Хрящевые соединения синхондрозы (synchondroses). Примерами синхондрозов являются соединение между первым ребром и грудиной при помощи гиалинового хряща; соединение между позвонками при помощи межпозвонкового диска, представляющего собой волокнистый хрящ; соединение между собой лонных костей, имеющее название лобкового симфиза; соединение между рукояткой и телом грудины, а также между мечевидным отростком грудины и ее телом. Синхондрозы предназначены для смягчения давления на кости (амортизации) при сильных нагрузках. При этом синхондрозы обладают большой подвижностью, что способствует легкости, пластичности и гибкости человека.
Костные соединения синостозы (synostoses). Такие соединения являются результатом замещения фиброзных или хрящевых соединений костной тканью. Это неподвижные и самые прочные из всех непрерывных соединений костей. Примерами синостозов являются тазовая кость (соединение подвздошной, седалищной и лонной костей в области вертлужной впадины), соединение между половинами нижней челюсти, крестец с пятью сросшимися позвонками и соединения между отдельными костями основания черепа.
Мышечные соединения синмиозы (synmyoses). Это соединения костей с помощью мышц, что укрепляет сустав, прочно удерживая суставные поверхности костей относительно друг друга. Примером такого соединения является плечевой пояс, куда входит плечевой сустав, лопатка и шейный отдел позвоночника: мышцы присоединяют лопатку и плечевую кость к грудной клетке и шейным позвонкам. Прерывными соединениями являются суставы диартрозы (diarthroses). Суставы это подвижные синовиальные соединения костей скелета (articulations synoviales), имеющие суставные поверхности, которые покрыты суставным хрящом, суставную капсулу и суставную полость, заполненную синовиальной жидкостью. Между костями, образующими сустав, есть суставная щель.
Эпиграфом к этой главе служат слова великого древнеримского врача, хирурга, анатома и философа Галена (129216 гг.), который утверждал, что «все, что создано природой, превосходно». Это утверждение касается прежде всего человека как части живой природы. Костно-мышечный скелет человека, включая связки, сухожилия и соединения между костями, представляет собой уникальную конструкцию, каждая часть которой неслучайна и имеет свое конкретное предназначение и целесообразность, что обеспечивает особую устойчивость, выносливость и продолжительное существование такой конструкции.
Основываясь на доскональном знании анатомии человека, Гален описывает строение суставов в своей главной книге «О назначении частей человеческого тела» [1] следующим образом: «Способ сочленения костей не менее замечателен; ведь каждый из пальцев состоит из трех не просто и случайно соединенных костей, но, как дверные петли, каждый сустав представляет собой выпуклость, входящую в углубление. Но это может быть не самое замечательное; если ты рассмотришь соединение всех костей во всем теле, ты увидишь, что выпуклости по своим размерам всегда соответствуют углублениям, в которые они входят. <> чтобы каждое сочленение было ограждено со всех сторон, природа создала на каждой из двух костей своего рода связки, протянув их от одной кости к другой <> Связки наиболее плотные и крепкие защищают суставы наиболее важные и большие, другие предназначены для менее важных и небольших. Подобное строение, общее всем сочленениям, встречается как во всех суставах, так и в суставах пальцев, где это наиболее уместно».
Петр Францевич Лесгафт (18371909), русский врач, биолог, анатом, доктор медицины и хирургии, один из основоположников экспериментальной биомеханики в России и создатель научной системы физического воспитания, представляет строение сустава следующим образом [2]: «Соединение концов костей посредством сумки называется суставом или сочленением. Концы костей на месте своего соприкосновения всегда покрыты хрящевыми пластинками, составляющими здесь так называемые суставные поверхности. Между этими поверхностями и внутреннею гладкою поверхностью, соединяющей их сумки, находится большее или меньшее количество тягучей прозрачной жидкости или смазки (синовия). Сумка восполняет все промежутки, остающиеся между всеми частями сустава. Если же эти промежутки велики, то они бывают заняты продолжениями или отростками сумки (синовиальные складки, отростки или ворсинки). Движения между костями находятся в прямой зависимости от форм суставных поверхностей соприкасающихся костей».
1.3. Из чего состоит сустав
Основными элементами сустава являются (рис. 1):
1. Суставная полость.
2. Суставные поверхности костей, покрытые хрящом.
3. Суставная жидкость (синовиальная жидкость).
4. Суставная капсула (сумка).
5. Околосуставные ткани.
Рис 1. Основные элементы сустава
Давайте рассмотрим каждый элемент более подробно.
Суставные поверхности костей: чем суставной хрящ принципиально отличается от кости?
Суставные поверхности костей, образующих сустав, покрыты гиалиновым хрящом, состоящим из клеток (они называются «хондроциты» и «хондробласты») и аморфного вещества. Аморфное вещество состоит на 1015 % из коллагеновых нитей, гиалуроновой кислоты, белков и олигосахаридов (углеводов), на 7080 % из воды, и 47 % его состава это минеральные вещества. Задача клеток хондроцитов заключается в том, чтобы активно производить межклеточное аморфное вещество, которое делает хрящ и плотным, и упругим одновременно, что защищает его от разрушений при нагрузках. В отличие от кости в хряще нет ни нервов, ни сосудов, а питательные вещества он получает за счет диффузии из окружающих тканей, подлежащей кости и синовиальной жидкости.
Важно знать, что с возрастом в хряще происходят определенные изменения. В процессе старения организма в аморфном веществе хряща уменьшается концентрация гиалуроновой кислоты, белков и воды, а содержание кальция при этом увеличивается. В клетках хондроцитах накапливается гликоген и жиры, а сами клетки уменьшаются в размерах и гибнут. Такие изменения приводят к тому, что хрящ теряет эластичность и прочность и истончается. Сопутствующие травмы суставов и заболевания, включая заболевания внутренних органов, усиливают процессы разрушения суставного хряща.
Суставная капсула (сумка)
Суставная капсула имеет два слоя (две мембраны, или оболочки). Наружный слой это очень плотная фиброзная мембрана, состоящая из коллагеновых эластичных волокон и соединительной ткани. В фиброзной мембране проходят нервы и кровеносные и лимфатические сосуды. В фиброзную мембрану вплетаются связки и сухожилия мышц, что придает дополнительную прочность суставной сумке. Под фиброзной мембраной находится синовиальная оболочка. Синовиальная оболочка выстилает всю суставную полость, образуя синовиальные складки и синовиальные ворсины, обращенные в суставную полость. Синовиальная оболочка содержит кровеносные и лимфатические сосуды, нервные волокна и окончания. Синовиальные ворсинки секретируют синовиальную жидкость. В покровном слое синовиальной оболочки расположены клетки синовиоциты трех порядков: макрофагальные А-клетки, продуцирующие ферменты и осуществляющие фагоцитоз (удаление отходов и микробов); фибропластические В-клетки, продуцирующие гиалуроновую кислоту, важный компонент суставного хряща, обеспечивающий его упругость и устойчивость к нагрузкам; и С-клетки это клетки-предшественники А- и В-клеток. В синовиальной оболочке всегда присутствуют клетки макрофаги, тучные клетки, а также мононуклеарные клетки крови, обеспечивающие иммунную и защитную функции сустава. Между суставной полостью через синовиальную оболочку и кровь происходит непрерывный обмен питательными веществами, включая гормоны, ферменты, витамины, электролиты и белки. Обмен идет в обе стороны как из крови в суставную полость, так и из суставной полости в кровь. Именно поэтому при заболеваниях внутренних органов суставы довольно часто реагируют проявлением реактивных синовитов и артритов.