Удерживать кости в состоянии сочленения помогают сокращение мышц, окружающих сустав, а также связки, расположенные в полости сустава (например, крепкие крестообразные связки коленного сустава) или поверх его капсулы. Связки укрепляют капсулу сустава, направляют и ограничивают амплитуду движений.
Если в суставе соединены две кости, то его называют простым суставом. В сложных суставах сочленяется несколько костей (в локтевом суставе, например, сочленяются 3 кости). Если движения в двух самостоятельных суставах происходят одновременно (например, правый и левый суставы нижней челюсти), то говорят о комбинированном суставе.
Для характеристики движений в суставах пользуются тремя условными взаимно перпендикулярными осями, вокруг которых и совершаются движения (рис. 3).
Рис. 3. Схема осей и плоскостей в теле человека: 1 – вертикальная (продольная) ось; 2 – фронтальная плоскость; 3 – горизонтальная плоскость; 4 – поперечная ось; 5 – сагиттальная ось; 6 – сагиттальная плоскость
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 и 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 еще некоторые типы суставов (рис. 4). Одним из наиболее подвижных является шаровидный по форме плечевой сустав (рис. 5), 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, наоборот, крайне мала.
Строение суставов формируется под влиянием деятельности мышц: данный закон действовал в процессе эволюции, работает он и в течение индивидуального развития организма. Примером являются особенности скелета верхней и нижней конечностей человека: скелет имеет общий план строения, но отличается организацией костей и их соединений.
Рис. 4. Типы суставов
Рис. 5. Плечевой сустав (шаровидный)
В скелете конечностей выделяют пояс (плечевой и тазовый) и свободную конечность, включающую 3 части: плечо, предплечье, кисть – у верхней конечности, бедро, голень, стопу – у нижней конечности. Различие в строении скелета конечностей обусловлено их разными функциями.
Верхняя конечность – это орган труда, приспособленный к выполнению разнообразных и точных движений. Поэтому кости верхней конечности имеют меньшие размеры, чем кости конечности нижней, и соединены между собой и с туловищем подвижными соединениями. Нижняя конечность у человека предназначена для опоры тела и перемещения его в пространстве: кости нижней конечности массивные, прочные, а суставы имеют плотные капсулы, мощный связочный аппарат, ограничивающие размах движений.
Главные различия наблюдаются в строении кисти и стопы. Суставы кисти имеют подвижные соединения, вследствие чего человек может осуществлять разнообразные тонкие движения. Особенно важны суставы большого пальца: за счет них возможно противопоставление большого пальца кисти всем остальным – вот почему рука так ловко действует, захватывая предметы. Заметьте, что 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 – ловкость спортсменов и цирковых акробатов вызывает восхищение.
Но даже мы, обычные люди, должны больше двигаться для сохранения хорошей подвижности суставов.
У детей суставы, как правило, подвижнее, чем у взрослых (и особенно пожилых) людей: с возрастом снижается эластичность связочного аппарата, происходит стирание суставного хряща. Но не только – и об этом я расскажу чуть позже.
Нормальные амплитуды движений в суставах показаны на рисунках 6–10.
Кости, соединенные между собой суставами, являются как бы системой рычагов 1-го и 2-го рода, приводимых в движение мышцами. Почти все мышцы прикрепляются к костям посредством сухожилий. Всего в теле человека насчитывается около 500 мышц, и каждая снабжена большим количеством кровеносных и лимфатических сосудов, а также нервами. По одним кровеносным сосудам (артериям) к мышцам притекает кровь, принося им кислород и питательные вещества; по другим кровеносным сосудам (венам) кровь оттекает из мышц, унося с собой продукты обмена веществ и распада (углекислый газ, воду, остатки распавшихся белков и т. п.). По лимфатическим сосудам от мышц и других органов и тканей происходит отток межтканевой жидкости (лимфы). Лимфа образуется в межклеточных пространствах из плазмы крови, которая проникает в них сквозь стенки капилляров.
Рис. 6. Нормальная амплитуда движений в плечевых и локтевых суставах: а – сгибание вытянутой руки (это исследование проводят для каждой верхней конечности в отдельности или для обеих рук вместе – в этом случае пациент соединяет руки ладонями над головой); б – отведение вытянутых рук (руки описывают боковые дуги во фронтальной плоскости и соединяются ладонями над головой); в – нормальная амплитуда движений внутренней ротации плеча;
Рис. 6. Нормальная амплитуда движений в плечевых и локтевых суставах: г – вращение плечевой кости внутрь и наружу при согнутой под прямым углом в локтевом суставе руке и горизонтальном положении предплечья; д – нормальная амплитуда сгибания и разгибания в локтевом суставе; е – амплитуда нормальной пронации и супинации кисти и предплечья
Рис. 7. Нормальная амплитуда движений в суставах кисти: а – амплитуда нормального сгибания и разгибания запястья; б – амплитуда нормального сгибания и разгибания в пястно-фаланговых суставах;
Рис. 7. Нормальная амплитуда движений в суставах кисти: в – амплитуда нормального сгибания и разгибания в пястно-фаланговом суставе I пальца; г – нормальная амплитуда сгибания в проксимальном межфаланговом суставе; д – нормальная амплитуда сгибания в дистальном межфаланговом суставе; е – нормальная амплитуда сгибания и разгибания в межфаланговом суставе I пальца
Рис. 8. Переднее сгибание туловища: а – нормально согнутый позвоночник; б – при ограниченности движений в поясничном отделе
Рис. 9. Нормальная амплитуда движений в тазобедренном и коленном суставах: а – амплитуда сгибания в тазобедренном суставе при согнутом колене; б – амплитуда сгибания в тазобедренном суставе при разогнутом колене;
Рис. 9. Нормальная амплитуда движений в тазобедренном и коленном суставах: в – амплитуда отведения в тазобедренном суставе; г – амплитуда ротации бедра внутрь и наружу (для измерения наружной ротации бедра врач поворачивает стопу лежащего на спине больного внутрь, а для измерения ротации бедра внутрь поворачивает стопу наружу; при этом стопа и бедро поворачиваются в противоположные стороны); д – определение амплитуды внутренней и наружной ротации бедра при положении больного на животе; е – амплитуда сгибания и разгибания колена
Рис. 10. Нормальная амплитуда движений в голеностопном суставе и суставах стопы (разгибание в этих суставах не превышает 0°): а – нормальная амплитуда сгибания и разгибания в голеностопном суставе; б – нормальная амплитуда супинации и пронации в подтаранном суставе; в – нормальная амплитуда разгибания в плюснефаланговом суставе I пальца и нормальная амплитуда сгибания в плюснефаланговых суставах остальных пальцев г – нормальная амплитуда сгибания в проксимальных межфаланговых суставах стопы.
По двигательным нервам в мышцы передаются импульсы возбуждения из центральной нервной системы (головной и спинной мозг). И, наоборот, из мышц и связок поступают импульсы в центральную нервную систему, информируя ее о том, что происходит на периферии, в каком состоянии находятся суставы и кости.
