Рассуждение о морфомеханике. 5.3.7 Коленный сустав в сагиттальной плоскости

 

5.3.7 Коленный сустав в сагиттальной плоскости

В ортостатическом положении на двух выпрямленных нижних конечностях также наблюдается замыкание и коленных суставов. При выпрямленном положении конечности, они представляют собой шарниры с одной осью вращения. Линия действия силы тяжести, приложенная к ОЦМ, проходит впереди от фронтальной оси, соединяющей центры коленных суставов (5.14). Суставы замыкаются пассивно, околосуставные мышцы незначительно активны (Ветрилэ В.С. и соавт., 2002). При этом сила тяжести стремится переразогнуть ногу в коленном суставе. Препятствие этому является, прежде всего, сумочно-связочный аппарат.

Как известно передний отдел передней крестообразной связки коленного сустава натянут при разгибании колена (Воробьев В.П., 1932). По нашему мнению, именно крестообразная связка является одним из главных элементов, оказывающим противодействие силе тяжести (Рис.2.39). Если линия действия силы тяжести проходит кпереди от центра коленного сустава, то сила реакции передней крестообразной связки находится кзади от него ввиду того, что область ее прикрепления к бедренной кости располагается там же, от есть кзади от оси вращения коленного сустава. Подобное расположение передней крестообразной связки и возникающая в ней сила реакции, преобразуют коленный сустав в рычаг первого рода. Переднее плечо, его простирается от центра коленного сустава до линии действия силы тяжести, а заднее плечо от центра коленного сустава до области прикрепления передней крестообразной связки к мыщелку бедра. 

Рис.5.14. Ортостатическое положение, обозначены оси тазобедренного, коленного, голеностопного сустава, общий центр масс, направление силы тяжести, и силы действия икроножных мышц. 

Здесь необходимо уточнить несколько важных моментов – центр вращения коленного сустава нестабилен, а при движениях в сагиттальной плоскости перемещается по сложной траектории. Вследствие чего неполное разгибание не только не вызовет натяжение передней крестообразной связки, но и будет характеризоваться расположением центра коленного сустава кзади от проксимальной области прикрепления указанной связки. Направление хода передней крестообразной связки не вертикально, поэтому сила ее реакции направлена по ее оси, то есть сзади - вперед, сверху - вниз, снаружи - внутрь. Данную силу, действующую в сагиттальной плоскости, можно разложить на две, одна из них перпендикулярна силе тяжести, а другая ей параллельна. Именно эта, вертикальная составляющая силы реакции и равна по модулю силе тяжести.

Кроме передней крестообразной связки в противодействие силе тяжести оказывают задний отдел суставной сумки, боковые связки, а также мениски. При полном разгибании в коленном суставе боковые связки натягиваются, что также обуславливает появление силы реакции противодействующей силе тяжести. Кроме этого, боковые связки, также располагаются кзади от оси вращения разогнутого коленного сустава.

Разгибание в коленном суставе характеризуется максимальным по площади соприкосновением бедренной и большеберцовой костей. Вследствие натяжения суставной сумки, последняя вдавливает мениски в суставную щель. Это еще больше увеличивает конгруэнтность суставных поверхностей, а также вызывает эффект заклинивания сустава менисками. Последние выступают в роли «тормозных башмаков», использующихся на железной дороге для остановки подвижного состава. Внедрению менисков между суставными поверхностями также способствует форма мыщелков бедра. При разгибании в коленном суставе мыщелки бедра сами раздвигают мениски. Однако, будучи связанные с натянутой суставной сумкой и внутренней окольной связки, а также соединены друг с другом поперечной связкой, мениски остаются относительно стабильны, заклинивая сустав.

Мышцы коленного сустава, так же как и в случае с ТБС, выполняют двоякую функцию, функцию движения и функцию опоры. В частности, четырехглавая мышца бедра, разгибающая коленный сустав, смещает проксимальную область крепления передней крестообразной связки кзади от центра вращения сустава. Кроме этого, смещается и сам центр коленного сустава, но кпереди. За счет разгибания, которое возможно до угла 5–10° (Ryf Chr., Weymann A., 1996) и возникает эффект замыкания коленного сустава. Сокращение четырехглавой мышцы бедра повышает уровень действующих напряжений в передней крестообразной связке, задних отделах суставной сумки и менисках.

Сокращение двуглавой мышцы бедра, полуперепончатой, полусухожильной, икроножной, подколенной и портняжной мышц обеспечивает сгибание в коленном суставе (Жулев Н.М. и соавт., 1999). По данным Р.Д.Синельникова (1972) в сгибании голени принимает участие, кроме указанных, тонкая мышца и мышца, натягивающая широкую фасцию бедра. Будучи в тонусе, данные мышцы уменьшают действующие напряжения в передней крестообразной связке, задних отделах суставной сумки и менисках. За счет действия этих мышц, коленный сустав размыкается, так как линия действия силы тяжести смещается кзади от центра вращения коленного сустава, а связочный аппарат оказывается расслаблен. Суставная мышца колена уменьшает напряжение в заднем отделе суставной сумки. Думается, что это ее главное предназначение.

««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