Анатомия нижних конечностей человека: особенности строения и функции

Сустав — место где соединяются кости человека. Суставы необходимы для обеспечения подвижности соединений костей, а также они обеспечивают механическую поддержку.

Болезни суставов

Заболевания суставов называется артропатия. Когда расстройство суставов сопровождается воспалением одного или нескольких суставов это называется артритом. При этом когда в воспалительный процесс включаются несколько суставов, заболевание носит название полиоартрит, а когда воспаляется один сустав это называется моноартрит.

Главной причиной инвалидности у людей старше 55 лет являются артриты. Артрит бывает нескольких форм, каждая из которых вызвана различными причинами. Наиболее распространенной формой артрита является остеоартрит или дегенеративное заболевание суставов, которое возникает в результате травмы сустава, его инфицирования, либо в результате старости. Также согласно проведенным исследованиям стало известно, что неправильное анатомическое развитие также является причиной раннего развития остеоартрита.

Другие формы артрита, такие как ревматоидный артрит и псориатический артрит являются результатом аутоиммунных заболеваний.

Септический артрит вызывается инфекцией суставов.

Подагрический артрит вызывается отложением кристаллов мочевой кислоты в суставе, что вызывает последующее воспаление сустава.

Псевдоподагра характеризуется образованием с отложением ромбовидных форм кристаллов пирофосфата кальция в суставе. Данная форма артрита менее распространенная.

Также существует такая патология, как гипермобильность суставов. Данное нарушение наблюдается чаще всего у молодых женщин и характеризуется повышенной подвижностью суставов в результате растяжения суставных связок. При этом движение сустава может колебаться за рамками его анатомических пределов. Связано данное нарушение с структурным изменением коллагена. Он теряет прочность и становится более эластичным, что приводит его к частичной деформации. Считается, что это нарушение наследственное.

Анатомические особенности

Суставы человека — это основа каждого движения тела. Они находятся во всех костях организма (исключением является лишь подъязычная кость). Их строение напоминает шарнир, за счет чего происходит плавное скольжение костей, предотвращая их трение и разрушение. Сустав представляет собой подвижное соединение нескольких костей, а в организме их насчитывается более 180 во всех частях тела. Бывают неподвижными, частично подвижными и основная часть представлена подвижными суставами.

Степень подвижности зависит от таких условий:

  • объем соединительного материала;
  • вид материала внутри сумки;
  • формы костей в месте соприкосновения;
  • уровень напряженности мышц, а также связок внутри сустава;
  • их расположение в сумке.

Основные элементы сустава

Строение суставов человека является непростым и делится на такие основные элементы: это полость, капсула, поверхность, синовиальная жидкость, хрящевая ткань, связки и мышцы. Вкратце о каждом поговорим далее.

  • Суставная полость — это щелевидное пространство, которое при этом герметично закрыто и наполнено синовиальной жидкостью.
  • Капсула сустава — состоит из соединительной ткани, которая обволакивает соединяющиеся окончания костей. Капсула образована снаружи из волокнистой мембраны, внутри же имеет тонкую синовиальную мембрану (источник синовиальной жидкости).
  • Суставные поверхности — имеют специальную форму, одна из них выпуклая (также называют головкой), а вторая ямкообразная.
  • Синовиальная жидкость. Главная ее функция состоит в смазке и увлажнении поверхностей, также немаловажную роль исполняет и в обмене жидкости. Она является буферной зоной при различных движениях (толчки, рывки, сдавливание). Обеспечивает как скольжение, так и расхождения костей в полости. Сокращение количества синовии приводит к ряду заболеваний, деформации костей, потере способности человека к нормальной физической деятельности и, как следствие, даже к инвалидности.
  • Хрящевая ткань (толщина 0,2 — 0,5 мм). Поверхности костей укрыты хрящевой тканью, основная функция которой амортизация во время ходьбы, занятиями спортом. Анатомия хряща представлена волокнами соединительной ткани, которая наполнена жидкостью. Она в свою очередь питает хрящ в спокойном состоянии, а во время движений он выпускает жидкость для смазки костей.
  • Связки и мышцы — вспомогательные части строения, но без них невозможна нормальная функциональность всего организма. С помощью связок фиксируются кости, не мешая движениям любой амплитуды благодаря своей эластичности.
Читайте также:  Отзывы о внутрисуставных инъекциях гиалуроновой кислоты

Также немаловажную роль играют косные выступы вокруг суставов. Их главная функция — ограничение амплитуды движений. Как пример, рассмотрим плечевой. В плечевой кости находится костный бугорок. За счет расположения рядом с отростком лопатки, он снижает диапазон движения руки.

Болезни суставов

Заболевания суставов называется артропатия. Когда расстройство суставов сопровождается воспалением одного или нескольких суставов это называется артритом. При этом когда в воспалительный процесс включаются несколько суставов, заболевание носит название полиоартрит, а когда воспаляется один сустав это называется моноартрит.

Болезни суставов

Главной причиной инвалидности у людей старше 55 лет являются артриты. Артрит бывает нескольких форм, каждая из которых вызвана различными причинами. Наиболее распространенной формой артрита является остеоартрит или дегенеративное заболевание суставов, которое возникает в результате травмы сустава, его инфицирования, либо в результате старости. Также согласно проведенным исследованиям стало известно, что неправильное анатомическое развитие также является причиной раннего развития остеоартрита.

Болезни суставов

Другие формы артрита, такие как ревматоидный артрит и псориатический артрит являются результатом аутоиммунных заболеваний.

Болезни суставов

Септический артрит вызывается инфекцией суставов.

Болезни суставов

Подагрический артрит вызывается отложением кристаллов мочевой кислоты в суставе, что вызывает последующее воспаление сустава.

Болезни суставов

Псевдоподагра характеризуется образованием с отложением ромбовидных форм кристаллов пирофосфата кальция в суставе. Данная форма артрита менее распространенная.

Болезни суставов

Также существует такая патология, как гипермобильность суставов. Данное нарушение наблюдается чаще всего у молодых женщин и характеризуется повышенной подвижностью суставов в результате растяжения суставных связок. При этом движение сустава может колебаться за рамками его анатомических пределов. Связано данное нарушение с структурным изменением коллагена. Он теряет прочность и становится более эластичным, что приводит его к частичной деформации. Считается, что это нарушение наследственное.

Болезни суставов

Суставы нижних конечностей: строение и функции в таблице

В процессе эволюции первые признаки конечностей, в том числе и нижних, появились у кистепёрых рыб. При изучении строения плавников этих существ обнаружили характерное строение конечностей: две кости (как голень), несколько мелких (аналог предплюсны) и трубчатые, напоминающие плюсну и фаланги пальцев.

С течением времени и совершенствованием живых организмов, произошли значительные структурные перестройки скелета, адаптирующие к наземному образу жизни.

В процессе эволюции с приобретением прямохождения верхние конечности утратили опорные функции, а конечности нижние полностью взяли на себя и эту задачу, и локомоцию (совокупность согласованных движений, посредством которых живое существо передвигается в пространстве).

Возможные движения в суставах

Перейдём от неподвижных костей таза к весьма подвижным суставам свободной части пояса нижних конечностей. Любые подвижные соединения костей имеют две точки: фиксированную и подвижную. Например, при подъёме прямой ноги точка фиксации – таз, точка движения – дистальная часть бедренной кости.

Чтоб яснее представлять о чём идёт речь, определим, какие движения возможны в суставах вообще:

  1. Сгибание и разгибание (flexio и extensio). Поднимите выпрямленную ногу перед собой – сгибание, заведите её за спину – разгибание.
  2. Отведение и приведение (abductio и adductio). Точка движения перемещается вбок от центральной оси тела. Попробуйте сесть в поперечный шпагат – это и есть отведение обеих ног. В обратную сторону – приведение.
  3. Ротация. Это поворот подвижной точки наружу (supinatio) или вовнутрь (pronatio). Для примера – пошевелите стопой вправо и влево.
  4. Круговое движение (circumductio). Подвижная точка описывает окружность в пространстве. Попробуйте сесть, закинуть ногу на ногу и повращать стопой по часовой стрелке.
Читайте также:  Бандаж для голеностопа после перелома: практические аспекты

Наглядно представить себе, что такое суставы свободной части поможет таблица.

Частные особенности суставов стопы

Суставы обладают большим разнообразием по типу, но тесно взаимосвязаны и анатомически, и функционально. Поэтому вынесем их за пределы таблицы.

Строение голеностопного, подтаранного сустава и поперечного предплюсневого сочленения достаточно непростое, они образуют сложный механизм взаимодействия. Суставные поверхности каждого из них для дополнительной стойкости скреплены плотными и прочными связками, позволяющими движения только в одной плоскости. Суммарно же обретается большое разнообразие движений для стопы.

В клинике этот феномен носит название «гетерокинетический универсальный сустав заднего отдела предплюсны».

Соединения плюснефаланговых костей, предплюсны и плюсны, играют значимую роль в локомоции, несмотря на небольшие размеры по сравнению с более крупными подвижными соединениями нижних конечностей. Стопа состоит из множества суставов, вот некоторые из них:

  • таранно-пяточный сустав (подтаранный).
  • Поперечное предплюсневое сочленение.
  • Предплюсне-плюсневый сустав.
  • Плюсне-плюсневые суставы, расположенные между первым и вторым рядом костей плюсны.

Таранно-пяточный сустав

Относится к категории шаровидных сочленений. Его анатомическая особенность в том, что полное соответствие суставных поверхностей наблюдается лишь при опоре на прямую ногу, стоящую вертикально на плоской поверхности.

Во всех других ситуациях отмечается нестабильность сустава. Впрочем, на функцию ходьбы такая особенность не влияет.

Поперечное предплюсневое соединение

Кости соединены по типу шарниров. Он состоит из двух суставов:

  • таранно-ладьевидного;
  • пяточно-кубовидного.

На поперечном срезе представляет собой изогнутую линию в виде литеры S. Имеет именное название – Шопаров (Chopart) сустав. Связочный аппарат этого сочленения имеет наибольшее значение для формирования и удержания свода стопы.

Предплюсне-плюсневые и плюсне-плюсневые суставы

Согласно форме суставных поверхностей – плоские суставы. Между собой связаны очень тесно и двигаются тоже согласованно. Участвуют в адаптации сводов стопы к неровностям поверхности. Оказывают амортизирующее влияние, придают походке лёгкость и плавность.

Отмечается непосредственная связь между анатомическим строением пояса нижних конечностей и биомеханикой движения. Неподвижная и прочная опора, которую представляет таз, в связке со свободным поясом нижних конечностей даёт невиданную свободу для передвижения в пространстве.

Таким образом, разнообразные типы подвижных соединений костей нижних конечностей сыграли свою роль в эволюционном процессе, помогая человеку в естественном отборе.

Симптомы

Артроз – это хроническая болезнь. Он развивается постепенно, среди симптомов артроза:

  1. Ноющая боль от еле заметной до выраженной – в зависимости от масштаба недуга. Обострение происходит при физической нагрузке – ходьбе по лестнице или приседаниях. С ухудшением состояния боль преследует и в состоянии покоя. Дискомфорт иногда появляется и без дополнительной нагрузки, к концу дня.
  2. Хруст в суставе при движении, ломота. Первый из этих симптомов сначала беззвучный – щелчок пациент скорее чувствует, чем слышит. Со временем этот звук могут слышать окружающие. Ломать, крутить сустав начинает чаще всего при переохлаждении.
  3. Отек – припухлость окружающих тканей. Чаще всего появляется на запущенных стадиях артроза или при его обострении. Сам сустав также увеличивается и деформируется.
  4. Повышение температуры. Обычно местное, в зоне разрушающегося сочленения, если к дегенеративным изменениям присоединяются воспалительные явления.
  5. Нарушение подвижности. Когда хрящ и суставные поверхности сочленяющихся костей сильно разрушены, затрудняются движения в суставе.

Важно! Все эти симптомы появляются, когда болезнь уже затронула надкостницу. До этого заболевание зачастую никак себя не проявляет. Потому следует время от времени проходить осмотр у специалиста, чтобы исключить скрытое течение артроза.

Голеностопный сустав

1. Голеностопный сустав, art. talocruralis, образуется суставными поверхностями нижних концов обеих берцовых костей, которые охватывают блок, trochlea, таранной кости наподобие вилки, причем к facies articularis superior блока причленяется нижняя суставная поверхность большеберцовой кости, а к боковым поверхностям блока — суставные поверхности лодыжек.

Суставная капсула прикрепляется вдоль хрящевого края суставных поверхностей, спереди захватывает часть шейки таранной кости. Вспомогательные связки расположены по бокам сустава и идут от лодыжек к соседним костям tarsus.

Медиальная, lig. mediale (deltoideum), имеет вид пластинки, напоминающей греческую букву дельту, идет от медиальной лодыжки и расходится книзу веером к трем костям — таранной, пяточной и ладьевидной; латеральная состоит из трех пучков, идущих от латеральной лодыжки в трех разных направлениях: вперед — lig. talofibulare anterius, вниз — lig. calcaneofibulare и назад — lig. tabofibulare posterius.

По характеру своею строения голеностопный сустав представляет блоковидное сочленение. Движения происходят вокруг фронтальной оси, проходящей через блок таранной кости, причем стопа то поднимается кверху своим носком (разгибание), то опускается книзу (сгибание).

Амплитуда этих движений равняется 63 — 66°. При сгибании возможны также очень небольшие боковые движения, так как в этом положении более узкий задний участок блока таранной кости не так крепко охватывается вилкой костей голени. Наоборот, при разгибании эти движения совершенно невозможны вследствие того, что блок плотно ущемляется в вилке лодыжек.

Учебное видео по анатомии голеностопного сустава

Мышцы и сухожилия

Вся мышечная система нижнего пояса разделяется на отделы:

  • ягодиц;
  • бедра;
  • голени;
  • стопы.

Сухожилия — недвижимая часть, которая соединяет мышцы и обеспечивает их нормальное функционирование и крепкое закрепление к костям.

Мышцы и сухожилия

Мышцы и сухожилия ног

Мышцы подразделяются на две категории:

  • Поясные.
  • Свободные.

У каждой группы мышц, связанных сухожилиями, есть особенные функции, характерные для конкретной части нижних конечностей.

Мышцы голени и стопы позволяют:

  • сгибать колено;
  • укреплять положение стопы и её опору;
  • сгибать ногу в голеностопе.
Мышцы и сухожилия

Мышц стопы

Основная задача мышц — управлять костями, как своеобразными рычагами, приводя их в действие. Мышцы ног одни из самых сильных в организме, ведь именно они заставляют человека ходить.

Суставы человека: таблица

Тип сустава

Примеры суставов

Где находятся

Коленный, локтевой, голеностопный сустав. Анатомия некоторых из них приведена ниже.

Коленный – между бедренной, большеберцовой костьми и надколенником; локтевой – между плечевой, локтевой и лучевой костью; голеностопный – между голенью и стопой.

Межпозвонковые суставы; суставы между фалангами пальцев.

Между гранями позвонков; между фалангами пальцев ног и рук.

Тазобедренный и плечевой сустав. Анатомия человека уделяет этому виду суставов особое внимание.

Между бедренной и тазовой костью; между плечевой костью и лопаткой.

Между костью трапеции и первой пястной костью.

Чтобы было понятнее, что собой представляют суставы человека, подробнее опишем некоторые из них.