Трение между костями. Анатомическое строение и повреждения коленного сустава

4145 2

Остеоартроз (ОА) – необратимые прогрессирующие заболевания суставов, характеризующиеся развитием дегенеративно-дистрофического процесса с поражением всех суставных компонентов.

ОА – наиболее распространенная патология суставов.

Вначале поражается хрящ и околохрящевые участки кости, затем вовлекаются связки, капсула и околосуставные мышцы. Часто дистрофические изменения сочетаются с воспалением сустава, что позволяет трактовать болезнь как артрозо-артрит.

Хрящ играет роль амортизатора в суставе: его гладкая поверхность уменьшает трение между костями и обеспечивает хорошую подвижность их. При данном нарушении хрящевая поверхность превращается в шероховатую неровность, она может стираться до кости.

Основные симптомы:

1. Болевой синдром – самое частое проявление болезни. Вначале характерна ритмичность болей: появление их после нагрузки и исчезновение после ночного отдыха. Боль может появляться после длительной фиксированной позы («стартовая боль») и проходить после активных движений. В последующем боли становятся постоянными, беспокоят и ночью.
2. Утренняя скованность по утрам, ограниченная подвижность продолжительностью до 30 мин.
3. Ощущение , треска при движении в суставе, трения костей между собой .
4. Отечность, повышение температуры над суставом появляются при воспалении его.
5. Постепенно развиваются тугоподвижность и деформация сустава .
6. При поражении позвоночника постепенно сдавливаются нервы, что приводит к онемению, нарушению чувствительности в различных участках тела, может беспокоить головокружение, рвота и др. проявления.

Немного статистики

ОА регистрируется во всем мире: им страдает около 16% населения Земли. Заболеваемость и распространенность остеоартроза в разных странах отличается.

В США болеет около 7% населения (свыше 21 млн.чел.), причем у 2% лиц моложе 45 лет; в Швеции – 5,8% жителей (возрастом 50-70 лет); в России – около 15 млн. чел.

С возрастом заболеваемость резко возрастает: в пожилом и старческом возрасте болеет каждый третий. Среди заболевших молодых лиц преобладают мужчины, среди пожилых – женщины.

Чаще всего встречается остеоартроз тазобедренного и коленного сустава, также поражаются межпозвоночные суставы, реже – запястно-пястные и межфаланговые.

По тяжести функциональных нарушений преобладают поражения коленных, тазобедренных и плечевых суставов.

Начинается разрушение с одного сустава, потом вовлекаются другие, взявшие на себя компенсаторную нагрузку. Чаще первые признаки проявляются в возрасте 40-45 лет.

Классификация нарушения

Существует несколько видов классификации заболевания.

Выделяют первичный и вторичный остеоартроз (связанный с дисплазией, нарушением осанки, заболеваниями суставов, и др.), с явлениями и без него.

Различают клинические формы:

• моноартроз – поражен 1 сустав;
• олигоостеоартроз – поражение 2 суставов;
• полиостеоартроз – вовлечено более 3 суставов.

В зависимости от локализации:

• ОА других суставов.

На основании рентгенологических проявлений выделяют 5 стадий ДОА.

Различают функциональные нарушения суставов:

• ФН 1 – временная потеря трудоспособности;
• ФН 2 – стойко утраченная трудоспособность;
• ФН 3 – необходимость постороннего ухода за больным.

Чем вызвано разрушение суставов?

До конца причины разрушения хрящевой ткани не выяснены. Изменения в клетках тканей приводят к размягчению хряща, уменьшению его толщины, сужению суставной щели, утолщению костного отдела, образованию (костных шипов) и кист.

К факторам риска развития относятся:

• возраст: с годами риск возникновения патологии возрастает;
• пол: у женщин ОА встречается чаще;
• ожирение;
• врожденная деформация суставов и костей;
• травмы;
• малоподвижный образ жизни;
• повышенная нагрузка на суставы (спорт, подъем тяжести);
• операции на суставах;
• гормональные нарушения.

Не исключается генетическая предрасположенность к заболеванию, связанная с мутацией гена коллагена II типа (белка хрящевой ткани).

Диагностические методики

Для диагностики могут использоваться:

• опрос жалоб пациента;
• осмотр суставов: конфигурация, отечность, покраснение, болезненность при ощупывании, амплитуда движений;
• рентгенограмма выявляет сужение суставной щели, наличие костных шипов;
• МРТ дает более четкие, чем на рентгенснимке, изображения суставов и окружающих тканей;
• анализ крови позволяет дифференцировать ОА от других поражений суставов;
• анализ жидкости из сустава для исключения воспаления в нем.

Лечебные методики

Эффективного способа лечения остеоартроза, способного прекратить прогрессирование процесса, нет.

Существующие лечебные методы направлены на достижение целей:

• разгрузка суставов;
• уменьшение болей и воспаления;
• снижение темпов прогрессирования;
• улучшение функции суставов.

Различают такие методы лечения:

• медикаментозное;
• не медикаментозное;
• методы народной медицины;
• оперативное лечение.

Широкий выбор медикаментов

Медикаментозная терапия при лечении остеоартроза заключается в назначении препаратов, оказывающих противовоспалительное, обезболивающее, хондропротекторное действие:

Физиопроцедуры и образ жизни

Дополнительные методики:

• физиотерапия;
• массаж;
• иглоукалывание;
• диета;
• санаторно-курортное лечение.

Физиопроцедуры уменьшают интенсивность боли, мышечный спазм, воспаление, стимулируют микроциркуляцию и обменные процессы в суставах. Врач подбирает их индивидуально в зависимости от стадии болезни и ведущих симптомов.

Могут использоваться такие виды физпроцедур:

• диадинамотерапия;
• ультрафонофорез;
• магнитотерапия;
• амплипульс;
• лазеротерапия;
• электрофорез;
• гипербарическая оксигенация;

ЛФК и массаж дают возможность снять мышечный спазм мышц, повысить тонус ослабленной группы мышц, улучшить трофику и функцию пораженных суставов.

Принцип проведения ЛФК: легкие динамические нагрузки и полная статическая разгрузка. Врач рекомендует специальные упражнения и средства опоры при передвижении (костыли, трость, корсет), эластичные фиксаторы (наколенники), специальную обувь или вкладки для нее.

Рекомендуется ходьба (не менее 30 мин.) по ровной местности, езда на велосипеде, плаванье. Надо исключить нахождение в фиксированной позе в течение длительного времени, поднятие тяжести, сидение в мягких креслах. Кровать должна быть жесткой, стулья с прямой спинкой.

Иглотерапия уменьшает боль, улучшает функцию суставов. С этой же целью в некоторых западных странах применяется лечения йогой и тай чи под руководством инструктора.

Рацион питания пациента должен быть направлен на нормализацию массы тела. Вне обострения возможно санкурлечение на курортах с лечебными грязями, сероводородными, серными, радоновыми источниками.

Эффективны йодобромные, сульфидные, бишофитные, морские ванны, аппликации торфяной и иловой грязи, озокерита.

Народная медицина

Лучшие рецепты для лечения остеоартроза народными средствами:

• смесь сухой горчицы, растительного масла и меда в равных частях довести до кипения, из отвара сделать компресс на 2 часа;
• при ОА коленных суставов обмотать их внутренним свиным жиром, сверху накрыть полиэтиленом, закрепить бинтом и держать круглосуточно 1 неделю;
• растирки можно делать из настоек хрена, цветков сирени или каштана, ростков картофеля (из расчета 50 г цветов на 0, 5 л водки);
• взять по 2 ст.л. цветков донника и зверобоя, шишек хмеля, смешать и растереть с 50 г сливочного масла; прикладывать к суставу на 2 часа;
• взять 4 ст.л. хвои любого дерева на стакан воды, кипятить на медленном огне 30 мин., процедить отвар, сделать компресс на 1 час.

Хирургия, как крайний метод

Оперативное лечение: разработано и применяются несколько видов операций:

Осложнения

Дегенеративные изменения в тканях опорного аппарата при ОА приводят к полному разрушению хряща, выраженному нарушению функций сустава.

Скованность и боли могут быть настолько выраженными, что пациент теряет трудоспособность и нуждается в посторонней помощи в быту.

Профилактические меры

Профилактика ОА включает такие методы:

Остеоартроз– хроническое, прогрессирующее поражение суставов, вызывающее нарушение функции и потерю трудоспособности.

Эффективного лечения болезни нет. Раннее обращение к врачу при первых проявлениях болезни позволит получить лечение, замедляющее прогрессирование процесса.

На поздних стадиях единственная возможность облегчить состояние – операция по протезированию сустава.

Попробуем разобраться в этом непростом механизме, где каждая кость занимает определенное место и находится в непосредственной связи с одной или несколькими соседними костями. Исключение составляют так называемые сесамовидные кости, располагающиеся в толще сухожилий мышц (например, надколенник и гороховидная косточка запястья), и подъязычная кость. От характера соединений между костями зависит подвижность частей тела.

Различают непрерывные соединения, формирующие прочные неподвижные или малоподвижные конструкции, прерывные соединения, или суставы, позволяющие костям перемещаться относительно друг друга, а также переходный вид соединений - полусуставы, или симфизы.

Соединительные ткани

В непрерывных соединениях кости связаны между собой с помощью прослойки соединительной ткани, лишенной каких-либо щелей или полостей. В зависимости от типа соединительной ткани различают фиброзные, хрящевые и костные непрерывные соединения.

К фиброзным соединениям относят многочисленные связки, межкостные перепонки, швы между костями черепа и соединения зубов с челюстями (рис. 1). Связки представляют собой плотные пучки волокон, которые перекидываются от одной кости к другой. Очень много связок в области позвоночника: они располагаются между отдельными позвонками, при движениях позвоночного столба ограничивают чрезмерные наклоны и способствуют возврату в исходное положение. Потеря этими связками эластических свойств в старческом возрасте может привести к формированию горба.

Межкостные перепонки имеют вид пластин, натянутых между костями на значительном протяжении. Они прочно удерживают одну кость возле другой, служат местом прикрепления мышц. Такие перепонки располагаются, например, между длинными трубчатыми костями предплечья и голени.

Швы черепа

Швы черепа - это соединения между костями черепа с помощью тонких прослоек волокнистой соединительной ткани. В зависимости от формы краев костей черепа различают зубчатый, чешуйчатый и плоский швы. Наиболее изящный плоский шов встречается только в области лицевого отдела черепа, а прочный зубчатый шов, похожий на застежку-молнию, - в крыше мозгового отдела. Височная кость, как рыбья чешуя (отсюда и название шва), укреплена на боковой поверхности черепа.

Родничок
У новорожденного ребенка швов не существует, а значительные перепончатые пространства между костями черепа называют родничками. Благодаря наличию родничков форма черепа может меняться во время прохождения плода по родовым путям, что облегчает рождение ребенка. Самый крупный передний, или лобный, родничок располагается в области темени, имеет ромбовидную форму и исчезает только на втором году жизни. Роднички меньших размеров, располагающиеся в затылочной и височной областях черепа, закрываются на 2-3-й месяц после рождения. Формирование швов заканчивается к 3-5 годам жизни. После 30 лет швы между костями черепа начинают зарастать (окостеневать), что связано с отложением в них солей кальция. У мужчин этот процесс происходит несколько раньше, чем у женщин. В старости череп человека становится гладким, границы между костями фактически неразличимы.

Зубы

Зубы укреплены в ячейках (альвеолах) челюстей с помощью, так называемого периодонта - пучков крепких волокон, связывающих корень зуба с поверхностью альвеолы. Такой вид соединения специалисты называют вколачиванием, обращая внимание, однако, на некоторое анатомическое несоответствие: ведь зубы вырастают изнутри челюсти, а не вколачиваются в нее извне!

Межпозвонковые диски

Непрерывные соединения костей с помощью хрящевой ткани отличаются прочностью, упругостью и малой подвижностью, степень которой зависит от толщины хрящевой прослойки. К такому виду соединений относятся, например, межпозвоночные диски (см. рис. 1), толщина которых в поясничном, наиболее подвижном, отделе позвоночного столба достигает 10-12 мм. В центре диска располагается упругое студенистое ядро, которое окружено крепким фиброзным кольцом. Ядро сильно сдавлено и постоянно стремится расшириться, поэтому пружинит и амортизирует толчки, как буфер. При чрезмерных нагрузках и травмах межпозвоночные диски могут деформироваться, смещаться, в результате подвижность и амортизационные свойства позвоночника нарушаются. С возрастом, при нарушении обмена веществ может происходить обызвествление межпозвоночных дисков и связок, образование костных наростов на позвонках. Этот процесс, именуемый остеохондрозом , также приводит к ограничению подвижности позвоночного столба.

Непрерывные хрящевые соединения

Многие непрерывные хрящевые соединения между костями имеются лишь в детстве. С возрастом они окостеневают и превращаются в непрерывные костные соединения. Примером может служить сращение крестцовых позвонков в единую кость - крестец, происходящее в 17-25 лет. Образование некоторых костей черепа (например, затылочной, височной) из нескольких отдельных частей наблюдается в возрасте от 1 года до 6 лет. Наконец, срастание концов трубчатых костей с их средней частью в период от 17 до 21 года у женщин и от 19 до 23 лет у мужчин обусловливает завершение ростовых процессов.

Суставы и полусуставы

Полусуставы также представляют собой хрящевые соединения между костями. Но в этом случае в толще хряща имеется небольшая щелевидная полость, заполненная жидкостью, что увеличивает подвижность соединения. Полусуставом является лобковый симфиз - соединение двух тазовых костей между собой спереди. Возможность незначительного расхождения тазовых костей в области симфиза важна для женщин в процессе родов.

Подвижными соединениями между костями являются суставы . Они представляют собой прерывные соединения, у которых всегда имеется щелевидное пространство между соединяющимися костями. Помимо щелевидной суставной полости в каждом суставе различают суставные поверхности сочленяющихся костей и суставную капсулу, окружающую его со всех сторон (рис. 2).

Суставная капсула и суставной хрящ
Суставные поверхности сочленяющихся костей покрыты слоем гладкого суставного хряща толщиной от 0,2 до 6 мм, который уменьшает трение между движущимися костями. Чем больше нагрузка, тем толще суставной хрящ. Поскольку хрящ не имеет сосудов, в его питании основную роль играет синовиальная жидкость, заполняющая полость сустава.

Синовиальная мембрана
Суставная капсула окружает суставную полость и прирастает к костям по краю их суставных поверхностей или немного отступя от него. Суставная капсула состоит из двух слоев: наружного - плотной фиброзной мембраны и внутреннего - тонкой синовиальной мембраны. Именно синовиальная мембрана выделяет в полость сустава прозрачную тягучую синовиальную жидкость - своеобразную смазку, облегчающую скольжение сочленяющихся костей. Синовиальная мембрана может образовывать различные выросты: складки внутри сустава, служащие для амортизации при движении, а также выпячивания за пределы суставной капсулы, называемые сумками (бурсы). Располагаясь вокруг сустава в виде мягких прокладок под сухожилиями мышц, сумки уменьшают трение сухожилий о кость при движениях в суставе. Вследствие ушибов может развиться воспаление сумки - бурсит. При этом сумки (и область сустава) разбухают за счет увеличение объема заполняющей их жидкости.

Диски и мениски
Полость сустава имеет щелевидную форму благодаря плотному соприкосновению суставных хрящей и отрицательному давлению внутри сустава. Для увеличения подобия соприкасающихся поверхностей в полости суставов могут располагаться дополнительные хрящевые прокладки: диски и мениски (пластинки полулунной формы). Они выполняют амортизационную функцию и содействуют разнообразию движений в суставе. Например, в коленном суставе имеются два мениска, а в суставах нижней челюсти - диски.

Связки
Удержанию костей в сочленовном состоянии способствуют сокращения мышц, окружающих сустав. Этому также служат связки, которые могут располагаться в полости сустава (как, например, крепкие крестообразные связки коленного сустава) или поверх его капсулы. Связки укрепляют капсулу сустава, направляют и ограничивают движения. В результате травмы , неудачного движения может произойти растяжение и даже разрыв связок, следствием чего бывает смещение костей в суставе - вывих.

Простые и сложные суставы

Если в суставе соединены две кости, то его называют простым суставом. В сложных суставах сочленяются несколько костей (например, в локтевом - три кости). В тех случаях, когда движения в двух самостоятельных суставах происходят одновременно (правый и левый суставы нижней челюсти), говорят о комбинированном суставе.

Для характеристики движений в суставах пользуются тремя условными взаимно перпендикулярными осями, вокруг которых и совершаются движения. По числу осей различают многоосные суставы, в которых движения происходят вокруг всех трех осей трехмерного пространства, а также двухосные и одноосные суставы. Характер и размах движений в суставе зависят от особенностей его строения, прежде всего от формы суставных поверхностей костей. Рельеф суставных поверхностей сравнивают с геометрическими телами, поэтому различают шаровидные (многоосные), эллипсовидные (двухосные), цилиндрические и блоковидные (одноосные), плоские и другие суставы (рис. 3).

Одним из наиболее подвижных является шаровидный по форме плечевой сустав (рис. 4), в котором круглая головка плечевой кости сочленяется с суставной впадиной лопатки. Движения руки в плечевом суставе возможны вокруг всех осей. В плоских суставах (например, между крестцом и тазовыми костями) подвижность, напротив, крайне мала.

Мышцы

Суставы формируются под влиянием деятельности мышц , и их строение тесно взаимосвязано с функцией. Этот закон действует и в процессе эволюции, и в течение индивидуального развития организма. Примером являются особенности скелета верхней и нижней конечностей человека, который в обоих случаях имеет общий план строения, но отличается тонкой организацией костей и их соединений.

В скелете конечностей выделяют пояс (плечевой и тазовый) и свободную конечность, включающую три части: плечо, предплечье и кисть у верхней конечности; бедро, голень и стопу у нижней. Различия в строении скелета конечностей обусловлены их разными функциями. Верхняя конечность - это орган труда, приспособленный к выполнению разнообразных и точных движений. Поэтому кости верхней конечности относительно меньших размеров и соединены между собой и с туловищем очень подвижными соединениями. Нижняя конечность у человека предназначена для опоры тела и перемещения его в пространстве. Кости нижней конечности массивны, прочны, а суставы имеют плотные капсулы, мощный связочный аппарат, что ограничивает размах движений.

Кисть и стопа

Главные различия наблюдаются в строении кисти и стопы. Среди суставов кисти много подвижных соединений, вследствие чего можно осуществлять разнообразные тонкие движения. Особенно важны суставы большого пальца, за счет которых возможно противопоставление большого пальца кисти всем другим, что способствует захвату предметов. Такого развития суставы кисти достигают только у человека! Стопа несет на себе всю тяжесть человеческого тела. Благодаря сводчатому строению она обладает рессорными свойствами. Уплощение сводов стопы (плоскостопие) приводит к быстрой утомляемости при ходьбе.

Подвижность суставов увеличивается под влиянием тренировки - вспомните поразительную ловкость спортсменов и цирковых акробатов. Но даже обычные люди должны больше двигаться, чтобы сохранять хорошую подвижность суставов. У детей суставы, как правило, более подвижны, чем у взрослых и особенно пожилых людей. Связано это со снижением с возрастом эластичности связочного аппарата, стиранием суставного хряща и другими причинами.

Главный лекарь - движение

Ограничение подвижности и боли при движениях в суставе могут быть связаны с постепенным разрушением суставного хряща и нарушением выработки синовиальной жидкости. Суставной хрящ при этом постепенно истончается, трескается, количество смазки становится недостаточным - в результате объем движений в суставе снижается. Чтобы этого не произошло, следует вести подвижный здоровый образ жизни, правильно питаться, а в случае необходимости - строго выполнять предписания врача, ведь жизнь - это движение, а движение невозможно без четкой работы опорно-двигательного аппарата.

Скелет является пассивной частью аппарата движения и представляет собой систему рычагов движения и опоры. Следовательно, отдельные его элементы должны быть закономерно соединены друг с другом подвижно, что позволило бы телу перемещаться в пространстве. Подвижные соединения костей, прежде всего, характерны для костей конечностей - грудной и тазовой.

В то же время часть скелета служит опорой и защитой для мягких частей тела и внутренних органов, поэтому отдельные элементы скелета должны быть соединены неподвижно. Примером могут служить кости черепа, грудной полости. Исходя из этого, можно отметить большое разнообразие видов соединения костей скелета, в зависимости от выполняемой функции и в связи с историческим развитием конкретного организма. Таким образом, все виды соединения костей можно разделить на две большие группы: непрерывное или синартроз (synarthrosis) и прерывистое, или диартроз (diarthrosis). Соединение костей скелета изучает наука синдесмология (syndesmologia).

Виды непрерывного соединения костей

Существует пять видов непрерывного соединения костей.

1. синсаркоз (synsarcosis) - соединение костей с помощью мышц. Например, лопатка соединяется с туловищем с помощью трапециевидной, ромбовидной, зубчатой вентральной и атланто-акромиальной мышц. Плечевая кость соединяется с туловищем с помощью широчайшей мышцы спины, внутренних и поверхностных грудных и плечеголовной мышц. Такое соединение обеспечивает максимальную подвижность соединяющихся частей.

2. cиндесмоз (syndesmosis) - соединение костей с помощью волокнистой фиброзной соединительной ткани. Различают несколько видов синдесмозов:

· связки (ligamentum) - образуются пучками коллагеновых волокон. Таким образом соединяются лучевая и локтевая кости предплечья, малая и большая берцовые кости голени. Связки являются очень крепким соединением, занимают второе место после костей по крепости. С возрастом прочность связок увеличивается. Однако длительное отсутствие физических нагрузок приводит к снижению прочности связок на разрыв;

· мембраны (membrana) - образуются плоскими пластинками коллагенновых волокон. Например, широкая тазовая связка, соединяющая крестец с тазовой костью, или мембраны затылочно-атлантного сустава;

· швы (sutura) - образованы соединительной тканью и находятся между пластинчатыми костями черепа. Швы бывают нескольких видов: 1) гладкие или плоские (sutura plana) - являются непрочным соединением. Они находятся между парными носовыми костями, носовыми и резцовыми, носовыми и верхнечелюстными, 2) зубчатые (sutura serrata) - соединение между лобными и теменными парными костями, 3) чешуйчатые (sutura squamosa) - соединение, при котором истонченный край одной кости налегает на истонченный край другой кости. Так соединяются височная и теменная кости. 4) листочковые (sutura foliata) - соединение, при котором края одной кости в виде листочков далеко вдаются в углубления другой кости. Такие швы располагаются между костями мозгового отдела черепа. Чешуйчатые и листочковые швы являются самыми прочными соединениями;

3. синэластоз (synelastosis) - соединение костей с помощью эластической волокнистой соединительной ткани, способной к растяжению и противостоянию разрыву. Синэластозы встречаются там, где кости сильно расходятся при движении. Таким образом соединяются дужки, остистые и поперечные отростки позвонков. При сгибании позвоночного столба эти части позвонков значительно отодвигаются друг от друга. Эластические волокна способны формировать мощные тяжи, образуя надостистую и выйную связки, которые помогают соединять голову и позвоночный столб друг с другом.

4. синхондроз (synchondrosis) - соединение костей с помощью хрящевой ткани - гиалиновой или волокнистой. Синхондрозы обеспечивают значительную прочность соединения, допускают некоторую его подвижность, выполняют рессорную функцию, ослабляя толчки при движении. Гиалиновый хрящ обладает упругостью и прочностью, но он ломок. Встречается в местах с ограниченной подвижностью, например, соединяет эпифизы и диафизы трубчатых костей молодых животных, или реберные хрящи и костные ребра. Волокнистый хрящ упруг и прочен. Он находится в местах с большой подвижностью соединения. Примером могут служить межпозвоночные хрящевые диски между головками и ямками соседних позвонков. Если при синхондрозе в толще хряща имеется щель, то это соединение называется симфизом (symphisis). Так соединяются между собой кости таза, образуя тазовый шов - симфиз.

5. синостоз (synostosis) - соединение костей с помощью костной ткани. В нем полностью отсутствует подвижность, потому что говорят о срастании костей. Синостоз встречается между 4 и 5 костями в запястье и заплюсне, между костями предплечья и голени у жвачных животных и лошадей, между сегментами крестцовой кости. С возрастом синостоз распространяется в скелете, он возникает на месте синдесмоза или синхондроза. Например, окостенение между костями черепа, между эпифизами и диафизами трубчатых костей и т.д. По наличию синостоза определяют возраст костей скелета туловища и черепа при судебной и ветеринарной экспертизе.

Виды прерывистого соединения костей

В филогенезе это наиболее поздний вид соединения костей, который появился только у наземных животных. Он обеспечивает большой размах движения и построен сложнее, чем непрерывное соединение. Называется такое соединение - диартроз (сустав). Характеризуется наличием щелевидной полости между сочленяющимися костями.

Строение сустава

Сустав - articulatio. В каждом суставе различают капсулу, синовиальную жидкость, заполняющую суставную полость, суставные хрящи, покрывающие поверхность соединяющихся костей.

Капсула сустава (capsula articularis) - формирует герметически закрытую полость, давление в которой отрицательное, ниже атмосферного. Это способствует более плотному прилеганию соединяющихся костей. Состоит из двух оболочек: наружной или фиброзной и внутренней или синовиальной. Толщина капсулы неодинакова в различных ее участках. Фиброзная мембрана - membrana fibrosa - служит продолжением надкостницы, которая переходит с одной кости на другую. За счет утолщения фиброзной оболочки формируются добавочные связки. Синовиальная мембрана - membrana synovialis - построена из рыхлой соединительной ткани, богата кровеносными сосудами, нервами, складчатая с ворсинками. Иногда в суставах образуются синовиальные сумки или выпячивания, располагающиеся между костями и сухожилиями мышц. Капсула суставов богата лимфатическими сосудами, по которым оттекают составные части синовии. Любое повреждение капсулы и загрязнение полости сустава опасны для жизни животного.

Синовия - synovia - тягучая желтоватая жидкость. Она выделяется синовиальной мембраной капсулы и выполняет следующие функции: смазывает суставные поверхности костей и снимает трение между ними, служит питательной средой для суставного хряща, в нее выделяются продукты обмена веществ суставного хряща.

Суставной хрящ - cartilago articularis - покрывает соприкасающиеся поверхности костей. Это гиалиновый хрящ, гладкий, упругий, уменьшает поверхностное трение между костями. Хрящ способен ослаблять силу толчков при движении.

Некоторые суставы имеют внутрисуставные хрящи в виде менисков (большеберцовый бедренный) и дисков (височно-нижнечелюстной). Иногда в суставах встречаются внутрисуставные связки - круглая (тазобедренный) и крестовидная (коленный). Внутри сустава могут содержаться небольшие асимметричные косточки (запястный и заплюсневый суставы). Они соединяются между собой внутри сустава межкостными связками. Внесуставные связки - бывают вспомогательными и добавочными. Они формируются за счет утолщения фиброзного слоя капсулы и скрепляют кости, направляют движение в суставе или ограничивают его. Бывают боковые латеральные и медиальные связки. При травме или растяжении связок происходит смещение костей сустава, то есть вывих.

Рис. 1. Схема строения простого и сложного суставов

А, Б – простой сустав; В – сложный сустав

1 – эпифиз; 2 – суставной хрящ; 3 – фиброзный слой капсулы; 4 – синовиальный слой капсулы; 5 – суставная полость; 6 – рецессус; 7 – мышца; 8 – суставной диск.

Типы суставов

По строению различают суставы простые и сложные.

Простые суставы - это такие сочленения, при которых между двумя соединяющимися костями нет внутрисуставных включений. Например, головка плечевой кости и суставная ямка лопатки соединяются простым суставом, в полости которого нет включений.

Сложные суставы - это такие соединения костей, при которых между соединяющимися костями находятся внутрисуставные включения в виде дисков (височно-нижнечелюстной сустав), менисков (коленный сустав) или мелких костей (запястный и заплюсневый суставы).

По характеру движения различают суставы одноосные, двуосные, многоосные, комбинированные.

Одноосные суставы - движение в них происходит по одной оси. В зависимости от формы суставной поверхности такие суставы бывают блоковидные, винтообразные и вращательные. Блоковидный сустав (гинглим) образуется частью блока, цилиндра или усеченного конуса на одной кости и соответствующими углублениями на другой. Например, локтевой сустав копытных животных. Винтообразный сустав - характеризуется движением одновременно в плоскости, перпендикулярной оси, и вдоль оси. Например, берцово-таранный сустав лошади и собаки. Вращательный сустав - движение происходит вокруг центральной оси. Например, анланто-осевой сустав у всех животных.

Двуосные суставы - движение происходит по двум взаимоперпендикулярным плоскостям. По характеру суставной поверхности двуосные суставы могут быть эллипсоидными и седловидными. В эллипсоидных суставах суставная поверхность на одном суставе имеет форму эллипса, на другом соответствующую ямку (затылочно-атлантный сустав). В седловидных суставах обе кости имеют выпуклые и вогнутые поверхности, лежащие перпендикулярно друг другу (сустав бугорка ребра с позвонком).

Многоосные суставы - движение осуществляется по многим осям, так как суставная поверхность на одной кости имеет вид части шара, а на другой соответствующую округлую ямку (лопатко-плечевой и тазобедренный суставы).

Безосный сустав - имеет плоские суставные поверхности, обеспечивающие скользящие и слегка вращающие движения. К таким суставам относятся тугие суставы в запястном и заплюсневом суставах между короткими костями и костями их дистального ряда с пястными и плюсневыми костями.

Комбинированные суставы - движение одновременно осуществляется в нескольких суставах. Например, в коленном суставе одновременно происходит движение в суставе коленной чашки и бедробольшеберцовом. Одновременное движение парных челюстных суставов.

По форме суставных поверхностей суставы разнообразны, что определяется их неравнозначной функцией. Форму суставных поверхностей сравнивают с определенной геометрической фигурой, от которой и происходит название сустава.

Плоские или скользящие суставы - суставные поверхности костей практически плоские, движения в них крайне ограничены. Они выполняют буферную функцию (запястно-пястный и заплюсно-плюсневый).

Чашеобразный сустав - имеет на одной из сочленяющихся костей головку, а на другой – соответсвующее ей углубление. Например, плечевой суставы.

Шаровидный сустав - является разновидностью чашеобразного сустава, при котором головка сочленяющейся кости более рельефная, а соответствущее ей углубление на другой кости более глубокое (тазобедренный сустав).

Эллипсовидный сустав - имеет на одной из сочленяющихся костей эллипсоидную форму суставной поверхности, а на другой, соответственно, вытянутое углубление (атлантозатылочный сустав и бедробольшеберцовый суставы).

Седловидный сустав - имеет на обеих сочленяющихся костях вогнутые поверхности, располагающиеся перпендикулярно друг к другу (височнонижнечелюстной сустав).

Цилиндрический сустав - характеризуется продольно расположенными суставными поверхностями, из которых одна имеет форму оси, а другая - форму продольно срезанного цилиндра (соединение зубовидного отростка эпистрофея с дугой атланта).

Блоковидный сустав - по форме напоминает цилиндрический, но с поперечно поставленными суставными поверхностями, которые на себе могут иметь валики (гребни) и углубления, обеспечивающие ограничение боковых смещений сочленяющихся костей (межфаланговые суставы, локтевой сустав у копытных).

Винтообразный сустав - разновидность блоковидного сустава, при котором на суставной поверхности имеется два направляющих гребня и соответствующие им желоба или борозды на противоположной суставной поверхности. В таком суставе движение может осуществляться по спирали, что позволило его называть спиралевидным (голеннотаранный сустав лошади).

Втулкообразный сустав - характеризуется тем, что суставная поверхность одной кости окружена суставной поверхностью другой подобно втулке. Ось вращения в суставе соответствует длинной оси сочленяющихся костей (краниальные и каудальный суставные отростки у свиньи и крупного рогатого скота).

Рис. 2. Формы поверхностей суставов (по Koch T., 1960)

1 – чашеобразная; 2 – шаровидная; 3 – блоковидная; 4 – эллипсовидная; 5 – седловидная; 6 – винтообразная; 7 – втулкообразная; 8 – цилиндрическая.

Виды движения в суставах

В суставах конечностей различают следующие виды движений: сгибание, разгибание, абдукция, аддукция, пронация, супинация и кружение.

Сгибание (flexio) - называют такое движение в суставе, при котором угол сустава уменьшается, а образующие сустав кости сближаются противоположными концами.

Разгибание (extensio) - обратное движение, когда угол сустава увеличивается, а концы костей удаляются друг от друга. Тот вид движения возможен в одноосном, двуосном и многоосном суставах конечностей.

Аддукция (adductio) - это приведение конечности к срединной плоскости, например, когда обе конечности сближаются.

Абдукция (abductio) - обратное движение, когда конечности отставляются друг от друга. Аддукция и абдукция возможны только с многоосных суставах (тазобедренном и лопатно-плечевом). У стопоходящих животных (медведи) такие движения возможны в запястном и заплюсневом суставах.

Вращение (rotatio) - ось движения параллельна длине кости. Вращение наружу называется супинация (supinatio), вращение кости внутрь это пронация (pronatio).

Кружение (circumductio), - или коническое движение, лучше развито у человека и практически отсутствует у животных, Например, в тазобедренном суставе при сгибании колено не упирается в живот, а отводится вбок.

Развитие суставов в онтогенезе

На ранней стадии развития плода все кости соединяются друг с другом непрерывно. Позднее, на 14-15 неделе эмбрионального развития у крупного рогатого скота, в местах образования будущих суставов прослойка из мезенхимы между двумя соединяющимися костями рассасывается, образуется щель, заполненная синовиальной жидкостью. По краям образуется капсула сустава, отделяющая образовавшуюся полость от окружающей ткани. Она связывает обе кости и обеспечивает полную герметичность сустава. Позднее хрящевые закладки костей окостеневают, а гиалиновый хрящ сохраняется только на концах костей, обращенных внутрь суставной полости. Хрящ обеспечивает скольжение и амортизирует удары.

К моменту рождения все виды соединения у копытных животных сформированы. Новорожденные сразу способны передвигаться и спустя уже несколько часов способны развивать большую скорость движения.

В постнатальный период онтогенеза всякие изменения содержания и кормления животных отражаются на соединении костей друг с другом. Происходит замена одного соединения на другой. В суставах истончается суставной хрящ, изменяется состав синовии или она исчезает, что приводит к анкилозу - срастанию костей.



Ответ:

1. 
   географическая изоляция при вела к возникновению 3-х подвидов большой синицы, которые приспособились к жизни в разных климатических зонах;
2. 
   репродуктивная изоляция может привести к образованию 3-х родственных видов синиц;

3) в результате изоляции прекращается скрещивание между особями разных популяций, обмен генами и накапливаются отличия.
Какие особенности строения сустава делают его подвижным и уменьшают трение между костями?
Ответ:
1) формой суставных поверхностей костей; соответствием суставной впадины и головки костей; 2) слоем гладкого хряща на суставных поверхностях костей;

3) суставной жидкостью, уменьшающей трение между костями.

Бабочка павлиний глаз имеет яркие глазчатые пятна только на верхней стороне крыльев. Назовите тип ее окраски, объясните её значение, а также относительный характер приспособленности.
Ответ:

1. 
   тип окраски - защитная отпугивающая:
2. 
   неожиданная демонстрация пятен при раскрывании крыльев пугает хищника и спасает от него:

3} при складывании крыльев или в полёте окраска не защищает бабочку.
молекулы ДНК, на которой синтезируется участок центральной петли АЦГЦЦГЦТААТТЦАТ. Установите нуклеотидную последовательность участка тРНК. который синтезируется на данном фрагменте, и кода.

Генетический код (иРНК)

Первое основание	Второе основание				Третье основание
	У	Ц	А	Г
У	Фен Фен Лей Лей	Сер Сер Сер Сер	Тир Тир ---	Цис Цис Три	У Г
Ц	Лей Лей Лей Лей	Про Про Про Про	Гис Гис Глн Глн	Арг Арг Арг Арг	У А Г
А	Иле Иле Иле Мет	Тре Тре Тре Тре	Асн Асн Лиз Лиз	Сер Сер Арг Арг	У Г
Г	Вал Вал Вал Вал	Ала Ала Ала Ала	Асп Асп Глу Глу	Гли Гли Гли Гли	У Г

Правила пользования таблицей

Ответ:
1) нуклеотидная последовательность участка тРНК УГЦГГЦГАУУААГУА;

2) нуклеотидная последовательность антикодона ГАУ (третий триплет) соответствует кодону на иРНК ЦУА;

3) по таблице генетического кода этому кодону соответствует аминокислота Лей, которую будет переносить данная тРНК.

У растения томата гены нормальной высоты сцеплены с округлой формой плодов, а гены карликовости - с овальной формой плодов. Скрестили растения с нормальной высотой и округлой формой плодов с карликовым растением и овальной формой плодов. В первом поколении все растения были единообразными и имели нормальную высоту и округлую форму плодов. Полученные гибриды скрестили между собой. Составьте схему решения задачи. Определите генотипы родителей, гибридов первого поколения, генотипы и соотношение фенотипов гибридов второго поколения. Кроссинговер не происходит.

Ответ:

1. 
   генотипы родителей: ААВВ (гаметы АВ), аа bb (гаметы а b );
2. 
   генотипы потомства первого поколения: АаВ b (гаметы АВ, а b ) нормальная высота, округлые плоды;
3. 
   генотипы и фенотипы потомства второго поколения: 3 нормальная высота, округлые плоды (ААВВ. 2АаВ b ), 1 карликовые с овальными плодами (аа bb );

(допускается иная генетическая символика, не искажающая смысла решения задачи).

Объясните роль поджелудочной железы в регуляции содержания глюкозы в крови человека.

Ответ:

1)при избытке глюкозы гормон инсулин способствует её превращению в гликоген и запасанию его в печени и мышцах;

2) при недостатке глюкозы гормон глюкогон превращает гликоген в глюкозу.
Найдите ошибки в приведенном тексте, укажите номера предложений, в которых они сделаны, исправьте их.

1.У всех живых организмов генетическая информация о структуре и свойствах белков закодирована в нуклеиновых кислотах. 2. Генетический код триплетен. 3. Каждый триплет кодирует несколько аминокислот. 4. Каждая аминокислота кодируется одним триплетом. 5. Генетический код универсален, един для всего живого, кроме вирусов.
Ответ:
1)3- каждый триплет кодирует только одну аминокислоту (код однозначен);

1. 
   4 - почти каждая аминокислота кодируется несколькими
   триплетами (код вырожден);
2. 
   5 - генетический код универсален, един для всего живого и вирусов.

Какое влияние оказывают вещества, входящие в состав табачного дыма, на сосуды и эритроциты крови курящего?
Ответ:

1. 
   кровеносные сосуды сужаются, нарушая кровоснабжение;
2. 
   у курильщиков на стенках сосудов откладываются вредные вещества из табачного дыма, которые приводят к сердечно сосудистым заболеваниям;
3. 
   часть молекул гемоглобина соединяется с угарным газом, образуя прочное соединение, поэтому гемоглобин не способен транспортировать кислород и углекислый газ.

Клевер в отсутствие шмелей не образует семян. Какой тип межвидовых отношений установился между этими организмами в процессе эволюции? Ответ поясните.
Ответ:
1) между шмелями и клевером устанавливаются отношения симбиоза;

2) шмели опыляют клевер, способствуя образованию семян;

3) шмели питаются нектаром растений.
Известно, что все виды РНК синтезируются на ДНК-матрице. Фрагмент молекулы ДНК. на которой синтезируется участок центральной петли тРНК, имеет следующую последовательность нуклеотидов: АЦГГТААТТГЦТАТЦ. Установите нуклеотидную последовательность участка тРНК, который синтезируется на данном фрагменте, и аминокислоту, которую будет переносить эта тРНК в процессе биосинтеза белка, если третий триплет соответствует антикодону тРНК. Ответ поясните. Для решения задания используйте таблицу генетического кода.

Генетический код (иРНК)

Первое основание	Второе основание				Третье основание
	У	Ц	А	Г
У	Фен Фен Лей Лей	Сер Сер Сер Сер	Тир Тир ---	Цис Цис Три	У Г
Ц	Лей Лей Лей Лей	Про Про Про Про	Гис Гис Глн Глн	Арг Арг Арг Арг	У А Г
А	Иле Иле Иле Мет	Тре Тре Тре Тре	Асн Асн Лиз Лиз	Сер Сер Арг Арг	У Г
Г	Вал Вал Вал Вал	Ала Ала Ала Ала	Асп Асп Глу Глу	Гли Гли Гли Гли	У Г

Правила пользования таблицей

Первый нуклеотид в триплете берется из левого вертикального ряда, второй - из верхнего горизонтального ряда и третий - из правого вертикального. Там, где пересекутся линии, идущие от всех трёх нуклеотидов, и находится искомая аминокислота.
Ответ:
1) нуклеотидная последовательность участка тРНК: УГЦЦАУУААЦГАУАГ:

2) нуклеотидная последовательность антикодона УАА (третий триплет) соответствует кодону на иРНК АУУ;

3) по таблице генетического кода этому кодону соответствует аминокислота ИЛЕ. которую будет переносить данная тРНК.
По родословной человека, представленной на рисунке, установите характер наследования признака «изогнутый мизинеи», выделенного чёрным цветом (доминантный или рецессивный, сцеплен или не сцеплен с полом). Родитель, имеющий данный признак, гетерозиготен. Определите генотипы потомков F 1 (1,2,3,4,5,6).