosus.

До настоящего времени нет единого мнения относительно того, является ли задняя косая связка отдельной связкой, либо это задняя порция поверхностного слоя БКС. При повреждении ПКС — эта область коленного сустава является вторичным стабилизатором.

Медиальный коллатеральный связочный комплекс осуществляет ограничение чрезмерной вальгусной девиации и наружной ротации голени. Основным активным стабилизатором в данной области являются сухожилия мышц большой «гусиной лапки» (pes anserinus), которые покрывают БКС при полном разгибании голени. БКС (глубокая порция) совместно с ПКС также осуществляет ограничение переднего смешения голени. Задняя часть БКС. задняя косая связка укрепляет заднемедиальный отдел сустава.

Наиболее поверхностный I слой состоит из продолжения глубокой фасции бедра и сухожильного растяжения m. sartorius. В переднем отделе поверхностной части БКС волокна I и II слоя становятся неразделимыми. Дорсальнее, где II и III слои неразделимы, сухожилия m. gracilis и m. scmitendinosus лежат поверх сустава, между I и II слоем. В заднем отделе капсула сустава истончена и состоит из одного слоя, за исключением скрытых дискретных утолщений.

Какие связки укрепляют коленный сустав

Суставная сумка (капсула) представляет собой муфтообразную соединительнотканую пластинку, охватывающую по окружности суставные концы сочленяющихся костей. Капсула имеет наружный слой — фиброзную сумку, и внутренний — синовиальную оболочку. К костям фиброзная сумка прикрепляется, вплетаясь коллагеновыми пучками в надкостницу.

Синовиальная оболочка в наружном слое содержит нервные структуры, лимфатические и кровеносные сосуды. Она покрывает также внутренние суставные связки. В фиброзной сумке суставной капсулы синовиальная оболочка образует грыжеподобные выпячивания, называемые заворотами. Особенно это выражено в коленном суставе. Внутрь сустава от синовиальной оболочки отходят тонкие выступы разной длины — синовиальные ворсинки. Синовиальная оболочка продуцирует синовиальную жидкость, увлажняющую поверхность сустава. Ее количество в разных суставах колеблется от 0,1 до 4 мл. Она имеет желтовато-соломенный цвет, прозрачная, вязкая, ее плотность 1010, на 95% состоит из воды, белка содержит 3%, фибриногена нет. Синовиальная жидкость является фильтратом плазмы, смешанным с гиалуроновой кислотой. Она выполняет роль дополнительного амортизатора между суставными поверхностями, улучшает их прилегание, уменьшает взаимное трение, обеспечивает сцепление суставных поверхностей. Внутри сустава всегда поддерживается отрицательное давление.

В полостях некоторых суставов имеются мениски и диски (коленные, нижне-челюстные суставы), состоящие из соединительной ткани и покрытые тонким слоем хряща. Они выполняют функцию амортизаторов и повышают конгруэнтность суставных поверхностей.

Периартикулярные ткани состоят из мышц, связок и сухожилий, синовиальных сумок, они укрепляют сустав, способствуют его нормальному функционированию. По внесуставным соединительнотканым прослойкам проходят нервные пути, кровеносные и лимфатические сосуды.

Кровоснабжение суставов происходит через сеть анастомозирующих суставных артерий. Гиалиновый хрящ сосудов не содержит, тогда как кость хорошо васкуляризована. Венозная и лимфатическая сеть суставов развита хорошо. Иннервация суставов осуществляется ветвями нервов, идущих к надкостнице, фасциям, мышцам, окружающим сустав, и нервам сосудистых сплетений Болевые рецепторы отсутствуют в синовиальной оболочке, хряще, менисках, исключая стенки мелких сосудов, питающих эти ткани.

Характер соединяющихся суставных поверхностей определяет степень подвижности сустава, ее амплитуду, а также количество осей, вокруг которых совершается движение. Движения в суставах могут быть в виде сгибания, разгибания, приведения, отведения, ротации. В суставе, где имеется движение вокруг двух осей, возможны круговые движения. Наименьшей подвижностью обладают плоские суставы — дугоотростчатые, межплюсневые, крестцово-подвздошные.

Синовиальные сумки — это небольшие полости уплощенной формы, выстланные синовиальной оболочкой, локализующиеся вблизи суставов. Насчитывают их более сотни. Они залегают между сухожилием и костью, между кожей и фасцией, их величина от 0,5 до 5 см в диаметре. Сумки могут возникнуть на культях после операции, вблизи экзостозов, костных мозолей, на верхушке свода черепа у лиц, переносящих тяжести на голове. Синовиальные сумки обеспечивают изоляцию и лучшее скольжение трущихся поверхностей.

Какие мышцы участвуют в работе коленного сустава

В передней части сустава расположен надколенник (коленная чашечка). Надколенник и четырёхглавая мышца бедра соединены сухожилием , продолжением которого является связка надколенника. В связочный аппарат входят:

Крестообразные связки находятся в полости коленного сустава. К разрывам их приводят запредельные движения в коленном суставе.

Суставные поверхности костей покрыты хрящом . Между сочленяющимися поверхностями бедренной и большеберцовой костей имеются внутренний и наружный мениски , представляющие собой серповидные (формы полулуний) хрящи. Коленный сустав имеет несколько синовиальных сумок :

Их число и размеры индивидуально варьируют. Находятся преимущественно между, под, около сухожилий. Синовиальная мембрана образует несколько складок, содержащих жировую ткань.

У человека коленное сочленение допускает движения сгибания и разгибания (фронтальная ось) — общий объём движений 151 градус, а при согнутом положении (вследствие расслабления коллатеральных связок) — и вращение вокруг оси. Общий объём вращений составляет 15 градусов, пассивное вращение — 35 градусов. Связки играют роль ограничения движений сустава.

Что такое суставная сумка и какова её функция

Коленный сустав является соединяющим звеном между двумя наиболее крупными костями человеческого организма и представляет собой самый сложный его функциональный сустав.

В составе коленного сустава находятся следующие активные и пассивные стабилизаторы:

Мышцы;
Мениски;
Связки;
Внесуставные капсулы;

За стабилизацию коленного сустава, помимо мышц голени и бедра, отвечают расположенные в его центре передняя и задняя крестовидные связки. Передняя крестовидная связка обеспечивает стабилизацию голени и препятствует смещению её вперёд, а задняя предотвращает соскальзывание назад. Наружная и внутренняя связка выполняют роль боковых стабилизаторов коленного сустава.

Оба мениска, наружный и внутренний, обеспечивают идеальное соединение несимметричных форм костей голени и бедра, выполняя две основных функции: создание возможности беспрепятственного скольжения поверхностной части хряща и амортизацию нагрузок, которая необходима для защиты хрящей. Равно как и обозначенные выше связки, они играют роль стабилизаторов коленного сустава.

Следствием несчастных случаев, приводящих к травме коленного сустава, является повреждение капсульно-связочного аппарата, хряща, наружного либо внутреннего мениска. Оно также может возникнуть при чрезмерных физических нагрузках. Во многих случаях оперативное вмешательство является единственным возможным методом лечения. На сегодняшний день большая часть таких операций проводится посредством применения малоинвазивных методов.

Какие виды движений возможны в коленном суставе

Коленный сустав относится к категории крупных сочленений. Он имеет сложное строение, выполняет различные функции, которые направлены на поддержание статики и обеспечение мобильности человека в пространстве. Однако несмотря на такую важную физиологию, колено имеет слабо развитый защитный аппарат, что повышает риск относительно легкого травмирования.

Одними из самых распространенных травм являются повреждения менисков. Реже встречаются разрывы связок и внутрисуставные переломы. Однако на первых порах эти состояния сложно дифференцировать между собой, т.к. они имеют схожие симптомы – болезненные ощущения, отечность, двигательные ограничения. Коленные травмы сопровождаются гемартрозом – нарушением целостности внутрисуставных сосудов и кровоизлиянием в полость сустава.

Различные виды травм коленного сустава требуют тщательного дифференцированного подхода как к диагностике, так и к лечению, особенно, если речь идет о внутрисуставных повреждениях, когда высока вероятность возникновения осложнений, приводящих к нарушению функций сустава.

Учитывая потенциальную разнородность повреждений колена, для врача важно на этапе первичного обследования установить точный диагноз, т.к. он будет определять характер последующего лечения. Диагностика травматических повреждений основывается на комплексном визуализационном обследовании коленного сустава – проводится рентгенологическое и ультразвуковое сканирование, магнитно-резонансная или компьютерная томография. Характер лечебной программы ассоциирован с видом полученной травмы. В одних случаях требуется хирургическое вмешательство, а в других – бывает достаточно консервативной терапии.

Какие основные функции коленного сустава

Для врача основное диагностическое преимущество УЗИ коленного сустава - это возможность посмотреть колено в процессе движения. В ходе ультразвукового сканирования диагност может просить пациента поменять положение колена и оценить, как изменяются анатомические особенности коленного сустава у человека в движении. Еще один значительный плюс данной методики — это то, что сканирование и отслеживание причины заболевания проходит в режиме реального времени. А это значит, что доктор может более детально рассмотреть проблемный участок, уделив для этого больше времени, или в случае нечеткого изображения попробовать подойти к проблеме с другой стороны. В отличие от рентгена, где снимок может получиться нечетким и в связи с этим врачу будет тяжело поставить верный диагноз, понадобится дообследование организма, УЗИ диагностика колена может быть быстро скорректирована по ходу сканирования.
УЗИ является приоритетным методом исследования коленного сустава у маленьких детей. Дело в том, что МРТ требует полной неподвижности пациента, чего трудно добиться от новорожденных и детей до 5 лет. Поэтому МРТ колена маленьким детям приходится проводить с глубокой седацией, что является нежелательной нагрузкой на организм ребенка. А вот УЗИ колена ребенку не требует никакой анестезии и носит весьма информативный характер. В отличие от МРТ, УЗИ можно делать людям с имплантами, протезами, кардиостимуляторами и другими металлосодержащими компонентами организма. Стоимость УЗИ суставов также можно зачислить в преимущества, так как она не велика по сравнению с МРТ.
УЗИ коленного сустава не требует специальной подготовки, кроме рекомендации удалить волосяной покров с исследуемой области для более гладкого скольжения датчика. Процедура сканирования колена проходит в положении лежа. Пациент ложится на спину на кушетку, предварительно застеленную одноразовой пеленкой. Врач наносит на датчик специальный гель, этот же гель наносится и на коленный сустав пациента. Далее врач водит последовательно в разные стороны датчиком по передней, боковой, задней стороне колена. Задняя сторона коленного сустава исследуется при положении на животе. Процедура длится примерно 15 минут. В сложных случаях время исследования может увеличиваться до 30 минут. Данные УЗИ коленного сустава выдаются пациенту с заключением врача сразу после сканирования.

Какие причины могут привести к повреждению коленного сустава

Как и любая медицинская процедура, лечебная физкультура имеет свои показания и противопоказания, которые необходимо учитывать перед началом занятий.

Проведение лечебной гимнастики рекомендовано в следующих случаях:

остеоартроз коленного сустава 1-3 стадии;
реабилитация после операций на коленном суставе (артроскопия, эндопротезирование);
профилактика прогрессирования артроза;
уменьшение болевого синдрома и скованности в суставе;
улучшение кровообращения и питания хрящевой ткани;
укрепление мышц, окружающих коленный сустав (квадрицепс, подколенные сухожилия, икры);
повышение стабильности и подвижности коленного сустава;
коррекция нарушений походки и осанки, связанных с заболеванием;
улучшение общего физического состояния пациента.

Противопоказания к физкультуре при гонартрозе:

острая стадия воспаления сустава (синовит) с выраженной болью, отеком и гиперемией;
обострение хронических заболеваний (ревматоидный артрит, подагра), затрагивающих коленный сустав;
нестабильность сустава, связанная с повреждением связок или менисков;
выраженный остеопороз, повышающий риск переломов;
тромбоз глубоких вен нижних конечностей;
инфекционные заболевания коленного сустава (септический артрит);
опухоли костей и мягких тканей, окружающих коленный сустав;
тяжелые сопутствующие заболевания сердечно-сосудистой, дыхательной или нервной системы в стадии декомпенсации;
выраженный болевой синдром, который не устраняется медикаментозно.

Перед началом занятий необходимо проконсультироваться с лечащим врачом (ортопедом, ревматологом, физиотерапевтом) для оценки состояния коленного сустава и подбора индивидуальной программы упражнений. Специалист учитывает стадию, особенности течения болезни, наличие сопутствующих патологий и факторов риска.

В процессе тренировок важно соблюдать следующие принципы:

постепенность увеличения нагрузки и сложности упражнений;
регулярность занятий (не менее 3-5 раз в неделю);
контроль болевых ощущений и своевременная коррекция программы;
поддержание оптимального веса тела для снижения нагрузки на сустав.

Какие методы диагностики используются для изучения строения коленного сустава

Для лучшего понимания, что и почему может болеть под коленом спереди , сзади или сбоку, нужно понимать строение самого сочленения. Как правило, самой часто появляющейся причиной проблем с болью является сам коленный сустав, который считается одним из самых сложно устроенных в организме.

Сустав необходим для осуществления функций сгибания и разгибания конечностей. Сустав управляет бедренной и большеберцовой костями, которые работают как "рычаги". Эти кости соединены коленом, которое в своей структуре имеет множество различных компонентов: сам коленный сустав, мышцы, связки и хрящевую ткань.

В обычной жизни колено испытывает огромные нагрузки, так как несет на себе вес всего тела и обеспечивают плавность передвижения. Можно сравнить суставы с амортизаторами в автомобиле: они так же принимают на себя основную часть воздействия окружения и помогают максимально снизить возможные негативные эффекты.

Коленный сустав не соединяет кости напрямую, так как их поверхность не является достаточно гладкой для нормальной работы сустава. Кости, прилегающие друг к другу, имеют специальную хрящевую ткань, которая и обеспечивают плавность хода суставных элементов. Хрящевая ткань может разрушаться под воздействием различных факторов, что само по себе провоцирует боль в колене под коленной чашечкой.

Отдельного упоминания заслуживает такой орган как синовиальная сумка, которая образует специальное вещество, необходимое для смазывания внутренней части сустава. В синовиальной сумке также часто образуются воспалительные процессы. При этом человек также ощущает, что болит нога под коленкой спереди. Воспалительные процессы в синовиальной сумке требуют особого подхода в лечении.