Анатомия и проблемы коленного сустава

Екатерина Сивакова

Коленный сустав - подвижное соединение бедренной кости с большеберцовой костью голени и коленной чашкой, или надколенником. По форме и направлениям подвижности движений является сложным блоковидно-вращательным суставом. По своей структуре он очень сложен и часто травмируем. Некоторых проблем с ним можно было бы избежать, если в обычной жизни, а тем более при занятиях тем или иным видом физической активности учитывать его анатомическое строение, биомеханику и другие условия его нормального функционирования.

Немного о терминологии: Многие органы нашего тела парные и для описания их часто используется определение их расположения относительно средней линии тела. Так термин "медиальный" означает, "расположенный ближе к средней линии тела", а “латеральный” – дальше от нее. Анатомические структуры, расположенные на медиальной стороне, в составе термина имеют прилагательное "медиальный", например, “медиальный мениск”, а расположенные на латеральной стороне, слово “латеральный”.

Коленный сустав формируют две длинные трубчатые кости: бедренная (сверху) и большеберцовая (снизу). Кроме того, в передней части коленного сустава расположена небольшая косточка округлой формы, называемая надколенником или коленной чашечкой.

Два шарообразных возвышения расположены внизу бедренной кости называются бедренными мыщелками. Они покрыты суставным хрящом и образуют суставную поверхность бедренной кости. Бедренные мыщелки контактируют с плоской поверхностью большеберцовой кости. Эта поверхность носит название большеберцовое плато. Оно состоит из двух половин: медиального большеберцового плато и латерального.

Надколенник скользит по особому желобу, образованному бедренными мыщелками, который называется пателлофеморальным углублением. Малоберцовая кость не участвует в образовании коленного сустава. Она расположена на голени латерально от большеберцовой кости. Эти кости соединены между собой посредством небольшого малоподвижного сустава.

Суставной хрящ покрывает суставные концы костей в любом суставе. Толщина суставного хряща в коленном суставе составляет около 5-6 мм. Эта ткань белого цвета с блестящей, очень гладкой поверхностью, имеет плотноэластическую консистенцию. Функция суставного хряща заключается в уменьшении сил трения при движении в суставе, а также в амортизации ударных нагрузок. Таким образом, суставной хрящ необходим там, где происходит движение двух костных поверхностей друг относительно друга. В коленном суставе, суставной хрящ покрывает суставные концы бедренной и большеберцовой костей, а также заднюю поверхность надколенника.

Мениски.

Между наружным и внутренним мыщелками большеберцовой кости расположено межмыщелковое возвышение. Кривизна суставных поверхностей мыщелков бедра не соответствует

по радиусу кривизне суставной поверхности большеберцовой кости. Это несоответствие (инконгруентность) до некоторой степени выравнивается двумя хрящевыми образованиями полулунной формы — менисками, утолщёнными по периферии. Нижней плоской поверхностью мениски обращены к верхней суставной

поверхности большеберцовой кости, а верхней вогнутой — к мыщелкам бедра. Посредством мощных связок внутренние концы менисков прикреплены к межмыщелковому возвышению, наружные утолщенные края сращены с синовиальной (внутренней) оболочкой сумки сустава. Спереди мениски соединены между собой поперечной связкой колена, с бедренной костью — передней и задней менискобедренными связками. Таким образом, концы менисков фиксированы, а тела их способны смещаться. Благодаря смещаемости менисков в К. с. при согнутом колене возможны вращательные движения. По структуре мениски являются волокнистыми хрящами и отличается от структуры суставного хряща, покрывающего суставные поверхности костей.

Функция менисков: распределение веса тела на большую площадь большеберцового плато, увеличение стабильности коленного сустава. Биомеханику колена легче рассматривать, если представить его в виде шара, расположенного на плоской площадке. Шар является суставным концом бедренной кости, а плоская площадка является большеберцовым плато. Мениски представляют собой эластичные прокладки и заполняют пространство между бедренными мыщелками и большеберцовым плато. Они помогают рационально перераспределять вес тела с бедренной на большеберцовую кость. Стабильность сустава обеспечивается его "расклиниванием" менисками, имеющими клиновидную форму. Толщина менисков больше на периферии, чем в центральной части. Такая геометрия приводит к формированию неглубокой впадины на большеберцовом плато.

В случае отсутствия менисков весь вес тела распределялся бы в одной точке большеберцового плато. Мениски же распределяют вес практически по всей площади большеберцового плато. Эта роль менисков очень важна, так как помогает защищать суставной хрящ от чрезмерных нагрузок. Повреждение или отсутствие менисков приводит к неправильному распределению нагрузок в коленном суставе, что способствует развитию дегенеративных изменений суставного хряща.

Связки и сухожилия

В коленном суставе в отличие от других суставов нашего тела, геометрия образующих его суставных поверхностей костей не обеспечивает стабильности. Например, бедренный сустав представлен шарообразной головкой бедренной кости, расположенной в глубокой ацетабулярной впадине, геометрия локтевого сустава напоминает блок в виде закругленного костного отростка и костной выемки. А в К.с. именно связки, сухожилия и мениски являются крайне важными структурами, способствующими его стабилизации.

Связки - это плотные образования из соединительной ткани, которые необходимы для фиксации концов костей друг с другом. Основными связками К. с. являются крестообразные связки, идущие от наружного и внутреннего мыщелков бедренной кости, перекрещивающиеся между собой и прикрепляющиеся к межмыщелковому возвышению, а также спереди и сзади него на большеберцовой кости. Эти связки ограничивают излишние движения суставных поверхностей костей в передне-заднем направлении. Передняя крестообразная связка удерживает большеберцовую кость от соскальзывания вперед относительно бедренной кости. Задняя крестообразная связка удерживает большеберцовую кость от соскальзывания назад относительно бедренной кости. По сторонам К. с. расположены большеберцовая и малоберцовая коллатеральные связки, начинающиеся на надмыщелках бедренной кости и прикрепляющиеся соответственно на медиальной поверхности большеберцовой кости и головке малоберцовой кости.

Сухожилия по строению напоминают связки, при этом они соединяют мышцы с костями. Наиболее крупное сухожилие, расположенное в области колена, называется сухожилием надколенника. Оно соединяет четырехглавую мышцу (квадрицепс), расположенную на передней поверхности бедра, с большеберцовой костью. В толще этого сухожилия находится надколенник. Боковой поддерживающий аппарат надколенника образуют медиальный и латеральный удерживатели надколенника. На задней поверхности К. с. находятся косая и дугообразная подколенные связки. Здесь же пучки сухожилия полуперепончатой мышцы образуют сухожильное растяжение — глубокую гусиную лапку. Эти сухожилия иногда используют в качестве аутотрансплантатов при эндопротезировании крестообразных связок.

СУСТАВНАЯ СУМКА

Суставная сумка, состоящая из фиброзной и синовиальной мембран, прикрепляется по краю суставного хряща и суставных менисков. Спереди она укреплена тремя широкими тяжами, образованными сухожильными пучками четырехглавой мышцы бедра. В средний тяж как бы вплетен надколенник, прикрывающий К. с. спереди. С боков сумка укреплена внутренней (медиальной) связкой большеберцовой кости и наружной (латеральной) связкой малоберцовой кости. Эти связки при выпрямленной конечности исключают боковую подвижность и вращение голени. Задняя поверхность сумки укреплена вплетающимися в нее сухожилиями мышц голени и бедра. Синовиальная оболочка, покрывая изнутри суставную сумку, выстилает сочлененные поверхности, крестообразные связки; образует несколько карманов (завороты и бурсы К. с.) из которых самый крупный расположен позади сухожилия четырехглавой мышцы бедра. Полость К. с. сообщается с синовиальными сумками, расположенными в местах прикрепления мышц, окружающих сустав.

Мышцы. Движение

Движения в К. с. осуществляются вокруг двух осей: фронтальной (сгибание, разгибание) и вертикальной (вращение голени в согнутом положении К. с.). Сгибание в К. с. обеспечивают мышцы-сгибатели бедра (двуглавая, полусухожильная и полуперепончатая) и голени (икроножная, подколенная); разгибание — мышцы-разгибатели (четырехглавая мышца бедра). Поворот голени кнаружи происходит при сокращении двуглавой мышцы бедра. Ее внутреннюю ротацию обеспечивают мышц, образующие поверхностную и глубокую гусиные лапки.

Иннервация К.с. осуществляется за счет ветвей поясничного и крестцового нервных сплетений, ветвями бедренного и седалищного нервов. Наиболее крупным нервом области колена является подколенный нерв, расположенный на задней поверхности коленного сустава. Этот нерв является частью седалищного нерва, который проходит в области голени и стопы, обеспечивая чувствительную и двигательную иннервацию этих областей. Подколенный нерв чуть выше коленного сустава делится на большеберцовый и малоберцовый нервы. Большеберцовый нерв располагается на задней поверхности голени, а малоберцовый нерв огибает головку малоберцовой кости и уходит на переднюю и наружно-боковую поверхность голени. Эти нервы могут быть повреждены при травме коленного сустава.

Кровоснабжение К. с. осуществляется ветвями подколенной артерии, проходящей в подколенной ямке, двумя возвратными ветвями передней большеберцовой артерии и нисходящей артерии колена (ветвь бедренной артерии). Венозная кровь от К. с. собирается в подкожные и глубокие вены.

Проблемы Коленного Сустава

В различных положениях сустав является разным по анатомической классификации: в разогнутом состоянии он является блоковидным, а по мере сгибания переходит во что-то вроде комбинированного шаровидного. При попытке повернуть разогнутый коленный сустав вокруг вертикальной оси возможна травма менисков. При разогнутом коленном суставе значительная часть суставной поверхности бедренной кости соприкасается с менисками, а в согнутом положении это соприкосновение минимально. По мере сгибания площадь соприкосновения в суставе между бедренной и большой берцовой костью резко сокращается. В связи с этим в суставе имеется сложнейший связочный аппарат. Даже относительно небольшое механическое нарушение в работе сустава способно перегрузить те или иные его структуры. В суставе также имеются структуры, предназначенные для выработки суставной жидкости. Нарушение функций какого-либо из этих элементов обязательно повлечет за собой общее изменение механизма работы сустава.

Травмы и причины их возникновения

Если исключить такие причины, как ушибы и вывихи, рассматривая исключительно воздействие тренировок, то травма может быть следствием физической перегруженности. В результате действия на сустав значительных нагрузок, его ткани снашиваются и подвергаются микротравмам. Это вполне естественный процесс и здесь нет ничего патологического, но если ткани не будут успевать восстанавливаться между тренировками, то с каждой тренировкой объем микротравм будет нарастать. Постоянная ноющая боль в суставе свидетельствует о наличии очага воспаления, спровоцированного микротравмами. По мере прогрессирования этого процесса происходит нарастание негативных изменений в тканях сустава и, следовательно, для дальнейшего повреждения этих тканей будет достаточно уже меньшей нагрузки.

Часто встречаются полные или частичные разрывы связок К. с. Они происходят при движениях, которые превышают физиологические пределы. Так, большеберцовая и малоберцовая коллатеральные связки обычно разрываются при чрезмерном отведении голени внутрь или наружу. Связки повреждаются у места их прикрепления к костям, образующим сустав, иногда происходит отрыв костного фрагмента. Разрывы на протяжении связки бывают полные и частичные. Наиболее подвержена травматизации большеберцовая коллатеральная связка, реже нарушается целость передней крестообразной. Часто повреждаются обе эти связки и внутренний мениск — так называемая несчастная триада, или триада Турнера. Разрывы малоберцовой коллатеральной связки часто могут сопровождаться повреждением малоберцового нерва, нередко одновременно нарушается целость передней крестообразной связки и наружного мениска.

Для диагностики повреждений связочного аппарата используются так называемые тесты стабильности, которые обычно заключаются в осторожном пассивном воспроизведении механизма повреждения. Например, при полном разрыве большеберцовой коллатеральной связки отмечают увеличение амплитуды пассивного отведения голени и ее ротации кнаружи, при нарушении целости передней крестообразной связки — смещение голени вперед (симптом переднего выдвижного ящика), при повреждении задней крестообразной связки — смещение голени назад (симптом заднего выдвижного ящика). По величине отклонения или смещения голени оценивают степень повреждения связочно-капсульного аппарата. В этом случае, контроль за мышцами задней и внутренней поверхности бедра и подколенными сухожилиями компенсируют эту нестабильность, способствуют восстановлению, или, по крайней мере, предотвращают усугублению проблемы.

Основная причина травм мениска - форсированное ротационное движение в коленном суставе, которое вызывает смещение суставных концов костей большой берцовой кости относительно мыщелков бедра в несоответствующем суставу направлении или объеме. Чаще всего происходит в согнутом колене при ротации при нагруженной конечности. Разрыв мениска может усугубляться повреждением боковых и передней крестообразной связок колена. Медиальный мениск повреждается в 3-4 раза чаще латерального, одна из причин этого та, что медиальный мениск жестче фиксирован т.к. сращен с большеберцовой коллатеральной связкой, а латеральный имеет большую свободу скольжения. Если произошел разрыв, то оторванная часть мениска, сохраняя связь с передним и задним рогом, часто перемещается, ущемляется между мыщелками бедра и голени, вызывая блокаду сустава, которая проявляется внезапным ограничением движения (преимущественно разгибания), острой болью, прогрессирующим травматическим синовитом (воспалением и отеком сустава).

Особенности питания менисков во многом определяют их способность к восстановлению. Сбоку мениски сращены с капсулой сустава и имеют кровоснабжение от артерий капсулы. Внутренние части находятся в глубине сустава и собственного кровоснабжения не имеют, а питание их тканей осуществляется за счет циркуляции внутрисуставной жидкости. Поэтому повреждения менисков рядом с капсулой сустава срастаются хорошо, а разрывы внутренней части, в глубине коленного сустава не срастаются совсем. Так же дегенеративные изменения мениска, приводящие к травме, могут развиться в результате хронических микротравм.

Иными, кроме травматических, причинами проблем К.с. являются:

1. Присутствие каких-либо других повреждающих факторов, например поражений, имеющих нетравматическую природу, таких как нарушение обмена веществ, действие инфекций и др.

2. Неполноценное с точки зрения получения аминокислот питание.

3. Наличие каких-либо механических дефектов в строении сустава в сочетании с факторами, свойственными тренировке, способно вызывать быстрое нарастание микротравмирования суставного хряща (в случае с патологией бедренно-берцового сочленения).

4. Также одним из значимых факторов является нарушение регулярности воздействия на сустав, следствием которого является дисбаланс состава хряща. Например, при резком прекращении тренировок. При регулярной интенсивной нагрузке обмен веществ, идущий в тканях трущихся поверхностей, оптимизируется под нее, и при ее резком прекращении не успевает перестроиться, в результате чего ухудшаются показатели скольжения в суставе.

ЧТО ДЕЛАТЬ?

Первым и основным видом профилактики травматизма не только колена, но и любой другой области, является правильная подготовка т.е. разминка.

Нет ни одного вида физической активности, будь то спорт, боевые искусства, балет и пр. где бы ни присутствовала эта предварительная часть. В йоге, где нагрузки на суставы огромны, направления движения и их амплитуды очень разнообразны это особенно актуально.

А учитывая тот факт, что физиологически суставы устроены так, что смазка в суставную сумку выделяется в достаточном количестве для хорошего скольжения хрящей только при динамической работе(!) . можно понять, почему техники типа Вьяямы или обычная суставная разминка важны в начале занятия. К примеру, синовиальная жидкость увеличивает коэффицент скольжения в 20 раз т.е. на столько уменьшается трение между хрящами. Продолжительность и детальность разминки (в йоге к этому разряду техник относят въяямы) зависит от нескольких факторов. Это конституция, возраст, состояние здоровья и тренированность человека; температура окружающей среды, сезон и время суток; задачи, которые человек перед собой ставит в процессе тренировки.

ПРО АСАНЫ

1. Вторым общим правилом является принцип компенсации, когда, например “растяжка” компенсируется последующей силовой нагрузкой на эту же зону. Например, продольный шпагат компенсируется третьей Вирабхадрасаной, Шалабхасаной и пр. Упавиштаконасана и Самоконасана напряжением приводящих мышц бедра, или растяжением мышц антагонистов, например, гомукхасаной или гарудасаной.

2. В таких асанах, как Вирабхадрасана (см.фото), Паршвоконасана и других асанах в широком шаге держите колено прямо над пяткой или шире, при сгибании колена более чем на 90 градусов (когда угол между голенью и бедром становиться острым) и на согнутую ногу приходится вес тела, нагрузка на связку недколенника увеличивается в 7 раз! (см.фото).

3. В таких асанах, как Джануширшасана и пр. лучше сгибать ногу мышцами самой ноги и меньше помогать себе руками. Очень аккуратно должна выполняться асаны такие как Вирасана (см.фото), Суптавирасана. Трианг мукха экапада пасчимоттанасана и все асаны с лотосом и полулотосом.

4. В асанах в положении стоя бедренная и большеберцовая кости должны находиться на одной оси, большеберцовая кость не должна совершать вращательного движения в коленном суставе, т.е. стопа должна быть направлена туда же, куда направлено бедро и колено. Особенно это важно, когда вес приходится на сгибаемую ногу! А также, не давать колену сгибаться вовнутрь за счет растяжения медиальной коллатеральной связки, как например в Париврита паршваконасане (см. фото).

5. Не следует пытаться сесть в падмасану, пока недостаточно раскрыты тазобедренные суставы. Их разработанность легко проверить, попытавшись сесть в Стамбхасану (см. фото).

6. Необходимо удерживать коленный замок “джану бандха” во всех положениях с прямой ногой, как стоя, так и сидя. Нарушение этого правила может привести к травме большеберцовой коллатеральной (внутренней боковой) связки в таких например асанах, как Упавиштаконасана (см.фото) или Самоконасана.

7. Особенно хочется обратить внимание на такую асану, как Ватаянасана. где нагрузка на колено складывается из его изгиба и вращательного движения в полулотосе и вертикальной нагрузки т.к. на него приходится часть массы тела. Итого, при недостатке одного из компонентов: раскрытия тазобедренного сустава для лотоса или скрутки позвоночника, вы гарантированно получите довольно сильную травму. (Проверено поколениями йогов ;).

8. Еще одной опасной для колена асаной является Раджакапотасана (см.фото). Когда одна нога вытянута назад как в шпагате, а вторая согнута перед собой. При неразработанных до полной “бабочки” тазобедренных суставах и отсутствии продольного шпагата, человек наклоняется вперед и вес тела в основном ложиться на голень согнутой ноги, и колено сгибается вовнутрь (та самая ситуация, когда колено согнуто, скручено и под нагрузкой). При такой нефункциональной по направлению и большой по весу нагрузке, легко травмировать малоберцовую коллатеральную и крестообразные связки. А в худшем случае и порвать мениск (и этому есть примеры ;).

9. Так же опасны резкие движения и сложные комбинированные асаны, когда одна или две ноги сложены в лотос. И уж совсем экстремальной для коленей является Мулабандхасана и Кандасана. Будьте осторожны!

При первых ощущениях дискомфорта в суставе следует дать связкам восстановиться:

1. Как можно меньше подвергать сустав какой бы то ни было нагрузке, вызывающей дискомфорт, Снижение объема нагрузок, в некоторых случаях на время или полностью нужно отказаться от выполнения упражнений на ноги.

2. Для снижения ударных нагрузок в период восстановления уместно ношение обуви с хорошо амортизирующей подошвой, например кроссовки. Обувь на очень тонкой жесткой или плохо гнущейся подошве, а особенно обувь на высоком каблуке лишает стопу ее естественной амортизирующей функции, увеличивая ударную нагрузку на связки и хрящи сустава. К слову сказать, ударная нагрузка на позвоночник тоже увеличивается, что так же вредно.

3. Полноценное и сбалансированное питание.

4. Для снятия воспаления уместно применение противовоспалительных средств. Для тех, кто не любит “химию” существует гомеопатическое средство – “траумель”, выпускаемое в форме инъекции, мази и таблеток, снимающее воспаление и ускоряющее восстановление после травмы. Кстати, многие препараты обладают еще и обезболивающим эффектом, поэтому, если при их применении вы перестали чувствовать боль,это вовсе не значит, что вы выздоровели.

5. После снятия воспаления, для дальнейшей раебелитаци применяют разогревающие средства и процедуры, массаж, физиотерапия, а также различные аюрведические препарата внутреннего и натужного применения, китайскую и тибетскую медицину.

6. Совершение легких движений с небольшой амплитудой будет способствовать увеличению трофики и восстановлению поврежденной структуры.