Строение коленного сустава: как устроено колено и почему болит

Что за сустав колено

Колено — самый крупный сустав человека и один из самых нагруженных. Когда мы идём, на него давит вес всего тела, а при беге, прыжках и подъёме по лестнице — в несколько раз больше. Одновременно колено должно свободно сгибаться, чтобы мы могли сесть на корточки. Прочность и подвижность здесь спорят друг с другом, и колено решает это не формой костей, а набором мягких деталей: менисков, связок и мышц. Сравните с тазобедренным суставом, где головка бедра сидит в глубокой чаше таза. У колена такой чаши нет: округлые мыщелки бедра стоят на плоской площадке голени, и без мягких деталей кости просто соскальзывали бы друг с друга.

Общее устройство любого сустава — хрящ, капсула, смазка — описано в статье о строении сустава. Здесь разберём, что есть только у колена.

Из чего состоит коленный сустав

Кости. Нижний конец бедренной кости расширен и образует два округлых выступа — мыщелка, похожих на полозья. Они опираются на почти плоскую верхнюю площадку большеберцовой кости. Спереди в сухожилие четырёхглавой мышцы бедра вплетён надколенник — коленная чашечка. Он скользит по желобку между мыщелками бедра.

Суставной хрящ. Гладкий блестящий слой на всех трущихся поверхностях костей, включая заднюю сторону надколенника. Он уменьшает трение до минимума и немного пружинит.

Мениски. Два хрящевых полумесяца, лежащих на площадке большеберцовой кости, — внутренний и наружный. Они толще по краю и тоньше к центру, поэтому превращают плоскую площадку в две неглубокие чашечки для округлых мыщелков бедра.

Связки. Четыре главные:

• передняя крестообразная и задняя крестообразная — внутри сустава, перекрещиваются буквой X;
• внутренняя боковая и наружная боковая — по бокам колена, снаружи от полости сустава.

Спереди от надколенника вниз к большеберцовой кости идёт ещё мощная связка надколенника — продолжение сухожилия четырёхглавой мышцы.

Капсула и синовиальная оболочка. Сустав закрыт прочной капсулой. Изнутри её выстилает синовиальная оболочка, которая вырабатывает суставную жидкость — смазку и питание для хряща. Вокруг колена есть несколько сумок — мешочков с жидкостью, которые уменьшают трение сухожилий о кости.

Мышцы. Четырёхглавая мышца на передней поверхности бедра разгибает колено, мышцы задней поверхности бедра сгибают. Они же работают как живые связки, удерживая сустав при движении.

Часть колена	Что делает
Мыщелки бедренной кости	катятся и скользят по большеберцовой кости при сгибании
Площадка большеберцовой кости	принимает вес тела
Надколенник	увеличивает рычаг четырёхглавой мышцы и защищает сустав спереди
Суставной хрящ	даёт гладкое скольжение и смягчает нагрузку
Мениски	гасят удары, распределяют давление, добавляют устойчивости
Передняя крестообразная связка	не даёт голени уйти вперёд относительно бедра и прокрутиться внутрь
Задняя крестообразная связка	не даёт голени уйти назад
Боковые связки	не дают колену прогнуться внутрь или наружу
Капсула и синовиальная оболочка	закрывают сустав, вырабатывают смазку
Четырёхглавая мышца и мышцы задней поверхности бедра	разгибают и сгибают колено, стабилизируют его

Как работает колено: от приседания до шага

1. Сгибание. Мышцы задней поверхности бедра тянут голень назад. Мыщелки бедра сначала катятся по площадке большеберцовой кости, как колесо, а затем начинают скользить на месте — иначе бедро скатилось бы с голени. Крестообразные связки, натягиваясь попеременно, направляют это движение.
2. Мениски сдвигаются. Они подвижны и немного смещаются назад вслед за мыщелками, сохраняя плотный контакт.
3. Поворот голени. Когда колено согнуто, боковые связки расслаблены, и голень может немного поворачиваться внутрь и наружу. На прямой ноге такого поворота нет.
4. Разгибание. Четырёхглавая мышца через надколенник и его связку тянет голень вперёд. Надколенник работает как блок: он отодвигает сухожилие от оси сустава, и мышце легче разгибать колено.
5. Замыкание. В самом конце разгибания бедро чуть поворачивается относительно голени, все связки натягиваются, и колено как бы запирается. Поэтому мы можем долго стоять на прямых ногах почти без работы мышц.

Почему колено травмируется

Слабое место колена видно прямо из его устройства: оно рассчитано на сгибание и разгибание и очень мало — на скручивание.

• Поворот на стоящей ноге. Футболист резко разворачивается, а бутсы с шипами держат стопу на газоне. Бедро поворачивается, голень — нет. Под таким скручиванием рвётся передняя крестообразная связка и часто вместе с ней мениск. Бывает, что человек слышит щелчок, а колено за несколько часов сильно опухает.
• Удар сбоку. Удар по наружной стороне колена сгибает его внутрь, и натянутая внутренняя боковая связка растягивается или рвётся. Внутренний мениск сращён с этой связкой, поэтому страдает часто вместе с ней. Он вообще травмируется чаще наружного, как раз потому что менее подвижен.
• Глубокий присед с поворотом. В глубоком приседе задние части менисков сжаты между костями, и резкий поворот может их надорвать. Оторванный лоскут иногда застревает между костями, и колено «заклинивает» — его не удаётся разогнуть до конца.
• Износ хряща. Хрящ питается из суставной жидкости и почти не восстанавливается. С годами, при лишнем весе, после старых травм он истончается, и развивается артроз: колено болит при нагрузке, особенно на лестнице, и хуже сгибается.
• Перегрузка надколенника. У бегунов и тех, кто много прыгает, болит передняя часть колена: надколенник с силой прижимается к бедру при каждом шаге.

Чем отличается: что путают

Колено и голень. Колено — только сустав. Ниже него начинается голень с двумя костями — большеберцовой и малоберцовой. Важная деталь: малоберцовая кость в коленный сустав не входит, она прикреплена к большеберцовой ниже и сбоку.

Мениск и хрящ. Оба из хрящевой ткани, но это разные детали. Суставной хрящ плотно покрывает кости. Мениск — отдельная прокладка между ними, как шайба в механизме.

Связка и сухожилие. Связка соединяет кость с костью, сухожилие — мышцу с костью. «Связка надколенника» формально соединяет две кости — надколенник и большеберцовую, — хотя по сути продолжает сухожилие мышцы.

Коленный рефлекс

Когда невролог стучит молоточком чуть ниже коленной чашечки, он бьёт по связке надколенника. Связка на мгновение растягивает четырёхглавую мышцу, та рефлекторно сокращается, и голень подпрыгивает. Весь путь сигнала — от мышцы в спинной мозг и обратно — занимает доли секунды и идёт без участия головного мозга. Об этом подробнее — в статье о нервной системе человека.

Когда к травматологу

Сразу — если после травмы колено быстро опухло, на ногу больно наступить, колено «подламывается» и ощущается нестабильным, если оно заклинило и не разгибается. Срочно и без травмы — если колено внезапно опухло, покраснело, стало горячим и поднялась температура.

Планово к травматологу-ортопеду — если колено болит при подъёме и спуске по лестнице, после долгого сидения, при приседании, если отёк появляется после нагрузки и держится несколько дней. Если по утрам скованы и болят сразу несколько суставов, нужен ревматолог.

Колено — середина рычага ноги между тазобедренным суставом и стопой. Как вся опорно-двигательная система связана с другими, показывает обзор строения тела человека.