Лекция № 6 Артрология

 

Понятие  об  артрологии. Типы  соединения  костей.

Строение сустава. Оси и виды  движения в суставах. Фило-, онтогенез соединений скелета. Классификация суставов. Общие закономерности артрологии. Частная артрология

 

Артрология – наука, посвящённая изучению соединений костей в скелете животных и человека. Скелет представляет собой систему рычагов движения и опоры. Одновременно он формирует полости, являясь защитой для мягких тканей тела. В связи с этим возникает необходимость в разных способах соединения частей скелета между собой. Это анатомическое разнообразие определено двумя факторами: потребностью в прочности и неподвижности или, наоборот, в обеспечении максимальной подвижности соединяющихся костей. Таким образом, соединения удерживают кости по отношению друг к другу и обеспечивают им большую или меньшую подвижность.        

Кости в организме животного расположены не изолированно друг от друга, а соединены между собой в единое целое. Эти соединения удерживают кости друг возле друга и обеспечивают им подвижность. Анатомически различают два основных типа соединения костей: непрерывный и прерывный. В тоже время функционально существует ещё и полупрерывный (полусустав) тип соединения.

 

I. Непрерывный тип соединения (SYNARTHROSIS, синартроз) - это соединение костей при помощи сплошного слоя ткани, занимающего полностью промежутки между костями. Непрерывные соединения весьма прочны, однако их подвижность ограничена или вообще отсутствует. В зависимости от того, какой тканью соединяются кости, различают четыре вида синартроза.

1) Синсаркоз (SYNSARCOSIS) - это соединение костей при помощи мышечной ткани. Примером такого соединения является прикрепление грудной конечности к туловищу, которое осуществляется мышцами плечевого пояса.

2) Синдесмоз  (SYNDESMOSIS) - это соединение костей при помощи плотной волокнистой соединительной ткани. Если в ней преобладают эластические волокна, то такой вид соединения называют синэластоз (Synelastosis). Синдесмозы встречаются в виде связок, мембран и швов.

а) Швы (SUTURAE) содержит незначительное количество соединительной ткани и, как правило, образуют прослойки между плоскими костями черепа. С возрастом швы кальцифицируются и волокнистая соединительная ткань превращается в грубоволокнистую костную ткань. В зависимости от конфигурации краев соединяющихся костей различают зубчатый, плоский, чешуйчатые и листочковые швы. Швы представляют собой прочные, малоподвижные, а иногда практические неподвижные соединения костей черепа.

б)  Мембраны (MEMBRANAE) состоят из коллагеновых волокон и представляют собой тонкие пластины между костями. Они прочно удерживают одну кость возле другой и служат местом начала многих мышц. Например, кости предплечья соединяются межкостной мембраной; затылочно-атлантный сустав имеет мембраны.

в) Связки (LIGAMENTA) – это толстые пучки коллагеновых волокон, которые располагаются на поверхности двух рядом лежащих костей и соединяют их. Связки укрепляют суставы и ограничивают их движения. Связки могут располагаться как внутри сустава (внутрикапсульные связки), так и снаружи (внекапсульные связки). Толщина и форма связок зависят от особенностей строения сустава и действующей на него силы тяжести. Связки не только укрепляют сустав, но и направляют, а также ограничивают движения.

г)  Разновидностью синдесмоза в области черепа является  так же альвеолярно-зубное соединение (GOMPHOSIS) – это соединение корня зуба со стенками костной зубной альвеолы при помощи коллагеновых волокон (старое название «вколачивание»).

3) Синхондроз (SYNCHONDROSIS) - это соединения костей при помощи хрящевой ткани, которая обеспечивает не только прочность, но и упругость связи между костями при малой подвижности. Синхондрозы бывают постоянными (например, тела позвонков друг с другом соединяются при помощи волокнистой хрящевой ткани, которая образует межпозвоночные диски, они сохраняются в течение всей жизни и обеспечивают определенную подвижность позвоночного столба). Однако, большинство синхондрозов временные, так как хрящевая прослойка  между эпифизами и диафизом костей сохраняется лишь до определенного возраста, после чего хрящ замещается костной тканью (например, метафизарная хрящевая ткань).

         4) Синостоз (SINOSTOSIS) - это соединение костей при помощи костной ткани, которая обеспечивает неподвижность. Синостозы появляются по мере окостенения синхондрозов между отдельными костями (например, крестцовые позвонки срастаются в одну крестцовую кость; подвздошная, лонная, седалищная кости срастаются, образуя тазовые кости).

 

Таким образом, на протяжении жизни животного один вид непрерывного соединения может заменяться другим. Так, некоторые синдесмозы и синхондрозы подвергаются окостенению. Например, с возрастом происходит окостенение швов между плоскими костями черепа. Условия содержания и кормления животных отражаются на стадийности и сроках перехода одного вида соединения костей в другой. При этом иногда возникают синостозы там, где в норме их не должно быть, срастаются между собой кости в суставах и, как следствие, возникают анкилозы - неподвижность.

 

II. Полусустав (SYPHISIS, СИМФИЗ) - является переходной формой между непрерывным и прерывным типами соединения.

Полусустав - это соединение костей при помощи хряща, в толще которого имеется щелевидная полость, заполненная жидкостью (зачаток суставной полости). Особенностью полусустава является отсутствие синовиальной оболочки. Примером является тазовое сращение (symphisis pelvini) между правой и левой  тазовыми костями, где в хрящевой основе у самок есть полость, обеспечивающая расхождение костей таза при родах.

 

III.  Прерывное соединение (DYARTROSIS, ДИАРТРОЗ). Прерывные соединения ещё называются суставами (articulatio). Именно суставы обеспечивают костям наибольшую подвижность и позволяют им совершать движения в разных направлениях.  Для суставов характерно наличие «прерывности», или суставной щели.

 

 

Строение сустава

 

В каждом суставе различают основные элементы и добавочные образования.

К основным элементам относятся суставные поверхности соединяющихся костей, суставная капсула, окружающая концы костей, суставная полость, находящаяся внутри капсулы, суставной хрящ и синовий, заполняющий суставную полость и выполняющий роль смазки.

1) Суставные поверхности соединяющихся костей обычно покрыты гиалиновой хрящевой тканью, 2) Суставной хрящ (cartilago articularis), и, как правило, соответствуют друг другу. Если на одной кости поверхность выпуклая (суставная головка), то на другой она соответственно вогнутая (суставная впадина). Суставной хрящ лишён кровеносных сосудов и надхрящницы. Он состоит на 75-80% из воды, и 20-25% массы приходится на сухое вещество, около половины которого составляет коллаген, соединенный с протеогликанами. Первый придаёт хрящу прочность, вторые – упругость. Суставной хрящ защищает суставные концы костей от механических воздействий, уменьшая давление и равномерно распределяя физического напряжения по поверхности.

Суставные поверхности могут быть конгруэнтными (вогнутость одной суставной поверхности кости совпадает по форме с выпуклостью другой), и инконгруэнтными (несовпадение поверхностей в суставе устраняется за счёт внутрисуставных включений: суставной губы, дисков, менисков).

 

3) Суставная капсула (capsula articularis), окружающая суставные концы костей, прочно срастается с надкостницей и образует замкнутую суставную полость.  Капсула состоит из двух слоев: наружного – фиброзного и внутреннего – синовиального. Наружный слой представлен толстой прочной фиброзной мембраной, образованной волокнистой соединительной тканью, коллагеновые волокна которой направлены преимущественно продольно и плотно срастаются с надкостницей сочленяющихся костей. Внутренний слой суставной капсулы образован тонкой гладкой блестящей синовиальной мембраной. Синовиальная мембрана состоит из плоской и ворсинчатой частей. Ворсинчатая часть имеет множество небольших выростов – синовиальные ворсинки, обращённых в полость сустава, которые очень богатые кровеносными сосудами. Количество ворсинок и складок синовиальной оболочки прямо пропорционально степени подвижности сустава.  Клетки внутреннего синовиального слоя выделяют специфическую, вязкую, прозрачную жидкость желтоватого цвета - синовию.

4) Суставная полость (cavum articulare) находится внутри суставной капсулы и заполнена синовией. Форма суставной полости зависит от формы сочленяющихся поверхностей, наличия вспомогательных приспособлений и связок. Особенностью суставной капсулы является то, что давление в ней ниже атмосферного.

5) Синовия (synovia) – специфическая, вязкая, прозрачная жидкость желтоватого цвета, она увлажняет суставные поверхности костей, уменьшает трение между ними и является питательной средой для суставного хряща. По своему составу синовия близка к плазме крови, но содержит меньше белка  и обладает большей вязкостью (вязкость в усл. ед.: синовия - 7, а плазма крови- 4,7). Она содержит 95% воды, остальная часть – белки (2,5%), углеводы (1,5%) и соли (0,8%). Количество ее зависит от функциональной нагрузки, падающей на сустав. Даже в таких крупных суставах, как коленный и тазобедренный, ее количество не превышает  в среднем  2-4 мл у человека.

К добавочным образованиям сустава относятся:

1) Суставные диски и мениски (discus et meniscus articularis). Они построены из волокнистого хряща и расположены в полости сустава между соединяющимися костями, суставные поверхности которых по форме не соответствуют друг другу (инконгруэнтные). Так, например, мениски имеются в коленном суставе, а диск - в височно-челюстном. Они как бы сглаживают неровности сочленяющихся поверхностей, делают их конгруэнтными, амортизируют сотрясения и толчки при передвижении.

Диск представляет собой обычно сплошную пластину, сращенную по наружному краю с суставной капсулой и, как правило, разделяет суставную поверхность на две камеры. Мениски – это несплошные хрящевые или соединительнотканные пластинки, имеющие полулунную форму, которые как бы вклиниваются между суставными поверхностями. Диски и мениски в суставе способны смещаться при движениях. Они сглаживают неровности в сочленяющихся суставных поверхностях, делают их конгруэнтными, амортизируют сотрясения и толчки.

2) Суставные связки (ligamentum articularis). Oни построены из плотной соединительной ткани и могут располагаться, как снаружи, так и внутри суставной полости. Суставные связки укрепляют сустав и ограничивают размах движения.

3) Суставная губа (labium articularis) состоит из хрящевой ткани, располагается в виде кольца вокруг суставной впадины и увеличивает её размер, глубину. Суставную губу имеют плечевой и тазобедренный суставы.

4) К вспомогательным образованиям суставов относятся так же синовиальные сумки (bursa synovialis) и синовиальные влагалища (vagina synovialis) – небольшие полости, образованные синовиальной мембраной и заполненные синовиальной жидкостью.

БИОМЕХАНИКА СУСТАВОВ

(оси и виды движения в суставах)

 

В суставах, в зависимости от строения (формы, изогнутости, размеров) сочленяющихся костей и их поверхностей, движения могут совершаться вокруг различных, но взаимно перпендикулярных осей. В биомеханике суставов выделяют три оси движения: фронтальная, сагиттальная и продольная.

1. Вокруг фронтальной оси возможно:

а) сгибание (flexio), т.е. уменьшение угла между соединяющимися костями (локтевой сустав);

б) разгибание (extensio), т.е. увеличение угла между соединяющимися костями.

2. Вокруг сагиттальной оси возможно:

а) отведение (abductio), т.е. удаление конечности от тела;

б) приведение (adductio), т.е. приближение конечности к телу.

3. Вокруг продольной оси возможно вращение (rotatio):

а) пронация (pronatio), т.е. вращение во внутрь;

б) супинация (supinatio), т.е. вращение наружу;

в) кружение (circumductio).

Размах (объём) движений в суставах зависит прежде всего от разности угловых величин (выраженных в угловых градусах) сочленяющихся поверхностей. При почти равной протяжённости суставных поверхностей, объём движений в суставах будет незначителен.

На величину объёма движений в суставах влияют также количество и расположение связок, укрепляющих тот или иной сустав, положение и степень растяжимости скелетных мышц, которые окружают сустава и действуют на его костные рычаги.

КЛАССИФИКАЦИЯ СУСТАВОВ

                       

Каждый сустав имеет определённую форму, величину, строение и совершает движения вокруг определённых плоскостей. В зависимости от этого существуют несколько классификаций суставов:

- по строению,

- по форме суставных поверхностей,

- по характеру движения.

 

По строению различают следующие виды суставов:

1. Простые (art.simplex). В их образовании принимают участие суставные поверхности двух  костей (плечевой и тазо-бедренный суставы).

2. Сложные (art.composita). В их формировании принимают участие три и более суставных поверхностей костей (запястный,  заплюсневый суставы).

3. Комплексные (art. complexa) cодержат в суставной полости дополнительный хрящ в виде диска или мениска, которые делят суставную полость на два этажа (коленный сустав).

4. Комбинированные суставы. Включают два или несколько анатомически изолированных сустава, которые действуют совместно, как один. Например, запястный и заплюсневый суставы.

 

Фомы суставных поверхностей напоминают отрезки различных геометрических тел (фигур): цилиндра, эллипса и шара. Соответственно этому по форме суставных поверхностей различают:

 

1. Шаровидные суставы (art. spheroidea). Они характеризуются тем, что поверхность одной из соединяющихся костей имеет форму шара (головка), а поверхность другой – несколько вогнута (впадина). Суставная впадина имеет меньшие размеры, чем головка, поэтому движения в таком суставе могут осуществляться свободно и вокруг множества осей. Типичный шаровидный сустав – плечевой. Разновидностью шаровидного сустава является чашеобразный – тазобедренный сустав. В таком суставе глубина суставной впадины выше, чем в шаровидном суставе за счёт наличия суставной губы, она охватывает головку больше чем на половину, ограничивая объём движений.

2. Эллипсоидные суставы (art. ellipsoidea). Суставные поверхности в таком суставе по форме представляют отрезки эллипса в виде головки (выпуклый отрезок) и соответствующей ей ямки (вогнутый отрезок). Движения в данном суставе возможны вокруг двух взаимно перпендикулярных осей. Примером такого сустава является затылочно-атлантный сустав.

3. Мыщелковые суставы  (art.condylaris) имеют суставные поверхности в виде мыщелка. Выпуклая поверхность всегда располагается на выступающем отростке округлой формы, называемом мыщелком (condylus). Движения в таком суставе возможны вокруг двух осей, пример коленный сустав.

4. Седловидные суставы (art. sellaris). Образован суставными поверхностями, взаимно охватывающими друг руга, седловидной формы, напоминающей часть поверхности седла. Движения в этом суставе аналогичны движениям в эллипсоидном суставе и осуществляются вокруг двух осей. Типичный седловидный сустав – височно-челюстной.

5. Цилиндрические суставы (art. trochoidea) имеют суставные поверхности в виде отрезков цилиндра, причём одна из них выпуклая, другая - вогнутая. Примером такого сустава является атлантно-осевой сустав.

6. Блоковидные суставы (ginglimus) характеризуются так, что поверхность одной кости имеет костный выступ (гребешок), а на поверхности другой, соответствующее костному выступу, имеется направляющее углубление (борозда). При этом суставная поверхность блоковидной формы располагается поперёк по отношению к длиннику костей, образующих сустав, а движение в таком суставе происходит вокруг поперечной оси, расположенной во фронтальной плоскости. В качестве примера суставов блоковидной формы можно привести суставы пальцев.

7. Плоские суставы (art. plana) характеризуются тем, что суставные  поверхности костей мало изогнуты, напоминают отрезки (участки) шара большого диаметра, хорошо соответствующие друг другу. Подвижность в них очень невелика (крестцово-подвздошный сустав).

 

Форма суставных поверхностей определяет количество осей, вокруг которых происходит движение в данном суставе. Так, цилиндрическая форма суставных поверхностей даёт возможность производить движения вокруг одной оси, а эллипсоидная – вокруг двух осей. В суставах с шаровидной формой суставных поверхностей движения возможны вокруг трёх и более взаимно перпендикулярных осей.

Таким образом, между формой сочленённых поверхностей и числом осей движения в суставах определённо имеется прямая взаимозависимость. Поэтому существует также анатомо-физиологическая (биомеханическая) классификация суставов, или классификация по характеру движения.

 

Итак, по характеру движения различают:

1. Многоосные (трёхосные) суставы. В них движение возможно по многим осям   (сгибание-разгибание, аддукция-абдукция, супинация-пронация). К многоосным относятся шаровидный и чашеобразный суставы, типичным примером этих суставов могут быть плечевой и тазобедренный суставы.

2. Двуосные суставы. Движение возможно по двум взаимно перпендикулярным осям, т.е. возможно сгибание-разгибание, аддукция-абдукция. Например, височно-челюстной сустав.

3. Одноосные суставы. Движение происходит вокруг одной оси, т.е. возможно только сгибание-разгибание. Например, локтевой, коленный суставы.

4. Безосные суставы. Не имеют оси вращения и в них возможно лишь скольжение костей по отношению друг к другу. Примером этих суставов может быть плоские суставы – крестцово-подвздошный сустав и суставы подъязычной кости, в которых движение крайне ограничено.

 

общие закономерности артрологии

 

1)    В простых многоосных суставах связки отсутствуют, кроме тазобедренного сустава, где внутри сустава имеется круглая связка, ограничивающая размах движения. Все остальные суставы обязательно имеют боковые (латеральные и медиальные) связки, обеспечивающие крепость суставов.

2)    В сложных суставах кроме длинных боковых связок обязательно имеются короткие боковые, межрядовые, межкостные, крестовидные, общие, пальмарные (плантарные) связки.

3)    На суставах тазовой конечности связки всегда больше, чем на гомологичных суставах грудной конечности.

4)    Закон расположения связок: связки располагаются перпендикулярно к оси вращения и по бокам от нее. Их толщина и количество зависят от объема движения в суставе.

 

Лектор

Кандидат ветеринарных наук, доцент    Бармин С.В. (Костромская ГСХА)