Как выглядит здоровый сустав

Часто нам приходится слышать: «Суставы у меня сегодня болят, сустав у меня отек, суставы скрипят» и тому подобное. Поэтому стоит сказать несколько слов о суставах, которые из всех частей человеческого организма больше всего подвержены ревматическим заболеваниям (как мы позже покажем, ревматические заболевания затрагивают не только суставы).

Сустав является одной из самых важных частей человеческого тела, позволяющей нам передвигаться. Движения конечностей осуществляются благодаря сокращению мышц, которые прикрепляются к кости. Соединение костей друг с другом при помощи суставов позволяет трансформировать сокращение мышц в движения конечностей, В нашем теле имеется несколько видов суставов. Здесь мы упомянем только о самом важном из них, так называемом синовиальном суставе (рис.1). В этом случае концы двух костей соединяются при помощи своего рода синовиальной сумки, в которой образуется полость, называемая синовиальной. Слово синовиальный происходит от латинского названия оболочки, которая покрывает внутреннюю стенку синовиальной сумки, называемой также суставной полостью (synovia — термин, использованный в средние века врачом Парацельсом для обозначения жидкости из суставной полости, которая по своей вязкости напоминает яичный белок; по-латински яйцо — ovum). Суставная сумка представляет собой своего рода рукав, плотно облегающий оба конца соединяющихся костей. Концы соединяющихся костей в этой суставной сумке покрыты суставным хрящом, а в суставной полости могут находится и другие образования, например, суставные диски — мениски. Суставная полость укреплена системой связок. Все части сустава — суставной хрящ, суставная сумка, синовиальная оболочка и суставные связки — несут свою функциональную нагрузку. Прежде чем приступить к описанию строения и функций отдельных частей сустава, мы должны уяснить себе понятие соединительной ткани.

Рис. 1. Схематическое изображение строения сустава

1 — суставный хрящ; 2 — суставная сумка; 3 — синовиальная оболочка; 4 — синовиальная полость с синовиальной жидкостью

Соединительная ткань (лучше сказать соединительные ткани) относится к важнейшим тканям организма и обусловливает большую часть массы тела. Соединительная ткань — это основная ткань, из которой состоят все структуры двигательной системы. Кости, связки, хрящи, суставные сумки, сухожилия — все это образовано соединительной тканью. В костях связующее вещество укреплено особым типом солей кальция. К другим соединительным тканям относятся кожа, мышечная оболочка, основные несущие конструкции некоторых внутренних органов (например, легких, сосудистой системы). На прямое отношение соединительных тканей к ревматическим заболеваниям еще в 1930 г. обратил внимание немецкий патолог Клинге, а в 40-х годах — американский патолог Клемперер. Целый ряд ревматических заболеваний относится к заболеваниям, поражающим несколько органов, а общим фактором для всех них является поражение соединительной ткани. Поэтому одно время, по предложению Пола Клемперера, говорили о так называемых болезнях соединительной ткани, причем это понятие включало в себя и ревматические заболевания. Благодаря этому во всем мире и развернулись широкие исследования соединительной ткани.

Соединительная ткань образуется из мезенхимы, чьей задачей является создавать другие элементы соединительной ткани. Поскольку соединительная ткань (как свидетельствует само ее название) имеет соединительную функцию, а также опорную, то она должна быть прочной, а в некоторых случаях гибкой, эластичной. Она состоит как из рыхлой волокнистой ткани (подкожный жировой слой), так и из плотной волокнистой ткани. Межклеточное вещество соединительной ткани представлено волокнистыми структурами, одними из важнейших среди которых являются коллагеновые волокна. Они устойчивы к давлению и таким образом обеспечивают прочность сухожилий, связок, хрящей и костей. Образованы они волокнистым белковым веществом, которое называется коллаген. Тщательные химические и рентгенологические анализы показывают, что структура коллагеновых волокон образована тремя спиральными цепочками аминокислот. Такое построение обеспечивает устойчивость волокна против деформаций, химического воздействия.

Другим типом волокон соединительной ткани являются эластические волокна, характеризующиеся большой гибкостью. Их можно растягивать, и при этом они не деформируются и не рвутся. Волокна присутствуют, например, в стенках сосудов и благодаря этим свойствам обеспечивают их растяжимость. Эти волокна вместе с клетчаткой располагаются в окружающей их своего рода матрице, которую мы называем основным веществом. Оно образуется из так называемых гликопротеинов. Эти большие молекулы (макромолекулы) состоят из так называемого белкового ядра, к которому присоединены цепочки Сахаров. Их роль особенно важна в амортизации механических ударов и вибраций, которым подвержены некоторые соединительные ткани. Таким образом эластические волокна обеспечивают прочность на разрыв и жесткость соединительной ткани, а гликопротеины функционируют как гибкие амортизаторы.

Соединительная ткань в организме встречается в нескольких формах:

-          в качестве «свободной» она служит для гибкой, но прочной опоры тканей некоторых органов (образует своего рода несущую конструкцию органа, которая обтянута собственно функциональными клетками данного органа, например, легочными или почечными);

-          в качестве компактного соединительного материала, который мы обнаруживаем в тканях двигательного аппарата. Здесь она должна обеспечивать прочность, например, сухожилий и связок, и поэтому содержит большой процент коллагеновых волокон. В костях, как я уже отмечал, их прочность дополнительно увеличена из-за присутствия минеральных веществ.

Специальным видом компактной соединительной ткани является суставной хрящ. Им покрыты противолежащие поверхности костей в синовиальном суставе. В нормальных условиях у него гладкая, блестящая поверхность, у молодых людей она вдавливается при нажатии. С возрастом хрящ желтеет и становится все жестче. Суставной хрящ имеет не очень большую толщину, примерно 2—4 мм, с возрастом его толщина уменьшается. Строение этого хряща очень интересно; оно обусловлено необходимостью амортизировать механические удары, которым подвергается сустав при движении. Основой хряща является матрица (основное вещество), состоящее главным образом из связывающих воду гли-копротеинов (рис. 2). В этой матрице находятся клетки (называемые хондроцитами), и коллагеновые волокна, расположенные в виде своего рода готических арок с опорой на прилегающую к кости нижнюю поверхность хряща и с вершиной, направленной к его внешней поверхности. В хряще отсутствуют нервы и сосуды. Питание его тканей осуществляется из суставной полости, где имеется некоторое количество так называемой синовиальной жидкости, или из сосудов, прилегающих к костному мозгу. При нагрузке на хрящ в суставную полость выделяется синовиальная жидкость, содержащая большое количество воды, при снятии нагрузки она всасывается в сосудистое русло синовиальной оболочки и может приносить с собой из суставной полости необходимые питательные вещества, обеспечивая, таким образом, трофику бессосудистого суставного хряща. Такого рода водяной насос играет свою роль при поглощении ударов и давления на хрящ, которые при беге и прыжках могут достигать значений в несколько сот килограммов на один квадратный сантиметр!

Как и в двигателях внутреннего сгорания, здесь наблюдается поверхностное трение. Предполагается, что здесь играет определенную роль синовиальная жидкость, присутствующая в суставной полосш. Жидкости этой очень мало, в здоровом коленном суставе ее около 0,5 мл (это количество значительно увеличивается при воспалении сустава). Синовиальная жидкость кроме воды включает в себя белки, сахара, минеральные вещества (по своему составу она похожа на кровь, из которой она получается при помощи фильтрации — кровь к суставу подводится через сосуды суставной сумки). Важно то, что синовиальная жидкость очень вязкая; это имеет огромное значение для смазки сустава. При повышенном трении в суставе синовиальная жидкость ведет себя очень интересно. В тот момент, когда трение наиболее велико, ее вязкость уменьшается, а при уменьшении трения снова возвращается к исходному значению. Тем самым достигается более легкое скольжение в суставе. Вязкость синовиальной жидкости обусловлена наличием крупных молекул (особенно гиалуроновой кислоты). Предполагают, что на поверхности хряща эти молекулы образуют тонкую пленку, и собственно движение сустава осуществляется между двумя такими покрывающими хрящ пленками. Тем самым не только облегчается равномерное движение в суставе, но и сам хрящ предохраняется от износа.

Кроме этого, сустав образован суставной сумкой, охватывающей обе кости. На концах соединяемых костей она жестко закреплена, и лишь в некоторых случаях через нее проходят сухожилия. Суставная сумка усилена прочными связками. В коленном суставе подобные связки находятся и внутри сустава — по их расположению мы называем их крестообразными. Соединительная ткань, образующая суставную сумку, в отличие от соединительной ткани хряща для выполнения своей основной функции должна быть прочной и жесткой. Поэтому соединительная ткань в суставной сумке включает в себя немного основного вещества и большое количество коллагеновых волокон.

Внутренняя поверхность суставной сумки покрыта так называемой синовиальной оболочкой. Такая же оболочка есть и у сухожилий. Поверхностные слои синовиальной оболочки образованы клетками, секретиру-ющими вещества, содержащиеся в синовиальной жидкости. В синовиальной оболочке относительно много кровеносных сосудов. Как внутренняя, так и внешняя поверхность суставной сумки очень чувствительна из-за присутствия многочисленных нервных окончаний (в отличие от хряща).

Кроме синовиальных суставов существуют и другие типы суставных соединений, среди которых следует отметить так называемый синартроз, суставное соединение, не имеющее полости. Сюда относится соединение между позвонками с помощью межпозвоночного диска, который часто является источником болезненных ощущений (см. главу о болях в спине). Межпозвоночный диск образуется внешним фиброзным кольцом, состоящим из толстых пучков коллагеновых волокон (рис. 3). Внутри этого кольца находится мягкое ядро (nucleus pulposus), которое служит своего рода амортизатором при механической вертикальной нагрузке на позвоночник. По поверхности позвонков и межпозвоночных дисков проходят прочные продольные связки, способствующие повышению прочности соединения позвонков друг с другом. С возрастом мягкое ядро межпозвоночного диска утрачивает воду и перестает выполнять свои функции. Это может привести к всевозможным болезненным деформациям межпозвоночных дисков.

Рис. 3. Межпозвоночный диск

а — ядро диска; б — фиброзное кольцо