Анатомия коленного сустава: полное руководство для понимания его структуры и функций

Анатомия коленного сустава: полное руководство для понимания его структуры и функций

Коленный состав человека формируется при соединении в общей синовиальной капсулы двух крупнейших костей – бедренной и большеберцовой.

Бедренная кость является наиболее крупным элементом скелета человека. Она удерживает на себе не только внушительный мышечный объем, но и позволяет человеку прямо ходить на двух конечностях. На бедро падает вся масса верхней половины тела.

Дистальный (нижний) отдел кости участвует в формировании колена. Он состоит из двух частей – медиального и латерального мыщелков. Эти образования сверху покрываются синовиальным хрящом, они контактируют с соответствующими участками на верхней части большеберцовой кости.

Большеберцовая кость человека является одной из двух костей голени, между которыми натянута соединительнотканная перепонка. В отличие от предплечья, где обе кости выполняют равноценные задачи, малоберцовая кость голени не несет такой функциональной нагрузки, как большеберцовая. Последняя имеет проксимальный и дистальный эпифизы.

Проксимальный (верхний) участвует в формировании сустава. Верхний отдел кости образует большеберцовое плато, состоящее из двух частей. Медиальный мыщелок бедренной кости сочленяется с внутренней частью плато, а латеральный мыщелок – с наружной.

Строение коленного сустава является особенным еще и потому, что дополняет устройство третья кость – надколенник.

В народе эта кость часто называется коленной чашечкой. Она не прилежит к суставным поверхностям, однако прикрывает сочленение и выполняет защитную и ограничительную роли.

Врачи подчеркивают важность понимания строения коленного сустава для диагностики и лечения его заболеваний. Коленный сустав состоит из трех основных компонентов: бедренной кости, большеберцовой кости и надколенника. Эти кости соединены связками, которые обеспечивают стабильность и подвижность сустава. Врачи отмечают, что хрящ, покрывающий поверхности костей, играет ключевую роль в амортизации и снижении трения при движении. Также важными элементами являются мениски, которые помогают распределять нагрузку и стабилизировать сустав. Понимание анатомии коленного сустава позволяет врачам более точно выявлять патологии, такие как разрывы связок или артрит, и разрабатывать эффективные методы лечения, включая физиотерапию и хирургические вмешательства.

Связанные вопросы и ответы:

Какие основные элементы 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.

Какие функции выполняет коленный сустав в организме человека

Мышечный аппарат коленного сустава состоит из мышц, которые обеспечивают сгибание-разгибание и вращение. Мышцы-разгибатели расположены на передней поверхности бедра расположены мышцы-разгибатели, позволяют выполнять движения во время ходьбы. При их сокращении нога сгибается в колене. Наибольшая функциональная нагрузка ложится на квадрицепс бедра. А наколенник в гуще сухожилий служит дополнительной точкой опоры. Мышцы-сгибатели расположены на задней поверхности бедра и их сокращение позволяет выполнить сгибание ноги в колене.

Иннервация коленного сустава происходит за счет ответвлений крестцового и поясничного ответвлений, а также отделов седалищного и бедренного нервов. На задней поверхности коленного сустава расположен подколенный нерв, который является наиболее крупным. Он входит в структуру седалищного нерва, который обеспечивает чувствительность и иннервацию в области голени и стопы. Огибая верхний край коленного сустава, подколенный нерв делиться на малоберцовый и большеберцовый нервы. Малоберцовый проходит по поверхности головки малоберцовой кости и выходит на переднюю поверхность голени. Большеберцовый располагается на задней части голени. При травматизации коленного сустава эти нервы повреждаются первыми.

Позади коленного сустава в толще жировой клетчатки подколенной ямки расположены магистральные кровеносные сосуды. Это подколенная артерия и вена, благодаря им обеспечивается кровоток голени и стопе.

Какие виды связок находятся в коленном суставе и какие их roles

На гистологическом препарате видно, что клетки такни располагаются рыхло, находясь в обилии межклеточного вещества. Все виды хрящевой ткани способны принимать на себя и противодействовать силам сжатия, которые возникают во время движений и нагрузки. Благодаря этому обеспечивается равномерное распределение тяжести и уменьшение нагрузки на кость, что приостанавливает ее разрушение. Скелетные зоны, где постоянно происходят процессы трения, также покрыты хрящом, что позволяет уберечь их поверхности от чрезмерного износа. Гистология этого вида ткани отличается от других структур большим количеством межклеточного вещества, а клетки расположены в ней рыхло, образуют скопления или находятся по отдельности. Основное вещество хрящевой структуры задействовано в процессах углеводного обмена в организме.

Этот вид материала в теле человека, как и остальные, имеет в своем составе клетки и межклеточное вещество хряща. Особенность в небольшом количестве клеточных структур, благодаря чему обеспечиваются свойства ткани. Зрелый хрящ относится к рыхлой структуре. Эластичные и коллагеновые волокна выполняют в нем опорную функцию. Общий план строения включает только 20% клеток, а все остальное — волокна и аморфное вещество. Это связано с тем, что вследствие динамической нагрузки сосудистое русло ткани выражено слабо и поэтому она вынуждена питаться за счет основного вещества хрящевой ткани. Кроме этого, количество влаги, что находится в нем, выполняет амортизационные функции, плавно снимая напряжение костных тканей.

Из чего состоят?

Трахея и бронхи состоят их гиалинового хряща. Каждая разновидность хряща обладает уникальными свойствами, что вызвано отличием в расположении. Строение гиалинового хряща отличается от остальных меньшим количеством волокон и большим наполнением аморфным веществом. В связи с этим он не способен выдерживать сильные нагрузки, так как его ткани разрушаются от трения костей, однако, имеет довольно плотную и твердую структуру. Поэтому характерно, что их этого вида хряща состоят бронхи, трахеи и гортань. Скелетная и опорно-двигательные структуры образованы преимущественно волокнистым веществом. К его разновидности относятся часть связок, соединенная с гиалиновым хрящом. Эластичная структура занимает промежуточное местонахождение относительно этих двух тканей.

Клеточный состав

Хондроциты не обладают четкой и упорядоченной структурой, а чаще располагаются полностью хаотично. Иногда их скопления напоминают островки с большими областями отсутствия клеточных элементов. При этом вместе расположены зрелый тип клеток и молодой, который называется хондробласты. Они образуются надхрящницей и имеют интерстициальный рост, а в процессе своего развития продуцируют различные вещества.

Хондроциты — это источник компонентов межклеточного пространства, именно благодаря им имеется такая химическая таблица элементов в составе аморфного вещества:

Гиалуроновая кислота содержится в аморфном веществе.

• глюкозаминогликаны;
• протеогликаны;
• гиалуроновая кислота.

В эмбриональный период большинство костей представляет собой гиалиновые ткани.

Строение межклеточного вещества

Оно состоит из двух частей — это волокна и аморфное вещество. При этом фибриллярные структуры расположены в ткани хаотично. На гистологию хряща влияет выработка его клетками химических веществ, ответственных за плотность прозрачность и упругость. Особенности строения гиалинового хряща заключаются в наличии только коллагеновых волокон в его составе. Если выделяется недостаточное количество гиалуроновой кислоты, то это разрушает ткани вследствие дегенеративно-дистрофических процессов в них.

Какие мышцы окружают коленный сустав и как они влияют на его движение

Высокий риск повреждений коленного сустава обусловлен повышенными нагрузками на него и его анатомическими особенностями. Большинство травм достаточно легкие, так как происходят в быту или во время падения и подлежат амбулаторному лечению.

Серьезные повреждения, полученные во время аварий, падений с высоты, работы на производстве, встречаются реже, но подлежат обязательному лечению в условиях стационара, так как они часто сопровождаются травмами других органов.

Симптомы травм коленного сустава схожи: боль, отек, покраснение, невозможность согнуть или разогнуть ногу, возможная деформация. Наиболее распространенные травмы:

• ушиб — повреждение мягких тканей, при котором нет нарушения целостности сустава, сопровождается небольшой болью и хромотой. Обычно при ушибе делают рентгеновский снимок, чтобы исключить более серьезные повреждения. Лечится холодом и покоем, в тяжелых случаях накладывается гипс;
• повреждение связок — бывает полным или частичным, чаще всего встречается у спортсменов. Всегда сопровождается сильной болью, иногда щелчком. Может ощущаться нестабильность сустава и смещение голени. Для диагностики используют рентген, МРТ, артроскопию. Лечат обычно консервативно, при полном разрыве — только оперативно.
• повреждение менисков — от небольших надрывов до полных разрывов. Риску больше подвержены спортсмены, танцоры, люди, выполняющие тяжелую работу. Сама травма может сопровождаться небольшой припухлостью, легкими болевыми ощущениями. Со временем симптомы нарастают, становится невозможно ходить по лестнице. Диагностируется с помощью МРТ или артроскопии. Лечится консервативно или оперативно, в зависимости от тяжести;
• перелом — трещина, перелом (со смещением или без) любой кости в коленном суставе, чаще всего страдает коленная чашечка. Вызывает боль, отечность, невозможность двигать ногой. Лечится иммобилизацией сустава, в тяжелых случаях выполняют остеосинтез и/или скелетное вытяжение. После лечения обязательна реабилитация;
• вывих — смещение кости из своего естественного положения. Симптомы типичные — боли, отеки, деформация коленного сустава. Лечение зависит от тяжести повреждения, иногда может потребоваться хирургическое вмешательство.

Какие виды хрящей присутствуют в коленном суставе и как они защищают сустав

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 основные виды движений возможны в коленном суставе

Травма

Боль в колене может быть вызвана травмой. Это – самая распространенная причина. Травма колена обычно возникает при одном из следующих обстоятельств:

• сильный удар по колену или удар коленом о твердый предмет;
• падение;
• резкий чрезмерный или нехарактерный изгиб сустава.

В результате травмы может произойти перелом кости, вывих, повреждение сухожилий или связок, повреждение менисков (хрящей-амортизаторов, выполняющих роль прокладки между костями в суставе).

В случае травмы наблюдается острая боль, колено отекает. Возможны также возникновение гематомы (кровоподтека), нарушение кровоснабжения (в этом случае кожные покровы бледнеют, колено затекает, возможно возникновение чувства холода и покалывания).

При менископатии ( повреждении мениска ) острая боль проходит через 2-3 недели. Но последствия травмы могут ощущаться годами, в виде обострений – возвращения боли при нагрузке или неудачном движении.

Чрезмерные нагрузки

Повреждение колена может быть вызвано не только единовременным воздействием (травмой), но и факторами, действующими в течение длительного времени. Ведь коленный сустав – не только один из самых сложных в человеческом организме, но и несёт значительные нагрузки, особенно при ходьбе – тут уж практически вся нагрузка ложится именно на него. Нагрузка может быть чрезмерной. Заболевания коленного сустава возможны у профессиональных спортсменов, а также у людей, чья работа связана с переноской тяжестей или долгой ходьбой.

В результате подобных нагрузок могут развиться бурсит коленного сустава (воспаление слизистой синовиальной сумки), тендинит, тендиоз (заболевания соединительной ткани сустава), а также некоторые другие заболевания.

Артроз

Артроз коленного сустава (остеоартроз коленного сустава, гонатроз) – это дегенеративно-дистрофическое заболевание сустава, то есть патологические изменения, вызванные разрушением (прежде всего, физическим износом) и нарушениями питания тканей сустава. Первичный артроз обычно обусловлен возрастными изменениями и носит двусторонний характер. Возможен также вторичный артроз – следствие других заболеваний сустава, например, таких как артрит , подагра и т.п.

Первыми симптомами гонартроза являются боли в колене, появляющиеся при подъеме по лестнице, вставании из положения на корточках, ходьбе на длинные дистанции. Боль, как правило, сопровождается хрустом и ощущением сдавленности в суставе. На начальной стадии заболевания в покое колено не болит.

Подробнее об артрозах

Артрит

Артрит коленного сустава – это воспалительное заболевание сустава, которое может быть вызвано различными причинами – и дегенеративными изменениями суставного хряща (то есть в этом случае артриту предшествует остеоартроз), и инфекцией. Существуют различные виды артритов – посттравматический, реактивный, ревматоидный, подагрический. Наиболее часто встречается ревматоидный артрит, вызванный нарушениями иммунной системы.

При артрите боль может наблюдаться и в состоянии покоя (ночью боль усиливается). Физическая нагрузка (ходьба) также ведет к усилению боли. Боль проявляется при полном сгибании или разгибании колена. Наиболее комфортно больной чувствует себя, если его колено полусогнуто.

Боль в колене сопровождается припухлостью (отеком) сустава, покраснением в области сустава. Сустав может быть горячим на ощупь.

Изолированное воспаление коленного сустава наблюдается редко и чаще всего в молодом возрасте. В большинстве случаем артрит коленного сустава – лишь частный случай множественного поражения суставов (полиартрита), и тогда боль в колене сочетается с болью и в других суставах.

Другие причины боли в колене

Боль в колене может быть вызвана также:

• коксартрозом (артрозом тазобедренного сустава). В этом случае боль в колене носит отраженный характер (иррадиирует в колено из тазобедренного сустава);
• нарушением кровообращения коленного сустава. Такие боли характерны для подростков в период активного роста;
• опухолями костей (доброкачественными и злокачественными);
• некоторыми другими заболеваниями.

Какие наиболее распространенные травмы коленного сустава существуют

Нога повышает усиление мышц выше вашего колена, в задней части вашего бедра, а также от ваших ягодиц и бедер и может стабилизировать ваше колено после разрыва мениска. Попробуйте поднятие передней и задней ног.

Ложитесь на спину, со своим хорошим коленом согнувшись, и ваша травмированная нога. Затяните мышцы бедра, пытаясь прижать поврежденное колено к полу и крепко удерживать мышцы, когда вы поднимаете каблук о ногу с пола. Удерживайте в течение пяти секунд и медленно. Повторяйте восемь-двенадцать раз.

Все упражнения следует выполнять медленно и плавно, задерживая ногу в точке максимальной нагрузки до полного утомления.

Основные упражнения для разработки коленного сустава:

1. Сгибание ноги в колене. Упражнение выполняют из положения «лежа на животе», «стоя возле опоры». Удерживать ногу в верхней точке следует мышечным напряжением. Увеличивать амплитуду можно помогать себе рукой, но не до боли;
2. Сгибание ноги «сидя на полу». Ноги вытянуты вперед, работающую ногу закидывают на опорную, медленно сгибают и подтягивают к туловищу с помощью рук. Руками обхватывать ногу следует за заднюю часть бедра под коленным суставом, не за голень;
3. Сгибание ноги в положении «лежа на спине». Ноги сгибают сначала поочередно, затем обе вместе, максимально подтягивая к туловищу руками. Лопатки держим на полу;
4. «Велосипед» из положения «лежа на спине», «сидя на стуле». Круговые, поочередные движения ногами на минимально возможной высоте. Движения медленные, ровные;
5. Разгибание ноги в колене из положения «сидя на стуле». Ногу разгибают и задерживают в верхнем положении до выраженного утомления. Выполнять поочередно;
6. Подъем прямой ноги для укрепления мышц ног и ягодиц. Лежа на спине, ноги согнуть в коленях. Поочередно поднимать ноги на угол в 30-45 градусов от пола, удерживая конечность на весу до 30 секунд. Подъем и опускание ноги проводить медленно;
7. Приседания. Приседать следует с прямой спиной, опускаясь так, чтобы ягодицы слегка коснулись сиденья виртуального стула. При необходимости можно начинать эти упражнения с опорой, для соблюдения техники выполнения. Здесь важно не сесть глубже, а выдержать спину прямой. Глубину приседаний увеличивать можно по мере тренировки мышц и коленных суставов;
8. Приседания с выпадом вперед. Большой шаг вперед из положения «стоя, ноги вместе» с одновременным приседанием на опорную ногу. Идеальная амплитуда для этого упражнения, когда выставленная нога согнута в коленном суставе до 90 градусов, вторая касается коленом пола;
9. Ходьба по лестнице или на степ-доске. Эффективное упражнение, которое укрепляет подколенную мышцу. Выполнять до явного утомления;
10. Ходьба на коленях. Мелкими шагами двигаться вперед и назад, топтаться на месте. Начинать с 1 мин., увеличивая время до 3 мин. (по мере стихания боли);
11. Упражнения на координацию. Стояние на одной ноге на неустойчивой опоре. Для укрепления мышечно-связочного аппарата колена следует встать на мягкую подушечку и согнуть одну ногу в колене. Удерживать равновесие максимально долго. Ноги чередовать.