Коленный сустав по форме и направлениям подвижности является сложным блоковидно-вращательным суставом, то есть комбинированным.
По структуре он сложный, и часто травмируемый. Многих проблем можно было бы избежать, зная его анатомию и биомеханику.
Вот с этим и разберемся!
Немного терминологии: при описании парных органов, сторон, частей тела и т.п. используются термины, указывающие на их положение относительно средней линии тела: «медиальный» — расположенный ближе к середине, “латеральный” – дальше.
КОСТИ
Коленный сустав формируют две длинные трубчатые кости: бедренная (сверху) и большеберцовая (снизу). Спереди кость надколенника (коленная чашечка).
Два шарообразных возвышения на конце бедренной кости, покрытые суставным хрящом и образуют суставную поверхность бедренной кости — мыщелки. Они контактируют с плоской поверхностью большеберцовой кости — большеберцовым плато, состоящим из двух половин: медиального и латерального плато.
Надколенник скользит по желобу между мыщелками. Малоберцовая кость не участвует в образовании коленного сустава. Она расположена на голени латерально от большеберцовой кости. Эти кости соединены между собой посредством небольшого малоподвижного сустава.
Суставной хрящ покрывает суставные концы костей. Его толщина 5-6 мм. Функция суставного хряща — уменьшение трения при движении и амортизация ударных нагрузок. В коленном суставе, хрящ покрывает суставные концы бедренной, большеберцовой костей и заднюю поверхность надколенника.
МЕНИСКИ
Между наружным и внутренним мыщелками большеберцовой кости расположено межмыщелковое возвышение. Кривизна суставных поверхностей мыщелков бедра не соответствует по радиусу кривизне суставной поверхности большеберцовой кости. Это несоответствие (инконгруентность) до некоторой степени выравнивается двумя хрящевыми образованиями полулунной формы — менисками, утолщёнными по периферии.
Посредством мощных связок внутренние концы менисков прикреплены к межмыщелковому возвышению, наружные утолщенные края сращены с синовиальной (внутренней) оболочкой сумки сустава.
Спереди мениски соединены между собой поперечной связкой колена, с бедренной костью — передней и задней менискобедренными связками. Таким образом, концы менисков фиксированы, а тела их способны смещаться.
Благодаря смещаемости менисков, при согнутом колене возможны вращательные движения. По структуре мениски являются волокнистыми хрящами и отличается от суставного хряща.
ФУНКЦИЯ МЕНИСКОВ
Распределение веса тела на большую площадь большеберцового плато, увеличение стабильности коленного сустава.
Биомеханику колена легче рассматривать, если представить его в виде двух шаров, лежащих на плоскости. Шары — мыщелки, плоская площадка — большеберцовое плато. Мениски представляют собой эластичные прокладки и заполняют пространство между бедренными мыщелками и большеберцовым плато. Они помогают распределять вес тела с бедренной на большеберцовую кость. Стабильность сустава обеспечивается его «расклиниванием» менисками, имеющими клиновидную форму. Толщина менисков больше на периферии, чем в центральной части. Такая геометрия приводит к формированию неглубокой впадины на большеберцовом плато.
В случае отсутствия менисков вес тела приходится на две точки плато. Мениски же перераспределяют вес по всей его площади. Эта их роль очень важна, так как помогает защищать суставной хрящ от перегрузок и дегенеративных изменений.
СВЯЗКИ И СУХОЖИЛИЯ
В коленном суставе в отличие от других суставов нашего тела, геометрия образующих его суставных поверхностей костей не обеспечивает стабильности. Например, бедренный сустав представлен шарообразной головкой бедренной кости, расположенной в глубокой ацетабулярной впадине, геометрия локтевого сустава напоминает блок в виде закругленного костного отростка и костной выемки. А в коленном суставе именно связки, сухожилия и мениски являются крайне важными структурами, способствующими его стабилизации.
Связки — это плотные образования из соединительной ткани, которые необходимы для фиксации концов костей друг с другом. Основными связками коленного сустава являются передняя и задняя крестообразные связки, идущие от наружного и внутреннего мыщелков, перекрещивающиеся между собой и прикрепляющиеся к межмыщелковому возвышению, а также спереди и сзади него на большеберцовой кости. Эти связки ограничивают излишние движения суставных поверхностей костей в передне-заднем направлении.
Передняя крестообразная связка удерживает большеберцовую кость от соскальзывания вперед относительно бедренной кости.
Задняя крестообразная связка удерживает большеберцовую кость от соскальзывания назад относительно бедренной кости.
По сторонам коленного сустава расположены большеберцовая и малоберцовая коллатеральные связки, начинающиеся на надмыщелках бедренной кости и прикрепляющиеся соответственно на медиальной поверхности большеберцовой кости и головке малоберцовой кости.
Сухожилия по строению напоминают связки, при этом они соединяют мышцы с костями. Наиболее крупное сухожилие, расположенное в области колена, называется сухожилием надколенника. Оно соединяет четырехглавую мышцу (квадрицепс) с большеберцовой костью. В его толще находится надколенник. Боковой поддерживающий аппарат надколенника образуют медиальный и латеральный удерживатели надколенника.
На задней поверхности коленного сустава находятся косая и дугообразная подколенные связки. Здесь же пучки сухожилия полуперепончатой мышцы образуют сухожильное растяжение — глубокую гусиную лапку. Эти сухожилия иногда используют в качестве аутотрансплантатов при эндопротезировании крестообразных связок.
СУСТАВНАЯ СУМКА
Суставная сумка, состоящая из фиброзной и синовиальной мембран, прикрепляется по краю суставного хряща и суставных менисков.
Спереди она укреплена тремя широкими тяжами, образованными сухожильными пучками четырехглавой мышцы бедра.
В средний тяж вплетен надколенник, прикрывающий коленный сустав спереди. С боков сумка укреплена медиальной связкой большеберцовой кости и латеральной связкой малоберцовой кости. Эти связки при выпрямленной конечности исключают боковую подвижность и вращение голени.
Задняя поверхность сумки укреплена вплетающимися в нее сухожилиями мышц голени и бедра. Синовиальная оболочка, покрывая изнутри суставную сумку, выстилает сочлененные поверхности, крестообразные связки; образует несколько карманов (завороты и бурсы коленного сустава) из которых самый крупный расположен позади сухожилия четырехглавой мышцы бедра. Полость коленного сустава сообщается с синовиальными сумками, расположенными в местах прикрепления мышц, окружающих сустав.
ДВИЖЕНИЯ
Движения в коленном суставе осуществляются вокруг двух осей: фронтальной (сгибание, разгибание) и вертикальной (вращение голени в согнутом положении коленного сустава).
НЕРВЫ
Иннервация коленного сустава осуществляется за счет ветвей поясничного и крестцового нервных сплетений, ветвями бедренного и седалищного нервов.
Наиболее крупным нервом области колена является подколенный нерв, расположенный на задней поверхности коленного сустава. Этот нерв является частью седалищного нерва, который проходит в области голени и стопы, обеспечивая чувствительную и двигательную иннервацию этих областей. Подколенный нерв чуть выше коленного сустава делится на большеберцовый и малоберцовый нервы. Большеберцовый нерв располагается на задней поверхности голени, а малоберцовый нерв огибает головку малоберцовой кости и уходит на переднюю и наружно-боковую поверхность голени. Эти нервы могут быть повреждены при травме коленного сустава.
КРОВЕНОСНЫЕ СОСУДЫ
Кровоснабжение коленного сустава осуществляется ветвями подколенной артерии, проходящей в подколенной ямке, двумя возвратными ветвями передней большеберцовой артерии и нисходящей артерии колена (ветвь бедренной артерии). Венозная кровь от коленного сустава собирается в подкожные и глубокие вены.
ПРОБЛЕМЫ КОЛЕННОГО СУСТАВА
В различных положениях сустав является разным по анатомической классификации: в разогнутом состоянии он является блоковидным, а по мере сгибания переходит во что-то вроде комбинированного шаровидного.
При попытке повернуть разогнутый коленный сустав вокруг вертикальной оси возможна травма менисков.
При разогнутом коленном суставе значительная часть суставной поверхности бедренной кости соприкасается с менисками, а в согнутом положении это соприкосновение минимально. По мере сгибания площадь соприкосновения в суставе между бедренной и большой берцовой костью резко сокращается. В связи с этим в суставе имеется сложнейший связочный аппарат. Даже относительно небольшое механическое нарушение в работе сустава способно перегрузить те или иные его структуры.
В суставе также имеются структуры, предназначенные для выработки суставной жидкости.
ТРАВМЫ И ПРИЧИНЫ ИХ ВОЗНИКНОВЕНИЯ
Причиной травм могут быть ушибы, вывихи и физическая перегруженности.
В результате перегрузок ткани снашиваются и возникают микротравмы. Это вполне естественный процесс и здесь нет ничего патологического, но если ткани не будут успевать восстанавливаться между тренировками, то с каждой тренировкой объем микротравм будет нарастать.
Постоянная ноющая боль в суставе свидетельствует о наличии очага воспаления, спровоцированного микротравмами. По мере прогрессирования этого процесса происходит нарастание негативных изменений в тканях сустава и, следовательно, для дальнейшего повреждения этих тканей будет достаточно уже меньшей нагрузки.
Часто встречаются полные или частичные разрывы связок. Они происходят при движениях, которые превышают физиологические пределы. Так, большеберцовая и малоберцовая коллатеральные (боковые) связки обычно разрываются при чрезмерном отведении голени внутрь или наружу. Связки повреждаются у места их прикрепления к костям, иногда происходит отрыв костного фрагмента.
Чаще всех травмируется большеберцовая коллатеральная связка, реже передняя крестообразная. Часто повреждаются обе эти связки и внутренний мениск — так называемая несчастная триада, или триада Турнера.
Разрывы малоберцовой коллатеральной связки часто могут сопровождаться повреждением малоберцового нерва, надрывам или разрывом передней крестообразной связки и наружного мениска.
Для диагностики повреждений связочного аппарата используются тесты стабильности, которые обычно заключаются в осторожном пассивном воспроизведении механизма повреждения. Например, при полном разрыве большеберцовой коллатеральной связки отмечают увеличение амплитуды пассивного отведения голени и ее ротации кнаружи, при нарушении целости передней крестообразной связки — смещение голени вперед (симптом переднего выдвижного ящика), при повреждении задней крестообразной связки — смещение голени назад (симптом заднего выдвижного ящика).
По величине отклонения или смещения голени оценивают степень повреждения. В этом случае, контроль за мышцами задней и внутренней поверхности бедра и подколенными сухожилиями компенсируют эту нестабильность, способствуют восстановлению, или, по крайней мере, предотвращают усугублению проблемы.
ОСНОВНАЯ ПРИЧИНА ТРАВМ МЕНИСКА
Форсированное ротационное движение в колене в не соответствующем суставу направлении или объеме. Чаще всего происходит в согнутом колене при ротации при нагруженной конечности.
Разрыв мениска может усугубляться повреждением боковых и передней крестообразной связок колена.
Медиальный мениск повреждается в 3-4 раза чаще латерального, одна из причин этого та, что медиальный мениск жестче фиксирован т.к. сращен с большеберцовой коллатеральной связкой, а латеральный имеет большую свободу скольжения.
Если произошел разрыв, то оторванная часть мениска, сохраняя связь с передним и задним рогом, часто перемещается, ущемляется между мыщелками бедра и голени, вызывая блокаду сустава, которая проявляется внезапным ограничением движения (преимущественно разгибания), острой болью, прогрессирующим травматическим синовитом (воспалением и отеком сустава).
Особенности питания менисков во многом определяют их способность к восстановлению. Боковые мениски сращены с капсулой сустава и имеют кровоснабжение от артерий капсулы. Внутренние части находятся в глубине сустава и собственного кровоснабжения не имеют, а питаются диффузно, за счет циркуляции синовиальной жидкости. Поэтому повреждения менисков рядом с капсулой срастаются хорошо, а разрывы внутренних не срастаются совсем.
Так же дегенеративные изменения мениска, приводящие к травме, могут развиться в результате хронических микротравм.
Для питания мениска очень важно обеспечить регулярное поступление в сустав синовиальной жидкости и ее полноценный по аминокислотам состав. Первое обеспечивается регулярными и полноценными движениями в суставе, поэтому так важна РАЗМИНКА (суставная гимнастика), второе – полноценным по аминокислотному составу питанием.
Разорванный или надорванный мениск при движении может травмировать близлежащие ткани сустава (связки, хрящи), вызывая воспаление и дегенеративные изменения (артрит и артроз).
Иные, не травматические причины проблем колена:
- Нарушение обмена веществ, болезни почек, печени, кишечника, гормональной системы, нарушение желчеоттока. Все это влияет на состояние суставов!
- Инфекции.
- Неполноценное с точки зрения аминокислот питание (вегетарианство и т.п.).
- Наличие дефектов в строении сустава.
- Нарушение регулярности физической нагрузки (тренировок), следствие которого -дисбаланс состава хряща. При регулярной интенсивной нагрузке обмен веществ, идущий в тканях трущихся поверхностей, оптимизируется под нее, и при ее резком прекращении не успевает перестроиться, в результате чего ухудшаются показатели скольжения в суставе.
ЧТО ДЕЛАТЬ?
Первым и основным видом профилактики травматизма не только колена, но и любой другой области, является правильная подготовка, то есть разминка.
Нет ни одного вида физической активности, будь то спорт, боевые искусства, танцы и пр., где бы ни присутствовала эта предварительная часть.
В йоге, где нагрузки на суставы огромны, направления движения и их амплитуды очень разнообразны — это особенно актуально. А учитывая, что смазка в суставную сумку выделяется в достаточном количестве для хорошего скольжения хрящей только при динамической работе (!), можно понять, почему техники типа Вьяямы или обычная суставная разминка важны в начале занятия.
К примеру, синовиальная жидкость увеличивает коэффициент скольжения в 20 раз, то есть на столько уменьшается трение между хрящами. Продолжительность и детальность разминки зависит от: телесная конституция человека, возраст, состояние здоровья и тренированность человека; температура окружающей среды, сезон, время суток и задачи тренировки.
ПРО АСАНЫ
- Вторым общим правилом является принцип компенсации, когда, например “растяжка” компенсируется последующей силовой нагрузкой на эту же зону. Например, продольный шпагат компенсируется Шалабхасанойи Навасаной. Упавиштаконасана и Самоконасана напряжением приводящих мышц бедра, или растяжением мышц антагонистов, например, Гомукхасаной или Гарудасаной.
- В таких асанах, как Вирабхадрасана, Паршвоконасана и других асанах в широком шаге держите колено прямо над пяткой или шире, при сгибании колена более чем на 90 градусов (когда угол между голенью и бедром становиться острым) и на согнутую ногу приходится вес тела, нагрузка на связку надколенника увеличивается в 7 раз!
- В таких асанах, как Джануширшасанаи пр., лучше сгибать ногу мышцами самой ноги и меньше помогать себе руками. Очень аккуратно должна выполняться асаны такие как Вирасана, Суптавирасана, Трианг мукха экапада пасчимоттанасана и все асаны с лотосом и полулотосом.
4. В асанах в положении стоя бедренная и большеберцовая кости должны находиться на одной оси, большеберцовая кость не должна совершать вращательного движения в коленном суставе, т.е. стопа должна быть направлена туда же, куда направлено бедро и колено. Особенно это важно, когда вес приходится на сгибаемую ногу! А также, не давать колену сгибаться вовнутрь за счет растяжения медиальной коллатеральной связки, как например в Париврита паршваконасане.
5. Не следует пытаться сесть в Падмасану (позу лотоса), пока недостаточно раскрыты тазобедренные суставы. Их разработанность легко проверить, попытавшись сесть в Агни Стамбхасану.
6. Необходимо удерживать коленный замок “джану бандха” во всех положениях с прямой ногой, как стоя, так и сидя. Нарушение этого правила может привести к травме большеберцовой коллатеральной (внутренней боковой) связки в таких, например асанах, как Упавиштаконасана или Самоконасана.
7. Особенно хочется обратить внимание на такую асану, как Ватаянасана, где нагрузка на колено складывается из его изгиба и вращательного движения в Полулотосе и вертикальной нагрузки т.к. на него приходится часть массы тела. При недостатке одного из компонентов: раскрытия тазобедренного сустава для лотоса или скрутки позвоночника, вы гарантированно получите довольно сильную травму. (Проверено поколениями йогов ;).
8. Еще одна опасная для колена асана — Раджакапотасана. Когда одна нога вытянута назад как в шпагате, а вторая согнута перед собой. При неразработанных до полной “бабочки” тазобедренных суставах и отсутствии продольного шпагата вес тела в основном ложиться на голень согнутой ноги, и колено сгибается вовнутрь (та самая ситуация, когда колено согнуто, скручено и под нагрузкой). При такой нефункциональной по направлению и большой по весу нагрузке, легко травмировать малоберцовую коллатеральную и крестообразные связки. А в худшем случае и порвать мениск (и этому есть примеры ;).
9. Так же опасны резкие движения и сложные комбинированные асаны, когда одна или две ноги сложены в лотос. И уж совсем экстремальной для коленей является Мулабандхасанаи Кандасана. Будьте осторожны!
ПРИ ПЕРВЫХ ОЩУЩЕНИЯХ ДИСКОМФОРТА В СУСТАВЕ СЛЕДУЕТ ДАТЬ СВЯЗКАМ ВОССТАНОВИТЬСЯ
- Как можно меньше подвергать сустав какой бы то ни было нагрузке, вызывающей дискомфорт. Снижение объема нагрузок, в некоторых случаях на время полностью отказаться от выполнения упражнений на ноги.
- Для снижения ударных нагрузок в период восстановления уместно ношение обуви с хорошо амортизирующей подошвой, например кроссовки. Обувь на очень тонкой жесткой или плохо гнущейся подошве, а особенно обувь на высоком каблуке лишает стопу ее естественной амортизирующей функции, увеличивая ударную нагрузку на связки и хрящи. К слову сказать, ударная нагрузка на позвоночник тоже увеличивается, что так же вредно.
- Полноценное и сбалансированное питание.
- Для снятия воспаления уместно применение противовоспалительных средств. Многие подобные препараты обладают еще и обезболивающим эффектом, поэтому, если при их применении вы перестали чувствовать боль, это не значит, что сустав поправился, и можно все делать. Особенно опасен обезболивающий эффект во время тренировок. Вы не чувствуете сигналов тела.
- Если случилась травма. Противовоспалительные внутрь и на колено. По долгу лежать вверх ногой (у стенки), для предотвращения отека.
- После снятия воспаления, для дальнейшей реабилитации применяют разогревающие средства и процедуры, массаж, физиотерапия, аюрведические препарата внутреннего и натужного применения, китайскую и тибетскую медицину.
- Совершение легких движений с небольшой амплитудой будет способствовать увеличению трофики и восстановлению поврежденной структуры.
Автор: Екатерина Сивакова