Капанджи А.И. Верхняя конечность. Физиология суставов. Том 1

Подождите немного. Документ загружается.

Ось пронации-супинации

До сих пор функция нижнего лучелоктевого сустава

рассматривалась изолированно, но нетрудно понять,

что существует функциональная взаимосвязь

между нижним и верхним лучелоктевыми суста-

вами. которые механически связаны между собой,

поскольку один не может функционировать без дру-

гого.

Это функциональная взаимосвязь обеспечивается

взаимосвязью их осей и взаимосвязью конгруэнтно-

сти суставных поверхностей.

Лучелоктевые суставы соосевые: они могут рабо-

тать нормально только тогда, когда оси их движе-

ния (рис. 89) выстраиваются на одной линии XX' и

совпадают с фулькрумом пронации-супинации, ко-

торый проходит через головки локтевой и лучевой

костей. Для лучшего понимания представим дверь

(рис. 90). Она не может легко открываться, если ее

шарниры (петли) не расположены на одной ровной

линии а. Если в случае ошибки оси двери 1 и 2 не

совпадают по вертикали Ь, то для открывания дверь

нужно разрезать поперек; тогда каждый шарнир бу-

дет работать независимо. Так и при переломе одной

из костей предплечья, когда центры суставов не со-

вмещаются по вертикали, наступает затруднение при

пронации-супинации.

Когда лучевая кость поворачивается вокруг сво-

ей оси XX' по отношению к локтевой (рис. 89), ее

путь соответствует поверхности сегмента конуса С

с вогнутостью кзади, основание которого находится

внизу, а вершина - на уровне локтевого сустава.

Предположим, что головка локтевой кости остает-

ся неподвижной и пронация-супинация происходит

за счет ротации дистального конца лучевой кости

вокруг оси нижнего лучелоктевого сустава, кото-

рая идентична оси верхнего лучелоктевого сустава.

В этой уникальной ситуации ось пронации-супинации

совпадает с фулькрумом пронации-супинации.

Если пронация-супинация осуществляется вокруг

оси, проходящей через большой палец кисти, то лу-

чевая кость ротируется по обе стороны шиловидно-

го отростка локтевой кости (рис. 91) вокруг оси, не

совпадающей с фулькрумом пронации-супинации.

В результате этого нижний конец локтевой кости

сначала описывает полукруг книзу и кнаружи, а за-

тем - кверху и кнаружи, оставаясь параллельным

самому себе. Вертикальный компонент этого пере-

мещения можно легко объяснить одновременным

разгибанием, а затем сгибанием в локтевом суста-

ве. Ранее считали, что его латеральный компонент

обусловлен одновременным боковым движением в

локтевом суставе, но вряд ли движение такой ам-

плитуды (почти две ширины лучезапястного суста-

ва) возможно в столь напряженном суставе, как пле-

челоктевой. М.К. Джбей предложил механически

более обоснованную и логичную гипотезу. В соот-

ветствии с ней одновременно происходит наруж-

ная ротация плечевой кости по отношению к ее

продольной оси, что приводит к наружному сме-

щению головки локтевой кости (рис. 92), а лучевая

кость вращается вокруг собственной оси (рис. 93)

и вокруг центра вращения. Подобную теорию, пред-

полагающую наружное вращение в плечевом поясе,

можно подтвердить регистрацией потенциалов ак-

тивности мышцах-ротаторах плеча при пронации-

супинации.

Следует отметить, что изменение направления лу-

чевой кости вызывает наклон (рис. 95) оси верхней

конечности кнутри (красная стрелка). В то время

как физиологическая кривизна оси локтевого су-

става (рис. 96) направлена книзу и кнутри, а шар-

нир проносупинации приводит к вытягиванию. Так

пронация лучевой кости направляет ось руки точно

продольно.

Эту гипотезу можно будет подтвердить только тог-

да, когда рентгенологически и электромиографиче-

ски будет убедительно показана подобная наружная

ротация в объеме от 5 до 20°. Если она получит

экспериментальное подтверждение, то ее можно

будет применять только к пронации-супинации при

136

согнутом под прямым углом локтевом суставе, ког-

да амплитуда ротационных движений максимальна

(супинация 90°, пронация 80-85°). Когда локтевой

сустав полностью разогнут, локтевая кость фик-

сируется локтевым отростком, плотно сидящим

в своей ямке, и если иммобилизировать локтевой

сустав, никакой пронации, как понятно, не будет, а

на супинации это не скажется. Такая утрата прона-

ции компенсируется внутренней ротацией плечевой

кости. Таким образом, при разгибании локтевого су-

става имеется «переходная точка», в которой содру-

жественная ротация плеча отсутствует.

Пронация также уменьшается до 45° при сгибании

в локтевом суставе. Затем плечевая кость может

просто поворачиваться вокруг ее длинной оси, и

латеральное смещение головки локтевой кости

можно объяснить латеральным движением в лок-

тевом суставе.

В двух крайних вариантах пронации-супинации ось

этих движений проходит через локтевой или лучевой

конец в области лучезапястного сустава. При обыч-

ном движении пронации-супинации, центрирован-

ном на динамическом хватательном комплексе

(рис. 97), ось занимает промежуточное положение

и проходит через нижний конец луча вблизи лок-

тевой вырезки (рис. 98). Лучевая кость поворачи-

вается вокруг своей оси почти на 180°, а локтевая

перемещается без ротации по дуге того же круга,

это перемещение состоит отчасти из экстензионного

компонента ext и отчасти из компонента бокового

движения lat. Центр головки локтевой кости пере-

мещается из точки О в точку О', создавая дугу ОО'.

Ось пронации-супинации ZZ', которую трудно обо-

значить в пространстве, не совпадает с фулькру-

мом пронации-супинации (рис. 99). Последний,

будучи сдвинутым с оси X и У головкой локтевой

кости, описывает сегмент конуса с вогнутостью

кпереди.

Итак, существует серия пронаций-супинаций,

чаще всего это движение осуществляется вокруг

оси, проходящей через лучевую кость, по отноше-

нию к которой «ротируются» обе кости предплечья.

Ось пронации-супинации, обычно отличающаяся от

фулькрума пронации-супинации, вариабельна, спо-

собна к адаптации, и ее положение в пространстве

нельзя описать физически.

Это не означает, что такой оси не существует. Точно

так же можно сказать, что не существует и оси вра-

щения земного шара. Исходя из того, что пронация-

супинация - это ротационное движение, можно пред-

положить с определенной степенью уверенности,

что данная ось существует в реальности, хотя ее не

удается определить физически. Она редко совпадает

с фулькрумом пронации-супинации, и ее положение

по отношению к костям зависит от типа и стадии вы-

полняемой пронации-супинации.

138

Лучелоктевые суставы соконгруэнтны

Функциональная взаимосвязь лучелоктевых суста-

вов зависит также от конгруэнтности их суставных

поверхностей. Это означает, что положение макси-

мальной стабильности в обоих суставах достигает-

ся при одной и той же степени пронации-супинации

(рис. 100).

Иначе говоря, если головка локтевой кости (рис.

101) своей максимальной высотой h находится в

контакте с локтевой вырезкой лучевой кости, то

головка лучевой кости (рис. 102) тоже контакти-

рует своей максимально высокой поверхностью i с

лучевой вырезкой локтевой кости. Плоскости сим-

метрии (рис. 100) локтевой вырезки лучевой кости

s и головки луча t, проходя через наивысшие точ-

ки на их периферических поверхностях, образуют

угол, открытый кнутри и кпереди. Угол поворота

лучевой кости равен углу поворота локтевой при

измерении через головку локтевой кости и лучевую

вырезку.

Этот угол имеет индивидуальные вариации, что

можно видеть, глядя на нижний конец локтевой

кости вдоль ее продольной оси. Таким образом, в

зависимости от положения шиловидного отрост-

ка локтевой кости и самой высокой точки на ее

периферической поверхности можно выделить три

типа.

В промежуточном положении (рис. 103) конгруэнт-

ность идеальна, если два угла поворота идентичны.

Головка локтевой кости соприкасается с локтевой

вырезкой лучевой кости своей наиболее широкой

частью так же, как и головка лучевой кости с луче-

вой вырезкой локтевой кости. Но если углы поворо-

та этих двух костей не одинаковы, то при пронации

возможны сбои в движении.

Ускорение пронации (рис. 104) происходит, если го-

ловка лучевой кости контактирует с вырезкой своей

меньшей частью.

Запаздывание супинации (рис. 105) объясняется так-

же контактом неподходящей части головки лучевой

кости.

Для каждого из этих типов существует угол торсии

локтевой кости, который тем больше, чем «раньше»

начинается пронация. Но во всех этих случаях угол

торсии локтевой кости и равен углу торсии луча г,

чем и обеспечивается соконгруэнтность обоих луче-

локтевых суставов.

Основательное статистическое исследование, без

сомнения, поможет определить полный спектр этих

вариаций.

140

Мышцы пронаторы и супинаторы

Чтобы понять характер действия этих мышц, нужно

проанализировать форму лучевой кости с механи-

ческой точки зрения (рис. 106). Лучевая кость пред-

ставлена тремя сегментами, которые придают ей не-

которое сходство с коленчатым рычагом т:

1) шейка (верхний сегмент, идущий косо книзу и

кнутри) соединяется с промежуточным сегмен-

том (верхняя половина диафиза, идущая наклон-

но книзу и кнаружи) под тупым углом, образуя

«супинационный коленчатый изгиб» лучевой

кости. Этот изгиб находится на уровне бугристо-

сти лучевой кости (стрелка 1), где прикрепляется

двуглавая мышца плеча;

2) промежуточный сегмент соединяется с нижним

сегментом (идущим наклонно книзу и кнутри)

под тупым углом, образуя «пронационный ко-

ленчатый изгиб» лучевой кости (стрелка 2). Он

расположен на уровне прикрепления круглого

пронатора 3.

Обратите внимание на то, что этот «коленчатый ры-

чаг» m наклонен под углом по отношению к продоль-

ной оси XX' (на маленькой схеме), которая является

и осью ротации. Поэтому данная ось проходит через

оба конца плеч коленчатого рычага, но не через сами

плечи. Таким образом, вершины двух «коленчатых

изгибов» лежат по обе стороны от этой оси.

Ось XX является общей для обоих лучелоктевых

суставов, эта общая ось важна для ротационных

движений при условии отсутствия перелома одной

или обеих костей предплечья.

Привести «коленчатый рычаг» в движение можно

двумя механизмами (рис. 107):

1) «раскрутить» трос, намотанный на одно из плеч

рычага (стрелка 1);

2) потянуть на вершину одного из коленчатых из-

гибов (стрелка 2).

Эти механизмы лежат в основе работы мышц ро-

таторов. Ротаторов всего четыре, они образуют

две группы по две мышцы в каждой. Для каждого из

этих механизмов имеются:

- короткая и плоская мышца, действующая через

«раскручивание» (стрелка 1), длинная мышца, при-

крепляющаяся к вершине «коленчатого изгиба»

(стрелка 2).

Функция супинации (рис. 108, вид спереди; рис.

111 и 112: правая сторона, вид нижнего фрагмента

сверху) обеспечивается следующими мышцами:

1) коротким супинатором 1, закрученным вокруг

шейки луча и реализующим эффект «раскручи-

вания» (рис. 110);

2) двуглавой мышцей плеча 2, прикрепляющейся

к вершине «супинационного коленчатого изги-

ба», т.е. к бугристости лучевой кости (рис. 111),

осуществляющей тягу и достигающей макси-

мальной эффективности при согнутом под углом

90° локтевом суставе. Это самая мощная из всех

мышц ротаторов, поэтому мы работаем отверт-

кой, супинируя предплечье при согнутом локте-

вом суставе.

Функция пронации (рис. 109, 110) обеспечивается

следующими мышцами:

1) квадратным пронатором 4, закрученным вокруг

дистального конца локтевой кости, при его «рас-

кручивании» лучевая кость движется вокруг лок-

тевой (рис. 109);

2) круглым пронатором 3, прикрепляющимся к

вершине «пронационного коленчатого изгиба»

лучевой кости и действующим посредством тяги;

но действие этой мышцы слабое, особенно если

локтевой сустав разогнут.

Мышцы-пронаторы слабее супинаторов, поэтому,

чтобы вывинтить застрявший винт, приходится уве-

личивать силу пронации за счет одновременного от-

ведения руки в плечевом суставе.

Плечелучевая мышца - это не супинатор, а сгиба-

тель предплечья. Она может осуществлять супи-

нацию только из положения полной пронации до

нулевой ротации. Как это ни парадоксально, она

работает как пронатор из положения полной супи-

нации до положения нулевой ротации.

Пронаторы иннервируются только одним нервом -

срединным, а супинаторы - двумя нервами: луче-

вым и мышечно-кожным (последний иннервирует

двуглавую мышцу плеча).

142

Почему предплечье состоит

из двух костей?

У всех земных позвоночных скелет предплечья, как

и голени, состоит из двух костей. Это очевидно, но

совсем не многие анатомии ставили перед собой во-

прос - почему?

Для того чтобы дать этому факту логичное объяс-

нение, произведем аргументацию путем абсурдных

предположений. Представим фантастическую био-

механическую модель предплечья, состоящего из

одной-единственной кости CubRadius.

Чтобы захватывать предметы, рука должна прини-

мать многочисленные положения, что требует от

суставов верхней конечности обладать семью сте-

пенями свободы, ни больше ни меньше! Детально:

три степени свободы плечевого сустава для движе-

ния верхней конечности во всех направления про-

странства, одна степень локтевого сустава, чтобы

приближать или удалять предплечье от плеча, а сле-

довательно, работать и в области рта... и три сте-

пени свободы для запястья, чтобы функционирова-

ла кисть. Логическим решением является энартроз,

сферический сустав, как плечевой, который распо-

лагался бы по краям кости CubRadius... Попробуем

предположить биомеханические последствия такой

структуры.

В первую очередь представим, что сферический

компонент располагается или дистально на запястье

(рис. 113), или проксимально на конце CubRadius.

Доставит ли первое предположение меньше сложно-

стей для построения запястья? В то же время пред-

ставим себе второе...

Неудобство энартроза на этом уровне очевидно:

вращение двух составляющих в маленьком про-

странстве приводит к срезыванию, освобождению

структур, необходимых для работы сустава. Начнем

с сухожилий: схема строения запястья а показыва-

ет эффект укорочения г, возникший из-за полного

вращения дистального сегмента. На срезе сверху b

вращение в направлении с или в направлении d за-

ставляет сухожилие проходить более долгий путь,

откуда возникает укорочение и ненужный эффект

псевдосокращения мышц. Это сложно компенси-

ровать, особенно если при движении из прямого

положения (рис. 116) добавляется латеральная на-

правленность (рис. 117). В этом случае эффект

укорачивания удваивается и возникающие ненуж-

ные движения невозможно компенсировать. Такие

же механические проблемы касаются и построения

сосудов такой конечности (рис. 118). Сосуды тоже

подверглись укорочению из-за разворота, но это

легче компенсируется благодаря их спиралеобраз-

ному расположению. В случае «двух костей» (рис.

119) лучевая кость по всему ходу окружена лучевой

артерией.

144