2.3. Возрастные и функциональные изменения соединений костей

Суставы (синовиальные соединения) начинают форми­роваться на 6-11 неделях эмбрионального развития. В этот период начинают образовываться суставные поверхности сочленяющихся костей, суставная полость и другие элемен­ты сустава.

У новорожденных уже имеются все анатомические эле­менты сустава. Однако эпифизы сочленяющихся костей состоят из хряща, энхондральное окостенение большин­ства из них начинается после рождения ребенка (1-2-й годы жизни) и продолжается до юношеского возраста. В возрасте 6-10 лет наблюдается усложнение в строении синовиальной мембраны, суставной капсулы, увеличи­вается количество ворсинок и складок, происходит фор­мирование сосудистых сетей и нервных окончаний си­новиальной мембраны. В фиброзной оболочке суставной капсулы у детей с 3 до 8 лет увеличивается количество коллагеновых волокон, которые сильно утолщаются, обеспечивая ее прочность. Окончательное формирование всех элементов суставов заканчивается в возрасте 13-16 лет. В условиях нормальной физиологической де­ятельности суставы долго сохраняют неизменный объем движений и мало подвергаются старению. При длитель­ных и чрезмерных нагрузках (механических), а также с возрастом в строении и функциях суставов появляются изменения: истончается суставной хрящ, склерозируются фиброзная мембрана суставной капсулы и связ­ки, по периферии суставных поверхностей образуются костные выступы - остеофиты. Происходящие анато­мические изменения приводят к функциональным из­менениям, к ограничению подвижности и уменьшению размаха движений.

Наблюдающийся иногда скрип в суставах объясняется недостаточной конгруэнтностью (соответствием) сочленяющихся суставных поверхностей, слабой смачиваемостью суставных поверхностей (вследствие недостаточного выделения синовиальной жидкости в суставной сумке), а также окостенением хряща, потерей его эластичности, что приводит к растрескиванию. В целом причина заключается в нарушении обмена веществ в организме вообще и в костной ткани в частности, а также в процессах старения.

Подвижность в суставах неодинакова не только в связи с разной формой суставных поверхностей. Она зависит от их соответствия друг другу, состояния сумочно-связочного аппарата и мышц, температуры окружающей среды, возраста, пола, времени суток, характера деятельности.

Чем больше соответствуют соединяющиеся поверхности костей друг другу, тем подвижность меньше. Чем более крепкие, толстые сумка и связки, чем менее растяжимы мышцы, тем подвижность в соединениях также меньше. При высокой температуре окружающей среды подвижность больше, чем при низкой.

Утром подвижность меньше, чем вечером, что объясняется застоем лимфы в тканях. Максимальные показатели подвижности отмечаются в 12-14 часов дня. Чем младше дети, тем больше суточные колебания подвижности в суставах. У спортсменов эти колеба­ния менее выражены.

Мышечная деятельность увеличивает подвижность в соединениях. Однако преобладание статических нагрузок может уменьшать её, что связано с сильным развитием мышц-антагонистов и утол­щением связок, тормозящих движение. Имеются наблюдения и про­тивоположного характера, указывающие на то, что развитие силы мышц не всегда ограничивает подвижность в соединениях. Напри­мер, у хоккеистов по сравнению со спортсменами других специали­заций в соединениях нижней конечности хорошо развиты и сила мышц, и подвижность в суставах.

Динамический характер нагрузок в занятиях спортом способст­вует увеличению подвижности в соединениях (волейбол, баскетбол, плавание, бег), однако в одних соединениях подвижность увели­чивается в большей мере, в других в меньшей. Даже в одном сус­таве может быть фрагментарное увеличение подвижности, напри­мер сгибательно-разгибательной подвижности звеньев верхней конечности у лыжников, пронаторно-супинаторной подвижности предплечья у теннисистов и волейболистов, отведения и приведения бедра у пловцов-брассистов и т. п.

У детей подвижность в суставах больше, чем у взрослых, в связи с тем, что у первых величина хрящей, прослойки соединительной ткани, суставные полости больше, конгруэнтность суставных по­верхностей меньше, эластичность сумочно-связочного аппарата больше. К старости подвижность уменьшается в связи с уменьше­нием от обезвоживания тканей эластичности связок и мышц, а так­же в связи с разрастанием костной ткани по краям соединяющихся костей, что увеличивает их конгруэнтность. У женщин подвижность в соединениях больше, чем у мужчин (эластичнее ткани, менее выражен тонус противоположных движению мышц).

Исследование развития подвижности в соединениях костей про­ведено в широком возрастном диапазоне (с 7 до 70 лет) Б. В. Сермеевым. Оно показало, что возрастные изменения подвижности в отдельных соединениях происходят неодинаково. Подвижность поз­воночного столба в младшем и среднем школьном возрасте увеличивается, а затем постепенно уменьшается, особенно после 50-60 лет. Темп прироста подвижности позвоночного столба при сгиба­нии и разгибании более высокий, чем при боковых движениях (на­клонах в сторону).

Подвижность в соединениях пояса верхней конечности и в пле­чевом суставе непрерывно увеличивается до 12-13 лет, до 16 лет показатели подвижности сохраняются на высоком уровне, а затем начинают снижаться, особенно резко после 50 лет.

В локтевом суставе сгибательно-разгибательная подвижность увеличивается до 11-12 лет, до 40 лет сохраняется приблизитель­но на одном уровне, а затем резко снижается. Пронаторно-супинаторная подвижность предплечья увеличивается лишь до 9-10 лет.

В лучезапястном суставе увеличение активной подвижности наблюдается до 31-40 лет, пассивные же движения кисти уменьша­ются уже после 8-9 лет.

В тазобедренном суставе наиболее интенсивный прирост под­вижности характерен для младшего школьного возраста, в 12-15 лет изменения её невелики, с 16 лет она несколько снижается, стабилизируется в 20-50 лет, и вновь уменьшается после 50 лет.

В коленном суставе сгибательно-разгибательная подвижность начинает уменьшаться уже с 7-летнего возраста. Пронаторно-супинаторная подвижность голени увеличивается до 10-11 лет, а затем снижается.

В возрастных изменениях подвижности стопы можно выделить три этапа: первый этап, от года до 11 -13 лет, характеризуется уменьшением размаха движений; второй этап, до 40 лет, сопро­вождается некоторой стабилизацией подвижности; третий этап, по­сле 40 лет, характеризуется последующим понижением подвижнос­ти, особенно прогрессирующим к 70 годам.

Таким образом, по характеру возрастных изменений активной подвижности в суставах можно выделить две группы суставов:

I группа -суставы позвоночного столба, тазобедренный, плече­вой и локтевой, увеличение подвижности в которых происходит до

11 -14 лет (с последующим непрерывным ее уменьшением); II груп­па - коленный и голеностопный суставы, в которых уменьшение подвижности начинается с 7 лет.

В развитии пассивной подвижности в суставах различают три этапа: первый этап - до 12 лет - сокращение размаха движений, второй этап - от 12 до 40 лет - стабилизация подвижности и тре­тий этап - от 41 до 70 лет-последующее уменьшение подвижно­сти.

Наибольшая растяжимость мышечно-связочного аппарата отме­чена в возрасте 7-12 лет, а с 13 лет она заметно уменьшается. Сте­пень подвижности в суставах у спортсменов 10-17 лет выше, чем у детей и подростков этого возраста, не занимающихся спортом, что указывает на важную роль мышечной деятельности в ее фор­мировании.

В возрасте 7-8 лет связь между силой мышц и подвижностью в суставах невелика, она увеличивается к 9-14 годам. В 15-17лет

между мышечной силой и подвижностью в суставах устанавливается отрицательная зависимость, указывающая на возрастающую роль мышц в ограничении подвижности в соединениях костей.

Рассмотрим некоторые факторы, определяющие подвижность в суставах. По данным классической анатомии, предельная, анатомически допустимая, амплитуда движений в суставах определяется разностью дуг кри­визны сочленяющихся поверхностей костей. Наряду с предельной подвижностью различают активную подвижность, которая харак­теризует объем движений, активно выполняемых человеком, а так­же пассивную подвижность, которая характеризует объём движе­ний, допустимый при приложении сил извне.

Под гибкостью понимают способность выполнять движения с большой амплитудой. Она обусловлена суммарной подвижностью в сочленениях отдельных костей. Возможность производить движения с определённой амплитудой зависит от соединения костей, строения аппаратов, тормозящих движение. Амплитуда движений в соединениях костей обусловлена индивидуальными особенностями строения этих соединений у конкретного человека и способностью их адаптироваться к выполняемой функции. В гимнастике, акробатике, фигурном катании, спортивных играх необходима максимальная подвижность почти всех звеньев тела; у бегунов- в суставах ног, обеспечивающих большую амплитуду сгибательно-разгибательных движений, следовательно, длину шага; для пловцов- подвижность в суставах стопы для значительного сгибания при сохранении средней величины разгибателей движений; для лыжников, штангистов- наоборот.

Имеется врождённая специализация суставов, выражающаяся в том, что у одних детей, не занимающихся спортом, большая амплитуда сгибания стопы, у других- разгибания, что необходимо учитывать при спортивном отборе.

Рентгенографическое исследование функций суставов показыва­ет, что движения в них не ограничиваются строго суставными по­верхностями, а могут выходить за их пределы, и что высокая пас­сивная подвижность возможна за счет расхождения краев сустав­ных поверхностей сочленяющихся костей (Е.Д. Гевлич, 1966, Б.В. Сермеев, 1970).

Главными факторами, определяющими амплитуду движений в суставах, являются костные ограничители и функциональные тор­мозные механизмы. Примером костных ограничителей могут быть остистые отростки позвонков при разгибании позвоночника, локте­вой отросток при разгибании предплечья, большой вертел - при отведении бедра и др. К тормозным механизмам относятся мягкие ткани: мышцы- антагонисты, связки, окружающие сустав. Например, клювовидно-акромиальная связка, образующая свод плечевого су­става, тормозит отведение плеча, подвздошно-бедренная связка - разгибание бедра при выполнении упражнения шпагат и т. д. Но, как правило, тормозами движений бывают мышцы, расположенные на стороне, противоположной движению.

Характерной особенностью тормозных механизмов является спо­собность постепенно замедлять движение. Диапазон действия этих механизмов в зависимости от регулирующего влияния ЦНС, а также других внешних и внутренних факторов непостоянен и мо­жет изменяться. К факторам, оказывающим влияние на подвиж­ность в суставах, относятся: температура окружающей среды, вре­мя cyток, взаиморасположение сочленяющихся костей в данном суставе, положение костей в соседних суставах, степень тренированности. Подвижность в суставах зависит также от пола и возраста индивидуума. Улучшение возбудимости нервной системы

приводит к увеличению показателей подвижности в суставах. Так, при эмоциональном подъеме амплитуда движений больше, чем при состоя­нии депрессии.

Понижение температуры окружающей среды уменьшает подвиж­ность в суставах. Эксперимент, проведенный Ф.Л. Доленко (1969), показал, что понижение температуры на 5- 8 градусов снижает амплитуду движений стопы конькобежца. При повышении температуры возду­ха подвижность в суставах, наоборот, увеличивается. Это явление объясняется рефлекторным воздействием холода или тепла на то­нус мышц. Под влиянием понижения температуры воздуха тонус мышц повышается, а, следовательно, увеличивается тормозящее влияние мышц-антагонистов. В связи с этим при понижении темпе­ратуры окружающей среды надо увеличить время разминки как общей, так и (особенно) специальной (у конькобежцев, например, в области голеностопного сустава). Во время разминки усиливает­ся работа сердца, повышается кровяное давление, открываются ре­зервные капилляры в мышцах и улучшается периферическое крово­обращение. Это приводит к понижению вязкости мышц. Они стано­вятся более растяжимыми, в связи с чем увеличивается подвиж­ность в суставах.

Работоспособность всех систем человеческого организма в тече­ние суток неодинакова. В ночные часы функции большинства ор­ганов значительно снижаются. Эта закономерность, которую назы­вают биоритмами, касается и работы двигательного аппарата. По данным Б. В. Сермеева, наименьшая подвижность в суставах наблюдается утром, затем она возрастает, достигая максимальных по­казателей в 12 - 14 часов, а к вечеру снова понижается. Суточные ко­лебания подвижности в суставах у детей выражены больше, чем у взрослых; у спортсменов меньше, чем у не занимающихся спортом. Наличие биоритмов необходимо учитывать при смене спортсмена­ми на время соревнований временных поясов (выезжать на сорев­нования необходимо за несколько дней до их начала с тем, чтобы произошла индивидуальная перестройка биоритмов).

Как уже упоминалось, на величину амплитуды движения в су­ставах может влиять взаиморасположение костных звеньев в дан­ном суставе. Например, отведение бедра происходит с большей амп­литудой, если оно было предварительно супинировано. При таком положении исключается участие большого вертела в качестве ме­ханического ограничителя движений в тазобедренном суставе. Супинация и пронация голени в большей мере достигается при сгибании ноги в коленном суставе в связи, с тем, что расслабляются его коллатеральные (боковые) связки, являющиеся ограничителя­ми движения голени вокруг вертикальной оси при выпрямленной ноге. На величину амплитуды движения в суставе также влияет взаиморасположение костей в соседних суставах в связи с натяжением дву- или многосуставных мышц-антагонистов. Например, разгибание кисти возможно с большей амплитудой при согнутых пальцах, чем при разогнутых, так как в последнем случае натягиваются мышцы-сгибатели пальцев и тормозят движение. Амплитуда сгибания бедра при согнутой ноге в коленном суставе будет больше, чем при разогнутой, так как во втором случае натягиваются двусуставные мышцы задней поверхности бедра, тормозящие дан­ное движение.