Кости могут соединяться одна с другой при помощи непрерывного соединения, когда щели между ними нет. Такое соединение называется синартрозом (synartrosis). Прерывное соединение, при котором между сочленяющимися костями находится полость и образуется сустав (articulatio), называется диартрозом, или синовиальным соединением (juncturae synovialis).
Непрерывные соединения костей – синартрозы
Непрерывные соединения костей (рис. 32) в зависимости от вида ткани, соединяющей кости, делят на 3 группы: фиброзные соединения (juncturae fibrosae), хрящевые соединения (juncturae cartilagina) и соединения посредством костной ткани – синостозы (synostoses).
К фиброзным соединениям относят синдесмоз, межкостную перепонку и шов.
Синдесмоз (syndesmosis) – это фиброзное соединение посредством связок.
Связки (ligamenta) служат для укрепления соединений костей. Они могут быть очень короткими, например межостистые и межпоперечные связки (ligg. interspinalia et intertransversaria), или, наоборот, длинными, как надостистая и выйная связки (ligg. supraspinale et nuchae). Связки – крепкие фиброзные тяжи, состоящие из продольных, косых и перекрывающихся пучков коллагеновых и небольшого количества эластических волокон. Они могут выдерживать большую нагрузку на растяжение. К особому виду связок относятся желтые связки (ligg. flava), образованные эластическими волокнами. Они обладают прочностью и
Рис. 32. Непрерывные соединения:
а – синдесмоз; б – синхондроз; в – симфиз; г, д, е – вколачивание (зубоальвеолярное соединение); ж – зубчатый шов; з – чешуйчатый шов; и – плоский (гармоничный) шов; к – межкостная перепонка; л – связки
крепостью фиброзных синдесмозов, вместе с тем им свойственна большая растяжимость и гибкость. Такие связки расположены между дугами позвонков.
К особому виду синдесмозов относят зубоальвеолярный синдесмоз или вклачивание (gomphosis) – соединение корней зубов с зубными альвеолами челюстей. Осуществляется фиброзными пучками периодонта, идущими в разных направлениях в зависимости от направления нагрузки на данный зуб.
Межкостные перепонки: лучелоктевой синдесмоз (syndesmosis radioulnaris) и межберцовый (syndesmosis tibiofibularis). Это соединения соседних костей посредством межкостных перепонок – соответственно межкостной перепонкой предплечья (membrana interossea antebrachii) и межкостной перепонкой голени (membrane interossea cruris). Синдесмозы закрывают также отверстия в костях: например, запирательное отверстие закрывается запирательной мембраной (membrana obturatoria), есть атлантозатылочные мембраны – передняя и задняя (membrana atlantooccipitalis anterior et posterior). Межкостные мембраны закрывают отверстия в костях, увеличивают поверхность для прикрепления мышц. Мембраны образованы пучками коллагеновых волокон, малоподвижны, имеют отверстия для сосудов и нервов.
Шов (sutura) представляет собой соединение, в котором края костей прочно сочленяются небольшой прослойкой соединительной ткани. Швы встречаются только на черепе. В зависимости от формы краев костей черепа различают следующие швы:
– зубчатый (sut. serrata) – край одной кости имеет зубцы, входящие в углубления между зубцами другой кости: например, при соединении лобной кости с теменной;
– чешуйчатый (sut. squamosa) образуется путем наложения друг на друга косо срезанных костей: например, при соединении чешуи височной кости с теменной;
– плоский (sut. plana) – ровный край одной кости прилегает к такому же краю другой, характерен для костей лицевого черепа;
– схиндилез (расщепление; schindylesis) – острый край одной кости входит между расщепленными краями другой: например, соединение сошника с клювом клиновидной кости.
В хрящевых соединениях (juncturae cartilaginea) кости скрепляются между собой прослойками хряща. К таким соединениям относят синхондроз и симфиз.
Синхондроз (synchondrosis) образуется сплошными прослойками хряща. Это прочное и упругое соединение с незначительной подвижностью, которая зависит от толщины хрящевой прослойки: чем толще хрящ, тем больше подвижность, и наоборот. Синхондрозам свойственны рессорные функции. Примером синхондрозов является прослойка гиалинового хряща на границе эпифизов и метафизов в длинных трубчатых костях – так называемые эпифизарные хрящи, а также реберные хрящи, соединяющие ребра с грудиной. Синхондрозы могут быть временными или постоянными. Первые существуют до определенного возраста, например эпифизарные хрящи. Постоянные синхондрозы остаются в течение всей жизни человека, например между пирамидой височной кости и соседними костями – клиновидной и затылочной.
Симфизы (symphyses) отличаются от синхондрозов тем, что внутри соединяющего кости хряща имеется небольшая полость. Кости фиксируются еще и связками. Симфизы ранее называли полусуставами. Существуют симфиз рукоятки грудины, межпозвоночный симфиз и лобковый симфиз.
Если временное непрерывное соединение (волокнистое или хрящевое) замещается костной тканью, то оно называется синостозом (synostosis). Примером синостозов у взрослого человека являются соединения между телами затылочной и клиновидной костей, между крестцовыми позвонками, половинами нижней челюсти.
Прерывные соединения костей – диартрозы
Прерывные соединений костей – суставы (juncturae synovialis), или синовиальные соединения, диартроз, – образовались из непрерывных соединений и являются наиболее прогрессивной формой соединения костей. Каждый сустав имеет следующие составные части: суставные поверхности, покрытые суставным хрящом; суставную капсулу, охватывающую суставные концы костей и укрепленную связками; суставную полость, расположенную между сочленяющимися поверхностями костей и окруженную суставной капсулой, и суставные связки, укрепляющие сустав (рис. 33).
Суставные поверхности (facies articularis) покрыты суставным хрящом (cartilago articularis). Обычно одна из сочленяющихся суставных поверхностей выпуклая, другая вогнутая. По структуре хрящ может быть гиалиновым или, реже, волокнистым. Свободная поверхность хряща, обращенная в полость сустава, гладкая, что облегчает движение
Рис. 33. Схема строения сустава:
1 – синовиальная мембрана; синовиальный слой; 2 – фиброзная мембрана; фиброзный слой; 3 – жировые клетки; 4 – суставная капсула; 5 – гиалиновый суставный хрящ; 6 – минерализованный матрикс хряща; 7 – кость; 8 – кровеносные сосуды; 9 – суставная полость
костей относительно друг друга. Внутренняя поверхность хряща прочно связана с костью, через которую получает питание. Эластичность гиалинового хряща смягчает толчки. Кроме того, хрящи сглаживают все шероховатости сочленяющихся костей, придавая им соответствующую форму и увеличивая конгруэнтность (совпадение) суставных поверхностей.
Суставная капсула (capsula articularis) охватывает суставные поверхности костей и образует герметически замкнутую суставную полость. Капсула состоит из двух слоев: наружного – фиброзной мембраны (membrana fibrosa) и внутреннего – синовиальной мембраны (membrana synovialis). Фиброзная мембрана образована волокнистой соединительной тканью. В суставах, выполняющих обширные движения, капсула тоньше, чем в малоподвижных.
Синовиальная мембрана состоит из рыхлой соединительной ткани, которая покрыта слоем эпителиальных клеток. Синовиальная мембрана образует особые выросты – синовиальные ворсинки (villi synoviales), участвующие в продукции синовиальной жидкости (synovia). Последняя увлажняет суставные поверхности, уменьшая их трение. Помимо ворсинок, синовиальная мембрана имеет синовиальные складки (plicae synoviales), вдающиеся в полость сустава. В них может откладываться жир, и тогда они называются жировыми складками (plicae adiposae). Если синовиальная мембрана выпячивается наружу, то образуются синовиальные сумки (bb. synoviales). Они располагаются в местах наибольшего трения, под мышцами или сухожилиями. Кроме того, в больших суставах синовиальная мембрана может образовывать более или менее замкнутые полости – завороты синовиальной мембраны (recessus synoviales). Такие завороты, например, имеются в суставной капсуле коленного сустава.
Суставная полость (cavitas articularis) представляет собой щелевидное пространство, ограниченное суставными поверхностями костей и суставной капсулой. Оно заполнено небольшим количеством синовиальной жидкости. Форма и размеры суставной полости зависят от величины суставных поверхностей и мест прикрепления капсулы.
Помимо рассмотренных основных составных частей, имеющихся в каждом суставе, наблюдаются дополнительные образования: суставная губа, суставные диски, мениски, связки и сесамовидные кости.
Суставная губа (labrum articulare) состоит из волокнистой ткани, прикрепляющейся по краю суставной впадины. Она увеличивает площадь соприкосновения суставных поверхностей. Например, суставная губа имеется в плечевом и тазобедренном суставах.
Суставной диск (discus articularis) и суставной мениск (meniscus articularis) представляют собой волокнистые хрящи, располагающиеся в полости сустава. Если хрящ разделяет полость сустава полностью на 2 этажа, что наблюдается, например, в височно-нижнечелюстном суставе, то говорят о диске. Если разделение полости сустава неполное, то говорят о менисках: например, мениски в коленном суставе. Суставные хрящи способствуют конгруэнтности сочленяющихся поверхностей и ослабляют действие толчков.
Внутрикапсульные связки (ligg. intracapsularia) состоят из волокнистой ткани и соединяют одну кость с другой. Со стороны полости сустава они покрыты синовиальной мембраной суставной капсулы,
которая отделяет связку от полости сустава: например, связка головки бедренной кости в тазобедренном суставе. Связки, укрепляющие суставную капсулу и лежащие в ее толще, называются капсульными (ligg. capsularia), а расположенные вне капсулы – внекапсульными (ligg. extracapsularia).
Сесамовидные кости (ossa sesamoidea) располагаются в капсуле сустава или в толще сухожилия. Их внутренняя поверхность, обращенная в полость сустава, покрыта гиалиновым хрящом, наружная сращена с фиброзным слоем капсулы. Примером сесамовидной кости, располагающейся в капсуле коленного сустава, является надколенник.
Виды суставов
Суставы подразделяют в зависимости от формы и числа сочленяющихся поверхностей или функций (числа осей, вокруг которых в суставе производятся движения). Различают следующие формы движений в суставах:
– движение вокруг фронтальной оси: уменьшение угла между сочленяющимися костями – сгибание (flexio), увеличение угла между ними – разгибание (extensio);
– движение вокруг сагиттальной оси: приближение к срединной плоскости – приведение (adductio), отдаление от нее – отведение (abductio);
– движение вокруг вертикальной оси: вращение кнаружи (supinatio); вращение кнутри (pronatio); круговое вращение (circumductio), при котором вращающийся сегмент конечности описывает конус.
Объем движений в суставах обусловлен особенностями формы сочленяющихся костных поверхностей. Если одна поверхность маленькая, а вторая большая, то объем движений в таком суставе большой. В суставах с почти одинаковыми по площади суставными поверхностями объем движений значительно меньше. Кроме того, объем движений в суставе зависит от степени его фиксации связками и мышцами.
Форму суставных поверхностей условно сравнивают с геометрическими телами (шар, эллипс, цилиндр). Их классифицируют по форме и различают шаровидные, плоские, эллипсовидные, седловидные, блоковидные и другие суставы. По числу осей выделяют многоосные, двуосные, одноосные суставы. Форма суставных поверхностей определяет также функциональную подвижность суставов и, следовательно,
число осей. По форме и числу осей можно выделить: одноосные суставы – блоковидные, цилиндрические; двухосные суставы – эллипсовидные, мыщелковые, седловидные; многоосные суставы – шаровидные, плоские. Движения в суставе обусловлены формой его суставных поверхностей (рис. 34).
Одноосные суставы. В цилиндрическом суставе (articulatio cylindrica) суставная поверхность одной кости имеет форму цилиндра, а сочленяющаяся поверхность другой кости – впадину. В лучелоктевом суставе движения совершаются внутрь и наружу – пронация и супинация. Цилиндрическим суставом является сочленение атланта с осевым позвонком. Другая форма одноосных суставов – блоковидная (ginglymus). В этом суставе одна из сочленяющихся поверхностей выпуклая с бороздкой посредине, другая суставная поверхность вогнутая и имеет посредине гребешок. Бороздка и гребешок предупреждают боковое скольжение. Примером блоковидного сустава являются межфаланговые суставы пальцев, обеспечивающие сгибание и разгибание. Разновидность блоковидного сустава – винтообразный сустав (articulatio cochlearis), в котором борозда на сочлененной поверхности располагается несколько косо по отношению к плоскости, перпендикулярной оси вращения. При продолжении этой борозды образуется винт. Такими суставами являются голеностопный и плечелоктевой.
Двухосные суставы. Эллипсовидный сустав (articulatio ellipsoidea) по форме суставных поверхностей приближается к эллипсу. В этом суставе возможны движения вокруг двух осей: фронтальной – сгибание и разгибание, и сагиттальной – отведение и приведение. В двухосных суставах возможно круговое вращение. Примеры двухосных суставов – лучезапястный и атлантозатылочный. К двухосным относят также седловидный сустав (articulatio sellaris), сочлененные поверхности которого напоминают по форме седло. Движения в этом суставе такие же, как и в эллипсовидном. Примером подобного сустава является запястно-пястный сустав большого пальца кисти. Мыщелковый сустав (articulatio bicondylaris) относится к двухосным (по форме суставных поверхностей он приближается к эллипсовидному). В таком суставе возможны движения вокруг двух осей. Примером служит коленный сустав.
Многоосные (трехосные) суставы. Шаровидный сустав (articulatio sphenoidea) обладает наибольшей свободой движения. В нем возможны
Рис. 34.1. Синовиальные соединения (суставы). Виды суставов по форме и числу осей вращения:
а – одноосные суставы: 1, 2 – блоковидные суставы; 3 – цилиндрический сустав; б – двухосные суставы: 1 – эллипсовидный сустав; 2 – мыщелковый сустав; 3 – седловидный сустав;
в – трехосные суставы: 1 – шаровидный сустав; 2 – чашеобразный сустав; 3 – плоский сустав
Рис. 34.2. Схемы движений в суставах:
а – трехосные (многоосные) суставы: 1 – шаровидный сустав; 2 – плоский сустав; б – двухосные суставы: 1 – эллипсовидный сустав; 2 – седловидный сустав; в – одноосные суставы: 1 – цилиндрический сустав; 2 – блоковидный сустав
движения вокруг трех взаимно перпендикулярных осей: фронтальной, сагиттальной и вертикальной. Вокруг первой оси происходят сгибание и разгибание, вокруг второй – отведение и приведение, вокруг третьей – вращение наружу и внутрь. Примером является плечевой сустав. Если суставная впадина глубокая, как в тазобедренном суставе, где головка бедренной кости глубоко ею охватывается, то такой сустав называют чашеобразным (articulatio cotylica). К многоосным суставам относится плоский сустав (articulatio plana), суставные поверхности которого изогнуты незначительно, представляют собой отрезки окружности большого радиуса. Это, например, суставы между суставными отростками позвонков.
Если в образовании сустава принимают участие 2 кости, то сустав называется простым (articulatio simplex), если 3 и более – сложным (articulatio composita). Примером простого сустава является плечевой, сложного – локтевой. Комбинированные суставы – совокупность нескольких сочленений, в которых движения совершаются одновременно. Например, движение в одном височно-нижнечелюстном суставе невозможно без движения в другом.
В фиксации суставов имеет значение ряд факторов: сцепление суставных поверхностей, их укрепление капсульно-связочным аппаратом, тяга мышц и сухожилий, прикрепляющихся в окружности суставов.
Сочленения имеют выраженные индивидуальные, возрастные и половые особенности. Подвижность в соединениях костей зависит от индивидуальных особенностей строения этих соединений. Она неодинакова у людей различного возраста, пола и тренированности.
Кровоснабжение и иннервация суставов
Суставы кровоснабжаются ветвями основных артериальных стволов, которые проходят рядом. Иногда на поверхности сустава образуется сосудистая сеть нескольких артерий, например артериальные сети локтевого и коленного суставов. Отток венозной крови происходит в венозные сосуды, которые сопровождают одноименные артерии. Иннервация суставов осуществляется ближайшими нервами. Они посылают в суставную капсулу нервные ветви, образующие в ней ряд ответвлений и концевые нервные аппараты (рецепторы). Отток лимфы происходит в близлежащие региональные лимфатические узлы.