Синовиальная оболочка коленного сустава: строение, функции

Синовиальная оболочка коленного сустава образует своеобразный барьер между внутренней средой организма и полостью сустава, а продуцируемая ею синовиальная жидкость не только обеспечивает скольжение суставных концов сочленяющихся костей, но и участвует в питании их хрящевых покровов.

Синовиальная оболочка имеет 3 основных слоя: выстилающий внутрисуставную полость — покровной слой, непосредственно прилежащий к нему поверхностный коллагено-эластический и граничащий с фиброзной капсулой глубокий коллагено-эластический слой.

Покровной слой синовиальной оболочки — это пласт соединительной ткани, содержащий клетки, основное вещество, капилляры, нервные волокна и их окончания.

Толщина его в норме составляет 160±60 мкм.

В основном веществе покровного слоя синовиальной оболочки находятся собственно покровные клетки — синовиоциты, а также гистиоциты, фибробласты, адвентициальные, плазматические, тучные клетки, лимфоциты и макрофаги крови.

Располагаются они в синовиальной оболочке неравномерно: так, в области наружной и внутренней «стенок» коленного сустава, а также заворотов (слизистых сумок) они более крупные и не образуют сплошного непрерывного слоя, а сосредоточены группами. В участках, где синовиальная оболочка лежит на сухожилиях или прикрепляется к краям суставных поверхностей, синовиоциты более мелкие и плотно прилегают друг к другу.

Синовиоциты делятся на три основные группы — это А-, В- и Склетки. А-клетки встречаются чаще, чем В-клетки, и имеют наиболее выраженную фагоцитарную активность.

• В-клетки более способны к продукции пластического материала и считаются основными производителями гиалуроновой кислоты в суставе — основного компонента синовиальной жидкости.
• С-клетки являются клетками предшественниками первых двух типов и содержат в себе основные признаки и тех, и других.

В основном клетки, продуцирующие гиалуроновую кислоту, располагаются в покровном слое заворотов и боковых стенках суставной полости, а также в переходных зонах сухожильных влагалищ.

Однако в условиях экспериментального адъювантного (аллергического) артрита гиалуроновая кислота выявляется практически во всех отделах синовиальной оболочки, и наоборот — при экспериментальном гемартрозе отмечаются фагоцитарные возможности покровных клеток по отношению к эритроцитам крови и продуктам их разрушения.

Пространства между покровными клетками заполнены основным веществом (матриксом), представленным тонким каркасом из аргирофильных волокон, петли которых заполнены протеогликанами и гликопротеинами. Протеогликаны обладают ионообменной активностью, способностью к агрегации (феномен «переплетения»), эффектом «исключенного обмена», а также пластифицирующим действием — возможностью изменять физические свойства коллагена.

Главным (основополагающим) протеогликаном основного вещества является несульфатированный глюкозаминогликуронан — гиалуроновая кислота (гиалуронат). По данным Kling (1938), в синовиальной оболочке определяется от 40 до 120 г/л гиалуроната.

Волокнистые слои синовиальной оболочки представлены сложными коллагено-эластическим комплексами, слоями. Для обеспечения лучшего растяжения и смещения синовиальной оболочки вслед за перемещениями суставных поверхностей коллагеновые волокна и петли эластических волокон упорядочены и строго ориентированны по направлению длинной оси сустава или сухожильного влагалища.

Между волокнами данного комплекса располагаются гистиоциты и фибробласты; также здесь проходят сосуды, нервные волокна и их окончания. Наиболее васкуляризованными являются более глубоко лежащие волокнистые слои, которые вплетаются в фиброзную часть суставной капсулы, обеспечивая тем самым фиксацию синовиальной оболочки к капсуле.

Волокна этих слоев коллагено-эластического комплекса располагаются перпендикулярно или под углом к более поверхностно расположенным волокнам. За счет этого синовиальная оболочка может смещаться при вращательных движениях в суставе без риска быть зажатой между суставными поверхностями. Толщина волокнистого слоя составляет 450-750 мкм (600±150 мкм).

Кровоснабжение синовиальной оболочки осуществляется из тех же источников, что и фиброзной капсулы сустава. С помощью анастомозов синовиальная оболочка и суставная капсула связаны с сосудами, питающими кожные покровы области коленного сустава, и эпиметафизарными сосудами сочленяющихся костей. Кровеносные сосуды проникают в синовиальную оболочку со стороны фиброзной стенки сустава или сухожильных влагалищ и достигают ее покровного слоя. В этом слое сосудистое русло может отделяться от полости сустава лишь эндотелием сосудов и основным веществом.

Капилляры в синовиальной оболочке, как правило, связаны не только с сопровождающей ее венулой, но и с несколькими соседними. Одной из характерных особенностей микроциркуляторного русла синовиальной оболочки коленного сустава является преобладание венул и посткапилляров над артериолами и прекапиллярами.

Подобное строение, по мнению В.Н. Павловой (1980), во многом обусловливает высокую обменную способность тканей оболочки с кровеносным руслом. Не менее интересным является факт неравномерного распределения кровеносных сосудов по площади синовиальной оболочки.

Так, в коленном суставе к наиболее кровоснабжаемым отделам оболочки относятся в первую очередь области крыловидных и синовиальных складок, а также жировых подушек над сочленяющимися поверхностями бедренной кости и надколенника. Капиллярные слои в этих местах располагаются наиболее поверхностно, в самой непосредственной близости к поверхности под кроющими клетками покровного слоя.

Наиболее же низкая их концентрация отмечается в оболочке боковых стенок надколенниковой сумки и суставной полости в области верхнего заднего заворота.

Оболочка в области сухожилия четырехглавой мышцы бедра полностью лишена сосудов, обнаруживаемые здесь сосуды находятся в ткани самого сухожилия. Также бессосудистой зоной являются области перехода синовиальной оболочки на суставные поверхности. Особенно это выражено в области надколенника, где богатые сосудистые сети соседних участков образуют аркообразные выступы — эти участки получили название сосудистого круга Гентера — по имени ученого, впервые описавшего их.

Если говорить о структурных особенностях микроциркуляторного русла синовиальной оболочки, то следует упомянуть о так называемых окнах фенестрации или перфорации, которые в основном располагаются под базальными концами кроющих клеток.

В синовиальной оболочке также выявляется много лимфатических сосудов, численность которых в два раза превышает количестно кровеносных сосудов.

Располагается лимфатическое русло в основном между коллагеновыми и эластическими волокнами глубокого и поверхностного слоев. Местами лимфатические сосуды лежат непосредственно под покровным слоем, где они отграничены от суставной поверхности межклеточным веществом, покровными клетками и эндотелием капиллярной сети. При этом лимфатические капилляры ориентированы в основном походу кровеносных сосудов. Наиболее крупные из последних лежат в более глубоких слоях и имеют клапаны.

Транспортировка метаболитов (веществ и др.) в лимфатическую систему осуществляется таким же образом, как и транссудация различных веществ через эндотелий кровеносных капилляров.

По данным В.Н. Павловой (1980), лимфатические сосуды располагаются более поверхностно и наиболее плотно (компактно) в местах, где сосудистая сеть менее выражена (медиальная и латеральные стенки суставной полости и область надколенниковой слизистой сумки).

Реже всего они встречаются в области крыловидных и синовиальных складок, жировых подушек, под суставными поверхностями бедренной кости и надколенника. Практически не было обнаружено лимфатических сосудов в области сухожилия четырехглавой мышцы бедра.

Иннервация суставной капсулы осуществляется из тех же источников, что и костей, мышц, сухожилий, связочного аппарата области коленного сустава. Несмотря на многочисленные источники иннервации и их многочисленные пересечения (иннервация одних и тех же областей из разных источников), имеются участки, иннервируемые из одного источника.

Фиброзная и синовиальная части суставной капсулы получают чувствительные и симпатические нервные волокна от смешанных спиномозговых нервов, которые входят в нее вместе с кровеносными сосудами. Между слоями суставной капсулы нервные волокна распределяются неравномерно.

Так, для синовиальной оболочки характерно наибольшее скопление этих волокон в областях с наиболее развитой сосудистой сетью. Кроме этого, к наиболее иннервируемым относятся те зоны, которые больше всего задействованы при различных движениях в коленном суставе.

Афферентная иннервация коленного сустава представлена инкапсулированными свободными нервными окончаниями (тельца Руффини), которые обнаруживаются в фиброзной части капсулы, а также в глубоком коллагено-эластическом слое синовиальной оболочки. Они представляют собой концевую веточку потерявшего миелиновую оболочку мякотного волокна, заключенную внутри капсулы из нескольких концентрических пластинок соединительной ткани с большим числом клеток.

Располагаются инкапсулированные рецепторы в основном в тех местах синовиальной оболочки и фиброзной капсулы, которые подвержены наибольшему смещению при различных локомоциях в коленном суставе (крыловидные складки, боковые стенки капсулы и наднадколенниковой слизистой сумки).

Менее значимые участки капсулы сустава при движении содержат значительно меньшее количество данных рецепторов. Соответствующее топографическое положение их позволяет утверждать, что они являются основными рецепторами глубокой чувствительности, воспринимающими изменение положения различных частей сустава в процессе движения. Также с ними связывают и болевую чувствительность. Располагаются они в основном в наружной части суставной капсулы и в околосуставных тканях (сухожильно-связочный аппарат).

Проведенные многочисленные опыты показали более высокую болевую чувствительность инкапсулированных нервных окончаний в фиброзной капсуле сустава, чем в синовиальной оболочке. Вторым источником болевой чувствительности являются инкапсулированные мякотные афферентные волокна, располагающиеся в стенках кровеносных сосудов.

Кроме вышеперечисленных рецепторов, в коленном суставе встречаются свободные (неинкапсулированные) нервные окончания в виде «кустиков» и «петель». Они так же, как и инкапсулированные окончания, обнаруживаются в фиброзной и синовиальной оболочках, но в отличие от последних имеют непосредственное отношение к их волокнистым и коллагено-эластическим элементам. Располагаются эти окончания по поверхности волокнистых элементов, что указывает на их несомненное участие в проприорецепции.

Симпатическая иннервация коленного сустава осуществляется в основном за счет многочисленных безмякотных волокон, сопровождающих кровеносные сосуды в фиброзной и синовиальной части суставной капсулы коленного сустава. Проникая в сосуды, симпатические волокна оканчиваются на гладкой мышечной ткани, формируя типичные для них эффекторные нервные окончания.

Основной их функцией является регуляция просвета сосудистого русла, которая позволяет контролировать обмен электролитов между синовиальной полостью и кровью, а также рН синовиальной жидкости.

В своей работе D. Engel (1971) отмечал влияние симпатической иннервации на проницаемость сосудистой стенки без изменения объема сосудистого русла.

Описывая строение коленного сустава, следует упомянуть и о некоторых особенностях его обменных процессов. Особый интерес в этом плане вызывают механизм транссудации веществ из крови в суставную полость и абсорбция (поглощение) веществ из суставной полости в кровеносное и лимфатические русла.

Говоря о транссудации, следует отметить, что скорость проникновения коллоидов (белковые молекулы в частности) ниже, чем для кристаллоидов (соли, глюкоза и др.). Причем при прочих равных условиях проницаемость для коллоидов тем меньше, чем больше размер перемещаемой частицы. В норме синовиальная оболочка более доступна для веществ, находящихся в кровеносном русле, чем, например, спинномозговая полость (канал). Это во многом обусловливает и схожесть состава крови и синовиальной жидкости, о чем будет более подробно рассказано ниже.

На проницаемость синовиальной оболочки влияет много факторов. Так, при различных патологических состояниях, сопровождающихся воспалительными процессами в синовиальной оболочке, ее проницаемость значительно увеличивается. Также отмечается усиление происходящих в ней обменных процессов при значительных физических нагрузках на сустав. Все это указывает на лабильность данной системы, реагирующей на все значимые процессы, которые происходят в коленном суставе.

Всасывание кристаллоидных и коллоидных растворов из сустава в кровеносное русло осуществляется через основное вещество покровного слоя синовиальной оболочки. Кристаллоиды, как имеющие меньшие размеры по сравнению с коллоидами, всасываются быстpee.

Так, по разным оценкам, при прочих равных условиях жидкость удаляется из сустава со скоростью от 0,064-0,070 см3 до 0,291 см3 за 14-15 минут.

Говоря о проницаемости гемосиновиального барьера для коллоидов, следует отметить невозможность проникновения в сустав частиц, чьи размеры близки к размерам молекулы глобулина.

Скорость всасывания частиц из сустава зависит не только от их размера, но и от объема пассивных и активных движений в суставе, состояния тканей синовиальной оболочки и давления синовиальной полости. Движение веществ в направлении кровь-^суставная полость и наоборот обусловлена полярностью клеток эндотелия, при переносе веществ через их цитоплазму. Так, белки в полость сустава поступают через кровеносные капилляры, а удаляются через лимфатическую систему.

На проницаемость синовиальной оболочки также влияет и симпатическая иннервация. Так, экспериментально показано, что несмотря на сосудосуживающее влияние симпатической импульсации проницаемость гемосиновиального барьера увеличивается, а после проведения симпатэктомии, несмотря на вазодилатацию, она снижается.

Через лимфатическую систему в основном удаляются белки и коллоиды. Основными путями при этом являются участки молекулярного матрикса покровного слоя, граничащие непосредственно с синовиальной полостью.

В обычных условиях из сустава не могут быть удалены частицы размером более 100 мкм, но в условиях повышенного внутрисуставного давления (синовит, гемартроз и т.д.), сопровождающегося значительным растяжением стенок синовиальной оболочки, в лимфатической системе могут быть обнаружены частицы большего размера. Обычно более крупные частицы предварительно фагоцитируются и подвергаются фрагментации (деструкции); после этого уже более мелкие части удаляются по лимфатическим путям.

Говоря об обменных процессах в синовиальной оболочке, нельзя не упомянуть об участии в них клеточных элементов самой оболочки. Так, на ряду с макрофагами к активному пиноцитозу, а также фагоцитозу способны и кроющие клетки (синовиоциты).

По мнению многих авторов, фагоцитозной активностью обладают как А, так и В-клетки, но наиболее выражена эта функция у А-клеток, в структуре которых преобладают вакуоли.