Рассуждение о морфомеханике. 5.3.12 Коленный сустав во фронтальной плоскости

  

5.3.12 Коленный сустав во фронтальной плоскости

Двухопорное ортостатическое положение характеризуется полным разгибанием в коленных суставах. В этой позе движения в коленных суставах вокруг вертикальной оси исключаются и остаются возможными движения только в сагиттальной плоскости. Сустав из вращательно-блоковидного преобразуется в блоковидный с фронтально расположенной осью вращения. При этом коленный сустав оказывается замкнутым во всех трех плоскостях - сагиттальной, фронтальной и горизонтальной. Замыкание в сагиттальной плоскости было рассмотрено ранее, здесь же остановимся на элементах, обеспечивающих замыкание во фронтальной плоскости.

Эксцентрическое, по отношению к коленным суставам, расположение линии действия силы тяжести, приложенной к ОЦМ, а также его фронтальные миграции, обуславливают нагрузку на сумочно-связочный аппарат. Действию силе тяжести и силам, стремящимся опрокинуть тело во фронтальной плоскости, противостоят силы реакции сумочно-связочного аппарата коленного сустава. Они препятствуют появлению в нем патологических видов движений и обеспечивают вертикальную устойчивость нижней конечности. Отсутствие подвижности во фронтальной плоскости есть результат замыкания коленного сустава, прежде всего, за счет натяжения окольных связок, которое наблюдается при полном разгибании.

Главными элементами, противодействующими приведению голени в коленном суставе, являются малоберцовая окольная связка и наружный отдел суставной сумки. Дистальный конец малоберцовой окольной связки прикрепляется к головке малоберцовой кости, соответственно связочный аппарат последней, также принимает участие в ограничении приведения голени. Прежде всего, это те его части, что препятствуют смещению малоберцовой кости латерально и краниально - ряд связок проксимального и дистального большеберцово-малоберцовых суставов, а также межкостная перепонка. Смещение малоберцовой кости краниально ограничивают таранно-малоберцовые, пяточно-малоберцовая связки и медиальная таранно-пяточная связка. Последняя определяет величину возможной пронации в подтаранном суставе и ограничивает смещение малоберцовой кости вверх.

Ориентация малоберцовой суставной поверхности наружного мыщелка большеберцовой кости такова, что смещение головки малоберцовой кости вверх неизбежно приводит к ее латерализации. Отклонению головки малоберцовой кости кнаружи противостоят передняя и задняя связки головки малоберцовой кости, а также межкостная перепонка. В меньшей степени латерализации проксимального конца малоберцовой кости препятствуют большеберцово-малоберцовые связки дистального межберцового синдесмоза. Как следует из описанного взаимодействия берцовых костей, их связочный аппарат способен, до известной степени уменьшить напряжение в малоберцовой окольной связке, а также в латеральном отделе суставной сумки. Через жесткий нерастяжимый элемент, которым является малоберцовая кость, часть нагрузки, приходящаяся на малоберцовую окольную связку, перераспределяется на межберцовые связки, межкостную мембрану, некоторые связки голеностопного и подтаранного сустава.

Напряжения, возникающие в малоберцовой окольной связке и латеральном отделе суставной сумки, могут быть снижены за счет сокращения отдельных мышечных групп. В частности, разгрузка указанных структур может быть обеспечена при сокращении двуглавой мышцы бедра прикрепляющейся к головке малоберцовой кости. Снаружи коленный сустав огибает дистальный отдел подвздошно-большеберцового тракта, являющийся продолжением мышцы напрягающей широкую фасцию бедра и части сухожилия большой ягодичной мышцы. Соответственно напряжение и этих мышц будет способствовать разгрузке латерального отдела сумочно-связочного аппарата коленного сустава. К латеральному мыщелку бедра прикрепляется проксимальный конец подколенной и подошвенной мышц, а также латеральная головка икроножной мышцы. Каждая из них при своем сокращении снижает величину действующих напряжений в латеральном отделе сумочно-связочного аппарата коленного сустава, одновременно сгибая в нем ногу.

Перечисленные мышцы не только способны снизить величину действующих напряжений в латеральном отделе сумочно-связочного аппарата коленного сустава, но и повысить их уровень в других его элементах. Так, за счет сжатия латеральных мыщелков бедра и большеберцовой кости повышается напряжение в их гиалиновых оболочках, расположенном меж ними участке латерального мениска и субхондральной кости. Медиальные мыщелки бедра и большеберцовой кости, как и внутренний мениск, оказываются, наоборот, разгруженными. Большеберцовая окольная связка и внутренний отдел суставной сумки, за счет сокращения латеральной группы мышц, натягиваются, что повышает величины действующих в них напряжений.

Большеберцовая окольная связка и внутренний отдел суставной сумки коленного сустава, прежде всего, препятствуют отведению голени. Прикрепляясь с одной стороны к медиальному мыщелку бедра, а с другой стороны к медиальному мыщелку большеберцовой кости, они оказываются натянутыми в положении максимального разгибания в коленном суставе. Если вышеперечисленные мышцы способны увеличить напряжение в большеберцовой окольной связке и внутреннем отделе суставной сумки, то их мышцы - антагонисты, наоборот снижают уровень действующих напряжений. К мышцам, уменьшающим напряжения, следует отнести портняжную, тонкую, полуперепончатую, полусухожильную мышцы, а также медиальную головку икроножной мышцы. В свою очередь, сокращение данных мышц способствует взаимному сжатию медиальных мыщелков бедра и большеберцовой кости, что приводит к повышению напряжения в их гиалиновых оболочках, расположенном между ними внутреннем мениске, а также субхондральной костной ткани. Увеличение напряжения закономерно в малоберцовой окольной связке, латеральном отделе суставной сумки, а его снижение в гиалиновых оболочках латеральных мыщелков бедра и голени, расположенном меж ними отделе латерального мениска и субхондральной кости. Благодаря напряжению медиальной группы мышц коленного сустава, снижается напряжение, в том числе, в межберцовых связка, межкостной перепонке и некоторых связках голеностопного и подтаранного суставов.

Здесь уместно также отметить, что мышцы голени, прикрепляющиеся к малоберцовой кости, также могут оказывать влияние на напряжения в сумочно-связочном аппарате коленного сустава. Мышца разгибатель пальцев стопы, длинная и короткая малоберцовые мышцы, камбаловидная, задняя большеберцовая мышцы и мышца длинный сгибатель первого пальца способны смещать малоберцовую кость в каудальном направлении. Так как к малоберцовой кости прикрепляется малоберцовая окольная связка, то при напряжении перечисленных мышц, напряжение в связке увеличивается, и наоборот, оно уменьшается, если сила сокращения мышц становится меньше. Кроме этого, при сокращении обсуждаемой группы мышц, закономерно увеличивается напряжение в гиалиновых оболочках латеральных мыщелков бедра и голени, а также расположенном меж ними латеральном мениске и субхондральной кости. Увеличивается напряжение в большеберцовой окольной связке и медиальном отделе суставной сумки. Уменьшается напряжение в гиалиновых оболочках медиальных мыщелков бедра и голени, расположенном меж ними наружном мениске, субхондральной кости и латеральном отделе суставной сумки.

Сказанное выше иллюстрирует сложнейшую взаимосвязь, существующую между элементами смежных и отдаленных суставов. Сокращение даже одной изолированной мышцы неизбежно приводит к перераспределению действующих напряжений между элементами суставов, костями и мышцами. Вполне логично предположить, что миграция положения ОЦМ, воздействие внешней силы, также приводит к изменению величин действующих напряжений во всей нижней конечности.

В двухопорном ортостатическом положении линия действия силы тяжести, приложенная к ОЦМ, располагается между нижними конечностями. Эксцентричность нагрузки, приходящейся на коленные суставы, обуславливает тенденцию к возникновению в них отклонения внутрь. Вследствие этого основная нагрузка в обеспечении фронтальной устойчивости ложится на малоберцовую окольную связку, латеральный отдел суставной сумки, межберцовый связочный аппарат и межберцовую перепонку, в меньшей степени на связки голеностопного сустава. Уменьшение уровня напряжений в данных структурах обеспечивают портняжная, тонкая, полуперепончатая, полусухожильная мышцы, а также медиальная головка икроножной мышцы. Перечисленные мышцы и их антагонисты, кроме этого, участвуют в уменьшении амплитуды колебаний ОЦМ тела во фронтальной плоскости, обеспечивают равномерную нагрузку каждой из нижних конечностей.

Ранее было показано, что конфигурация нижних конечностей бывает различной, это, прежде всего, связано с наличием угла между осями бедра и голени во фронтальной плоскости, не одинаково и расстояние между стопами. С учетом сказанного допустимо предположить, что в крайних положениях могут быть нагружены как латеральные, так и медиальные части сумочно-связочного аппарата коленного сустава. В частности, при вальгусном соотношении в коленном суставе большая нагрузку будет приходиться на большеберцовую окольную связку и наружную группу мышц бедра. При варусном положении, более нагруженной оказывается малоберцовая окольная связка и внутренняя группа мышц бедра. При прямой нижней конечности, то есть при совпадении длинной оси голени и бедра сочетающееся с соприкосновением стоп (узкая стойка), будет больше нагружена малоберцовая окольная связка и внутренняя группа мышц бедра. Большее расстояние между стопами увеличит напряжение в большеберцовой окольной связке и наружной группе мышц бедра.

««назад || СОДЕРЖАНИЕ КНИГИ || вперед»»

                                                                     

Автор:

Архипов С.В. – С.В. Архипов-Балтийский является псевдонимом, который использовался до начала 2006 года с целью более точной дифференцировки на научном поле.

Цитирование:

Архипов-Балтийский СВ. Рассуждение о морфомеханике. Норма. В 2 т. Т. 1. Гл. 1-4. - Испр. и доп. изд. Калининград, 2004. [aleph.rsl.ru]

Архипов-Балтийский СВ. Рассуждение о морфомеханике. Норма. В 2 т. Т. 2. Гл. 5-6. - Испр. и доп. изд. Калининград, 2004. [aleph.rsl.ru]

Примечания:

Первая крупная публикация автора, посвященная морфомеханике живых систем, биомеханике пояса нижних конечностей и связки головки бедра, ligamentum capitis femoris (LCF).

Ключевые слова

ligamentum capitis femoris, ligamentum teres, связка головки бедра, анатомия, морфомеханика, биомеханика

СОДЕРЖАНИЕ РЕСУРСА

Биомеханика и морфомеханика