Ортопедія - Олекса А.П. 2006

Патофізіологія суглобів

Механічна функція суглоба підлягає двом законам — фізичному і біологічному. Ця особливість і дає переваги над різного роду штучними механічними конструкціями — ендопротезами, тому що за біологічними законами нормальний суглоб здатний до адаптації залежно від умов його функціонування. Наприклад, у важкоатлетів під впливом тренувань виникають кісткові розростання, а у гімнастів — надмірна рухомість суглобів. Ця адаптація стосується не лише суглобів, але й кісток і м'язів.

Але при перевантаженні скелета організм не завжди здатний відразу адаптуватись, і це призводить до патологічних змін. Наприклад, хвороба Дейчлендера: внаслідок значного перевантаження спочатку кістка і окістя потовщуються, що є проявом компенсації (мал. 46), але коли можливості компенсації вичерпуються, тоді у місці перевантаження виникає перебудова і резорбція кістки у вигляді поперечної щілини ("перелом").

Розрізняють два основні види з'єднання кісток — синартрози і діартрози.

Синартрози та їхні різновиди не мають усіх компонентів суглоба. Не мають гіалінового хряща, синовіальної капсули і рідини. Ці з'єднання кісток розраховані лише на незначні рухи при дії сил розтягнення і стиснення.

Діартрози мають на стикованих кістках гіаліновий суглобовий хрящ, фіброзну капсулу, синовіальну оболонку, порожнину суглоба із синовіальною рідиною і міцний зв'язковий апарат.

Характер побудови суглоба визначає напрям і обсяг рухів. Найбільш рухомі це плечовий і кульшовий суглоби, які відносять до кулястих суглобів. Куляста кругла головка плечової і стегнової кісток забезпечує різнобічний напрям рухів. Головка щільно припасована до панівки — суглобової поверхні прилеглого сегмента. Чим більша головка і менша панівка, тим більша амплітуда рухів (наприклад, у плечовому суглобі). У кульшовому суглобі більша кульшова западина дещо зменшує обсяг рухів, але зате збільшує площу навантаження на одиницю поверхні головки стегнової кістки. Рухи в цих двох суглобах здійснюються за принципом ковзання головок. Суглобовий хрящ на головці стегнової кістки має нерівномірну товщину — у центральній частині грубший, ніж по краях, а в кульшовій западині навпаки — у центрі тонший, а по краях грубший. Ця нерівномірна товщина хряща не є якоюсь ознакою дисплазії, а зумовлена функціональною доцільністю — найбільш корисна механічна форма.

Колінний суглоб — одноосьовий, і рухи в ньому здійснюються у сагітальній площині. При зігнутому коліні, коли зв'язки розслаблені, можна визначити дуже незначну ротаційну рухомість гомілки. Анатомічна будова цього суглоба особлива — суглобова поверхня великогомілкової кістки плоска, а стегнової — наближається до кулястої (мал. 47), що забезпечує, одночасно зі зв'язками і м’язами, стабільність у коліні у статиці і динаміці.

Мал. 46. Хвороба Дейчлендера.

Меніски і жирові складки частково вирівнюють різницю форм. Така розбіжність анатомічних форм суглобових кінців кісток зумовлює особливість рухів у сагітальній площині. Під час згинання гомілки спочатку відбувається рух, як у кулястому суглобі, а потім перекочування на задню частину відростків і знов, як на початку згинання.

На функцію будь-якого суглоба впливає зовнішнє і внутрішнє навантаження, а також їх частота і кількість. Витривалість суглобів значно більша від зовнішніх навантажень на них, що визначається силою м'язів під час напруження (наприклад, підняття вантажу). Тому величина зовнішнього навантаження є обмеженою. Внутрішнє навантаження суглоба залежить від тиску, який зумовлений масою сегментів опорно-рухового апарату, і тому внутрішнє навантаження верхніх і нижніх кінцівок різне, але постійне. Таким чином, на суглоб діють внутрішні і зовнішні навантаження.

Мал. 47. Схема стабільності колінного суглоба при статиці і динаміці та точки максимального навантаження суглобового хряща під час рухів.

Якщо на суглоб із нормальним внутрішнім навантаженням дати надмірне або часте зовнішнє навантаження, то це може спричинити патологічні зміни у кістково-суглобовому апараті. Швидкі і довготривалі рухи, особливо із зовнішнім навантаженням, призводять до порушення кровообігу у якійсь ділянці суглоба. При нормальному навантаженні кінцівок, наприклад ходінні і бігу, відіграє роль частота, кількість цих навантажень на одиницю часу. Перевантаження призводить не лише до втоми м'язів, але й має негативний вплив на зв'язки, хрящі і всі складові елементи суглобів. Також частий надмірний обсяг рухів у суглобі може призвести до нестабільності суглоба та патологічних змін у хрящі і синовіальній рідині. Тому оптимальними умовами для функціонування суглобів є їх неперевантаження, з обсягом рухів, що не досягають меж фізіологічної норми для кожного окремого суглоба, тому що рухи до крайніх позицій впливають на зв'язки суглоба і функцію м'язів. Але все це стосується суглобів при нормальній осі кінцівок.

У разі вальгусного чи варусного відхилення сегмента стосовно нормальної фізіологічної осі кінцівки міняються напрями внутрішніх сил навантаження. Так, наприклад, при варусній деформації в коліні (genu vara) при вертикальному навантаженні кінцівки внутрішньосуглобова сила тиску переміщується на суглобову поверхню присередніх відростків стегнової та великогомілкової кісток (мал. 48). До певного часу це порушення статики компенсується міцною бічною колатеральною зв'язкою коліна і м'язами, але потім зв'язка перерозтягується, бічна суглобова щілина розширюється, виникає нестабільність і дисфункція суглоба. Під впливом постійного перевантаження суглобовий хрящ присередніх відростків дегенерує і поступово механічно стирається, а у бічних відростках внаслідок недовантаження виникає остеопороз.

Організм людини старається собі допомогти збільшенням площі навантаження присередньої половини суглоба компенсаторними крайовими розростаннями. Все це формує класичний остеоартроз колінного суглоба.

Обмеження статико-динамічної функції одного суглоба призводить до порушення функції сусідніх суглобів і навіть хребта, внаслідок професійного чи іншого перевантаження нижньої кінцівки.

Також стан адаптації, а потім дезадаптації виникає внаслідок перевантаження одної ноги після ампутації на рівні стегна чи гомілки другої. Аналогічні процеси також відбуваються при одній укороченій кінцівці.

Згинальна контрактура стопи (pes aequinus) призводить до перерозгинання коліна з відповідними патологічними проявами і наслідками (перерозтягнення зв'язок зумовлює нестабільність суглоба з наступним розвитком остеоартрозу).

Мал. 48. При варусній деформації гомілки перевантажуються медіальні відростки великогомілкової і стегнової кісток та розширюється бічна суглобова щілина.