Ligamentum capitis femoris и циркуляция синовиальной жидкости: краткий комментарий к статье Германа Велкера

 

Ligamentum capitis femoris и циркуляция синовиальной жидкости: краткий комментарий к статье Германа Велкера «Ueber das Hüftgelenk, nebst einigen Bemerkungen über Gelenke überhaupt, insbesondere über das Schultergelenk», 1876 г.

Архипов СВ. 

Известно, что связка головки бедренной кости ligamentum capitis femoris (синоним: ligamentum teres) покрыта синовиальной оболочкой, которая скрывает ее дистальную область крепления – ямку головки бедренной кости. Она распространяется на ямку вертлужной впадины, вырезку вертлужной впадины и поперечную связку вертлужной впадины, зачастую образуя складки, что существенно увеличивают ее поверхность. Это предопределяет еще одну важную роль ligamentum capitis femoris – продукцию синовиальной жидкости (Барта О, 1972; Garbe S, 1998). При этом синовиальная оболочка ligamentum capitis femoris как продуцирует, так и адсорбирует компоненты синовиальной жидкости, участвуя в регуляции ее объема, а также физико-химического состава. В связи с этим ligamentum capitis femoris опосредованно принимает участие в определении величины давления внутри сустава, влияет на силу трения в нем, способствует питанию суставных хрящей и вертлужной губы.

Наиболее раннее указание на влияние синовиальной жидкости на суставные связки мы выявили в трудах Гиппократа. В частности, в трактате «О местах в человеке» (De locis in homine) Гиппократ пишет: «7. Слизь существует по природе во всех суставах, и, когда она будет чиста, суставы здоровы и свободно двигаются, так как кости свободно скользят одни на других. Трудность же и боль наступают, когда от мяса, пострадавшего как-нибудь, потечет влага. Сначала сустав становится малоподвижным, ибо влага, происходящая от мышц, не скользкая; потом, прибыв в большом количестве и не получая постоянного питания со стороны мяса, она сохнет; будучи в обилии, она не может удержаться в суставе и разливается; плохо скрепленная, она поднимает нервы, связывающие сустав, отрывает их, расслабляет, вследствие чего люди делаются хромыми – в большей или меньшей степени, в зависимости от учиненного беспорядка» (здесь и далее перевод текстов Гиппократа в редакции проф. В.И. Руднева из Гиппократ, 1941). В данном случае «…нервы (νεῦρα), связывающие сустав» есть ни что иное, как «суставные связки». Именно так Гиппократ именует и ligamentum capitis femoris – «νεῦρον», в трактате «О рычаге» (Mochlicus), что явствует из работы E. Littré «Oeuvres complétes d'Hippocrate» (1844).

Зачастую понятие «νεύρον» упоминающееся в трудах Гиппократа, переводится как «нерв», однако в трактате «О местах в человек» (De locus in homeni) он особо уточняет: «5. Нервы сопряжены с суставами и распространяются по всему телу, исключительно мощные и всегда более толстые там, где меньше мышц. Все тело полно нервов; однако на лице и голове нет нервов, а есть фибры, похожие на нервы, более тонкие и крепкие, расположенные между костями и мышцами; некоторые из них суть полые нервы» (Гиппократ, 1941) (Рисунок 1). 

Рисунок 1. Фрагмент трактата Гиппократа «О местах в человеке» (De locis in homine) на древнегреческом языке с упоминанием связки сустава νεῦρα (Littré É, 1849).

В §8 трактата «О суставах» (De articulis) применительно к вывихам Гиппократ уточняет: «Итак, речь была о том, что у сухощавых вывихи более часты и вправление более быстрое, чем у тех, которые мясисты; и у влажных и немясистых сустав менее воспаляется, чем у сухих и мясистых, и на последующее время менее связан; но и слизи выделяется больше, чем следует, без воспаления, и сустав, таким образом, будет предрасположен к вывиху. Вообще суставы более слизисты у немясистых, чем у мясистых, так как и самое мясо не у тех, которые исхудали искусственным порядком, а у сухощавых более слизисто, чему толстых. Но у кого слизь выделяется с воспалением, у тех воспаление связывает сустав, поэтому вывихи в суставах с малым количеством слизи не часты: они случаются, если не происходит в большей или меньшей степени воспаления» (Гиппократ, 1941). О скоплении синовиальной жидкости и ее влиянии на связки, Гиппократ также пишет в §5 трактата «О рычаге» (Mochlicus): «Вывих более част у худых, истощенных и у тех, у кого в суставах собирается влага, не производя воспаления, ибо оно стягивает связки» (Гиппократ, 1941).

Впервые о влиянии синовиальной жидкости непосредственно на ligamentum capitis femoris мы читаем в IV комментарии Галена на книгу Гиппократа «О суставах», а именно в его §40 «О том, как следует вправлять вывих бедра при его смещении вовнутрь», мы находим: «И вот, именно связка [ligamentum capitis femoris] препятствует вывиху бедра, по крайней мере, пока находится в естественном состоянии. И связка [ligamentum capitis femoris] может не только порваться, но и вследствие обилия влаги, противоестественно скопившейся в полости [сустава], настолько растянуться, что иногда позволяет бедренной кости вывихнуться из своего естественного местоположения». Данный фрагмент на русский язык переведен с древнегреческого языка проф. И.В. Пролыгиной по изданию: Galeni opera omnia. In Hippocratis librum de articulis et Galeni in eum commentarii IV / Rec. C.G. Kühn. T. XVIIIA. Leipzig, 1821-1833.

Отдельные исследователи отмечали, что ligamentum capitis femoris является как бы кисточкой, размазывающей синовиальную жидкость по суставным поверхностям (Николаев ЛП, 1922; Воробьев ВП, 1932). П.Ф. Лесгафт (1837–1909) и Boker рассматривали ligamentum capitis femoris и жировую клетчатку ямы вертлужной впадины в качестве регуляторов внутрисуставного давления (Маркизов ФП, 1939). Другие авторы писали, что ligamentum capitis femoris выполняет функцию равномерного распределения синовиальной жидкости в суставе, в связи с чем проф. М.С. Спиров (1892–1973) ее образно назвал «помазок» (Юрчак ВФ, Евтушенко ВА, 1972). Известно сравнение ligamentum capitis femoris со «щетками-дворниками» ветрового стекла автомобиля (эффект стеклоочистителя), а также указание на наличие у нее функции распределения синовиальной жидкости по поверхности головки бедренной кости и во всем тазобедренном суставе (Gray AJ, Villar RN, 1997; Byrd TJW, 1998). В современных публикациях также допускается то, что ligamentum capitis femoris, может действовать как распределитель синовиальной жидкости в тазобедренном суставе, хотя это еще не доказано. При этом отдельно отмечается, что данная теория часто цитировалась, но ее первоначальный источник является неопределенным (O’Donnell JM et al., 2018).

С целью уточнения автора данной теории, нами проведено небольшое литературное исследование. Отправной его точкой стало упоминание Л.П. Николаевым (1922) точки зрения Германа Велкера по этому вопросу (Рисунок 2). 

Рисунок 2. Портрет Германа Велькера; опубликован в 1880-х годах, автор фотографии неизвестен; оригинал в коллекции wikimedia.org (CC0 – Public Domain, без изменений)

Герман Велкер (Hermann Welcker; 1822–1897) – видный немецкий анатом и антрополог, специалист в области этнологии, микроскопии и биологии. С 1841 по 1850 год Г.Велкер изучает медицину и естественные науки в Гиссене и Бонне, а в 1850 году назначается ассистирующим врачом при Медицинской клинике в Гиссене. В 1851 году он получил докторскую степень в Гиссенском университете, в 1853 году становится приват-доцентом по анатомии, а в 1855 году – профессором в Анатомическом институте. С 1859 года Г. Велкер – профессор анатомии и проректор в Галле-Виттенбергском университете, а с 1876 году он становится директором Анатомического института. В 1854 году Г.Велкер разработал метод измерения объема крови у людей и животных, а также метод измерения объема эритроцитов. Ему приписывают начало первого исследования отпечатков пальцев рук. Г. Велкер провел многочисленные исследования человеческих черепов, в том числе знаменитых личностей Данте Алигьери и Фридриха Шиллера.

Л.П. Николаев (1922) по всей видимости, цитировал статью Г. Велкера «О тазобедренном суставе вместе с некоторыми замечаниями о суставах в целом, особенно о плечевом суставе», что была опубликована в 1876 году (Welcker H., 1876). В ней Г. Велкер отмечает, что если смотреть на головку бедренной кости через окно в дне вертлужной впадины со стороны полости таза можно наблюдать ligamentum capitis femoris, при этом именует ее ligamentum teres acetabuli. По его мнению, при разгибании в тазобедренном суставе и умеренном сгибании бедра ligamentum capitis femoris совершает возвратно-поступательное движение при каждом шаге, совершая протирающее движения по суставной поверхности головки бедренной кости. Далее он пишет: «нельзя сказать, что связка (ligamentum capitis femoris), … перемещает синовиальную жидкость назад и вперед по суставным поверхностям, обеспечивая тем самым более полное и постоянно обновляющееся помазание сустава». Вместе с тем Г. Велкер отмечает, что «…я подозреваю, функция ligamentum teres, которая, по нашему мнению, не может рассматриваться как тормозящая связка или направляющая полоса для сосудов, заключается в распределении синовиальной жидкости». Соглашаясь с Эд. Вебером, Велкер пишет, что поверхность головки бедренной кости и вертлужной впадины непосредственно примыкают друг к другу, и этот всесторонний контакт остается поддерживаемым при ходьбе. С его точки зрения: «…если бы шагающие движения продолжались в течение нескольких часов, они бы полностью вытолкнули синовиальную жидкость из капиллярного пространства между хрящевыми поверхностями, и последние истерлись». По Г. Велкеру, само качание бедра вперед-назад во время ходьбы является достаточным для увеличения оборота синовиальной жидкости. При этом движения бедренной кости порождает своего рода приливы и отливы, которым эффективно помогают перемещения ligamentum capitis femoris.

Фрагменты статьи Г. Велкера об ligamentum capitis femoris см. в Приложении, отдельные отрывки мы представляем в виде распознанного текста:

Стр. 67.

«4. Umtreibung der Synovia in den Gelenken, insbesondere im Hüftgelenke. Zieht man an einem Schenkelbeine von der fovea capitis aus über die Wölbung des Schenkelkopfes eine Linie, deren Verlängerung 1 Zoll vor, und eine ebensolche Linie, welche 1 Zoll hinter den trochanter minor trifft, so bezeichnen (wie sich an dem Präparate mit trepanirtem Pfannenboden übersehen lasst) diese beiden Linien - ab und ac der Fig. I0 - ziemlich genau die Lagen, welche das lig.teres wahrend der Streckung und bei mässiger Beugung des Schenkels inne hat; der zwischen beiden Linien fallende Abschnitt des Gelenkkopfes ist es, über welchen das Band bei jedem Schritte hin- und zurückgeführt wird, so dass dasselbe eine wischende Bewegung über die Gelenkfläche hin ausführt. Es kann nicht ansbleiben, dass das von der tiefsten Stelle des Gelenkes aus mit Synovia reichlich benetzte Band bei diesen Bewegungen die Synovia über die Gelenkflächen hin- und herführt, so dass hierdurch Gelegenheit zu einer vollständigeren und fortwährend sich erneuernden Einsalbung des Gelenkes gegeben ist. Hierzu kommen dann noch die oben erwähnten, von den Schenkelbewegungen abhängigen Verschiebungen der an der Basis des runden Bandes gelegenen, mit Synovia benetzten Fettlappen.

Die Funktion des lig. teres, welches unserer Darstellung zufolge weder als Hemmungsband, noch als Leitband der Gefässe betrachtet werden kann, ist somit, wie ich vermuthe: Umtrei bung der Synovia (1).»

Стр. 68.

«Nimmt man mit Ed. Weber an, dass die Oberfläche des Schenkelkopfes ıınd der Pfanne einander unmittelbar anliegen und dass diese unmittelbare und allseitige Berührung bei den Gehbewegungen strenge beibehalten bleibe, so ist es auch bei der eben mitgetheilten Auffassung des lig.teres immerhin schwer ersichtlich, wie (sofern nicht noch andere, bis jetzt nicht in Betracht gezogene Einwirkungen hinzukämen) es ausbleiben könnte, dass bei den stundenlang fortgesetzten Gehbewegungen die Synovia aus dem capillären Zwischenraume der Knorpelflächen gänzlich vertrieben würde und letztere sich trocken rieben.»

Стр. 71.

«Ich darf nicht fürchten, missverstanden zu werden. Es ist begreiflich, dass bereits ein ausserordentlich geringer Unterschied in dem Grade des Aneinandergepresstseins der Gelenkflachen wahrend der Momente des Vorwartsschwingens und der Streckung des Beines hinreichen würde, den Umtrieb der Synovia erheblich zu steigern und dass darum an auffulligere Abhebungen hier um so weniger gedacht wird. Die Synovia, welche, sofern in jedem Momente der Gehbewegungen der Grad der Aneinanderpressung der Gelenkfachen genau derselbe ware, sich alsbald insgesammt an wenigen, bestimmten Stellen (wesentlich am Schenkelhalse) ansammeln müsste, gerade die ihrer bedürftigsten Stellen trocken lassend, würde bei dem von mir vorausgesetzten Spiele des Femur durch eine Art Ebbe und Fluth in bestàndigem Umtriebe sein, welcher dann weiterhin durch die Bewegungen des lig. teres wirksam unterstützt würde.»

По нашему мнению, при ходьбе качательные движения ligamentum capitis femoris совершаются не только по причине «колебаний» бедра, но и в связи с перемещениями таза. Колебательные движения ligamentum capitis femoris при сгибании – разгибании в тазобедренном суставе Г. Велкер изобразил на рисунке 10, своего труда (Рисунок 3).

Рисунок 3. Правая половина таза; Бедренная кость в положении умеренного сгибания; а = место крепления lig. teres на головке бедра; ab и ac = граничные линии сегмента головки бедра, который при движениях ходьбы скользит туда и обратно по lig. teres; ac2 = граничная линия, в пределах которой головка при крайнем сгибании бедра сталкивается с круглой связкой; [Оригинальный текст: Fig. 10. Rechte Beckenhalfte; Femur in massiger Beugung. a = Insertion des lig. teres am Schenkelkopfe. ab und ac = Grenzlinicn desjenlgen Abschnittes des Schenkelkopfes, welcher bei den Gehbewegungen am lig.teres hin und herschleift. ac2 = Grenzlinie, innerhalb welcher der Kopf bei extremer Schenkelbeugung vom runden Bande getroffen wird]

На приведенной выше иллюстрации показана правая половина таза с отверстием в дне вертлужной впадины (вид изнутри), через которое можно наблюдать ligamentum capitis femoris. Одно из первых изображений «окна» в дне вертлужной впадины нами выявлено в работах лектора по анатомии Эдинбургской медицинской школы J. Struthers (1858, 1863), посвященных функции ligamentum capitis femoris. У Г. Велкера бедро изображено в позиции сгибания, ab и ac представляют собой границы перемещения ligamentum capitis femoris по головке бедренной кости в процессе ходьбы, а ac2 – положение ligamentum capitis femoris в случае экстремального сгибания. По нашему мнению, Г. Велкер совершил ошибку: при движениях бедра с нахождением таза в покое проксимальная точка крепления ligamentum capitis femoris не перемещается. Изменить свое положение может только дистальная область крепления ligamentum capitis femoris – ямка головки бедренной кости. Если она занимает центральное положение по отношению к головке бедренной кости, то есть в проекции центра тазобедренного сустава, при сгибании и разгибании ligamentum capitis femoris существенно не изменяет своего положения. В случае расположения ямки головки бедренной кости ниже центра головки бедренной кости, то есть ниже проекции центра тазобедренного сустава, при сгибании в нем ligamentum capitis femoris сместиться вперед, а при разгибании – назад. Обратные движения ligamentum capitis femoris будут наблюдаться, если расположение ямки головки бедренной кости будет выше центра головки бедренной кости, то есть выше проекции центра тазобедренного сустава. Тогда при сгибании ligamentum capitis femoris сместиться назад, а при разгибании – вперед. Расположение ямки головки бедренной кости выше центра головки бедренной кости возможно в случае одновременного приведения бедра, что происходит в норме в средине одноопорного периода шага. Позиции ligamentum capitis femoris в каждую фазу шага следует рассматривать не только в связи с положением бедра во всех трех плоскостях, но и таза, который наклоняется вперед-назад во фронтальной плоскости, а также поворачивается вокруг вертикальной оси. Эти движения будут влиять на положение дистальной области крепления, а значит, и всей ligamentum capitis femoris. Наши эксперименты свидетельствуют, что также значимыми для положения ligamentum capitis femoris является не только сгибания-разгибания бедра, но и его вращение вокруг вертикальной оси (супинация-пронация), а также вращение таза в горизонтальной плоскости (Рисунок 4).

Рисунок 4. Моделирование перемещений ligamentum capitis femoris на муляже тазобедренного сустава; вверху слева – супинация; справа вверху – пронация; внизу слева – разгибание; внизу справа – сгибание.

Обращаясь к иллюстрации Г. Велкера, можно отметить, что ligamentum capitis femoris, по его мнению, даже в случае экстремальных движений соприкасается с головкой бедренной кости в секторе менее 90º. Причем участок возможного соприкосновения находится в нижнемедиальной части головки бедренной кости, обращенной в сторону ямы вертлужной впадины. В этой области головка бедренной кости не контактирует с полулунной поверхностью вертлужной впадины. Соответственно, «размазывание» синовиальной жидкости посредством ligamentum capitis femoris в данной зоне не имеет никакого значения. Более того, ямка вертлужной впадины изначально заполнена синовиальной жидкостью, а значит, с ней естественным образом контактирует хрящевой покров головки бедренной кости. Перемещения ligamentum capitis femoris при артикуляциях в тазобедренном суставе могут «перемешивать» синовиальную жидкость в вырезке и ямке вертлужной впадины. Однако это никак не может повлиять на распределение синовиальной жидкости по верхним и нижним поверхностям головки бедренной кости, являющимися опорными в различные периоды шага. Согласно нашим исследованиям, верхний сектор головки бедренной кости является опорным в двухопорном периоде шага и начале одноопорного периода шага, а нижний сектор является опорным в средине и конце одноопорного периода шага.

«Размазывание» синовиальной жидкости по поверхности головки бедренной кости посредством ligamentum capitis femoris подразумевает их соприкосновение, а значит, взаимное трение. Естественно, при наличии синовиальной жидкости трение это не велико, но существует. Поэтому при длительном функционировании тазобедренного сустава в области, где соприкасается головка бедренной кости с ligamentum capitis femoris, последняя будет неизбежно повреждена в связи с трением о суставную поверхность. По нашему мнению, в норме при ходьбе ligamentum capitis femoris в натянутом положении не контактирует с головкой бедренной кости. Их соприкосновение в виде скольжения возможно при артикуляциях с ненатянутой ligamentum capitis femoris. Указанное касание не значимо и не приводит к истиранию ligamentum capitis femoris.

В своей статье Г. Велкер изначально отметил, что он «подозревает», что функция ligamentum capitis femoris заключается «в распределении синовиальной жидкости». После всестороннего обсуждения этого вопроса он уточнил, что движение бедра во время ходьбы увеличивают оборот синовиальной жидкости, которому «помогают» перемещения ligamentum capitis femoris. Этот вывод был связан с тем, что ligamentum capitis femoris соприкасается с головкой бедренной кости. Однако это наблюдается в пределах малого сектора, не являющегося опорным, который естественным образом погружен в синовиальную жидкость. Более того, представления Г. Велкера об изменениях положения ligamentum capitis femoris при ходьбе оказались ошибочными. Именно поэтому роль ligamentum capitis femoris как распределителя синовиальной жидкости в тазобедренном суставе до сих пор не доказана и, думается, не будет подтверждена в будущем. Работа Г. Велкера продемонстрировала его как оригинального экспериментатора, изучавшего функцию ligamentum capitis femoris, задумавшегося о ее роли при ходьбе и значении синовиальной жидкости в обеспечении нормального функционирования тазобедренного сустава.

Список литературы

Byrd TJW. Operative hip arthroscopy. New York, Stuttgart: Thieme, 1998.

Galeni opera omnia. In Hippocratis librum de articulis et Galeni in eum commentarii IV / Rec. C.G. Kühn. T. XVIIIA. Leipzig, 1821-1833.

Garbe S. Zwischen Biomechanik und Pathomechanik des Femurs. Bern [etc.]: Verlag Hans Huber, 1998.

Gray AJ, Villar RN. The ligamentum teres of the hip: An arthroscopic classification of its pathology. Arthroscopy 1997, 13(5), 575-8.

Littré É. Oeuvres complétes d'Hippocrate / traduction nouvelle avec le texte grec en regard, collationne sur les manuscrits et toutes les editions; accompagnée d'une introduction, de commentaires médicaux, de variants et de notes philologiques; suivie d'une table générale des matières, par É. Littré. T.IV. A Paris: chez J.B.Baillière, 1844.

Littré É. Oeuvres complétes d'Hippocrate / traduction nouvelle avec le texte grec en regard, collationne sur les manuscrits et toutes les editions; accompagnée d'une introduction, de commentaires médicaux, de variants et de notes philologiques; suivie d'une table générale des matières, par É. Littré. T.VI. A Paris: chez J.B.Baillière, 1849.

O’Donnell JM, Devitt BM, Arora M. The role of the ligamentum teres in the adult hip: redundant or relevant? A review. Journal of hip preservation surgery 2018, 5(1), 15-22.

Struthers J. Contribution to anatomy. №II. On the true function of the round ligament of the hip joint. Lancet 1863 Febr 14, 81(2059), 172-4.

Struthers J. Demonstration of the use of the round ligament of the hip joint. Edinburgh Med J 1858, 4, 434-42.

Welcker H. Ueber das Hüftgelenk, nebst einigen Bemerkungen über Gelenke überhaupt, insbesondere über das Schultergelenk. Zeitschrift für Anatomie und Entwicklungsgeschichte. Leipzig: von F.C.Vogel, 1876. Band 1, 41-79.

Барта О. Врожденный вывих бедра и его раннее консервативное лечение. Будапешт: Изд-во Академии наук Венгрии, 1972.

Воробьев ВП. Анатомия человека: руководство и атлас для студентов и врачей в 3-х т. М.: Медгиз, 1932. Т.1.

Гиппократ. Сочинения. Пер. В.И.Руднева; комм. В.П.Карпова. Кн.3. М.: Медгиз, 1941. Маркизов ФП. О круглой связке бедра. Архив анатом гистол и эмбриол 1939, 20(2), 286-311.

Николаев ЛН. Роль круглой связки тазобедренного сустава. Мед журнал 1922, 3(1-3), 10-2.

Приложение

Фрагменты статьи Welcker H. Ueber das Hüftgelenk, nebst einigen Bemerkungen über Gelenke überhaupt, insbesondere über das Schultergelenk. Zeitschrift für Anatomie und Entwicklungsgeschichte. Leipzig: von F.C.Vogel, 1876. Band 1, 41-79; посвященной влиянию ligamentum capitis femoris на распределение синовиальной жидкости в тазобедренном суставе (текст оцифрован сотрудниками компании Google).

 

Примечание

Работа Г. Велкера касается вопроса циркуляции синовиальной жидкости в тазобедренном суставе, роли в этом процессе ligamentum capitis femoris, а также о ее миграции при ходьбе. Первично статья была опубликована в 2019 г. на сайте автора. Перевод на английский язык оригинальной статьи Г. Велкера смотри: 1876WelckerH.

Ключевые слова

ligamentum capitis femoris, ligamentum teres, связка головки бедра, история, синонимы, роль, значение, циркуляция

                                                                     .

NB!

Материалы произведений, перешедших в категорию «общественное достояние».

Добросовестная практика использования: копирование для целей критики, обзора, комментариев, исследований и частного изучения в соответствии с Законами об авторском праве: Copyright Laws of the US: 17 U.S.C. §107; Copyright Law of the EU: Dir. 2001/29/EC, art.5/3a,d; Copyright Law of the RU: ГК РФ ст.1274/1.1-2,7.

СОДЕРЖАНИЕ РЕСУРСА

История изучения