Коленный сустав (articulatio genus): общая характеристика строения

Коленный сустав (articulatio genus), как и большинство суставов скелета, относится к синовиальным суставам (диартрозам).

Образован он тремя костями: дистальным отделом бедренной кости, проксимальным отделом большеберцовой и самой большой сесамовидной (добавочной) костью человека — надколенником.

В его составе можно выделить два сустава, объединенных одной капсулой:

• первый, бедренно-большеберцовый, сформирован суставными поверхностями мыщелков бедренной и большеберцовой костей;
• второй, надколенно-бедренный, образован задней поверхностью надколенника и передней мыщелков бедренной кости.

Все поверхности сочленяющихся между собой костей покрыты гиалиновым хрящом.

Суставные поверхности отделены друг от друга щелевидной полостью (суставной щелью), заполненной небольшим количеством синовиальной жидкости (синовии), которая тонкой пленкой покрывает все внутрисуставные образования.

По разным оценкам, в коленном суставе может быть от 0,1 до 4 мл синовии. Внутри его постоянно поддерживается отрицательное давление, которое колеблется от 7 до 95 мм вод.ст..

Как и все диартрозы, снаружи коленный сустав окружен фиброзной капсулой, внутренняя поверхность которой представлена синовиальной оболочкой, покрывающей все внутрисуставные образования (крестообразные связки, надколенниковую слизистую сумку и т.д.), за исключением гиалинового хряща и менисков. Через нее осуществляются практически все обменные процессы между внутрисуставными структурами с одной стороны и кровеносной системой — с другой.

Кроме суставной щели, в коленном суставе имеется еще и общая внутрисуставная полость, объем которой — величина непостоянная и меняющаяся в зависимости от его функционального состояния.

Так, наибольший ее объем определяется при сгибании в коленном суставе до угла 165-170°, минимальный — при полном сгибании до угла 40-50°.

При различных патологических состояниях, сопровождающихся выпотом или кровоизлиянием, во внутрисуставной полости может скапливаться от 120 до 200 мл жидкости.

Дополнительно полость коленного сустава может увеличиваться за счет полостей сообщающихся с ней синовиальных сумок (bursae synoviales).

Располагаются они между или под сухожилиями околосуставных мышц, в местах их прикрепления или контакта с костными структурами.

Наиболее крупными из них, значительно увеличивающими объем коленного сустава, являются надколенниковая сумка (bursa suprapatellaris), глубокая поднадколенниковая сумка (bursa infrapatellaris), подколенное углубление (recessus subpopliteus), полусухожильная сумка портняжной мышцы (bursa subtendinea m. sartorii) и подкожная преднадколенниковая сумка (bursa subcutanea prepatellaris).

Всего же некоторые авторы выделяют до 36 различных синовиальных сумок, располагающихся в области коленного сустава, причем большинство из них может сообщаться с внутрисуставной полостью.

Связанный с синовиальной оболочкой наружный (фиброзный) слой капсулы вместе с такими внутрисуставными образованиями, как наружный и внутренний мениски, передняя и задняя крестообразная связки, обеспечивают пассивную стабильность коленного сустава при различных углах его сгибания.

Но основная роль в защите и обеспечении оптимальных условий функционирования коленного сустава принадлежит активным стабилизаторам, к которым относятся практически все мышцы, располагающиеся в области колена.

Функционально коленный сустав относится к сложным мыщелковым суставам (articulatio composita bicondylaris). В связи с его особенностями строения движения в нем осуществляются в основном вокруг двух осей: фронтальной — сгибание и разгибание; вертикальной (продольной) — вращение.

Центр вращения вокруг фронтальной оси в коленном суставе — величина непостоянная и меняется в зависимости от величины угла сгибания, что обусловлено эллипсоидной формой мыщелков бедренной кости.

По разным литературным источникам, амплитуда сгибательно-разгибательных движений в коленном суставе составляет 140-150°. При максимальном сгибании голень образует с бедром угол 40-50°, при максимальном разгибании он может быть равен 180-190°.

Движения вокруг вертикальной оси происходят в основном за счет перемещения суставных поверхностей наружных мыщелков бедренной и большеберцовой костей и их ротации в области внутренних мыщелков. При этом перемещение суставных поверхностей в области внутренних мыщелков коленного сустава происходит вокруг одной точки, которая является центром ротации.

Амплитуда вращательных движении — величина непостоянная и меняется в зависимости от величины угла сгибания. Так, при полностью разогнутом коленном суставе ротационные движения практически полностью отсутствуют.

Но по мере увеличения угла сгибания их объем постепенно нарастает достигая своего активного максимума — 15-20° и пассивного — 30-40°. Общий объем вращательных движений в коленном суставе может достигать по разным оценкам 50—60°.

В зависимости от основной выполняемой задачи весь сухожильно-мышечный комплекс коленного сустава можно разделить на следующие основные компоненты: это разгибательный аппарат, сгибательно-ротационный аппарат, пассивные и активные стабилизаторы.