Строение сустава. Классификация суставов по форме суставных поверхностей, количеству осей и по функции. Объем движений в суставах.

Суставная поверхность, покрытая суставным хрящом, и суставная капсула — все эти элементы построения сустава, взятые отдельно, и сустав как орган в целом отчетливо при­способлены к его функции.

Суставы подразделяются на простые и сложные. В про­стом суставе сочленяются две кости (например, плечевой или тазобедренный). Сложным суставом называется такой, где сочленяются три или больше костей. Например, локте­вой сустав образуется сочленением плечевой, лучевой и лок­тевой костей.

Не следует путать сложный сустав как анатомическое понятие с комбинированным суставом, как понятием функ­циональным. Комбинированным суставом называются два или больше анатомически отдельных сустава, которые, од­нако, всегда действуют согласованно. Хорошим примером комбинированного сустава является височно-нижнечелюстной сустав. Правый и левый височно-нижнечелюстной суставы которые хотя и находятся на большом расстоянии друг от друга, имеют отдельные суставные капсулы, связки и т. д., но движения в них происходят одновременно и согласованно.

Для понимания особенностей движения в суставах необ­ходимо знать биомеханическую классификацию суставов, С точки зрения движений все суставы можно разделить на две большие группы — конгруэнтные и инконгруэнтные су­ставы. В конгруэнтных суставах формы сочленовных поверх­ностей костей соответствуют, а в инконгруэнтных суставах не соответствуют друг другу.

Самыми простыми конгруэнтными суставами являются суставы, в которых суставная поверхность служит отрезком самого простого тела вращения. Цилиндр — наиболее простое тело при вращении одной прямой линии (образующей) во­круг другой параллельной ей прямой линии — оси вращения. Цилиндр имеет одну единственную ось вращения и соответ­ственно цилиндрические, или, как иногда говорят, коловрат­ные, суставы. Это одноосные суставы. Примером цилиндри­ческого сустава могут служить лучелоктевой сустав, сустав зуба эпистрофея с дугой атланта и др.

Движение в цилиндрических суставах, как и в любых дру­гих конгруэнтных суставах, происходит вокруг оси, являю­щейся осью вращения их суставных поверхностей. Следова­тельно, движение кости в суставе повторяет движение обра­зующей его суставной поверхности. Каждая движущаяся в суставе точка кости проходит путь образующий поверхности того тела вращения, которому принадлежит суставная поверхность. Каждая точка линии, образующей цилиндр, про­ходит круг, и каждая точка движущейся в цилиндрическом суставе кости проходит дугу, которая является отрезком со­ответствующего круга.

Размах, или амплитуда, движения в суставе определяет­ся разностью взятых в направлении движения угловых размеров суставных поверхностей, т. е. суставной впадины и суставной головки, сочлененных в данном суставе. Чем боль­ше разница в величине, суставной впадины и суставной головки, тем обширнее движение сустава. Следовательно, для того чтобы определить, в какой мере возможно движение, надо измерить угловые размеры суставной впадины и сустав­ной головки. Движение в суставе происходит по дуге, вели­чина которой равняется разности угловых размеров сустав­ных поверхностей (рис. 2).

Существуют и другие формы одноосных суставов — блоковидные суставы. Блок—это цилиндр с направляющей бо­роздой, перпендикулярной оси цилиндра. Блоковидное уст­ройство имеют сочленовные поверхности суставов между фа­лангами пальцев.

Следует выделить еще винтовые суставы, или блоковидные с винтовым склонением. Винт — это цилиндр с направ­ляющей бороздой спиральной формы. Например, в плечелоктевом суставе суставная поверхность представляет собой отрезок поверхности винта. Здесь имеется цилиндрическая суставная поверхность с направляющей бороздой, которая не перпендикулярна оси цилиндра, а расположена несколько косо по отношению к ней. В связи с этим одновременно со сгибанием и разгибанием предплечья происходит смеще­ние его вдоль оси блока, подобно тому как винт не только вращается, но и перемещается вдоль своей оси. В локтевом суставе, кроме сгибания и разгибания, также происходит смещение предплечья вдоль оси локтевого сустава.В правильном анатомическом положении разогнутой руки, когда большой палец направлен в латеральную сторону, пле­чо и предплечье образуют угол примерно 166°, открытый кнаружи. При сгибании в локтевом суставе кисть не ложится на головку плечевой кости, а оказывается под ключицей. Это происходит потому, что в локтевом суставе суставная поверхность винтовая. Одновременно с вращением вокруг оси винта предплечья «завинчивается» так, что кисть из латерального по отношению к плечевой кости положения переходит в медиальное.Существуют двухосные тела вращения. В теле человека имеются эллипсоидные, или яйцевидные, суставы. Эллипсои­дом называется такое тело вращения, которое получается при вращении половины эллипса вокруг одного из двух его диаметров. Эллипсоидные суставы — двухосные. В такого ро­да суставе, например, в атлантозатылочном, возможны движения головы вперед и назад вокруг фронтальной оси и бо­ковые движения вокруг косопоставленной сагиттальной оси.К двухосным относятся и седловидные суставы. Пред­ставьте себе, что вы сидите верхом на лошади и обхватили ее туловище ногами. Вы можете двигаться вперед и назад, вправо и влево. Так же происходят движения в седловидных суставах. Хорошим примером такого сустава может служить запястно-пястный сустав большого пальца. Здесь возможны движения по двум осям: 1) отведение и приведение большо­го пальца; 2) противопоставление его остальным пальцам кисти — оппозиция и обратное движение — реоппозиция.

Интересно, что сустав такой правильной геометрической седловидной формы существует здесь только у человека. Форма его связана с таким важным движением кисти, как хватательное движение, когда кисть сжимается в кулак, что­бы захватить палку, а палка — это самое примитивное и первоначальное орудие труда. После того как человек взял палку и стал сбивать ею плоды с деревьев, появилась при­митивная форма трудового движения.

Следующий вид конгруэнтных суставов — шаровидные суставы. Шар есть тело, которое получается при вращении половины окружности вокруг одного из диаметров. Диамет­ров у окружности бесчисленное количество. Соответственно шаровидные суставы являются многоосными и позволяют делать разнообразные движения. Биомеханику шаровидных суставов можно охарактеризовать как возможность движе­ния по трем взаимно перпендикулярным осям: 1) фронталь­ной (сгибание и разгибание); 2) перпендикулярной к ней сагиттальной оси (отведение и приведение); 3) перпендику­лярной обоим первым осям вертикальной или продольной оси (ротация, т. е. вращение кнаружи и внутрь). Кроме этих трех движений, в шаровидном суставе возможны движения по любой другой оси, занимающей промежуточное положение между тремя взаимно перпендикулярными осями движения. Наконец, только шаровидным суставом присуще движение, которое носит название циркумдукции, или кругового вра­щательного движения, и при котором каждая точка конечности проходит окружность, а вся конечность в целом опи­сывает конус. Итак, движения в конгруэнтных суставах оп­ределяются прежде всего формой суставных поверхностей.

Однако существует ряд суставов, в которых форма и ве­личина суставных поверхностей сочлененных костей не со­ответствуют друг другу. Это инконгруэнтные суставы. Такое несоответствие выравнивается различными приспособления­ми, например упругостью и способностью растягиваться су­ставной капсулы, наличием внутрисуставных хрящевых дис­ков или менисков, перемещением при движении синовиаль­ной жидкости, играющей роль «жидкого мениска», и т. п.В инконгруэнтных суставах большую роль играет сино­виальная жидкость, которая перемещается из одного отдела суставной полости в другой и допускает различные движе­ния, а не только те, которые определяются направлением и формой суставных поверхностей. Главным фактором, от которого зависят движения в инконгруэнтных и конгруэнтных суставах, являются сокращения мышц, деятельность которых контролируется центральной нервной системой и особенно корой полушарий большого мозга.

При движениях тела включаются в действие (одновремен­но или последовательно) многие суставы тела. Ряд суставов, в котором последнее звено скелета не сочленено с первым, представляет собой так называемую открытую кинематиче­скую цепь. Совершенно свободное в пространстве тело мо­жет двигаться по 6 взаимно перпендикулярным или проти­воположным направлениям, т. е. имеет 6 степеней свободы. В шаровидном суставе 3 степени свободы. Двухосные суста­вы характеризуются 2 и одноосные — одной степенью сво­боды. В открытой кинематической цепи степени свободы складываются, поэтому кисть по отношению к лопатке име­ет 7 степеней свободы, а следовательно, подвижна по от­ношению к туловищу как совершенно свободное тело, буд­то быне связанное с ним.