являются наиболее совершенными видами соединения костей.
В каждом суставе различают следующие основные элементы:
- суставные поверхности, покрытые гиалиновым хрящем;
- суставную капсулу или сумку;
-суставную полость с небольшим количеством синовиальной жидкости.
В некоторых суставах есть еще вспомогательные образования в виде суставных дисков, менисков и суставной губы.
Суставные поверхности чаще всего соответствуют друг другу у сочленяющихся костей. Они покрыты суставным хрящем, за счет которого облегчается скольжение суставных поверхностей и смягчаются толчки.
Суставная капсула прирастает к сочленяющимся костям по краю их суставных поверхностей или же несколько отступив от них и герметически окружает суставную полость.
Капсула имеет 2 слоя: наружный фиброзный и внутренний синовиальный.
Фиброзный слой местами образует связки - утолщения, которые укрепляют капсулу, а также выполняют роль пассивных тормозов, ограничивая движения в суставе.
Синовиальный слой тонкий. Он изнутри выстилает фиброзный слой и продолжается на поверхности кости, не покрытой суставным хрящем. Синовиальная мембрана образует различные выросты: ворсинки, складки, иногда синовиальные сумки.
Синовиальная мембрана выделяет в полость сустава прозрачную, липкую синовиальную жидкость. Эта жидкость смачивает суставные поверхности костей и устраняет их трение друг о друга.
Суставная полость представляет собой герметически закрытое щелевидное пространство, ограниченное суставными поверхностями и
синовиальной мембраной. Суставная полость содержит небольшое количество синовиальной жидкости. Между суставными поверхностями имеется отрицательное давление (меньше атмосферного), препятствующее их расхождению.
Суставы в организме человека играют важную роль:
- содействуют сохранению положения тела;
- участвуют в перемещении частей тела относительно друг друга;
• -являются органами локомоции (передвижения) тела в пространстве.
Классификация суставов
В суставах в зависимости от строения сочленяющихся поверхностей (форма, изогнутость, размер) движения могут совершаться вокруг различных осей. В биомеханике суставов выделяют следующие оси вращения: 1) фронтальную, 2) сагиттальную и 3) вертикальную. Так тело, имеющее форму шара и закрепленное в одной точке имеет 3 степени свободы, форму эллипса - 2 степени, форму цилиндра - одну. Суставы также могут совершать движения вокруг 3-х, 2-х и 1-й оси.
1. Фронтальные (поперечные) оси идут в местах пересечения
горизонтальных и фронтальных плоскостей. Движения вокруг
фронтальной оси - сгибание (флексия) и разгибание (экстензия).
Соответственно либо уменьшается, либо увеличивается угол между
костями.
2. Сагиттальные оси идут в местах пересечения горизонтальных и сагиттальных плоскостей. Движения вокруг сагиттальной оси -приведение (аддукция), т.е. приближение к срединной плоскости и отведение (абдукция) - отдаление от срединной плоскости (наклоны в стороны).
3. Движения вокруг вертикальной (продольной) оси - вращение кнаружи (супинация) или кнутри (пронация).
33 4. Кроме того, выделяют круговое движение, при котором
совершается переход с одной оси на другую, причем один конец кости
описывает круг, а вся кость - фигуру конуса.
Классификацию суставов проводят по следующим признакам:
- по числу суставных поверхностей;
- по форме суставных поверхностей;
- по функции.
Итак, рассмотрим разновидности суставов.
I. По числу суставных поверхностей различают:
а) простой сустав — имеет 2 суставные поверхности (напр.,
плечевой, межфаланговые);
б) сложный сустав - имеет более 2-х сочленовных поверхностей
(напр., локтевой, коленный). Сложный сустав состоит из нескольких
простых сочленений, в которых движения могут совершаться отдельно;
в) комплексный сустав - содержит внутри суставной сумки
внутрисуставной хрящ, который разделяет сустав на две камеры (напр.,
височно - нижнечелюстной сустав, коленный);
г) комбинированный сустав - представляет комбинацию нескольких
изолированных суставов, расположенных отдельно друг от друга, но
функционирующих вместе (например, оба височно-нижнечелюстных
сустава, проксимальное и дистальное луче-локтевые сочленения и др.).
II. По форме и по функциям классификация проводится следующим
образом: функция сустава определяется количеством осей, вокруг
которых совершаются движения. Количество же этих осей зависит от
формы сочленовных поверхностей сустава. Таким образом, между числом
осей и формой сочленовных поверхностей имеется полное соответствие и
зависимость.
Исходя из этого различают суставы: 1. Одноосные суставы:
а) цилиндрический или вращательный - суставная поверхность цилиндрическая, ее ось совпадает с длинной осью сочленяющихся костей
34 и обеспечивает движение вокруг одной - вертикальной оси, т.е.
вращение (например, сочленение атланта с зубом осевого позвонка,
лучелоктевые суставы);
б) блоковидный сустав - на суставной поверхности цилиндрической
формы имеется костный гребешок, а на соответствующей суставной
впадине - направляющая бороздка. Блоковидная поверхность
располагается поперечно по отношению к длиннику костей, образующих
сустав (например, межфаланговые суставы кисти и стопы). Движение
происходит вокруг фронтальной (поперечной) оси - сгибание и
разгибание;
в) винтообразный сустав - в нем борозда на сочленовой
поверхности располагается под углом к оси вращения сустава.
Движения в винтообразном суставе осуществляются вокруг поперечной
оси, но с некоторым винтообразным смещением сочленяющихся
поверхностей (например, локтевой и голеностопный суставы).
2. Двухосные суставы:
а) эллипсовидный сустав - сочленовые поверхности
представляют отрезки эллипса. Они обеспечивают движения вокруг
двух осей: фронтальной оси - разгибание и сгибание, и вокруг
сагиттальной оси - отведение и приведение (лучезапястный сустав).
б) седловидный сустав - образован двумя седловидными
сочленовыми поверхностями, сидящими "верхом" друг на друге, из
которых одна движется вдоль и поперек другой. Поэтому в нем
совершаются движения вокруг двух взаимно перпендикулярных осей -
фронтальной и сагиттальной (например, сустав между пястной костью 1
-го пальца кисти и костью - трапецией запястья);
в) мыщелковый сустав - его выпуклая суставная поверхность
всегда располагается на выступающем округлом отростке, называемом
мыщелковым. Мыщелковый сустав можно рассматривать как
разновидность эллипсовидного, представляющую переходную форму
от блоковидного сустава к эллипсовидному. В мыщелковом суставе возможны движения вокруг 2-х осей: фронтальной (сгибание и разгибание) и вертикальной (вращение). Пример - коленный сустав, атланто-затылочное сочленение.
3. Трехосные или многоосные суставы:
а) шаровидный сустав - одна из суставных поверхностей
образует выпуклую шаровидной формы головку, а другая -
соответственно вогнутую впадину. В нем возможны движения вокруг
3-х осей: фронтальной (сгибание-разгибание), сагиттальной (отведение-
приведение) и вертикальной-продольной (вращение). Эти суставы
обладают наибольшей подвижностью (пример - плечевой сустав);
б) чашеобразный или ореховидный сустав - это разновидность
шаровидного сустава, разница лишь в глубине суставной ямки, которая
охватывает головку больше чем наполовину. Поэтому движения в
таком суставе менее свободны, чем в шаровидном. Пример -
тазобедренный сустав;
в) плоский сустав имеет почти плоские суставные поверхности,
напоминающие поверхности шара большого диаметра. Движения
совершаются вокруг 3-х осей, но объем их ограничен из-за
незначительной разницы кривизны и размеров суставных поверхностей.
Пример - межпозвоночные суставы, сустав головки ребра;
г) амфиартроз - по форме приближается к плоскому, однако
характеризуется чрезвычайно малой подвижностью (пример - крестцово-
подвздошный сустав).
4. Влияние физических нагрузок на структуру костей и их соединений
Изменения, происходящие в скелете под влиянием физических нагрузок касаются химического состава костей, их структуры, процессов роста и окостенения.
36 При занятии спортом усиление физической нагрузки на
аппарат движения вызывает рабочую гипертрофию костей, в результате
чего меняются их форма, ширина и длина, а также толщина компактного
вещества и размеры костномозговых полостей; меняется и структура
губчатого вещества:
1) ширина костей плюсны у футболистов, бегунов, т.е. в тех видах спорта, где имеется большая нагрузка на стопы, значительно больше, чем у людей, не занимающихся спортом.
2) толщина компактного вещества: у футболистов компактное вещество больше всего утолщено в 1-ой плюсневой кости, у балерин, танцоров, гимнастов - во 2-ой и 3-й плюсневых костях, по сравнению с лицами, не занимающимися спортом. При динамических нагрузках увеличивается количество остеонов и их связь с окружающими волокнами.
3) губчатое вещество - при усиленной физической нагрузке идет формирование крупноячеистой структуры губчатого вещества костей, на которые эта нагрузка направлена. Например, у футболистов и бегунов -это кости стопы. Перекладины губчатого вещества становятся толще, ячейки между ними больше, отсюда образование новых силовых линий.
4) при физической нагрузке соответственно утолщению компактного вещества уменьшается костно-мозговая полость. Кроме того, уменьшается количество желтого костного мозга и увеличивается количество красного костного мозга. В связи с этим нарастает число эритроцитов, повышается количество гемоглобина в крови, а следовательно, усиливается снабжение организма кислородом.
5) надкостница при динамических нагрузках становится эластичнее, усиливается её кровоснабжение. При статических нагрузках -она становится более прочной и малоэластичной.
6) при физических нагрузках увеличивается сопротивляемость
кости на излом, изгиб, сдавливание и растяжение.
37 7) соединения костей также изменяются в зависимости от
специфики нагрузки: статические нагрузки усиливают прочность связок, а
динамические - улучшают их прочность и растяжимость.
Как видим, занятия различными видами спорта влияют на костную
систему человека. Например, в верхней конечности:
• у пловцов - в связи с гипертрофией дельтовидной мышцы диафиз плечевой кости в области прикрепления мышцы расширяется и хирургическая шейка становится слабо выраженной. Аналогичные явления наблюдаются в лучевой кости гребцов на байдарке. У них, вследствие гипертрофии двуглавой мышцы, резко утолщается лучевая бугристость и сглаживается шейка луча.
• у штангистов из-за общего утолщения лучевой кости сглаживается шейка кости и изгиб диафиза.
В нижней конечности:
• у метателей диска резко утолщается дистальный конец диафиза бедра.
• у бегунов отмечается резкое утолщение болыпеберцовой кости в области её бугристости и малоберцовой кости в области её головки.
• у тех, кто занимается танцами, увеличиваются 1 -е и 2-е плюсневые кости; кроме того у них преобладает крупноячеистая структура губчатого вещества эпифизов и костей предплюсны.
• кроме того, если нагружать больше какую-то одну конечность по сравнению с другой, то и кости этой конечности будут утолщаться больше. Это наблюдается, например, у метателей диска.
Таким образом, изменения костей под воздействием физической нагрузки является результатом функциональных условий. Этот момент необходимо учитывать для того, чтобы путем рациональной физической нагрузки направленно воздействовать на рост костей и способствовать гармоничному развитию тела человека.