Верхняя конечность

ОБЗОР СОЕДИНЕНИЙ КОСТЕЙ КОНЕЧНОСТЕЙ

При общем сходстве строения скелета обеих конечностей между ними имеются существенные различия, которые обусловлены различием функций. В некоторой степени эти различия присущи всему классу млекопитающих, у большинства представителей которого тазовые конечности играют роль главного мотора (например, отталкивание при прыжках), а грудные конечности наряду с опорой и локомоцией используются при схватывании пищи и других поведенческих реакциях. Поэтому соединения грудной конечности, как правило, обладают большей подвижностью, а соединения тазовой конечности характеризуются стабильностью. Достаточно вспомнить, что грудная конечность соединяется с туловищем посредством двух подвижных костных звеньев - ключицы и лопатки, тогда как пояс тазовых конечностей у большинства млекопитающих представляет замкнутое, неподвижное костное кольцо.

Эволюция скелета конечностей у приматов связана с развитием хватательной функции, что произошло за счет увеличения подвижности пальцев, особенно первых пальцев кисти и стопы. Передние конечности у приматов приобрели более разнообразные функции как органы исследования предметов. С их помощью животные собирают пищу и подносят ее ко рту, а высшие приматы манипулируют с предметами. В связи с этим передние конечности у приматов более приспособлены к разнообразным движениям, чем у других млекопитающих.

У человека различия в строении и функции верхних и нижних конечностей еще более выражены. Благодаря прямохождению рука освободилась от функции опоры и передвижения и стала специализированным органом труда, а также приобрела способность к тонкому осязанию. Нижняя конечность утратила хватательную функцию и превратилась в главный орган опоры и передвижения. Этим и определяются особенности строения суставов и связочного аппарата верхней и нижней конечностей.

Плечевой пояс соединяется с грудиной посредством грудино-ключичного сустава, который содержит в свой полости суставной диск. Сустав напоминает до известной степени шаровидное сочленение, но его поверхности имеют седловидную форму. Однако благодаря наличию диска, движения в этом суставе совершаются вокруг 3-х осей. Следовательно, он только по функции приближается к шаровидному, трехосному, но с ограниченным объемом движений.

Между лопаткой и ключицей находится акромиально-ключичный сустав с эллипсоидными поверхностями; он обеспечивает дополнительную подвижность плечевого пояса после того, как объем движений в грудино-ключичном суставе уже исчерпан. В 1/3 случаев в полости сустава встречается суставной диск. В акромиально-ключичном суставе возможны движения вокруг трех осей, но амплитуда их незначительна.

Связки, укрепляющие названные суставы, мало ограничивают движения и вместе с тем участвуют в передаче сил от свободной конечности к лопатке и ключице и через последнюю - к грудине. Особенно важную роль в скреплении костей плечевого пояса играет клювовидно-ключичная связка. При замыкании акромиально-ключичного сустава эта связка напрягается, и лопаточно-ключичный комплекс совершает движения как единое целое.

Плечевой сустав является самым «свободным» из крупных суставов человеческого тела. Движения вокруг всех трех осей могут происходить здесь в большом объеме. Подвижность сустава достигается за счет его стабильности и надежности. Суставная капсула слабо укреплена связками, и большая роль в укреплении плечевого сустава принадлежит мышцам. Плечевой сустав имеет ряд морфологических особенностей:

1. Инконгруэнтность суставных поверхностей - поверхность головки плечевой кости почти в 3 раза больше поверхности суставной впадины лопатки. Поэтому впадина дополняется суставной губой.
2. Внутрисуставной ход сухожилия длинной головки двуглавой мышцы плеча.

3. Свод сустава, состоящий из акромиона и клювовидного отростка лопатки и клювовидно-акромиальной связки.

Сустав имеет довольно свободную капсулу, укрепленную в верхней части всего одной связкой, клювовидно-плечевой, которая представляет собой утолщенный участок капсулы сустава. В общем же плечевой сустав не имеет настоящих связок и укрепляется мышцами плечевого пояса.

Синовиальная оболочка образует два внесуставных выпячивания: межбугорковое синовиальное влагалище, окружающее сухожилие длинной головки двуглавой мышцы плеча, и подсухожильную сумку подлопаточной мышцы, расположенное у основания клювовидного отростка лопатки. Движения в суставе осуществляются вокруг 3-х осей и возможно круговое движение. Однако сгибание и отведение в суставе возможно только до горизонтального уровня, так как эти движения тормозятся за счет упора большого бугорка плечевой кости в клювовидно-акромиальную связку.

Движения в плечевом суставе и суставах плечевого пояса обычно совершаются совместно. При поднимании руки до горизонтального уровня происходит поднимание ключицы и вращение ее вокруг собственной продольной оси. Движения верхней конечности выше горизонтального уровня совершаются в грудино-ключичном суставе при поднятии ключицы вместе со свободной верхней конечностью, причем лопатка делает поворот со смещением нижнего ее угла вперед и латерально. Следовательно, функционально плечевой сустав тесно связан с соединениями лопатки и ключицы, поэтому их объединяют под названием плечевого комплекса.

Локтевой сустав содержит в одной капсуле 3 сустава: плечелоктевой, плечелучевой и проксимальный лучелоктевой. Следовательно, по своему строению локтевой сустав относится к сложным суставам.

Плечелоктевой сустав представляет собой блоковидное сочленение с винтообразным строением суставных поверхностей с фронтальной осью вращения.

Плечелучевой сустав является по форме шаровидным, но фактически движения в нем совершаются только вокруг двух осей (вертикальной и фронтальной), так как локтевая кость ограничивает движения.

Проксимальный лучелоктевой сустав имеет цилиндрическую форму с вертикальной осью вращения и комбинируется с дистальным лучелоктевым суставом.

Локтевой сустав по числу степеней свободы уступает коленному, как бы нарушая этим правило большей подвижности соединений верхней конечности, однако эта уступка вполне компенсируется лучелоктевыми суставами. Движения в локтевом суставе двоякого рода. Во-первых, в нем совершаются сгибание и разгибание предплечья вокруг фронтальной оси в плечелоктевом сочленении, причем движется и лучевая кость. Объем движений вокруг фронтальной оси равен 140°. Во-вторых, вращение лучевой кости вокруг вертикальной оси в плечелучевом суставе, а также в проксимальном и дистальном лучелоктевом суставах. Так как с нижним концом лучевой кости связана кисть, то последняя следует при движении за лучевой костью. Движение, при котором вращающаяся лучевая кость перекрещивает под углом локтевую, а кисть поворачивается тыльной стороной кпереди (при опущенной руке), называется пронацией. Противоположное движение, при котором обе кости предплечья располагаются параллельно друг другу, а кисть повернута ладонной стороной кпереди, называется супинацией. Объем движений при супинации и пронации равен около 140°. Способность к пронации - супинации придает кисти дополнительную степень свободы при движениях.

Кости предплечья соединяются между собой при помощи непрерывных и прерывных соединений. К непрерывным соединениям относится межкостная перепонка предплечья, которая соединяет диафизы локтевой и лучевой костей. Прерывными соединениями костей предплечья являются проксимальный и дистальный лучелоктевые суставы, которые образуют комбинированное цилиндрическое сочленение с вертикальной осью вращения. Объем вращения в лучелоктевых суставах составляет около 180°. Если одновременно с этим совершает экскурсию плечо и лопатка, то кисть может повернуться почти на 360°. Вращение лучевой кости беспрепятственно совершается при любом положении локтевой кости: от разогнутого состояния до полного сгибания.

Лучезапястный сустав образован дистальным концом лучевой кости, суставным диском, натянутым между локтевой вырезкой лучевой кости и шиловидным отростком локтевой кости, и проксимальным рядом костей запястья: ладьевидной, полулунной и трехгранной. Следовательно, локтевая кость участвует в лучезапястном суставе лишь посредством хрящевого диска, не имея к этому сочленению непосредственного отношения. По своему строению лучезапястный сустав является сложным, а по форме суставных поверхностей - эллипсоидным с двумя осями вращения - фронтальной и сагиттальной. Сустав укрепляется 4 связками, которые расположены как бы по концам осей вращения:

• лучевой коллатеральной связкой запястья, которая тормозит отведение кисти,

· локтевой коллатеральной связкой запястья, которая ограничивает приведение кисти

• ладонной лучезапястной связкой, которая ограничивает сгибание,

· тыльной лучезапястной связкой, которая ограничивает разгибание.

Сустав функционально связан с ближайшими к нему суставами кисти.

Среднезапястный сустав находится между проксимальным и дистальным рядок костей запястья и функционально связан с лучезапястным суставом. Сочленяющиеся поверхности имеют сложную конфигурацию, а суставная щель S-образной формы. Таким образом, в суставе имеется как бы 2 головки, одна из которых образована ладьевидной костью, а вторая - головчатой и крючковидной костями. Первая сочленяется с костью-трапецией и трапециевидной костью, а вторая - с трехгранной, полулунной и ладьевидной костями. Полость среднезапястного сустава соединяется с полостями межзапястных суставов. Движения в этом суставе возможно только вокруг фронтальной оси.

Межзапястные суставы по форме суставных поверхностей плоские, укрепляются ладонными и тыльными межзапястными связками, межкостными межзапястными связками, лучистой связкой запястья. Отмечается относительная независимость ладьевидной кости, которая функционально принадлежит большому пальцу.

Запястно-пястные суставы образованы дистальными суставными поверхностями второго ряда костей запястья и суставными поверхностями оснований пястных костей.

Запястно-пястный сустав большого пальца по форме отличается от остальных и является типичным седловидным суставом с большим объемом движений. Он полностью изолирован от других запястно-пястных суставов. Движения в нем происходят вокруг 2 осей: фронтальной (аппозиция и репозиция) и сагиттальной (отведение и приведение). В этом суставе возможно также круговое движение. Объем движений составляет 45-60° при отведении и приведении и 35-40° при аппозиции и репозиции.

Запястно-пястные суставы II - V пальцев имеют общую суставную полость и укрепляются тыльными и ладонными запястно-пястными связками. По форме эти суставы плоские, тугоподвижные. В них возможно скольжение на 5-10°.

Межпястные суставы образованы прилегающими друг к другу поверхностями II - V пястных костей. Капсула этих суставов общая с капсулой запястно-пястных суставов. По форме суставы плоские, тугоподвижные.

В движениях кисти относительно предплечья принимают участие лучезапястные, среднезапястный, запястно-пястные уставы, а также межзапястные и межпястные суставы. Все эти суставы, объединенные единой функцией, клиницисты нередко называют кистевым суставом. Комплекс соединений между лучевой костью и костями запястья в целом (кистевой сустав) допускает обширный объем движений, сравнимый с таковым в плечевом суставе. Общий объем движений кисти является суммой движений во всех этих суставах. Объем движений одновременно в лучезапястном и среднезапястном суставах при сгибании равен 75-80°, при разгибании - около 45°, при отведении - 15-20°, при приведении - 30-40°.

Запястно-пястные, межзапястные и межпястные суставы укреплены прочными и туго натянутыми связками, и поэтому имеют крайне незначительную подвижность. Следовательно, из можно отнести к амфиартрозам. Прочно соединенные между собой и со II - V пястными костями кости второго ряда запястью составляют в механическом отношении единое целое - твердую основу кисти.

Пястно-фаланговые суставы по форме суставных поверхностей являются шаровидными, однако движение в них возможно вокруг 2 осей - фронтальной и сагиттальной, и круговое движение. Объем движений при сгибании и разгибании - 90-100°, при отведении и приведении - 45-50°. Отведение и приведение возможно только при разогнутых пальцах, когда расслаблены коллатеральные связки, укрепляющие эти суставы.

Межфаланговые суставы по форме суставных поверхностей - являются типичными блоковидными с фронтальной осью вращения. Общий объем движений - около 90°.