Материалы SapiensMed не заменяют консультацию врача
Здравствуйте, друзья! В нашем традиционном лонгриде поговорим об опорно-двигательной системе — костях, суставах, связках и мышцах, которые вместе держат тело, защищают внутренние органы и позволяют нам двигаться. Почему кости называют живой тканью? Откуда берётся хруст в суставах? И правда ли, что после пятидесяти укреплять мышцы уже поздно?
Мы разберём, из каких частей состоит эта система, как кость, сустав и мышца работают как единый механизм и какую роль играет нервная система. Расскажем, как меняется скелет от рождения до старости и почему пик костной массы, набранный в молодости, определяет здоровье костей в пожилом возрасте.
Отдельно обсудим самые частые болезни опорно-двигательной системы — боль в спине, остеоартрит, остеопороз, травмы и воспалительные заболевания суставов, а также обследования, профилактику и признаки, при которых нужна срочная помощь. В конце статьи вас ждёт краткое резюме по каждому разделу статьи.
Часть 1. Как устроена опорно-двигательная система
1.1. Пассивная и активная части
Опорно-двигательная система, или опорно-двигательный аппарат, объединяет все структуры, которые обеспечивают опору и движение тела. Анатомы делят её на две части12:
- Пассивная часть — кости и их соединения: суставы, хрящи, связки. Она задаёт форму тела и служит системой рычагов.
- Активная часть — скелетные мышцы с их сухожилиями и фасциями (плотными соединительнотканными оболочками). Сокращаясь, мышцы приводят рычаги в движение.
Деление это условное: кость без мышцы неподвижна, а мышца без кости не может сдвинуть тело с места. Поэтому врачи всё чаще говорят о скелетно-мышечной системе как о едином целом, а болезни этой системы называют скелетно-мышечными5.
1.2. Скелет
Скелет взрослого человека насчитывает около 206 костей. У новорождённого отдельных костных элементов больше, примерно 270–300, но с возрастом многие из них срастаются: так, крестец образуется из пяти позвонков, а тазовая кость — из трёх костей12. Подробнее о строении и жизни кости рассказывает статья Всё, что вы хотели знать о костях.
В скелете выделяют осевой отдел — череп, позвоночник, рёбра и грудину — и добавочный, то есть кости поясов и свободных конечностей. Осевой скелет защищает головной и спинной мозг, сердце и лёгкие, а добавочный отвечает прежде всего за движение и работу рук2. Центральная ось тела — позвоночный столб, о нём подробно — в статье Всё, что вы хотели знать о позвоночнике.
По форме кости делят на длинные (бедренная, плечевая), короткие (кости запястья), плоские (кости свода черепа, лопатка, грудина) и смешанные, или неправильные (позвонки). Форма отражает задачу: длинные кости работают как рычаги, плоские — как щиты1.
1.3. Соединения костей
Кости соединяются между собой тремя основными способами12:
- Непрерывные соединения — с помощью плотной соединительной ткани, хряща или кости. Примеры — швы черепа и хрящевое соединение первого ребра с грудиной. Подвижность у них минимальная или отсутствует.
- Прерывные соединения, или суставы, — между костями есть щель с суставной жидкостью. Это самые подвижные соединения, например плечевой и коленный суставы.
- Полусуставы, или симфизы, — переходная форма с небольшой щелью внутри хряща, как в лобковом симфизе.
Типичный сустав состоит из суставных поверхностей, покрытых гладким гиалиновым хрящом, суставной капсулы и полости с синовиальной жидкостью (вязкой смазкой, которую вырабатывает внутренняя оболочка капсулы). Хрящ лишён сосудов и питается из этой жидкости, поэтому ему нужно движение1. Подробнее — в статье Всё, что вы хотели знать о суставах.
Связки соединяют кость с костью и удерживают сустав от лишних движений, а сухожилия соединяют мышцу с костью и передают ей силу сокращения. Обе структуры построены в основном из плотно уложенного коллагена, поэтому они очень прочны на разрыв, но плохо снабжаются кровью и заживают медленно1. О них рассказывает статья Всё, что вы хотели знать о связках и сухожилиях.
1.4. Скелетные мышцы
В теле человека более 600 скелетных мышц. У взрослого мужчины они составляют около 40% массы тела, у женщины — немного меньше13. Скелетная мышца состоит из длинных многоядерных мышечных волокон, собранных в пучки и одетых в соединительнотканные оболочки, которые переходят в сухожилие.
Скелетные мышцы называют поперечнополосатыми из-за характерной исчерченности волокон под микроскопом и произвольными, потому что ими управляет наша воля. Этим они отличаются от гладких мышц внутренних органов и от сердечной мышцы3. О строении мышц и их типах волокон — в статье Всё, что вы хотели знать о мышцах.
Таблица 1. Из чего состоит опорно-двигательная система
| Компонент | Из чего построен | Главная задача | Частые проблемы |
|---|---|---|---|
| Кости | Минерализованный коллаген, костные клетки, костный мозг | Опора, защита органов, рычаги, запас кальция | Переломы, остеопороз |
| Суставы | Хрящ, капсула, синовиальная жидкость | Подвижное соединение костей | Остеоартрит, артриты, вывихи |
| Связки | Плотные пучки коллагена | Удерживают кости в суставе | Растяжения и разрывы |
| Сухожилия | Плотные пучки коллагена | Передают силу мышцы на кость | Тендинопатии, разрывы |
| Скелетные мышцы | Поперечнополосатые мышечные волокна | Движение, поза, выработка тепла | Саркопения, травмы, судороги |
| Межпозвонковые диски | Студенистое ядро и фиброзное кольцо | Амортизация и гибкость позвоночника | Грыжи, дегенерация |
Часть 2. Как работает опорно-двигательная система
2.1. Функции
Задачи опорно-двигательной системы гораздо шире, чем просто держать тело13:
- Опора — скелет держит вес тела и задаёт его форму.
- Защита — череп, позвоночник, рёбра и таз окружают мозг, сердце, лёгкие и органы малого таза.
- Движение — мышцы, сокращаясь, перемещают кости как рычаги вокруг суставов.
- Кроветворение — в красном костном мозге губчатых костей образуются клетки крови.
- Минеральный обмен — в костях хранится около 99% кальция организма и большая часть фосфора.
- Теплопродукция — работающие мышцы выделяют много тепла, отсюда дрожь на холоде.
- Обмен веществ — мышцы забирают из крови значительную часть глюкозы, а кость выделяет гормоны, влияющие на обмен фосфатов.
Связь скелета и кроветворения подробно разобрана в статье Всё, что вы хотели знать о костном мозге.
2.2. Как рождается движение
Любое произвольное движение начинается в коре головного мозга. Сигнал идёт по нервным путям в спинной мозг, а оттуда по двигательным нервам к мышечным волокнам. В месте контакта нерва и мышцы — нервно-мышечном синапсе — выделяется ацетилхолин, и волокно сокращается3.
Мышца умеет только тянуть, но не толкать. Поэтому мышцы работают парами: например, двуглавая мышца плеча сгибает локоть, а трёхглавая разгибает его. Пока одна сокращается, другая расслабляется, и движение получается плавным13.
Для точности движения мозгу нужна обратная связь. Её дают проприорецепторы — чувствительные датчики в мышцах, сухожилиях и суставах, которые сообщают о длине мышцы, силе натяжения и положении сустава. Благодаря им мы можем коснуться носа с закрытыми глазами3.
2.3. Скелет меняется всю жизнь
Кость — живая ткань, которая постоянно перестраивается: одни клетки разрушают старую кость, другие строят новую. За год у взрослого обновляется примерно десятая часть скелета38. Нагрузка стимулирует строительство кости, а неподвижность, наоборот, быстро приводит к её потере.
Максимальной массы и прочности кости достигают примерно к 25–30 годам — этот уровень называют пиковой костной массой. Затем начинается медленная потеря кости, которая у женщин резко ускоряется в первые годы после менопаузы из-за снижения уровня эстрогенов89.
Мышечная масса также достигает максимума в молодости, а после 40–50 лет постепенно уменьшается. Возрастная потеря мышечной силы и массы, мешающая повседневной жизни, называется саркопенией. Она повышает риск падений, переломов и потери самостоятельности7.
Миф
Кости — неживая опора вроде каркаса здания: если они выросли, с ними уже ничего не происходит.
Факт
Кость — активная ткань с собственными сосудами, нервами и клетками. Она постоянно обновляется, приспосабливается к нагрузке, срастается после переломов и участвует в обмене кальция и фосфора. Поэтому на её прочность можно влиять в любом возрасте — физической активностью, питанием и лечением.
Во время беременности опорно-двигательный аппарат приспосабливается к растущему животу и действию гормонов, расслабляющих связки таза. Об этом подробнее — в статье «Опорно-двигательный аппарат во время беременности».
Часть 3. Частые болезни опорно-двигательной системы
3.1. Насколько это распространено
По оценкам ВОЗ (Всемирной организации здравоохранения), скелетно-мышечными заболеваниями страдают около 1,7 миллиарда человек в мире. Это главная причина потребности в реабилитации, а боль в нижней части спины — ведущая причина инвалидности во многих странах45.
К этой группе относят более 150 состояний: от растяжения связки до системных воспалительных болезней. Самые распространённые — боль в спине, остеоартрит, переломы, остеопороз, боль в шее и ревматоидный артрит5.
3.2. Боль в спине
Боль в спине хотя бы раз в жизни испытывает большинство людей. В подавляющем числе случаев её называют неспецифической: она связана с мышцами, связками и суставами позвоночника, а не с опасной болезнью, и обычно проходит за несколько недель13.
Лишь у небольшой доли пациентов причиной оказываются перелом, инфекция, опухоль или сдавление нервных корешков. Врач ищет такие причины по «красным флагам» — настораживающим признакам, о которых пойдёт речь ниже13.
3.3. Остеоартрит
Остеоартрит, в русскоязычной традиции также остеоартроз, — болезнь всего сустава, при которой истончается хрящ, разрастаются костные края, воспаляется оболочка и слабеют окружающие мышцы. Чаще всего страдают коленные, тазобедренные суставы и мелкие суставы кистей10.
Типичны боль при нагрузке, которая стихает в покое, недолгая утренняя скованность — обычно до 30 минут — и постепенное ограничение движений. Главные факторы риска — возраст, лишний вес, прошлые травмы суставов и наследственность10.
Миф
Хруст в суставах — признак отложения солей или начинающегося артроза.
Факт
Безболезненный хруст при движении чаще всего возникает из-за лопающихся пузырьков газа в суставной жидкости или скольжения сухожилия по кости. Он встречается у здоровых людей и сам по себе не вредит суставу. Насторожить должен хруст вместе с болью, отёком или ограничением движения.
3.4. Остеопороз и переломы
Остеопороз — болезнь, при которой кости теряют массу и прочность и начинают ломаться при незначительной травме, например при падении с высоты своего роста. Опаснее всего переломы шейки бедра и позвонков. Долгое время остеопороз ничем не проявляется, и первым признаком становится перелом89.
Главные факторы риска — женский пол и менопауза, возраст, низкая масса тела, переломы у родителей, курение, алкоголь и длительный приём глюкокортикоидов. Как защитить кости в этот период, рассказывает статья «Профилактика и лечение остеопороза при климаксе».
3.5. Воспалительные болезни суставов
Ревматоидный артрит — аутоиммунная болезнь, при которой иммунная система атакует оболочку суставов. Чаще поражаются мелкие суставы кистей и стоп с двух сторон, характерна утренняя скованность дольше часа. Без лечения суставы разрушаются, но современная терапия позволяет у многих добиться ремиссии1112.
К воспалительным болезням относят также подагру, при которой в суставе откладываются кристаллы мочевой кислоты, псориатический артрит и аксиальный спондилоартрит, поражающий позвоночник. Ранняя диагностика здесь особенно важна: окно для эффективного лечения ограничено12.
3.6. Травмы и гипермобильность
Травмы опорно-двигательного аппарата включают ушибы, растяжения и разрывы связок, вывихи и переломы. Отличить растяжение от перелома на глаз не всегда возможно, поэтому при выраженной боли, отёке и невозможности нагрузить конечность нужна рентгенография14.
У части людей суставы от природы подвижнее обычного — это гипермобильность. Чаще всего она безобидна, но иногда сочетается с болями и вывихами. Подробнее — в статье «Гипермобильность суставов у подростка 12–18 лет: норма или риск».
Часть 4. Как обследуют опорно-двигательную систему
4.1. Осмотр и лабораторные анализы
Обследование начинается с расспроса и осмотра: врач оценивает осанку, походку, форму и объём движений суставов, силу мышц, ищет отёк, покраснение и болезненные точки. Часто уже на этом этапе понятно, механическая боль или воспалительная1213.
Анализы крови помогают выявить воспаление (С-реактивный белок, скорость оседания эритроцитов), аутоиммунные болезни (ревматоидный фактор, антитела к циклическому цитруллинированному пептиду), подагру (мочевая кислота) и нарушения минерального обмена (кальций, фосфор, витамин D)912.
4.2. Методы визуализации
- Рентгенография — основной метод при подозрении на перелом и для оценки сужения суставной щели при остеоартрите.
- Ультразвуковое исследование — показывает выпот в суставе, воспаление оболочки, повреждения сухожилий и связок.
- Магнитно-резонансная томография — лучше всего видит мягкие ткани: хрящ, мениски, связки, межпозвонковые диски, нервы и костный мозг.
- Компьютерная томография — детально показывает сложные переломы и костные структуры.
- Двухэнергетическая рентгеновская денситометрия — измеряет минеральную плотность кости и нужна для диагностики остеопороза.
Визуализацию назначают по показаниям, а не «на всякий случай». Возрастные изменения на снимках находят у большинства людей, в том числе без всяких жалоб, и сами по себе они не объясняют боль13.
Часть 5. Как сохранить опорно-двигательную систему здоровой
5.1. Движение — главная профилактика
ВОЗ рекомендует взрослым 150–300 минут умеренной аэробной нагрузки в неделю, например быстрой ходьбы, или 75–150 минут интенсивной. Кроме того, не реже двух раз в неделю нужны упражнения на укрепление всех основных групп мышц6.
Людям старше 65 лет дополнительно советуют упражнения на равновесие и силу не менее трёх дней в неделю — они снижают риск падений. Важно и меньше сидеть: долгие часы без движения вредят мышцам, костям и обмену веществ6.
Миф
После 50–60 лет мышцы неизбежно слабеют, и тренироваться уже поздно.
Факт
Силовые упражнения увеличивают силу и массу мышц в любом возрасте, в том числе у людей старше 80 лет. Именно тренировки с отягощением — основа профилактики и лечения саркопении. Начинать лучше с небольших нагрузок под контролем специалиста.
5.2. Питание, вес и привычки
Для костей важны достаточное потребление кальция с пищей (молочные продукты, рыба, зелень, бобовые), витамин D и белок. Белок нужен и мышцам: при его нехватке саркопения развивается быстрее79.
Лишний вес увеличивает нагрузку на коленные и тазобедренные суставы и ускоряет остеоартрит, а снижение веса уменьшает боль. Курение и злоупотребление алкоголем ослабляют кости и замедляют сращение переломов910.
Перелом после небольшой травмы — например, при падении с высоты своего роста — у человека старше 50 лет почти всегда означает хрупкость костей. Такой перелом нужно не только вылечить, но и обязательно обсудить с врачом обследование на остеопороз: после первого перелома риск следующего резко возрастает.
5.3. Пошаговый план для здоровья костей, суставов и мышц
01
Двигайтесь не менее 150 минут в неделю в умеренном темпе.
02
Делайте силовые упражнения на все крупные группы мышц хотя бы дважды в неделю.
03
После 65 лет добавьте упражнения на равновесие, например стояние на одной ноге у опоры.
04
Каждые 30–60 минут сидячей работы вставайте и немного двигайтесь.
05
Включайте в рацион продукты, богатые кальцием и белком.
06
Поддерживайте здоровый вес, чтобы уменьшить нагрузку на суставы.
07
Откажитесь от курения и ограничьте алкоголь.
08
Уберите дома скользкие коврики и провода, чтобы не упасть.
09
После перелома от небольшой травмы обсудите с врачом денситометрию.
10
При боли в суставах дольше нескольких недель обратитесь к терапевту или ревматологу.
Когда срочно нужно к врачу
Вызывайте скорую помощь или срочно обращайтесь к врачу, если появились:
Краткое резюме
Опорно-двигательная система состоит из пассивной части — костей, суставов, связок — и активной части — скелетных мышц с сухожилиями. Скелет взрослого насчитывает около 206 костей, а мышц в теле более 600. Кости соединяются швами, хрящами и суставами, связки удерживают кости в суставе, а сухожилия передают силу мышцы.
Система не только держит тело и двигает его. Она защищает внутренние органы, хранит около 99% кальция организма, производит клетки крови в красном костном мозге, вырабатывает тепло и участвует в обмене веществ. Движение рождается в мозге, а точность ему обеспечивают датчики положения в мышцах и суставах. Мышцы работают парами, потому что умеют только тянуть.
Кость — живая ткань, которая постоянно обновляется. Пиковую костную массу человек набирает к 25–30 годам, а после 40–50 лет начинается потеря кости и мышц. Хруст в суставах без боли обычно безобиден.
Скелетно-мышечными болезнями страдают около 1,7 миллиарда человек, а боль в нижней части спины — ведущая причина инвалидности. Самые частые проблемы — неспецифическая боль в спине, остеоартрит, остеопороз с переломами, травмы и воспалительные болезни суставов. Обследование начинают с осмотра и анализов, а снимки назначают по показаниям.
Лучшая профилактика — 150–300 минут умеренной активности в неделю, силовые упражнения дважды в неделю, упражнения на равновесие в пожилом возрасте, достаточное потребление кальция и белка, нормальный вес и отказ от курения. Срочная помощь нужна при деформации после травмы, онемении в промежности с нарушением мочеиспускания и горячем отёкшем суставе с температурой.
Источники
- Standring S. Gray’s Anatomy: The Anatomical Basis of Clinical Practice. 42nd edition. Elsevier. Великобритания, 2020.
- Гайворонский И. В. Нормальная анатомия человека. Учебник в 2 томах. 10-е издание. СпецЛит. Россия, 2020.
- Hall J. E., Hall M. E. Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology. 14th edition. Elsevier. США, 2020.
- Cieza A., Causey K., Kamenov K. et al. Global estimates of the need for rehabilitation based on the Global Burden of Disease study 2019: a systematic analysis for the Global Burden of Disease Study 2019. The Lancet. Великобритания, 2020.
- Musculoskeletal health. Информационный бюллетень. Всемирная организация здравоохранения. Швейцария, 2022.
- Bull F. C., Al-Ansari S. S., Biddle S. et al. World Health Organization 2020 guidelines on physical activity and sedentary behaviour. British Journal of Sports Medicine. Великобритания, 2020.
- Cruz-Jentoft A. J., Bahat G., Bauer J. et al. Sarcopenia: revised European consensus on definition and diagnosis. Age and Ageing. Великобритания, 2019.
- Kanis J. A., Cooper C., Rizzoli R., Reginster J.-Y. European guidance for the diagnosis and management of osteoporosis in postmenopausal women. Osteoporosis International. Великобритания, 2019.
- Остеопороз. Клинические рекомендации. Российская ассоциация эндокринологов, Российская ассоциация по остеопорозу. Министерство здравоохранения Российской Федерации. Россия, 2021.
- Hunter D. J., Bierma-Zeinstra S. Osteoarthritis. The Lancet. Великобритания, 2019.
- Smolen J. S., Aletaha D., McInnes I. B. Rheumatoid arthritis. The Lancet. Великобритания, 2016.
- Российские клинические рекомендации. Ревматология. Под редакцией Е. Л. Насонова. ГЭОТАР-Медиа. Россия, 2017.
- Hartvigsen J., Hancock M. J., Kongsted A. et al. What low back pain is and why we need to pay attention. The Lancet. Великобритания, 2018.
- Травматология. Национальное руководство. Под редакцией Г. П. Котельникова, С. П. Миронова. 3-е издание. ГЭОТАР-Медиа. Россия, 2018.
Материал носит информационно-просветительский характер и не заменяет очной консультации врача. Диагноз и лечение определяет только врач.
Автор:
