Попробуем разобраться в этом непростом механизме, где каждая кость занимает определенное место и находится в непосредственной связи с одной или несколькими соседними костями. Исключение составляют так называемые сесамовидные кости, располагающиеся в толще сухожилий мышц (например, надколенник и гороховидная косточка запястья), и подъязычная кость. От характера соединений между костями зависит подвижность частей тела.

Различают непрерывные соединения, формирующие прочные неподвижные или малоподвижные конструкции, прерывные соединения, или суставы, позволяющие костям перемещаться относительно друг друга, а также переходный вид соединений - полусуставы, или симфизы.

Соединительные ткани

В непрерывных соединениях кости связаны между собой с помощью прослойки соединительной ткани, лишенной каких-либо щелей или полостей. В зависимости от типа соединительной ткани различают фиброзные, хрящевые и костные непрерывные соединения.

К фиброзным соединениям относят многочисленные связки, межкостные перепонки, швы между костями черепа и соединения зубов с челюстями (рис. 1). Связки представляют собой плотные пучки волокон, которые перекидываются от одной кости к другой. Очень много связок в области позвоночника: они располагаются между отдельными позвонками, при движениях позвоночного столба ограничивают чрезмерные наклоны и способствуют возврату в исходное положение. Потеря этими связками эластических свойств в старческом возрасте может привести к формированию горба.

Межкостные перепонки имеют вид пластин, натянутых между костями на значительном протяжении. Они прочно удерживают одну кость возле другой, служат местом прикрепления мышц. Такие перепонки располагаются, например, между длинными трубчатыми костями предплечья и голени.

Швы черепа

Швы черепа - это соединения между костями черепа с помощью тонких прослоек волокнистой соединительной ткани. В зависимости от формы краев костей черепа различают зубчатый, чешуйчатый и плоский швы. Наиболее изящный плоский шов встречается только в области лицевого отдела черепа, а прочный зубчатый шов, похожий на застежку-молнию, - в крыше мозгового отдела. Височная кость, как рыбья чешуя (отсюда и название шва), укреплена на боковой поверхности черепа.

Родничок
У новорожденного ребенка швов не существует, а значительные перепончатые пространства между костями черепа называют родничками. Благодаря наличию родничков форма черепа может меняться во время прохождения плода по родовым путям, что облегчает рождение ребенка. Самый крупный передний, или лобный, родничок располагается в области темени, имеет ромбовидную форму и исчезает только на втором году жизни. Роднички меньших размеров, располагающиеся в затылочной и височной областях черепа, закрываются на 2-3-й месяц после рождения. Формирование швов заканчивается к 3-5 годам жизни. После 30 лет швы между костями черепа начинают зарастать (окостеневать), что связано с отложением в них солей кальция. У мужчин этот процесс происходит несколько раньше, чем у женщин. В старости череп человека становится гладким, границы между костями фактически неразличимы.

Зубы

Зубы укреплены в ячейках (альвеолах) челюстей с помощью, так называемого периодонта - пучков крепких волокон, связывающих корень зуба с поверхностью альвеолы. Такой вид соединения специалисты называют вколачиванием, обращая внимание, однако, на некоторое анатомическое несоответствие: ведь зубы вырастают изнутри челюсти, а не вколачиваются в нее извне!

Межпозвонковые диски

Непрерывные соединения костей с помощью хрящевой ткани отличаются прочностью, упругостью и малой подвижностью, степень которой зависит от толщины хрящевой прослойки. К такому виду соединений относятся, например, межпозвоночные диски (см. рис. 1), толщина которых в поясничном, наиболее подвижном, отделе позвоночного столба достигает 10-12 мм. В центре диска располагается упругое студенистое ядро, которое окружено крепким фиброзным кольцом. Ядро сильно сдавлено и постоянно стремится расшириться, поэтому пружинит и амортизирует толчки, как буфер. При чрезмерных нагрузках и травмах межпозвоночные диски могут деформироваться, смещаться, в результате подвижность и амортизационные свойства позвоночника нарушаются. С возрастом, при нарушении обмена веществ может происходить обызвествление межпозвоночных дисков и связок, образование костных наростов на позвонках. Этот процесс, именуемый остеохондрозом , также приводит к ограничению подвижности позвоночного столба.

Непрерывные хрящевые соединения

Многие непрерывные хрящевые соединения между костями имеются лишь в детстве. С возрастом они окостеневают и превращаются в непрерывные костные соединения. Примером может служить сращение крестцовых позвонков в единую кость - крестец, происходящее в 17-25 лет. Образование некоторых костей черепа (например, затылочной, височной) из нескольких отдельных частей наблюдается в возрасте от 1 года до 6 лет. Наконец, срастание концов трубчатых костей с их средней частью в период от 17 до 21 года у женщин и от 19 до 23 лет у мужчин обусловливает завершение ростовых процессов.

Суставы и полусуставы

Полусуставы также представляют собой хрящевые соединения между костями. Но в этом случае в толще хряща имеется небольшая щелевидная полость, заполненная жидкостью, что увеличивает подвижность соединения. Полусуставом является лобковый симфиз - соединение двух тазовых костей между собой спереди. Возможность незначительного расхождения тазовых костей в области симфиза важна для женщин в процессе родов.

Подвижными соединениями между костями являются суставы . Они представляют собой прерывные соединения, у которых всегда имеется щелевидное пространство между соединяющимися костями. Помимо щелевидной суставной полости в каждом суставе различают суставные поверхности сочленяющихся костей и суставную капсулу, окружающую его со всех сторон (рис. 2).

Суставная капсула и суставной хрящ
Суставные поверхности сочленяющихся костей покрыты слоем гладкого суставного хряща толщиной от 0,2 до 6 мм, который уменьшает трение между движущимися костями. Чем больше нагрузка, тем толще суставной хрящ. Поскольку хрящ не имеет сосудов, в его питании основную роль играет синовиальная жидкость, заполняющая полость сустава.

Синовиальная мембрана
Суставная капсула окружает суставную полость и прирастает к костям по краю их суставных поверхностей или немного отступя от него. Суставная капсула состоит из двух слоев: наружного - плотной фиброзной мембраны и внутреннего - тонкой синовиальной мембраны. Именно синовиальная мембрана выделяет в полость сустава прозрачную тягучую синовиальную жидкость - своеобразную смазку, облегчающую скольжение сочленяющихся костей. Синовиальная мембрана может образовывать различные выросты: складки внутри сустава, служащие для амортизации при движении, а также выпячивания за пределы суставной капсулы, называемые сумками (бурсы). Располагаясь вокруг сустава в виде мягких прокладок под сухожилиями мышц, сумки уменьшают трение сухожилий о кость при движениях в суставе. Вследствие ушибов может развиться воспаление сумки - бурсит. При этом сумки (и область сустава) разбухают за счет увеличение объема заполняющей их жидкости.

Диски и мениски
Полость сустава имеет щелевидную форму благодаря плотному соприкосновению суставных хрящей и отрицательному давлению внутри сустава. Для увеличения подобия соприкасающихся поверхностей в полости суставов могут располагаться дополнительные хрящевые прокладки: диски и мениски (пластинки полулунной формы). Они выполняют амортизационную функцию и содействуют разнообразию движений в суставе. Например, в коленном суставе имеются два мениска, а в суставах нижней челюсти - диски.

Связки
Удержанию костей в сочленовном состоянии способствуют сокращения мышц, окружающих сустав. Этому также служат связки, которые могут располагаться в полости сустава (как, например, крепкие крестообразные связки коленного сустава) или поверх его капсулы. Связки укрепляют капсулу сустава, направляют и ограничивают движения. В результате травмы , неудачного движения может произойти растяжение и даже разрыв связок, следствием чего бывает смещение костей в суставе - вывих.

Простые и сложные суставы

Если в суставе соединены две кости, то его называют простым суставом. В сложных суставах сочленяются несколько костей (например, в локтевом - три кости). В тех случаях, когда движения в двух самостоятельных суставах происходят одновременно (правый и левый суставы нижней челюсти), говорят о комбинированном суставе.

Для характеристики движений в суставах пользуются тремя условными взаимно перпендикулярными осями, вокруг которых и совершаются движения. По числу осей различают многоосные суставы, в которых движения происходят вокруг всех трех осей трехмерного пространства, а также двухосные и одноосные суставы. Характер и размах движений в суставе зависят от особенностей его строения, прежде всего от формы суставных поверхностей костей. Рельеф суставных поверхностей сравнивают с геометрическими телами, поэтому различают шаровидные (многоосные), эллипсовидные (двухосные), цилиндрические и блоковидные (одноосные), плоские и другие суставы (рис. 3).

Одним из наиболее подвижных является шаровидный по форме плечевой сустав (рис. 4), в котором круглая головка плечевой кости сочленяется с суставной впадиной лопатки. Движения руки в плечевом суставе возможны вокруг всех осей. В плоских суставах (например, между крестцом и тазовыми костями) подвижность, напротив, крайне мала.

Мышцы

Суставы формируются под влиянием деятельности мышц , и их строение тесно взаимосвязано с функцией. Этот закон действует и в процессе эволюции, и в течение индивидуального развития организма. Примером являются особенности скелета верхней и нижней конечностей человека, который в обоих случаях имеет общий план строения, но отличается тонкой организацией костей и их соединений.

В скелете конечностей выделяют пояс (плечевой и тазовый) и свободную конечность, включающую три части: плечо, предплечье и кисть у верхней конечности; бедро, голень и стопу у нижней. Различия в строении скелета конечностей обусловлены их разными функциями. Верхняя конечность - это орган труда, приспособленный к выполнению разнообразных и точных движений. Поэтому кости верхней конечности относительно меньших размеров и соединены между собой и с туловищем очень подвижными соединениями. Нижняя конечность у человека предназначена для опоры тела и перемещения его в пространстве. Кости нижней конечности массивны, прочны, а суставы имеют плотные капсулы, мощный связочный аппарат, что ограничивает размах движений.

Кисть и стопа

Главные различия наблюдаются в строении кисти и стопы. Среди суставов кисти много подвижных соединений, вследствие чего можно осуществлять разнообразные тонкие движения. Особенно важны суставы большого пальца, за счет которых возможно противопоставление большого пальца кисти всем другим, что способствует захвату предметов. Такого развития суставы кисти достигают только у человека! Стопа несет на себе всю тяжесть человеческого тела. Благодаря сводчатому строению она обладает рессорными свойствами. Уплощение сводов стопы (плоскостопие) приводит к быстрой утомляемости при ходьбе.

Подвижность суставов увеличивается под влиянием тренировки - вспомните поразительную ловкость спортсменов и цирковых акробатов. Но даже обычные люди должны больше двигаться, чтобы сохранять хорошую подвижность суставов. У детей суставы, как правило, более подвижны, чем у взрослых и особенно пожилых людей. Связано это со снижением с возрастом эластичности связочного аппарата, стиранием суставного хряща и другими причинами.

Главный лекарь - движение

Ограничение подвижности и боли при движениях в суставе могут быть связаны с постепенным разрушением суставного хряща и нарушением выработки синовиальной жидкости. Суставной хрящ при этом постепенно истончается, трескается, количество смазки становится недостаточным - в результате объем движений в суставе снижается. Чтобы этого не произошло, следует вести подвижный здоровый образ жизни, правильно питаться, а в случае необходимости - строго выполнять предписания врача, ведь жизнь - это движение, а движение невозможно без четкой работы опорно-двигательного аппарата.

Суставы имеются во всех костях за исключением подъязычной кости на шее. Суставы также называются сочленениями. Суставы имеют две функции: соединение костей и обеспечение движения жестких скелетных структур тела. В случае соединения костей подвижность или неподвижность зависят от:
1) количества связующего материала между костями;
2) характера материала между костями;
3) формы костных поверхностей;
4) степени напряжения связок или мышц, входящих в сустав;
5) положения связок и мышц.

Классификация суставов

Существует два вида классификации суставов: функциональная и структурная.

Функциональная классификация суставов основывается на количестве движений, допускаемых в суставах. Неподвижные суставы (синартротические) Эти суставы находятся главным образом в осевом скелете, где для защиты внутренних органов важна прочность и неподвижность суставов. Ограниченно подвижные суставы (амфиартротические, полуподвижные) Подобны неподвижным суставам и выполняют те же функции, что и суставы, находящиеся главным образом в осевом скелете. Свободно подвижные суставы (диартротические, истинные) Эти суставы преобладают в конечностях, где требуется большой диапазон движений.

Структурная

Волокнистые суставы

В волокнистом суставе волокнистая ткань прикрепляется к костям. В этом случае не имеется никакой суставной полости. В целом этот сустав имеет небольшой диапазон движений или никакого движения, т. е. является неподвижным (синартротическим). Волокнистые суставы бывают трех видов: шовные, синдесмозные и гвоздевидные.

1. Шовные
Единственным примером волокнистых шовных суставов являются швы черепа, где неровные края костей прочно скрепляются и связываются волокнами соединительной ткани, при этом не допускается никакого активного движения. Слои надкостницы на внутренних и внешних слоях соседних костей соединяют промежуток между костями и образуют главный фактор соединения. Между соседними суставными поверхностями имеется слой волокнистой сосудистой ткани, которая также участвует в соединении костей. Эта волокнистая сосудистая ткань, наряду с двумя слоями надкостницы, называется шовной (сутуральной) связкой. Волокнистая ткань окостеневает с увеличением возраста, этот процесс происходит вначале в глубокой части шва, постепенно распространяясь на поверхностную часть. Этот процесс окостенения именуется синостозом.

2. Синдесмозные
Синдесмозные суставы - это волокнистые суставы, в которых волокнистая ткань образует межкостную мембрану или связку, т. е. имеется полоска волокнистой ткани, которая допускает небольшое движение, например между лучевой и локтевой костью и между большеберцовой и малоберцовой костью.

3. Гвоздевидные (стержневые)
Гвоздевидные суставы относятся к волокнистым суставам, в которых «гвоздь», или «стержень», входит в углубление. Единственным примером такого сустава у людей являются зубы, закрепленные в углублениях челюстных костей.

Хрящевые суставы

В хрящевых суставах кости соединяются непрерывной пластиной гиалинового хряща или волокнистого диска. В этом случае также нет никакой суставной полости. Они могут быть или неподвижными (синходрозными) или полуподвижными (симфизарными). Чаще встречаются полуподвижные суставы.

Синхондрозные

Примеры хрящевых суставов, которые являются неподвижными — это эпифизарные пластины роста длинных костей. Эти пластины выполнены из гиалинового хряща, который окостеневает у молодых людей (см. выше по тексту). Таким образом участок кости, где сустав снабжен такой пластиной, называется синхондрозом. Другим примером такого сустава, который в конечном счете окостеневает, является сустав между первым ребром и рукояткой грудины.

Хрящевое неподвижное (синхондрозное) сочленение (вид спереди): эпифизарная пластина в растущей длинной кости

Хрящевое неподвижное (синхондрозное) сочленение (вид спереди): грудино-реберный сустав между рукояткой и первым ребром.

Симфизарные

Примером частично подвижного хрящевого сустава являются лобковый симфиз тазового пояса и межпозвоночные суставы позвоночного столба. В обоих случаях суставные поверхности костей покрыты гиалиновым хрящом, который, в свою очередь, сращен с волокнистым хрящом (волокнистый хрящ является сжимаемым и эластичным и действует как амортизатор).

Хрящевое частично подвижное (амфиартротическое/симфизарное) сочленение (вид спереди): лобковый симфиз тазового пояса

Хрящевое частично подвижное (амфиартротическое/симфизарное) сочленение (вид спереди): межпозвоночные суставы

Синовиальные суставы

Синовиальные суставы имеют суставную полость, которая содержит синовиальную жидкость. Эти суставы являются свободно подвижными (диартротическими) суставами. Синовиальные суставы имеют множество различающих особенностей:

Суставной хрящ (или гиалиновый хрящ) покрывает концы костей, которые образуют сустав.

Суставная полость : эта полость является больше потенциальным пространством, чем реальным, потому что она заполнена смазывающей синовиальной жидкостью. Суставная полость состоит из двухслойного «рукава» или оболочки, называющейся суставной капсулой.

Внешний слой суставной капсулы называется капсульной связкой . Эта связка является плотной, эластичной, волокнистой соединительной тканью, которая представляет собой непосредственное продолжение надкостницы соединяющихся костей. Внутренний слой, или синовиальная оболочка, является гладкой мембраной, образованной неплотной соединительной тканью, которая покрывает капсулу и все внутренние суставные поверхности, за исключением гиалинового хряща.

Синовиальная жидкость : скользкая жидкость, которая занимает свободные пространства в пределах суставной сумки. Синовиальная жидкость также находится в пределах суставного хряща и создает тонкий слой (пленку), уменьшающий трение между хрящами. При движении сустава жидкость выжимается из хряща. Синовиальная жидкость питает хрящ, являющийся аваскулярным (т. е. не содержащим никаких кровеносных сосудов): жидкость также содержит фагоцитарные клетки (клетки, поглощающие неорганические вещества), которые устраняют из суставной полости микробы или отходы жизнедеятельности клеток. Количество синовиальной жидкости изменяется в различных суставах, но ее всегда достаточно для образования тонкого слоя для уменьшения трения. При повреждении сустава вырабатывается дополнительное количество жидкости, что приводит к характерному отеку сустава. Позднее синовиальная мембрана повторно поглощает эту дополнительную жидкость.

Коллатеральные или дополнительные связки : синовиальные суставы укреплены и усилены множеством связок. Эти связки являются или капсульными, т. е. утолщенными частями непосредственно волокнистой капсулы, или независимыми коллатеральными связками, которые не входят в состав капсулы. Связки всегда связывают кость с костью, и в соответствии с их положением и количеством вокруг сустава они ограничивают движение в определенных направлениях и предотвращают нежелательные движения. Как правило, чем больше связок, которые имеет сустав, тем более прочным он является.

Сумки - это заполненные жидкостью мешочки, которые амортизируют сустав. Они покрыты синовиальной оболочкой и содержат синовиальную жидкость. Они находятся между сухожилиями и костью, связками и костью или мышцей и костью и уменьшают трение, действуя в качестве «подушки».

Влагалища сухожилий также часто находятся в непосредственной близости от синовиального сустава. Они имеют такую же структуру, как сумки, и окружают сухожилия, подверженные трению, для их защиты.

Суставные диски (мениски) находятся в некоторых синовиальных суставах. Они действуют в качестве амортизаторов (подобно волокнистому диску в лобковом симфизе). Например, в коленном суставе два имеющих форму полумесяца волокнистых диска, называющихся медиальным и латеральный мениском, лежат между медиальными и латеральными мыщелками бедренной кости и медиальным и латеральным мыщелком большеберцовой кости.

Типичный синовиальный сустав

Поглощающие удар и уменьшающие трение структуры синовиального сустава

Семь типов синовиального сустава

Плоский, или скользящий

В скользящих суставах движение происходит, когда две, обычно плоские или немного изогнутые, поверхности скользят в поперечном направлении относительно друг друга. Примеры: акромиально-ключичный сустав; суставы между кистевыми костями в запястье или костями предплюсны в лодыжке; фасеточные суставы между позвонками; крестцово-подвздошный сустав.

В блоковидных шарнирных суставах движение происходит вокруг только одной оси, поперечной. Протрузия (выпячивание) одной кости вписывается в вогнутую или цилиндрическую суставную поверхность другой кости, обеспечивая сгибание и разгибание. Примеры: межфаланговые суставы, локтевой и коленный суставы.

В шарнирных суставах движение происходит вокруг вертикальной оси, как в воротной петле. Почти цилиндрическая суставная поверхность кости выпячивается и вращается в пределах кольца, образованного костью или связкой. Примеры: зубы эпистрофея входят через отверстие в атланте, позволяя вращение головой. Кроме того, сустав между лучевой и локтевой костью в локте позволяет круглой головке лучевой кости вращаться в пределах «кольца» связки, которая запирается локтевой костью.

Шаровые шарнирные суставы состоят из «шара», образованного сферической или полусферической головкой одной кости, которая вращается в пределах вогнутого гнезда другой кости, позволяя сгибание, разгибание, приведение, отведение, вращательное движение и поворот. Таким образом, они являются мультиосевыми и обеспечивают самый большой диапазон движений всего сустава. Примеры: плечевой и бедренный сустав.

Так же как и шаровые шарнирные суставы, мыщелковые суставы имеют сферическую суставную поверхность, которая вписывается в соответствующую вогнутую поверхность. Кроме того, как и шаровые шарнирные суставы, мыщелковые суставы обеспечивают сгибание, разгибание, отведение, приведение и вращательное движение. Однако расположение окружающих связок и мышц предотвращает активное вращение вокруг вертикальной оси. Примеры: пястно-фаланговые суставы пальцев (но не большого пальца).

Седловидный сустав похож на мыщелковый сустав, за исключением того, что соединяющиеся поверхности имеют выпуклые и вогнутые области и напоминают два «седла», которые соединяются друг с другом, приспосабливая выпуклые поверхности к вогнутым. Седловидный сустав обеспечивает даже больше движения, чем мыщелковый сустав, например, разрешая «противопоставление» большого пальца другим пальцам. Пример: пястно-запястный сустав большого пальца.

Эллипсовидный сустав фактически похож на шаровой шарнирный сустав, но суставные поверхности имеют эллипсовидную форму, а не сферическую. Движения такие же, как в шаровом шарнирном суставе, за исключением поворота, который предотвращается формой эллиптических поверхностей. Пример: лучезапястный сустав.

Примечания о синовиальных суставах:

Некоторые сухожилия частично проходят в пределах сустава и поэтому являются внутрикапсульными.

Волокна многих связок тесно связаны со связками капсулы, и разграничение между капсулой и связкой в некоторых случаях неясно. Поэтому упоминаются только основные связки.

Связки называются внутрикапсульными (или внутрисуставными), когда располагаются в суставной полости, и внекапсульными (или внесуставными), когда располагаются вне капсулы.

Многие связки коленного сустава являются измененными сухожилиями сгибающих и разгибающих мышц, но классифицируются как связки для дифференциации их от обычных стабилизирующих сухожилий, таких, как надколенная связка надколенника мышцы бедра.

Вокруг большинства синовиальных суставов имеются различные сумки, как показано на иллюстрациях, имеющих отношение к каждому суставу.

Кости скелета человека — это надежная опора для всего тела и защита для жизненно важных внутренних органов. Именно кости и мышцы дают возможность телу человека двигаться. Мышцы имеют способность сокращаться, что, собственно, и приводит тело человека в движение. Таким образом, костно-мышечная система человека включает:

• кости скелета;
• суставы, которые соединяют отдельные кости скелета друг с другом (самые крупные — тазобедренный и коленный сустав);
• мышцы.

Кости человека постоянно растут и меняются. У новорожденного ребенка около 350 костей. В процессе роста малыша некоторые кости срастаются, поэтому у взрослого человека их количество равно 206. Окончательно скелет человека формируется к тридцати годам, причем у женщин этот процесс заканчивается раньше, чем у мужчин.

Анатомия и физиология суставов скелета человека

Как уже было сказано выше, сочленения костей скелета называются суставами. Некоторые из них являются неподвижными (кости черепа), другие — почти неподвижными (хрящевые соединения позвоночника), однако большинство подвижно и обеспечивает различные двигательные функции (сгибание, разгибание, разведение и т.д.). Подвижные сочленения называют синовиальными соединениями. Такое название обусловлено анатомическим строением сустава, который представляет собой своеобразный комплекс, включающий следующий состав:

• суставная капсула;
• суставные поверхности;
• суставная полость;
• суставные диски;
• мениски;
• суставные губы.

Суставная капсула — это сложное сочетание коллагеновых и эластиновых волокон и соединительной ткани. В совокупности эти ткани образуют своеобразный фильтр, который обладает огромным количеством разнообразных функций. Суставная капсула пронизана сложной сетью кровеносных сосудов и нервных окончаний, которые обеспечивают питание сустава, его кровоснабжение и сигнализирующую функцию, то есть посылают в головной мозг информацию о его положении.

Суставные поверхности — это гладкие поверхности костей, которые и осуществляют соединение. Концы костей покрыты тонким слоем хрящевой ткани и специальной смазкой, которая уменьшает механическое трение между костями.

Движение в суставе напрямую зависит от того, какова его форма. Существует определенная классификация, согласно которой принято выделять следующие типы суставов:

• цилиндрический (соединяющий два первых шейных позвонка);
• плоский (соединяет предплюсневые кости стопы и запястные кости кисти человека);
• седловидный (большой палец кисти);
• эллипсовидный (соединяет лучевую кость с запястьем);
• шаровидный (плечевой и тазобедренный сустав);
• шарнирный (коленный сустав, локтевой сустав и суставы пальцев).

Суставная полость является закрытым и полностью герметичным щелевидным пространством, которое не сообщается с окружающей средой. Именно суставная полость содержит синовиальную оболочку и синовиальную жидкость. Что это такое? Синовиальная оболочка — это внутренний слой суставной капсулы, который выстилает всю полость сустава, исключая хрящевые его участки. Основная функция синовиальной оболочки — защитная, именно эта структура предотвращает трение и способствует амортизации. Обеспечение защитной функции синовиальной оболочки возможно благодаря тому, что она способна выделять особую смазку, которая и называется синовиальной жидкостью.

Синовиальная жидкость представляет собой особую субстанцию, которая имеет сложное молекулярное строение и химический состав. Не вдаваясь в подробности, отметим, что синовиальная жидкость представляет собой плазму крови и белково-полисахаридный компонент, который обеспечивает вязкость и эластичность этой субстанции. Основная функция синовии — уменьшение трения при нагрузке на суставы и обеспечение оптимального скольжения суставного хряща. В числе прочего синовиальная жидкость обеспечивает питание сустава и предотвращает его изнашивание.

Суставные диски — двояковогнутые пластинки, которые располагаются между суставными поверхностями некоторых суставов и делят его на две полости. Выполняют амортизирующую функцию и обеспечивают устранение несоответствий между суставными поверхностями. Ту же функцию выполняют и мениски — своеобразные хрящевые прокладки. Форма менисков зависит от того, какова форма окончаний костей. Еще одно вспомогательное образование сустава — суставная губа. Это образование является фиброзным хрящом кольцевидной формы. Встречается такое образование лишь в тазобедренном и плечевом суставе.

Коленный сустав содержит еще одну важную структурную единицу — мышцы. Под воздействием нервных импульсов мышцы коленного сустава сокращаются, что обеспечивает двигательную функцию человека, то есть позволяет ему ходить. Коленный сустав имеет мышцы-сгибатели и мышцы-разгибатели. Сгибание происходит благодаря мышцам, расположенным на задней поверхности бедра и области коленного сустава. Разгибание возможно благодаря четырехглавой мышце и надколеннику, который является дополнительной точкой опоры.

Суставы человека бывают простыми (из 2-х костей) и сложными (более 2-х костей). Самыми крупными суставами в скелете человека являются тазобедренный и коленный сустав. Последний имеет достаточно сложное анатомическое строение, а посему заслуживает особого внимания.

Особенности анатомического строения колена

Для того чтобы понять причину возникновения различных патологических состояний колена, стоит разобраться в его анатомических и функциональных особенностях. Коленный сустав представляет собой наиболее сложное по своей структуре сочленение. Именно он является ярким примером комплексного блоковидного сустава. Коленный сустав формируется в месте соединения дистального отдела бедренной кости и большой берцовой кости. Частью сустава является надколенник (или коленная чашечка), который выполняет защитную функцию и предотвращает механические повреждения.

Существует некоторое несоответствие между суставными поверхностями бедренной кости и большой берцовой кости, поэтому на помощь суставу колена приходят мениски, которые представляют собой трехгранные хрящевые пластинки, компенсирующие несоответствие большеберцовой и бедренной костей. Коленные суставы имеют два мениска: наружный (латеральный) и внутренний (медиальный). Именно они помогают равномерно распределять давление при нагрузке на сустав. Наружный край обоих менисков почти полностью повторяет форму мыщелков большеберцовой кости. Мениски особым образом прикрепляются к капсуле сустава, причем внутренний мениск прикреплен более плотно, поэтому является менее подвижным и мобильным, чем наружный мениск. Медиальный мениск имеет свойство смещаться назад при сгибании колена. Наружный мениск более подвижный, это объясняет тот факт, что разрыв латерального мениска встречается гораздо реже, чем аналогичная травма медиального мениска.

Строение и форма сустава отличается наличием нескольких синовиальных сумок (бурс), которые располагаются по ходу сухожилий и мышц.

Основные бурсы располагаются впереди надколенника. Наиболее крупные и значимые синовиальные сумки — супрапателлярная и инфрапателлярная. Другие бурсы являются более мелкими, но от этого не менее значимыми. Синовиальные сумки продуцируют синовиальную жидкость, которая уменьшает трение в суставе и препятствует его изнашиванию.

Вот основные теоретические знания, которыми должен владеть каждый пациент.

Функциональная нагрузка на сустав

Нижние конечности человека являются безусловными лидерами по количеству травм и патологических изменения, и тому есть объяснение. Тазобедренный и коленный суставы являются наиболее крупными неспроста. Именно на эти суставы приходится наибольшая нагрузка при ходьбе и движении, причем именно колено принимает на себя всю массу тела человека.

Коленный сустав является шарнирным и обладает сложной биомеханикой, то есть обеспечивает достаточно большое количество разнообразных движений (в том числе коленный сустав может производить круговые вращательные движения, что не свойственно большинству суставов скелета человека).

Основные функции коленного сустава — сгибание, разгибание и предоставление опоры. Кости, связки и хрящи работают как единый слаженный механизм и обеспечивают оптимальную подвижность и амортизацию сустава.

Ортопедия как раздел клинической медицины

Ортопедия изучает этиологию и патогенез различных нарушений и дисфункций костно-мышечной системы. Такие нарушения могут быть следствием врожденной патологии или пороков внутриутробного развития, травм и различных заболеваний. Кроме того, ортопедия изучает методы диагностики и лечения различных патологических состояний опорно-двигательного аппарата.

Существует несколько разделов ортопедии:

1. Амбулаторная ортопедия. Наиболее значимый раздел, так как большинство пациентов врачей-ортопедов проходит лечение в условиях амбулатории или дневного стационара.
2. Детская и подростковая ортопедия. Костно-мышечная система детей и подростков имеет определенные физиологические и анатомические особенности. Целью детской и подростковой ортопедии является профилактика и своевременное устранение врожденных патологий. Среди методов принято выделять консервативную терапию и хирургические вмешательства.
3. Хирургия. Эта область ортопедии занимается вопросами хирургической коррекции различных патологий.
4. Эндопротезирование или замена поврежденных суставов и их частей на имплантаты.
5. Спортивная ортопедия и травматология.

Среди методов диагностики в ортопедии используют такие визуализирующие методы, как рентгенография, магнитно-резонансная томография, ультразвуковые исследования суставов и предлежащих тканей, компьютерная томография, а также подография, стабилометрия, денситометрия и оптическая томография.

Также широко используются лабораторно-клинические исследования, которые помогают выявить наличие патогенной микрофлоры, изменения в химическом составе синовиальной жидкости и установить правильный дифференциальный диагноз.

Причина боли в колене: наиболее распространенные патологии

Боль в колене является следствием его механического повреждения или травмы, которые возникают вследствие сильных перегрузок. Какие бывают и какие симптомы должны заставить пациента насторожиться?

Основной признак наличия патологических изменений в суставе колена — боль и воспаление. Интенсивность боли и ее локализация зависит от этиологии патологического состояния и степени поражения коленного сустава. Боль может носить постоянный или периодический характер или возникать при определенных нагрузках. Другим диагностическим признаком поражения является нарушение движения в коленном суставе (его ограничение). При попытке согнуть или разогнуть колено, при ходьбе или опоре на пораженную конечность пациент испытывает дискомфорт и болевые ощущения.

Выпот в коленном сочленении: этиология, патогенез и клиническая картина

Среди наиболее распространенных заболеваний колена — патологическое скопление в полости коленного сустава синовиальной жидкости или выпота. Основным признаком скопления жидкости является отек, увеличение в объеме, ограничение подвижности сустава и боль при движении. Такие изменения видны невооруженным взглядом и диагноз не вызывает сомнений (см. фото). Если вы обнаружили подобные изменения, то следует немедленно обратиться за медицинской помощью. Своевременная дифференциальная диагностика и точное определение причины скопления синовиальной жидкости — залог успешного лечения.

Причин возникновения такого состояния может быть много, но чаще всего выпот коленного сустава образуется как следствие травм или различных общих заболеваний. Организм человека выделяет выпот как ответную реакцию на агрессивное воздействие извне. Таким образом, причиной патологического скопления жидкости может стать перелом, разрыв сухожилий или менисков, сильный вывих или кровоизлияние. Наиболее опасными являются травмы, при которых патогенная микрофлора попадает непосредственно в полость сустава и возникает гнойное воспаление. Синовиальная жидкость является благоприятной средой для активного размножения различных бактерий. Такое состояние считается угрожающим и требует немедленного вмешательства медиков. Также выпот может быть следствием различных заболеваний, чаще инфекционных (туберкулез, хламидиоз, сифилис, стрептококк и т.д.).

Для диагностики заболевания и выбора адекватной терапии следует выяснить причину его возникновения. Наиболее достоверным способом диагностики является лабораторное исследование синовиальной жидкости, которая изменяет свой состав и консистенцию.

Бурсит, или воспаление синовиальных сумок

Бурсит — это воспаление синовиальных сумок. Достаточно часто с подобной патологией встречаются практикующие врачи спортивной ортопедии и травматологии. Постоянные микротравмы и чрезмерные нагрузки являются причиной возникновения данной патологии у людей, занимающихся спортом (особенно силовыми его видами). Более того, часто, игнорируя рекомендации врачей-ортопедов поберечь поврежденный коленный сустав, спортсмены продолжают интенсивные тренировки, чем лишь усугубляют сложившееся положение.

Часто бурсит называют коленным суставом домохозяек. От долгого стояния на коленях при мытье полов возникает воспаление в синовиальной надколенной сумке. Другая достаточно распространенная форма данного заболевания — бурсит гусиной лапки или подколенный бурсит. Гусиная лапка — это место соединения определенных сухожилий на внутренней стороне коленного сустава. Синовиальная сумка находится под местом выхода этих сухожилий и при определенной нагрузке или травме может воспаляться.

При бурсите коленный сустав болезненный при пальпации, может возникнуть отек и покраснение, ухудшение общего состояния, местная гипертермия и общее повышение температуры тела. Может наблюдаться небольшая скованность или уменьшение диапазона движений в коленном суставе.

Развивается бурсит как следствие травм и механических повреждений или инфицирования бурсы. Даже небольшая травма или неглубокий порез может стать причиной заболевания.

Медицинский прогноз зависит от степени запущенности заболевания, его способности к распространению и от иммунного статуса пациента.

Повреждения менисков

Около половины всех травм колена составляют повреждения менисков. Анатомическое строение коленного сустава, как было сказано выше, создает благоприятные условия для различных травматических состояний, причем в 4-7 раз чаще происходит травматизация медиального (внутреннего) мениска коленного сустава. Такая патология носит название менископатия и является дегенеративно-деструктивной патологией.

Причиной менископатии коленного сустава являются острые и хронические травмы, которые часто бывают профессиональным заболеванием спортсменов. Острая травма чаще всего сопровождается таким явлением, как блок коленного сустава или симптом блокады. Что это такое? Сразу после первичной травмы у пациента появляется сильная боль в суставе и резкое ограничение его подвижности. Создается впечатление, что голень пациента зафиксирована в положении сгибания, возникает ощущение заклинивания.

Повреждение мениска может вызвать образование выпота, возникновение отека. В более позднем периоде боль становится строго локализованной непосредственно по линии суставной щели. Необходима дифференциальная диагностика с ушибом или растяжением связок. Если диагноз поставлен неверно, то при повторной травме заболевание переходит в хроническую стадию, которая характеризуется сильным болевым синдромом, резким ограничением движения в суставе и различными воспалительно-трофическими расстройствами. В этом случае консервативная терапия может оказаться неэффективной, пациенту показано хирургическое вмешательство.

Некоторые патологии коленного сустава встречаются только в педиатрической практике у детей подросткового возраста (от 10 до 15 лет). Наиболее яркий пример — болезнь Осгуда-Шляттера. Наиболее устойчивым диагностическим признаком этой патологии является появление своеобразной шишки, которая располагается на коленном суставе, чуть ниже коленной чашечки. Сначала течение заболевания вялотекущее, но позже боль постоянно усиливается, движения пациента становятся скованными, а пораженный коленный сустав увеличивается в объеме.

Болезнь возникает в результате асептического разрушения ядра и бугристости большеберцовой кости. Как правило, заболевание асимметрично и поражает лишь один коленный сустав. Причиной такой патологии становится нарушение в силу различных причин кровообращения в коленном суставе. Заболевание имеет длительное течение (от нескольких недель до нескольких месяцев), полностью коленный сустав восстанавливается только по завершении формирования скелета (примерно к 30 годам).

Вот далеко не полный перечень причин, которые могут вызвать боль в коленном суставе. В данном обзоре не указаны методы лечения различных заболеваний коленного сустава, так как именно самолечение является причиной возникновения достаточно серьезных осложнений. Пораженные коленные суставы любят холод! Если у вас появились какие-либо симптомы повреждения коленных суставов, то единственное, что вы можете сделать, приложить к больному колену лед. Это помогает уменьшить болевой синдром и снять отек. Прикладывать лед можно каждые 3-4 часа на 10-15 минут, а затем следует как можно скорее обратиться за медицинской помощью. Опытный специалист, осмотрев коленный сустав пациента, может поставить предварительный диагноз и назначить адекватное лечение.

Обширную группу риска по заболеваниям коленных суставов составляют спортсмены и женщины в климактерии. Если вы страдаете избыточным весом, ведете малоподвижный образ жизни или у вас есть определенные гормональные расстройства или нарушение обмена веществ, вы не можете чувствовать себя в полной безопасности.

Правильное питание, здоровый образ жизни и умеренные физические нагрузки помогают предотвратить . Не стоит терпеть боль в коленном суставе, но и принимать обезболивающие препараты без назначения врача не нужно.

Ответ:

1. 
   географическая изоляция при вела к возникновению 3-х подвидов большой синицы, которые приспособились к жизни в разных климатических зонах;
2. 
   репродуктивная изоляция может привести к образованию 3-х родственных видов синиц;

3) в результате изоляции прекращается скрещивание между особями разных популяций, обмен генами и накапливаются отличия.
Какие особенности строения сустава делают его подвижным и уменьшают трение между костями?
Ответ:
1) формой суставных поверхностей костей; соответствием суставной впадины и головки костей; 2) слоем гладкого хряща на суставных поверхностях костей;

3) суставной жидкостью, уменьшающей трение между костями.

Бабочка павлиний глаз имеет яркие глазчатые пятна только на верхней стороне крыльев. Назовите тип ее окраски, объясните её значение, а также относительный характер приспособленности.
Ответ:

1. 
   тип окраски - защитная отпугивающая:
2. 
   неожиданная демонстрация пятен при раскрывании крыльев пугает хищника и спасает от него:

3} при складывании крыльев или в полёте окраска не защищает бабочку.
молекулы ДНК, на которой синтезируется участок центральной петли АЦГЦЦГЦТААТТЦАТ. Установите нуклеотидную последовательность участка тРНК. который синтезируется на данном фрагменте, и кода.

Генетический код (иРНК)

Первое основание	Второе основание				Третье основание
	У	Ц	А	Г
У	Фен Фен Лей Лей	Сер Сер Сер Сер	Тир Тир ---	Цис Цис Три	У Г
Ц	Лей Лей Лей Лей	Про Про Про Про	Гис Гис Глн Глн	Арг Арг Арг Арг	У А Г
А	Иле Иле Иле Мет	Тре Тре Тре Тре	Асн Асн Лиз Лиз	Сер Сер Арг Арг	У Г
Г	Вал Вал Вал Вал	Ала Ала Ала Ала	Асп Асп Глу Глу	Гли Гли Гли Гли	У Г

Правила пользования таблицей

Ответ:
1) нуклеотидная последовательность участка тРНК УГЦГГЦГАУУААГУА;

2) нуклеотидная последовательность антикодона ГАУ (третий триплет) соответствует кодону на иРНК ЦУА;

3) по таблице генетического кода этому кодону соответствует аминокислота Лей, которую будет переносить данная тРНК.

У растения томата гены нормальной высоты сцеплены с округлой формой плодов, а гены карликовости - с овальной формой плодов. Скрестили растения с нормальной высотой и округлой формой плодов с карликовым растением и овальной формой плодов. В первом поколении все растения были единообразными и имели нормальную высоту и округлую форму плодов. Полученные гибриды скрестили между собой. Составьте схему решения задачи. Определите генотипы родителей, гибридов первого поколения, генотипы и соотношение фенотипов гибридов второго поколения. Кроссинговер не происходит.

Ответ:

1. 
   генотипы родителей: ААВВ (гаметы АВ), аа bb (гаметы а b );
2. 
   генотипы потомства первого поколения: АаВ b (гаметы АВ, а b ) нормальная высота, округлые плоды;
3. 
   генотипы и фенотипы потомства второго поколения: 3 нормальная высота, округлые плоды (ААВВ. 2АаВ b ), 1 карликовые с овальными плодами (аа bb );

(допускается иная генетическая символика, не искажающая смысла решения задачи).

Объясните роль поджелудочной железы в регуляции содержания глюкозы в крови человека.

Ответ:

1)при избытке глюкозы гормон инсулин способствует её превращению в гликоген и запасанию его в печени и мышцах;

2) при недостатке глюкозы гормон глюкогон превращает гликоген в глюкозу.
Найдите ошибки в приведенном тексте, укажите номера предложений, в которых они сделаны, исправьте их.

1.У всех живых организмов генетическая информация о структуре и свойствах белков закодирована в нуклеиновых кислотах. 2. Генетический код триплетен. 3. Каждый триплет кодирует несколько аминокислот. 4. Каждая аминокислота кодируется одним триплетом. 5. Генетический код универсален, един для всего живого, кроме вирусов.
Ответ:
1)3- каждый триплет кодирует только одну аминокислоту (код однозначен);

1. 
   4 - почти каждая аминокислота кодируется несколькими
   триплетами (код вырожден);
2. 
   5 - генетический код универсален, един для всего живого и вирусов.

Какое влияние оказывают вещества, входящие в состав табачного дыма, на сосуды и эритроциты крови курящего?
Ответ:

1. 
   кровеносные сосуды сужаются, нарушая кровоснабжение;
2. 
   у курильщиков на стенках сосудов откладываются вредные вещества из табачного дыма, которые приводят к сердечно сосудистым заболеваниям;
3. 
   часть молекул гемоглобина соединяется с угарным газом, образуя прочное соединение, поэтому гемоглобин не способен транспортировать кислород и углекислый газ.

Клевер в отсутствие шмелей не образует семян. Какой тип межвидовых отношений установился между этими организмами в процессе эволюции? Ответ поясните.
Ответ:
1) между шмелями и клевером устанавливаются отношения симбиоза;

2) шмели опыляют клевер, способствуя образованию семян;

3) шмели питаются нектаром растений.
Известно, что все виды РНК синтезируются на ДНК-матрице. Фрагмент молекулы ДНК. на которой синтезируется участок центральной петли тРНК, имеет следующую последовательность нуклеотидов: АЦГГТААТТГЦТАТЦ. Установите нуклеотидную последовательность участка тРНК, который синтезируется на данном фрагменте, и аминокислоту, которую будет переносить эта тРНК в процессе биосинтеза белка, если третий триплет соответствует антикодону тРНК. Ответ поясните. Для решения задания используйте таблицу генетического кода.

Генетический код (иРНК)

Первое основание	Второе основание				Третье основание
	У	Ц	А	Г
У	Фен Фен Лей Лей	Сер Сер Сер Сер	Тир Тир ---	Цис Цис Три	У Г
Ц	Лей Лей Лей Лей	Про Про Про Про	Гис Гис Глн Глн	Арг Арг Арг Арг	У А Г
А	Иле Иле Иле Мет	Тре Тре Тре Тре	Асн Асн Лиз Лиз	Сер Сер Арг Арг	У Г
Г	Вал Вал Вал Вал	Ала Ала Ала Ала	Асп Асп Глу Глу	Гли Гли Гли Гли	У Г

Правила пользования таблицей

Первый нуклеотид в триплете берется из левого вертикального ряда, второй - из верхнего горизонтального ряда и третий - из правого вертикального. Там, где пересекутся линии, идущие от всех трёх нуклеотидов, и находится искомая аминокислота.
Ответ:
1) нуклеотидная последовательность участка тРНК: УГЦЦАУУААЦГАУАГ:

2) нуклеотидная последовательность антикодона УАА (третий триплет) соответствует кодону на иРНК АУУ;

3) по таблице генетического кода этому кодону соответствует аминокислота ИЛЕ. которую будет переносить данная тРНК.
По родословной человека, представленной на рисунке, установите характер наследования признака «изогнутый мизинеи», выделенного чёрным цветом (доминантный или рецессивный, сцеплен или не сцеплен с полом). Родитель, имеющий данный признак, гетерозиготен. Определите генотипы потомков F 1 (1,2,3,4,5,6).