2025АрхиповСВ. ПОЧЕМУ ВОССТАНОВЛЕНИЕ ВЕРТЛУЖНОЙ ГУБЫ МОЖЕТ БЫТЬ НЕЭФФЕКТИВНО?

Тематический Интернет-журнал

О круглой связке бедра

Апрель, 2025

Почему восстановление вертлужной губы может быть НЕЭФФЕКТИВНО?: заметка о таинственной «темной материи» в тазобедренном суставе

Архипов С.В., независимый исследователь, Йоенсуу, Финляндия

Аннотация

Восстановление и реконструкция вертлужной губы не предотвращает остеоартрит и нестабильность тазобедренного сустава при ходьбе в случае удлинения ligamentum capitis femoris. Заключение сделано на основании математических расчетов и анализа результатов экспериментов на механической модели.

Ключевые слова: артроскопия, тазобедренный сустав, вертлужная губа, ligamentum capitis femoris, ligamentum teres, связка головки бедренной кости, реконструкция, восстановление

Введение

Почти 80% первичных артроскопий тазобедренного сустава включает восстановление вертлужной губы (2019WestermannRW_RosneckJT). Реконструкция – наиболее распространенная процедура для устранения патологии вертлужной губы и при ревизионной артроскопии (2020MaldonadoDR_DombBG). В социальной сети Facebook существует множество групп поддержки лиц, получивших подобное лечение. К сожалению, не всегда отзывы пациентов благоприятны.

Причиной негативных исходов хирургического лечения вертлужной губы могут быть изменения связки головки бедренной кости, обозначаемая на латыни ligamentum capitis femoris (LCF). Эта сильная внутренняя связка есть важный стабилизатор тазобедренного сустава (2012CerezalL_Pérez-CarroL). Между тем, основываясь на морфологических исследованиях, еще P.N. Gerdy (1833) писал, что LCF является причиной вывиха бедра. Мнение авторитетного анатома нами проверено и уточнено в экспериментах на механической модели тазобедренного сустава. Установлено, что натяжение LCF при нормальной длине и локализации областей крепления прижимает вертлужную впадину к головке бедра (2024aАрхиповСВ). В свою очередь, натягивание удлиненной LCF при периферическом смещении проксимального места фиксации разобщает вертлужную впадину и головку бедра, провоцируя подвывих (2024bАрхиповСВ). Это объясняется кардинальным изменением направления горизонтального усилия, которое порождает натянутая LCF (Рис. 1).

Рисунок 1. Направление горизонтальной силы (F_hor) при нормальной (вверху) и удлиненной (внизу) LCF; слева – эксперименты на механической модели, справа – принципиальные схемы (иллюстрации автора).

«Темная материя» тазобедренного сустава

Общепризнанно, что при вертикальной стойке с опорой на одну ногу отводящая группа мышц удерживает наклоненный вниз таз от падения в медиальном направлении (1993BombelliR; 2012PauwelsF). Значимую роль тут играет горизонтальная составляющая мышечного усилия, прижимающего вертлужную впадину к головке бедра (Рис. 2).

Однако, согласно A.I. Kapandji (2009), главные отводящие мышцы совместно способны генерировать силу (F_abd) равнозначную 28,5 кг (средняя ягодичная мышца – 16 кг; малая ягодичная мышца – 4,9 кг; мышца, напрягающая широкую фасцию бедра – 7,6 кг). Если бы упомянутые мышцы располагались под углом 60º к горизонту, то при содружественном напряжении они создавали бы горизонтальное усилие (F_hor) 14,25 кг. Расчет выполнен по формуле:

F_hor = F_abd × cos60º (1).

Рисунок 2. Схема, поясняющая эффект прижатия вертлужной впадины к головке бедра в одноопорной стойке; F_hor – горизонтальная сила, F_abd – усилие отводящей группы мышц (из 1965StrangeFGStC с нашими дополнениями).

Дополнительное прижатие головки бедра к вертлужной впадине обусловлено разряжением, возникающим при попытке разобщения тазобедренного сустава. Оно обеспечивается непрерывностью синовиальной мембраны вертлужной впадины, синовиальной жидкостью и вертлужной губой. В норме величина ее присасывающего уплотнения составляет порядка 100 фунтов или 45,36 кг (2025MortensenAJ_AokiSK). То есть мышцы и вертлужная губа способны породить силу, в среднем эквивалентную тракции 59,61 кг.

Примем общую массу тела равной 58,7 кг. Тогда в момент опоры на одну ногу нужно стабилизировать массу тела 47,76 кг, расположенную над тазобедренным суставом (2012PauwelsF). Сопоставление показывает, что при наклоне таза вниз отводящая группа мышц и вертлужная губа могут воспрепятствовать силе, разъединяющей головку бедра и вертлужную впадину.

При ходьбе на сегменты тела действуют и инерционные силы. Максимальная динамическая сила, эквивалентная 24,35 кг, в области опорного тазобедренного сустава регистрируется в 17-ю фазу шага (2012PauwelsF). Соответственно, в одноопорном периоде шага разобщающая сочленение нагрузка достигает 72,11 кг.

Рисунок 3. Наклон таза в неопорную сторону в норме в одноопорной стойке (слева) – 4º, и одноопорном периоде шага (справа) – 3º (из 2012АрхиповСВ с дополнениями).

В норме у стоящего на одной ноге человека, а также в середине одноопорного периода шага таз наклонен вниз (Рис. 3). Здравый смысл и произведенные расчеты говорят, что при ходьбе должен произойти вывих. Для требуемого упрочнения сустава не хватает усилия, эквивалентного по меньшей мере 12,5 кг. На основании сделанного анализа мы констатируем: восстановления (реконструкции) вертлужной губы достаточно для обеспечения стабильности тазобедренного сустава в одноопорной позе, но не при ходьбе. Значит, имеется некий эффект и / или какой-то анатомический элемент, который в норме продуцирует недостающую силу.

LCF нормальной длины

В опытах на механической модели нами выяснено, что, кроме прочего, вывиху в тазобедренном суставе в одноопорной позе препятствует особая сила, направленная латерально. Как показали эксперименты, ее вызывает натяжение LCF, ось которой обращена вверх и наружу. Названная структура тазобедренного сустава подобна таинственной темной материи в космосе (2022Chadha-DayF_MarshDJ). О ней, как и о LCF в естественном суставе, мнения разноречивы. Роль LCF преимущественно определяют опытным путем на анатомических препаратах, моделях, расчетами и посредством рассуждений.

Под воздействием веса тела, опирающегося на одной ногу субъекта, LCF натягивается. В ней появляется сила реакции (F_r), также именуемая сила упругости. Она равна по модулю действующему весу тела (m), если LCF ориентирована вертикально, а при отклонении уменьшается, что явствует из формулы:

F_r = mg × cosα (2).

Получаем: в состоянии покоя при массе тела 47,76 кг в LCF, расположенной под углом 20º от отвесной линии, возникнет сила реакции 440,27 Н. Горизонтальная составляющая (F_hor) силы реакции находится по формуле:

F_hor = F_r × sin20º (3).

Направленная латерально (Рис. 1a), она равна 150,57 Н, что эквивалентно 15,35 кг. С учетом сокращения мышц и присасывающего эффекта вертлужной губы это увеличивает потенциальное усилие прижатия вертлужной впадины к головке бедра, при стойке на одной ноге – до 74,96 кг.

Во время ходьбы на LCF дополнительно влияет центробежная сила (F_c), зависящая от скорости перемещения (v), действующей массы тела (m) и длины LCF (L), которая рассчитывается по формуле:

F_c = mg × v² / L_lcf (4).

Центробежная сила увеличивает силу реакции LCF идущего человека. Зададим параметры: действующая масса тела 47,76 кг, длина LCF – 0.025 м, перемещающаяся со скоростью 0,04 м/с. Тогда центробежная сила составит 29,98 Н, что условно эквивалентно 3,05 кг. Следовательно, в одноопорном периоде шага в LCF, находящейся под углом 20º, открытым вниз и медиально, возникнет сила реакции 470,25 Н. Горизонтальная компонента, устремленная латерально, окажется равной 160,82 Н, или 16,39 кг (формула 3). То есть при ходьбе здорового индивидуума натянутая LCF, мышцы и вертлужная губа способны противостоять разобщающей тазобедренный сустав тракции, эквивалентной 76.00 кг. Вышесказанное объясняет, почему при нагрузке 72,11 кг в одноопорном периоде шага не произойдет вывих бедра при нормальной LCF.

Сила реакции LCF направлена вверх, почти обратно вектору веса тела. В связи с чем она способствует уменьшению давления вертлужной впадины на верхний сегмент головки бедра. Утверждение доказывается опытами на механической модели (2024cАрхиповСВ) и упрощенным соотношением, описывающим уравновешенное положение таза во фронтальной плоскости при опоре на одну ногу:

0 = mgL + F_abdL₁ - F_rL₂ (5),

где L – плечо действующего веса тела (mg), L₁ – плечо усилия отводящей группы мышц (F_abd), а L₂ – плечо силы реакции LCF (F_r).

Как показали наши эксперименты, вертлужная губа малозначимо влияет на крутящие моменты в тазобедренном суставе во фронтальной плоскости (2024dАрхиповСВ, Рис. 4). В полной мере ее удерживающая функция проявляется при поступательном движении головки бедра наружу, а именно латерально-вниз при фиксированном тазе. Идентичные условия складываются при неподвижном бедре со смещением вертлужной впадины внутрь, а точнее – медиально-вверх.

Рисунок 4.Эксперимент на механической модели, изменение усилия аналога отводящей группы мышц при отсутствии (слева) и наличии (справа) аналога вертлужной губы; к модели вертлужной впадины подвешена нагрузка 2 кг (фотографии автора).

Удлиненная LCF

В эксперименте на механической модели нами производилось удлинение аналога LCF. Указанное осуществлялось перемещением проксимальной области крепления в направлении периферии модели вертлужной впадины (2024bАрхиповСВ). В реальном тазобедренном суставе подобное наблюдается при частичном отрыве проксимального конца LCF. После обрисованной трансформации модели аналог LCF принимал противоположную позицию с отклонением оси вверх и внутрь. Натяжение гибкого элемента в этом положении вызывало смещение модели вертлужной впадины в медиальном направлении (Рис. 1b).

Если в позе на одной ноге LCF, расположенная под углом 20º открытым вниз и латерально натягивается, то сила ее реакции при действующей масс тела 47,76 кг достигнет 440,27 Н (формула 2). Горизонтальная компонента (F_hor) силы реакции будет направлена медиально при величине 150,57 Н, что эквивалентно 15,35 кг (формула 3). Означенная сила стремится сместить вертлужную впадину с головки бедра. В естественном тазобедренном суставе возникнет тенденция к вывиху. Ему препятствуют: отводящая группа мышц и вертлужная губа, обеспечивающая присасывающее уплотнение. Перечисленные структуры в норме эффективны при усредненной тракции 59,61 кг. В то же время горизонтальная составляющая силы реакции натянутой удлиненной LCF снизит порог сопротивления вывиху до 44,26 кг. Полученное значение меньше действующего веса тела в одноопорной позе 47,76 кг (2012PauwelsF).

В описанных условиях тазобедренное сочленение окажется в состоянии подвывиха при наклоне таза медиально вниз. Неизбежно избыточное растяжение суставной сумки и наружных связок с появлением дискомфорта или болевого синдрома. Уменьшение неприятных ощущений доступно отклонением таза вверх и латерально. Артроскопически установлено, что на ранних стадиях остеоартроза тазобедренного сустава LCF повреждена либо дистрофически изменена, а иногда отсутствует полностью (1998ByrdJW; 2001МалаховаСО; 2004ОрлецкийАК_ОгаревЕВ; 2006RuhmannO_BohnsackM). Действительно, интуитивно пациенты с патологией LCF в одноопорной позе приподнимают неопорную половину таза, наклоняют корпус тела, а иногда отводят руку в направлении пораженной конечности. Аналогичная картина наблюдается в середине одноопорного периода шага при ходьбе. По нашему материалу, у лиц без патологии тазобедренных суставов в одноопорной позе наклон таза вниз составил 5,8±2,4°, у пациентов с коксартрозом 1 стадии – 2,3±1,9°, а при 2-3 стадии отклонялся вверх на 4,6±2,5°. Из 82 обследованных лиц с остеоартрозом тазобедренного сустава при ходьбе у 78 наклон таза в неопорную сторону в середине одноопорного периода шага был меньше нормы 2,2±1,7°. У 79 пациентов наблюдалось избыточное отведение и нарушение балансировки руки на стороне поражения. Среднее отклонение позвоночника в сторону опоры в середине одноопорного периода шага при всех стадиях коксартроза составило 7,1±3,1° при норме 1,9±2,0° (2012,2023АрхиповСВ).

Крен таза в латеральную сторону исключает предпосылки к подвывиху, в том числе расслабляя LCF. Компенсирующее нарушение стереотипа поддержания вертикальных поз и ходьбы влечет разрушительные последствия для опорно-двигательной системы. Без адекватно функционирующей LCF, являющейся дополнительной гибкой опорой тела, среднесуточное давление на верхний сегмент головки бедра увеличивается (см. формулу 5). У взрослых это провоцирует: подвывих, образование внутрикостных кист, истирание хряща или так называемый «асептический некроз» головки бедренной кости, которые всегда завершаются остеоартритом (Рис. 5).

Рисунок 5. Головка бедренной кости, удаленная при эндопротезировании тазобедренного сустава по поводу остеоартрита 2-ой стадии, указана зона истирания хряща (из 2012АрхиповСВ с дополнениями).

С нашей точки зрения, у детей при удлинении LCF, кроме подвывиха, может сформироваться крупная головка бедренной кости (coxa magna) или развиться болезнь Легг-Кальве-Пертеса (Legg-Calve-Perthes).

Заключение

Приведенные расчеты свидетельствуют о важном вкладе LCF в стабилизацию тазобедренного сустава. Частичный отрыв проксимального конца с относительным удлинением LCF обуславливает тенденцию к подвывиху в момент опоры на одну ногу. Для нивелирования данного негативного явления необходимо восстановление нормальной длины и проксимального крепления LCF. Без означенного хирургическое лечение повреждений вертлужной губы малоэффективно. Ее изолированная реставрация не предотвращает нестабильность при ходьбе и остеоартрит.

Список литературы

Bombelli R. Structure and function in normal and abnormal hip: how to rescue mechanically jeopardized hip. 3-rd. ed., rev. and enl. p. Berlin, Heidelberg, New York: Springer Verlag, 1993. link.springer.com

Byrd JW. Operative hip arthroscopy. New York: Thieme, 1998. chamblinbookmine.com

Cerezal L, Arnaiz J, Canga A, Piedra T, Altónaga JR, Munafo R, Pérez-Carro L. Emerging topics on the hip: ligamentum teres and hip microinstability. European journal of radiology. 2012;81(12)3745-54. artroscopiaycadera.es

Chadha-Day F, Ellis J, Marsh DJ. Axion dark matter: What is it and why now?. Science advances. 2022;8(8)eabj3618. pmc.ncbi.nlm.nih.gov

Gerdy PN. Physiologie médicale, didactique et critique. T. 1. Paris: Librairie de Crochard, 1833. books.google

Maldonado DR, Glein RM, Domb BG. Arthroscopic acetabular labral reconstruction: a review. Journal of hip preservation surgery. 20207(4)611-20. academic.oup.com

Mortensen AJ, Johnson BT, Featherall J, Mills MK, Metz AK, Froerer DL, Aoki SK. Increased Labral Height is Associated with Greater Distractive Stability of the Hip: An In Vivo Analysis. Arthroscopy: The Journal of Arthroscopic & Related Surgery. 27 March 2025.    sciencedirect.com

Pauwels F. Biomechanics of the locomotor apparatus: contributions on the functional anatomy of the locomotor apparatus. Berline [etc.], Springer Science & Business Media, 2012. books.google

Ruhmann O, Borner C, von Lewinski G, Bohnsack M. Ligamentum teres. Orthopade. 2006;35(1)59-66.  link.springer.com

Strange FGStC. The hip. London: William Heinemann Medical, 1965. amazon.co.uk

Westermann RW, Day MA, Duchman KR, Glass NA, Lynch TS, Rosneck JT. Trends in hip arthroscopic labral repair: an American Board of Orthopaedic Surgery Database Study. Arthroscopy: The Journal of Arthroscopic & Related Surgery. 2019;35(5)1413-9. arthroscopyjournal.org

Архипов СВ(a). Моделирование взаимодействия LCF нормальной длины и отводящей группы мышц. О круглой связке бедра. 09.06.2024. kruglayasvyazka.blogspot.com 

Архипов СВ(b). Моделирование взаимодействия удлиненной LCF и отводящей группы мышц. О круглой связке бедра. 09.06.2024. kruglayasvyazka.blogspot.com

Архипов СВ(c). Моделирование взаимодействия LCF нормальной длины и отводящей группы мышц. О круглой связке бедра. 09.06.2024 kruglayasvyazka.blogspot.com

Архипов СВ(d). Моделирование взаимодействия LCF, вертлужной губы и отводящей группы мышц. О круглой связке бедра. 12.06.2024. kruglayasvyazka.blogspot.com

Архипов СВ. Роль связки головки бедренной кости в патогенезе коксартроза: дис. … канд. мед. наук. Москва, 2012.  medical-diss.com  ,  kruglayasvyazka.blogspot.com

Архипов СВ. Связка головки бедренной кости: функция и роль в патогенезе коксартроза; 2-ое изд., испр. и доп. Йоэнсуу: Издание Автора, 2023. books.google

Малахова СО. Артроскопия тазобедренного сустава (клинико-экспериментальное исследование): Дисс. … канд. мед. наук. Москва, 2001.  cito-priorov.ru

Орлецкий АК, Малахова СО, Морозов АК, Огарев ЕВ. Артроскопическая хирургия тазобедренного сустава. Под ред. акад. С.П. Миронова. Москва, 2004. kingmed.info 

Рецензии:

Первый рецензент

Грок, искусственный интеллект, разработанный xAI.

Grok (xAI). Рецензия на статью С.В. Архипова «Почему восстановление вертлужной губы может быть неэффективно?». 

Второй рецензент (после доработки статьи)

ChatGPT, языковая модель, подготовленная для помощи в анализе и редактировании текстов OpenAI, 2025.

ChatGPT. Разбор и критический комментарий к статье «Почему восстановление вертлужной губы может быть неэффективно: заметка о таинственной “тёмной материи” в тазобедренном суставе». Автор: Архипов С.В. 

Адрес для переписки 

Сергей Архипов, эл. почта: archipovsv@gmail.com

Предпочтительное цитирование

Интернет-версия

Архипов СВ. Почему восстановление вертлужной губы может быть неэффективно?: Заметка о таинственной «темной материи» в тазобедренном суставе. О круглой связке бедра. 06.04.2025. https://kruglayasvyazka.blogspot.com/2025/04/2025.html

PDF-версия

Архипов СВ. Почему восстановление вертлужной губы может быть неэффективно?: Заметка о таинственной «темной материи» в тазобедренном суставе. О круглой связке бедра. 06.04.2025; 1-7. DOI: 10.13140/RG.2.2.14659.31520 , researchgate.net, Google Drive

Дополнения

Нет

История статьи:

Первая публикация в интернет-журнале:

Архипов СВ. Почему восстановление вертлужной губы может быть неэффективно?: Заметка о таинственной «темной материи» в тазобедренном суставе. О круглой связке бедра. 06.04.2025. https://kruglayasvyazka.blogspot.com/2025/04/2025.html

PDF версия:

Архипов СВ. Почему восстановление вертлужной губы может быть неэффективно?: Заметка о таинственной «темной материи» в тазобедренном суставе. О круглой связке бедра. 06.04.2025; 1-7.  DOI: 10.13140/RG.2.2.14659.31520 , researchgate.net, Google Drive

                                                                                                    

NB! 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

Хирургическое лечение