Соединения костей верхних конечностей: суставы и связки

В анатомии верхних конечностей отдельно рассматривают соединения плечевого пояса и свободной части руки. Все кости соединены между собой при помощи суставов, именно они обеспечивают подвижность конечностей. Также к соединениям верхних конечностей относятся укрепляющие, тормозящие и направляющие связки, представляющие собой плотные тяжи, которые образованы соединительной тканью.

Формирование конечностей в филогенезе связано с изменением среды обитания и выходом позвоночных животных из водной среды на сушу. Передвижения по поверхности Земли потребовали развития системы «рычагов», позволяющих осуществлять локомоции (перемещения тела в пространстве) на суше в условиях постоянного действия на организм силы поля тяготения Земли.

У большинства наземных позвоночных передние и задние конечности имеют гомологичное (сходное) строение и состоят из пояса конечности, с помощью которого она фиксируется относительно скелета туловища, и свободной части конечности, состоящей из трех основных сегментов: проксимального, среднего и дистального (пятипалого), которые соединены между собой с помощью подвижных суставов.

Подвижность руки в основном определяется движениями в ее главных суставах, соединяющих основные сегменты верхней конечности: плечо, предплечье и кисть, а также соединяющих ее с туловищем.

Основные соединения скелета верхних конечностей человека подробно описаны в этом материале.

Соединения плечевого пояса верхних конечностей

Грудино-ключичный сустав (articulatio sternoclavicularis) играет ключевую роль в подвижности плечевого пояса, а вместе с ним и всей руки. Он образован ключичной вырезкой (incisura clavicularis) грудины и грудинной суставной поверхностью (facies articularis sternalis) ключицы. Сустав по форме седловидный.

Капсула сустава (capsula articularis) прикрепляется по краю суставных поверхностей и относительно свободна. Снаружи она укреплена связками: передней и задней грудино-ключичными, межключичной и реберно-ключичной, которые несколько ограничивают свободу движений в этом суставе.

В полости этого сустава пояса верхней конечности находится суставной диск (discus articularis), который своими краями сращен с суставной капсулой; в результате этого полость сустава разделена на два отдела.

Наличие внутрисуставного хряща допускает движения, в этом суставе как в многоосном. При поднимании и опускании плечевого пояса вращение ключицы происходит вокруг сагиттальной оси; при движении плечевого пояса вперед и назад ключица вращается вокруг вертикальной оси. Наконец, возможно круговое движение ключицы вместе с плечевым поясом по типу циркумдукции.

Соединение таких костей верхних конечностей, как лопатка и ключица, выполняется с помощью малоподвижного акромиально-ключичного сустава (articulatio асго-mioclavicularis), образованного между акромионом и акромиальным концом ключицы. Это простой плоский по форме сустав, суставная капсула которого плотно натянута и укреплена акромиально-ключичной связкой (lig. acromioclaviculare).

Помимо этого, сочленение лопатки с ключицей удерживается мощной клювовидно-ключичной связкой (lig. coracoclaviculare), состоящей из двух пучков: трапециевидной связки, лежащей латерально, и конусовидной связки, расположенной медиальнее. В результате лопатка движется относительно туловища вместе с ключицей; при изменении положения плечевого пояса основные движения происходят в грудино-ключичном суставе.

Среди синдесмозов лопатки существенную функциональную роль играет клювовидно-акромиальная связка (lig. coracoacromiale) — крепкая широкая связка, натянутая между клювовидным и плечевым (акромион) отростком лопатки над плечевым суставом. Она ограничивает движения в плечевом суставе при отведении руки.

Плечевой сустав (articulatio humeri) — главный сустав верхней конечности, который обеспечивает подвижность всей руки относительно плечевого пояса. Он образован суставной впадиной (cavitas glenoidalis) лопатки и головкой плечевой кости (caput humeri). Суставная впадина по своим размерам значительно меньше поверхности головки плечевой кости, что обеспечивает большой объем движений в плечевом суставе.

Для большей конгруэнтности суставных поверхностей (т. е. для лучшего совпадения их по своей кривизне) в этом суставе гиалиновый хрящ, покрывающий суставную впадину, по ее краю дополняется хрящевой губой (iabrum glenoidale). Сустав простой, по форме — шаровидный.

Капсула сустава тонкая, свободная, прикрепляется по костному краю суставной впадины лопатки и по анатомической шейке плечевой кости. Сверху она укреплена фиброзным тяжом в виде клювовидно-плечевой связки (lig. coracohumerale), которая идет от основания клювовидного отростка лопатки и прикрепляется к большому бугорку плечевой кости; эта связка пелчевого сустава верхней конечности удерживает кости в сочленовном состоянии и ограничивает приведение плеча и его супинацию.

Синовиальная оболочка капсулы имеет выросты: межбугорковое синовиальное влагалище (vagina synovialis intertubercularis), которое охватывает сухожилие длинной головки двуглавой мышцы плеча, которое лежит в межбугорковой бороздке плечевой кости, проходит через полость сустава и прикрепляется к надсуставному бугорку; подсухожильную сумку (bursa subtendinea) подлопаточной мышцы, расположенную у основания клювовидного отростка.

Плечевой сустав скелета верхней конечности — самый подвижный из всех суставов; это многоосный сустав. Движения в нем происходят вокруг поперечной оси — сгибание и разгибание, сагиттальной оси — отведение и приведение и вертикальной оси — вращение кнутри (пронация) и кнаружи (супинация). Возможно круговое движение — циркумдукция.

Отведение в плечевом суставе ограничивает клювовидно-акромиальная связка, натянутая между одноименными отростками лопатки. Это соединение костей пояса верхней конечности ограничивает отведение руки до угла 80-90°, т. к. в этом положении плечевая кость своим большим бугорком упирается в клювовидно-акромиальную связку. Дальнейшее поднятие руки осуществляется уже за счет движения в грудино-ключичном суставе.

Соединения свободной части верхней конечности: локтевой сустав

Локтевой сустав (articulatio cubiti) верхней конечности образуют три кости: плечевая, локтевая и лучевая.

Это сложный сустав, т. к. между костями образуются три сустава, заключенные в одну суставную капсулу.

• Плечелоктевой сустав (art. humeroulnaris) — образован блоком плечевой кости и блоковидной вырезкой локтевой кости; сустав по форме блоковидный;
• Плечелучевой сустав (art. humeroradialis) — образован головкой мыщелка плечевой кости и головкой лучевой кости; по форме сустав шаровидный, но с ограниченными движениями;
• Проксимальный лучелоктевой сустав (art. radioulnaris proximalis) — образован лучевой вырезкой локтевой кости и суставной окружностью головки лучевой кости; по форме этот сустав цилиндрический.

Суставная капсула локтевого сустава свободна, прикрепляется по краю суставной поверхности на локтевой кости, шейке лучевой кости и выше края суставных поверхностей на плечевой кости.

По бокам капсула сустава укреплена фиброзными тяжами в виде следующих связок:

• Локтевая коллатеральная связка (lig. collaterale ulnare) верхней конечности, которая начинается от медиального надмыщелка плеча и прикрепляется по краю блоковидной вырезки;
• Лучевая коллатеральная связка (lig. collaterale radiale) — начинается от латерального надмыщелка плеча, подходит к суставной окружности лучевой кости, на уровне которой делится на два фиброзных пучка. Эти пучки спереди и сзади охватывают головку лучевой кости и прикрепляются к лучевой вырезке, образуя кольцевую связку лучевой кости (lig. anulare radii), которая прочно удерживает ее в сочленении.

Основное движение в локтевом суставе — сгибание и разгибание — осуществляется вокруг поперечной оси. Кроме того, при сочетанных движениях в проксимальном и дистальном лучелоктевых суставах в локтевом суставе происходит пронация (движение дистальной части руки, при котором кисть ладонной поверхностью поворачивается внутрь) и супинация (поворот кисти ладонной поверхностью наружу), которые совершаются вокруг вертикальной оси.

Соединение костей предплечья верхней конечности

Межкостные края костей предплечья соединены межкостной мембраной предплечья (membrana interossea antebrachii).

Дистальный лучелоктевой сустав (articulatio radioulnaris distalis) свободной части верхней конечности — образован суставной поверхностью головки локтевой кости и локтевой вырезкой лучевой кости, дополненной суставным диском треугольной формы, который верхней поверхностью обращен к локтевой кости. Сустав по форме цилиндрический.

Дистальный и проксимальный лучелоктевые суставы верхних конечностей человека образуют комбинированный сустав, вращательные движения в котором происходят вокруг вертикальной оси — пронация и супинация.

Лучезапястный сустав (articulatio radiocarpalis) — сложный сустав, обеспечивающий подвижность дистального сегмента руки — кисти.

Он образован запястной суставной поверхностью лучевой кости и первым рядом костей запястья, которые в совокупности образуют эллипсовидную по форме общую суставную поверхность.

Суставной диск (discus articularis) отделяет головку локтевой кости, которая участвует в образовании дистального лучелоктевого сустава, от контакта с костями запястья и дополняет запястную суставную поверхность лучевой кости.

Суставная капсула прикрепляется по краю поверхностей суставов костей верхней конечности и по наружному краю суставного диска. Она со всех сторон укреплена связками; это лучевая и локтевая коллатеральные связки запястья (ligg. collateralia carpi radiate et ulnare), ладонная лучезапястная и тыльная лучезапястная связки (ligg. radiocarpea palmare et dorsale), а также лучистая связка запястья (lig. carpi radiatum) — идущие от головки головчатой кости плотные фиброзные пучки к близлежащим костям запястья.

Эти связки удерживают кости в сочленовном положении и ограничивают объем движений.

В лучезапястном суставе движения происходят вокруг двух осей: сгибание и разгибание (вокруг поперечной оси), отведение и приведение кисти (вокруг сагиттальной оси), а также круговое движение кисти — циркумдукция.

Соединение костей кисти верхней конечности

На кисти много подвижных соединений, особенно на пальцах, что обеспечивает прочный захват предмета и его удержание благодаря оппозиции большого пальца

Между костями запястья и пясти имеется множество мелких малоподвижных суставов. Среди них различают межзапястные суставы (articulationes intercarpales), которые образованы суставными поверхностями костей запястья, обращенными друг к другу; среднезапястный сустав (articulatio mediocarpalis) — между костями проксимального и дистального рядов костей запястья.

Движения в этих соединениях свободной верхней конечности практически отсутствуют. Суставы укреплены связками: внутризапястными межкостными, межзапястными ладонными и дорсальными.

Запястно-пястные суставы (articulationes carpometacarpales) — плоские, образованы дистальным рядом костей запястья и основаниями пястных костей. Суставная капсула прикрепляется по краю суставных поверхностей, укреплена плотно натянутыми связками: ладонными и дорсальными запястнопястными. Движения в суставах практически отсутствуют.

Межпястные суставы (articulationes intermetacarpales) образованы суставными поверхностями оснований II—V пястной кости, обращенных друг к другу. Суставные капсулы укреплены межкостными, ладонными и дорсальными пястными связками. Движения в суставах практически отсутствуют.

Дистальный ряд костей запястья, а также II—V пястную кость, соединенные между собой посредством малоподвижных суставов и укрепленные многочисленными синдесмозами, обозначают как твердую основу кисти.

Большое функциональное значение имеет запястно-пястный сустав большого пальца кисти (articulatio carpometacarpalis pollicis). Это простой сустав, образованный костью-трапецией и основанием I пястной кости. По форме сустав седловидный. Суставная капсула свободна, прикрепляется по краю суставных поверхностей. За счет седловидной формы этого сустава наряду с отведением и приведением возможно противопоставление (oppositio) большого пальца всем другим, что способствует захвату предметов кистью и прочному их удерживанию.

Пястно-фаланговые суставы (articulationes metacarpeophalangeae). Каждый сустав образован головкой пястной кости и основанием проксимальной фаланги. Головки II—V пястной кости соединены между собой связками. Суставная капсула свободна, укреплена связками: боковыми коллатеральными связками и ладонной связкой. По форме эти соединения костей свободной верхней конечности приближаются к эллипсовидным.

Движения в суставах происходят вокруг сагиттальной оси — отведение и приведение, вокруг поперечной оси — сгибание и разгибание; возможны круговые движения пальцев. В пястно-фаланговом суставе большого пальца в суставной капсуле с ладонной стороны заключены две сесамовидные косточки. Движения в нем возможны только вокруг поперечной оси — сгибание и разгибание.

Межфаланговые суставы кисти (articulationes interphalangeae manus) образованы головками проксимальных фаланг и основаниями средних фаланг, а также головками средних фаланг и основаниями дистальных фаланг. По форме это блоковидные суставы.

Суставная капсула прикрепляется по краю суставных поверхностей, ее укрепляют коллатеральные (ligg. collateralia) и ладонные связки (ligg. palmaria). В межфаланговых суставах возможно только сгибание и разгибание, происходящие вокруг поперечной оси. Благодаря сгибанию фаланг друг относительно друга достигается обхват предмета.

Различия соединений верхних и нижних конечностей

У человека в процессе эволюции сформировалось передвижение в вертикальном положении на двух ногах. В связи с этим произошла дифференцировка конечностей на верхнюю — рука (орган исследования окружающей среды и орган труда) и нижнюю — нога (орган движения). Рука как орган труда требует большой подвижности во всех главных суставах, возможности захвата предметов, тонких и точных движений пальцев.

Нижние конечности, основной функцией которых является опора тела и его перемещение в пространстве, приспособлены для их выполнения за счет ограничения подвижности в суставах и формирования специальных анатомических образований, которые обеспечивают амортизацию тела при толчках во время ходьбы.

При сравнении строения поясов верхней и нижней конечностей очевидно, что в связи со значительной подвижностью плечевой пояс, состоящий из ключицы и лопатки, имеет очень подвижное соединение со скелетом туловища.

Соединение с костями туловища происходит только посредством подвижного грудино-ключичного сочленения (art. sternoclavicularis). В отличие от плечевого, тазовый пояс составляет замкнутое костное кольцо, образованное двумя тазовыми костями и крестцом, связанными между собой прочными фиброзными и хрящевыми соединениями; парный сустав между крестцом и подвздошной костью (art. sacroiliaca) практически неподвижен. В результате тазовый пояс жестко связан со скелетом туловища.

Функциональная специализация человека накладывает существенные различия на строение соединений.